基本信息
- 项目名称：
- 十字绣机器人
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 十字绣机器人是专门针对十字绣这类双面绣法工艺而研究的类人手机器人，是采用双头针，双綉臂，无底线的绣制工艺，其技术特点是采用首创的带张紧装置的双綉臂结构上下刺绣的方法，使用双头单针，无底线的纺织技术，在工艺上做到上綉臂将针带线完全穿过布面；下綉臂接住针，将针带线完全拉出布面，然后张紧，进行绣制工作。为纺织行业填补了一项空白。
- 详细介绍：
- 针对目前十字绣行业规模不断扩大，整体产业形势不断上升的状况，如果能够将十字绣产品机械化生产，必然会带来非常可观的经济效益。 但是由于十字绣采用十字交叉针法为主，是一种典型的双面绣制方法。即用专用的绣线和十字格布，利用经纬交织的搭十字的方法，对照专用的坐标图案进行刺绣。所以将十字绣产品进行机械化生产一直是国内外研究的难点。 由于十字绣本身绣制方法的限制，十字绣机械不能采用传统的缝纫机械的方法来完成作品的绣制。因此想要将十字绣产品机械化生产必须要突破传统绣花机的设计思路。 我们突破传统的设计方案，融合了科学化和实用化的设计理念，发明了十字绣机器人。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 设计目的： 十字绣是一种双面绣，由于其本身绣制方法的限制，十字绣机械不能采用传统的普通电脑绣花的方法来完成作品的绣制。因此想要将十字绣产品机械化生产必须要突破传统绣花机的设计思路。如果发明一种机器人，能够让它代替人来完成十字绣的绣制工作，那么必然会得到市场的认可，创造一个全新的市场。 基本思路： 十字绣机器人在设计思路主要采用了支撑结构、工作台、机械绣臂、绣线张紧、换线、软件设计等协同工作，相互配合。十字绣机器人可以完成十字交叉针法的绣制。即用专用的绣线和十字格布，利用经纬交织的搭十字的方法，由机械绣臂对照十字绣绣布的图案进行刺绣。 创新点： 1、首次实现了用机器代替人来绣制十字绣。 2、首次采用双头针，双绣臂的结构。 3、模拟人手进行绣制工作。 4、有效的解决了十字绣绣制方法的限制。 技术关键： 1、上下两个机械绣臂必须保持Z轴轴心相互平行并垂直于地面。 2、上紧针装置和下紧针装置必须保持Z轴轴心在同一直线上。 3、必须要保证底面绣线图案的规整性和美观性。 主要技术指标： 1、可以绣制的作品最大尺寸为：长度80CM、宽度60CM。 2、可添加最多18种颜色的绣线。 3、可以有6种绣制方法供客户选择。 4、最快可以达到10秒/点。 5、十字绣机器人绣制精度为：0.18CM。
科学性、先进性
- 科学性： 1、与手工绣制工艺相比。在保持了传统手工绣制工艺能够绣制双面绣的基础上，十字绣机器人还增加了6种绣制方法。在保持了绣品具备双面绣的观赏效果的基础上，十字绣机器人可以达到0.18CM的绣制精度。 2、与普通电脑绣花技术相比。在保持了普通电脑绣花技术能够快速绣制精美的单面图案的基础上，十字绣机器人还可以绣制双面图案。在保持了普通电脑绣花技术具备快速准确绣制绣品的基础上，十字绣机器人可以达到精确定位到每个像素点。 先进性： 1、促使十字绣行业从手工作坊式走向工业化大生产。 2、为未来双面绣绣制技术的发展提供了一个非常重要的参考方向。 3、实现了双面绣法，是国外和国内的首创。 4、为新型纺织产业的革新提供了科技改革的动力。 5、为整体产业革新和技术推广提供了一个参考的典范。
获奖情况及鉴定结果
- 在湖北省第八届“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛中获得一等奖。
作品所处阶段
- 生产阶段
技术转让方式
- 专利权转让、专利申请权转让、专利实施许可
作品可展示的形式
- 实物、产品，图纸，现场演示，图片，录像，样品
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 技术特点和优势： 实现了双面绣制方法更加多样，绣制图案种类更加丰富，效率更高。可以使十字绣走向工业化。可以为十字绣企业实现生产方式的转变、提高生产效率，改进生产工艺提供技术创新。 适用范围： 十字绣机器人可以适用于家庭自用、个人产品定制、工厂批量生产等领域。 推广前景： 为电脑绣花技术提供了一项革命性的进步，将手工作坊式的手工十字绣推向了机械化大工业生产的阶段。 市场分析： 十字绣机器人的推出将给整个电脑绣花机产业带来革命性的影响，将完全改变目前的生产格局。 经济效益预测： 十字绣成品价格在3000-5000元每平米，材料价格在10-20元每平米。十字绣机器人所占市场份额，将从0%在3年以内升到60%以上，十字绣机器人这个产品本身的价值将达到10亿元人民币。
同类课题研究水平概述
- 十字绣，顾名思义，即是用专用的绣线和十字格布，利用经纬交织的搭十字的方法，对照专用的坐标图案进行刺绣。在十字绣专用机械这个领域内，目前国内外的研究水平均处于初步研究阶段。 1、国内研究情况 为了解决传统绣花技术绣制速度慢，花费时间长等问题。为了提高绣制效率，经过近百年的现代机械制造业的发展与改进，制造出新型多功能的刺绣机器,取代了一些传统的手绣工艺。他们在绣制过程中主要还是要依靠底线。而且绣制的图案，虽然在正面具备一定的观赏效果，但是由于背面有底线的原因，在背面显得杂乱无章，不具备双面绣的观赏效果。对于十字绣这种特殊的双面绣绣制工艺要求，根本不能满足绣制的需要。 2、国外研究情况 当前国外在十字绣方面的研究也紧限于手工爱好者的对十字绣绣法上的发掘，以及在艺术层面上对十字绣的表现形式的改进。 国外在十字绣的图案设计方面走在了十字绣图案设计的前端，国外的十字绣图案设计起来更加便捷。目前,十字绣的图案已形成了许多系列,如家居系列、卡通系列等。十字绣产品,也已做到传统工艺与现代理念结合,时尚与实用结合。 3、同类产品对比 十字绣机器人与目前应用普遍的绣花机有着本质的区别，目前国内外的绣花机普遍采用单头针，单綉臂，有底线的工艺。其绣制的产品从正面上来看可以达到美观的观赏效果，但是其从背面来看底线杂乱无章，不具备观赏效果。 而十字绣机器人是采用双头针，双綉臂，无底线的工艺。绣制的产品从正面上来看与传统的手工十字绣产品没有任何区别。从背面来看有很规则的网格状图案，线条清楚明晰，与正面效果一样可以达到美观的观赏效果。 4、小结 纵观国内外的研究现状我们可以看到：国内主要偏重于现实方法的设计，国外主要偏重于图案创新的设计。但是总体来说对十字绣特种机器人的研制均没有现成的方案或者技术。 因此十字绣机器人的成功研制实现了在十字绣这个新兴产业里的技术突破，及时填补了国际国内在十字绣特种机器人的空白。
