用于缝制车辆内装部件的装置技术领域
本发明涉及用于缝制材料部段的装置。具体地说，本发明涉及用于缝
制车辆内装部件的装置。
背景技术
目前，在机动车内部所见的大部分缝线针脚属于功能性，其中，两片
或更多片材料(皮革、乙烯树脂、热塑性聚烯烃、布料等)从模版裁剪下并
缝合在一起(裁缝)，之后将其包裹在诸如座垫、头枕、扶手、控制台盖、
仪表盘底材等部件的周围。这种功能性针脚是高度人力密集型的并且通常
在中低档车辆上仅能在必需部位来使用。出于成本考虑，诸如仪表盘固定
结构和门板的装饰性部件上的功能性针脚通常仅限于较高档次的车辆上。
近些年，机动车原始设备制造商(OEMs)有兴趣将“缝合”的外观用于
价格档次范围更广的更多车辆上。在一些场合已经使用模拟的非功能性针
脚，但当前想要提供具有对比色的模拟针脚在生产上并不可行。另外，更
多的原始设备制造商被要求在装饰性部件上使用真正的或者“逼真的”缝
线针脚以提供真实的裁缝部件的外观和感觉。
因此，希望在不使用费钱的裁缝技术的情况下在装饰性的车辆饰件上
提供逼真的非功能性的针脚。提供该特征的一个方法是将图案缝制在未成
形的饰材的单层或多层结构上并且将已缝的饰片包裹于预成型的/预切割
的底材。然而，由于未成形的饰材仅能够施用于相对平的表面上，因此随
着部件的复杂性和尺寸的增加使这变得不可实施。
另一选择包括将图案缝制在饰材的预成形的单层或多层结构上并且
将已缝的修剪预成型品粘合在预成型的模制底材上。然而，这要求预成型
/缝制的皮层的尺寸和形状几乎完美地符合模制底材。该方法需要拉模中的
所有的表面均具有足够的拔模斜度以在不损伤预成型品的情况下容纳嵌
套。使用该方法的所有侧凹均要求进行自动或手动包边以实现精修。
第三种方法包括将图案缝制在平的或相对平的单层或多层饰材和底
材部件结构上。该方法排除了与上述方法相关的配合和精修问题，但是受
到缝机在具备驱动针穿过部件的饰材和底材的能力的同时达到部件的受
限区域的能力的限制。同样，部件结构或附接所要求的任何后侧特征(肋
部、凸起等)均不能位于针脚路径的正后方/正下方区域。
第四方法包括将图案缝制在预成型的单层或多层饰材及底材部件结
构上。用于执行该方法的装置包括使用链式针脚缝机，其使用位于头部的
上部的锥以刺穿内装部件的饰材和底材。在锥离开其在部件中产生的孔
后，具有钩的针会从机器的下臂穿过该孔以钩住通过线张紧臂保持于适当
位置的线。一旦被钩住，线被拉动穿过该孔并穿过先前的针脚形成的环。
当针向下拉线以通过该孔时，针还会使该部件前进至锥穿透的下一位置。
一旦锥与该部件接合则针再次前进至钩位置使得该部件不会移动，并且一
旦锥离开该部件则针能够迅速移动穿过新形成的孔。
然而，如果需要通过如上设计的针和锥缝制小的平面内半径，那么使
针从该部件移出并且保证与由锥产生的后续的孔形成正确对准存在困难。
因此，可能发生在缝制过程中损伤针或造成部件错位。
因此，尽管现有的用于车辆内部的缝制装置适应其所需的目的，然而
仍存在改进的需求，尤其为了提供能够以具有成本效益的方式形成裁-缝外
观的缝制装置。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了用于缝制内装部件的装置。该装置包
括第一驱动装置和联接至该第一驱动装置的锥杆组件。锥被构造成通过第
一驱动装置从退回位置移动至插入位置。第二驱动装置可操作地联接至第
一驱动装置。提供的针杆组件具有针，该针能够在插入位置与退回位置之
间移动，该针杆组件枢转地联接至第二驱动装置。偏压件联接至针杆组件，
该偏压件被配置成响应于针被移动至退回位置而使针杆组件枢转并且对
准在第二位置。
根据本发明的另一方面，提供用于缝制内装部件的装置。该装置包括
第一驱动装置和联接至该第一驱动装置的锥，该锥的尺寸设置成在内装部
件中形成开口。锥构造成通过外部驱动装置从第一位置移动至第二位置，
该外部驱动装置例如机器人或其它自动输送装置。线张紧臂在邻近锥杆的
位置联接至第一驱动装置。第二驱动装置可操作地联接至第一驱动装置。
提供的针杆组件具有针，该针能够在插入位置与退回位置之间移动，针杆
组件可枢转地联接至第二驱动装置。针杆组件构造成与锥杆组件独立地从
第一位置向第二位置移动。偏压件联接至针杆组件，该偏压件配置成使针
杆组件枢转至与由锥杆在第二位置形成的开口对准，偏压件响应于针杆移
动至退回位置而使针杆组件枢转。
根据本发明的又一方面，提供一种缝制内装部件的方法。该方法包括
通过锥形成第一孔，该锥联接至第一驱动装置。针被插入开口，针联接至
针杆组件，针杆组件可枢转地联接至偏压件。在第一时间，在针杆组件处
于第一孔中时，针杆组件通过外部驱动装置从第一位置移动至第二位置，
该外部驱动装置例如机器人或其他自动输送装置。在第二时间，锥通过外
部驱动装置移动至第二位置，该外部驱动装置例如机器人或其他自动输送
装置，第二时间与第一时间不同。第二孔借助于第一驱动装置由锥形成于
第二位置处。针通过第二驱动装置从第一孔移动至退回位置。当针杆移出
第一孔时，针杆组件通过偏压件枢转从而使针杆与第二孔对准。
这些和其它优点及特征结合附图通过以下说明将显现。
附图说明
本发明的主题尤其在说明书结尾处的权利要求中指出并明确要求保
护。本发明的上述和其它特征和优点将结合附图通过以下详细说明显现，
其中
图1是根据本发明的实施例的缝制装置的侧视图；
图2是以在操作过程中的时间阶段序列示出的图1的缝制装置的视
图；
详细说明作为示例通过参考附图解释了本发明的实施例以及优点和
特征。
具体实施方式
本发明的实施例提供了能够对车辆的内装部件实施具有成本效益且
可靠的缝制针脚的优点。其它的实施例提供了使锥的运动与针的运动相独
立的优点。通过使运动独立，本发明的实施例提供了对小的平面内半径进
行缝制的更进一步优点。本发明的实施例还降低或消除了在缝制操作过程
中车辆内装部件的移动。
现在参考附图，其中，尽量在所有附图中使用相同的附图标记表示类
似的部件，其中示出了车辆(未示出)的内装部件22。在一个实施例中，
车辆的内装部件22是车辆的仪表板的一部分。还示出了用于缝制内装部
件的装置。
内装部件可以是单层或多层结构。在一个实施例中，内装部件至少包
括具有基本上平滑的外表面和与该外表面相反朝向的底侧的外皮层。外皮
层优选地由基本上柔性并且具备美观特征的塑性材料形成。在一个实施例
中，内装部件是车辆内部的装饰元件。
为了提高内装部件的柔软性，在一个实施例中，缓冲支承材料层可以
设置在外皮层下方的区域中。可以设想的是缓冲支承材料可以是许多不同
构造之一，然而泡沫材料、如交联聚丙烯(XLPP)泡沫可能是优选的。
尺寸稳定的塑料或其它合适材料的底材板可以布置在缓冲支承材料的下
方。
根据本发明的一个优选的实施例，缓冲支承材料和底材板一起用于为
外皮层提供支承结构。
可以设想的是，形成缓冲支承材料的泡沫可以被吹入(即聚氨酯)外
皮层和底材之间以形成多层复合结构。还可以设想的是，缓冲材料(XLPP)
可以在初步的包覆操作中附接至外皮层从而形成初步层式复合材料，其可
以在随后被施加在可能用到的底材板上。
另外，内部件或装饰元件可以是单层(仅皮层)、双层(皮层/泡沫)
或三层(皮层/泡沫/底材)之一。因此，可以设想本文公开的装置与任何
上述内装件构造之一一起使用。
参考图1，示出的缝制装置20用于形成内装部件22中的针脚。在一
个实施例中，内装部件22是用于车辆(未示出)的内部饰件。在另一实
施例中，内部饰件是车辆的仪表板。装置20包括壳体53，该壳体53装有
设置在内装部件22的一侧上的针杆组件24和位于内装部件22的相反侧
上的锥杆组件26。锥杆组件26包括可移动的走行足28、锥30和线张紧
臂32。如在下文更详细地描述的，走行足28、锥30和线张紧臂32被联
接至第一驱动装置34。第一驱动装置34构造成在操作期间使走行足28和
锥30沿箭头38示出的一个方向移动。第一驱动装置34还构造成使线张
紧臂32在操作期间在不同位置之间移动以将线缠绕在针上。
针杆组件24包括针40，该针40沿着箭头48示出的方向在插入位置
(图1)和抽出位置(图2，t＝4)之间移动。针杆组件24通过枢轴42联
接至第二驱动装置44。偏压件51联接至针杆组件24从而沿着箭头46示
出的方向绕枢轴42偏压针杆组件。在一个实施例中，偏压件51是绕枢轴
42布置的扭转弹簧。第二驱动装置44使针杆沿箭头48示出的方向移动。
在一个实施例中，针40沿着延伸通过枢轴42的中心的轴线移动。
应该理解的是，第一驱动装置34和第二驱动装置44可以是能够使针
杆组件24和锥杆组件26分别移动的任何适当的装置。在一个实施例中，
第一驱动装置34和第二驱动装置44各包括其上具有偏心凸角的转动轴。
在该实施例中，第一驱动装置34和第二驱动装置44可以通过机构诸如带
52联接，该机构例如通过共同的驱动装置、如电动马达(未示出)驱动。
在另一实施例中，第一驱动装置34和第二驱动装置44可以各具有对各自
部件进行驱动的单独的运动装置(如电动马达)。在该实施例中，第一驱
动装置34和第二驱动装置44可以联接通信从而允许针杆组件24和第二
组件26的部件之间的运动的同步和协调。也可想到的是，针杆组件和锥
杆组件26的部件相对于内装部件22各自移动并且彼此独立移动，同时保
持如下文详细讨论的同步和协调。
在一个实施例中，第一驱动装置34和第二驱动装置44被装在缝制装
置20的壳体53内并且通过如上所述的共同的电动马达驱动。缝制装置20
可以被附接于外部机器人驱动装置55或者其它自动的输送装置，例如具
有六个自由度的关节杆。应理解的是，使用机器人装置能够将具有针杆组
件24和锥杆组件26的缝制装置相对于内装部件22放置于期望的位置和
取向。在一个实施例中，使用机器人手臂提供了如下优点，即，允许缝制
装置20在平面内的半径上移动，其中，当针40仍然与内装部件22接合
时，缝制装置20的角度被改变以将锥30设置成正交于内装部件22的表
面并且不使针40移位。
参考图2，示出了缝制装置20的一系列时间阶段的操作。过程在t＝1
时开始，其中针40与内装部件22在第一位置接合。缝制装置20沿箭头
54示出的方向向第二位置移动。由于针40仍处于接合状态，因此针杆组
件24沿箭头56示出的方向绕枢轴42转动。线张紧臂32沿箭头58示出
的方向移动以将线(未示出)缠绕在针40上。
在t＝2时，锥30沿箭头60示出的方向从缩回位置朝向内装部件22
的表面移动。走行足28沿箭头60示出的方向向第二位置移动，从而在锥
穿透前使走行足28抵靠至内装部件22的表面。针40还从伸出位置开始
向退出位置移动。应理解的是当针40移动时，来自线张紧臂的缠绕的线
由针40带动。
在t＝3时，锥30在第二位置处刺穿内装部件22以在内装部件22中形
成开口，该开口的尺寸能够接收针40。在该阶段，针40通过沿箭头62示
出的方向移动从而离开内装部件22的位于第一位置的开口。当针40退出
时，来自之前针脚的线中的环被穿过。针40从内装部件22退出能够使针
杆组件24在来自偏压件45的力的作用下沿箭头64示出的方向转动。针
杆组件24的转动使针40与由锥30在内装部件22的第二位置形成的开口
对准。线张紧臂32也沿箭头66示出的方向运动。
从针40处于退出位置开始，在t＝4时，针40开始沿箭头68向内装部
件在第二位置的开口运动。类似地，锥30沿箭头70示出的方向向缩回位
置移动。线张紧臂32继续沿箭头66示出的方向移动。
在该顺序的最后的阶段，在t＝5时，针40延伸通过内装部件在第二位
置的开口以处于完全伸出(上止点)位置。在该阶段，线张紧臂32向越
过针40或针之前的位置移动。走行足28沿箭头72示出的方向移动离开
内装部件22。锥30也完成沿箭头72示出的方向的运动以处于完全缩回(上
止点)位置。
然后重复这些阶段(t＝1至t＝5)的顺序，直到在内装部件22中形成
期望的针脚。在操作期间，内装部件22保持处于相对于缝制装置20的固
定位置。应该理解的是尽管希望的阶段顺序是不连续的阶段，然而本发明
不应受此限制。这些阶段可以是在操作中的缝制装置20的连续运动的一
部分。另外，零部件、诸如锥30和针40的运动可以是依次的或同时的。
尽管本发明已经对有限数量的实施例进行了说明，容易理解的是本发
明不限于这些公开的实施例。而是本发明可以被更改成包括没有在本文描
述但是符合本发明的精神和范围的任何数量的变形、改变、替代或等同的
配置方式。另外，尽管已经描述了本发明的多个实施例，应理解的是本发
明的实施例可以包括这些实施例中的其中一部分。因此，本发明不应该被
视为限于上述说明，而是仅受所附的权利要求的范围的限制。