本发明涉及一种一种基于电脑绣花机周线针刺绣参数的计算方法，主要解决刺绣型电子设备结构尺寸制备偏差的刺绣工艺问题，属于刺绣参数计算方法的技术领域。

背景技术

随着科学技术的进步，可穿戴电子发展迅速，目前可穿戴电子设备主要通过涂层、机织、针织、丝网印刷和刺绣等方式引入导电功能材料。其中，导电材料的涂层通过化学方法如电镀，在织物表面沉积导电层，使织物导电；机织或针织型电子设备主要是通过将导电纱线通过机织制造或针织的方式制得；丝网印刷主要是将导电层印刷在织物表面；刺绣主要是通过刺绣的方式，将导电纱线按照一定的平面图案绣到织物上。相比于刺绣方式，导电层涂层对环境造成一定的污染；针织或机织的方式制备不够灵活，结构局限性大；丝网印刷具有工艺较复杂，且使用的导电油墨易脱落。因此，环保、简单、灵活、精确度高，不易脱落的刺绣方式备受关注。

传统的绣花机是用传统的缝纫机换上一个带小圆孔的底板，缝纫机针不停的上下进出，再加上手持用绣框绷紧了的布，根据对应图案来回的动，这种所谓的绣花机，其实仍然是手绣的一种。传统绣花机制作样品复杂繁琐、效率低，直到电子科技把电脑和绣花结合，使得绣花效率飞升。这种绣花机称为电脑绣花机，其高效、简单、灵活、精确度高等优点，使得刺绣技术在可穿戴电子设备制作方面应用广泛。

刺绣工艺制备可穿戴电子设备，如传感器、传输线或天线等，通过绣花软件按照电子设备的设计图形进行设计，然后将导电纱线按照其设计图形绣到织物基材上。目前常用的电脑绣花软件是wilcom绣花软件，按照所需要的电子设备大小及形状设计对应的图案，将其导入到电脑绣花机，使其将导电纱线按照所设计的图案绣到织物上。同种电子结构的图案通过不同的刺绣参数进行制作，如针迹间距、针迹长度及刺绣张力等，则导电纱线的分布有所差异，使得得到的刺绣型电子设备的电学性能不同。因此，刺绣参数的合理设计对刺绣型电子设备的电学性能具有很重要的意义。

通过wilcom绣花软件设计发现，实际得到的下机工艺尺寸与上机设计尺寸之间存在显著差异，这种尺寸差异将影响整个电子设备的性能，如直流、交流或射频等性能。因此，为了解决这种尺寸差异导致的电子结构电学性能差异的问题，则绣花软件设计设置的上机尺寸与得到的下机工艺尺寸关系的建立具有很重要的作用，而上机尺寸设计前与后的计算关系充当一个重要的媒介作用，为更精确设计和确定相关上机尺寸奠定一定的理论基础。

中国专利(cn107558015a)《一种缝纫机及其缝纫机的针距调节机构》所述，这种针距调节机构只需要移动滑块而使连接块上的啮合齿与传动齿轮分开，然后转动连接盘，连接盘上相对于主轴偏心设置的轴套就会拨动转动套及主动连杆一起绕平行于主轴的销轴旋转，从而调整主动连杆的旋转中心相对于主轴的偏心量，进而能够调整主轴至送布牙之间的传动关系；由于主轴的运动是不变的，所以，通过调整主动连杆的旋转中心相对于主轴的偏心量而使得主轴至送布牙之间的传动关系得以调整，进而调整送布牙每次移动的距离，最终得以调整针距。中国专利(cn207047489u)《一种缝纫机的针距调节机构》所述，这种针距调节机构，包括推杆，转轴的一端垂直固连有上摆臂，底座上还通过连接轴转动连接有下摆臂，推杆的上端与上摆臂的自由端相铰接，推杆的下端与下摆臂的自由端相铰接，底座上设有电磁铁，从而能够对针距进行调节，且调节精度较高。这两种针距调节机构主要是通过调整缝纫机对应的机构，进而调整针距，虽然能解决现有针距调节机构精度低的问题，但是随着电脑绣花机的广泛应用，绣花软件充当着调节针迹间距等参数的角色，从软件设计上面调整针迹间距，不仅简单、快速，且进一步提高针距的精确度。然而，通过绣花软件设计的针迹间距及针迹长度，其设计后的针迹间距及针迹长度与设计前有所差异，会影响针距的精确度，从而影响刺绣型电子结构的电学性能。因此，建立绣花软件设置的上机尺寸与得到的上机尺寸的关系，可以从源头上提高针迹间距及针迹长度的精确度，为分析刺绣型电子结构电学性能奠定理论基础。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：通过wilcom绣花软件设计发现，实际得到的下机工艺尺寸与上机设计尺寸之间存在显著差异。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供了一种基于电脑绣花机周线针刺绣参数的计算方法，其特征在于：包括以下步骤：

a)通过刺绣软件设计，设计一个长度为l、宽度为d的传输线，设计的针迹间距为d1，d1≥0.2mm，则得到整个传输线对应的纱线行数n为：

故整个传输线内具有的针迹间距数n1为：

则得到的针迹间距d2为：

b)设计的针迹长度为ls，ls≥0.4mm，则传输线的一行对应的针迹长度的段数m为：

则得到的针迹间距ls′为：

优选地，所述刺绣软件为wilcom绣花软件。

优选地，所述针迹的类型为周线针。

优选地，所述刺绣参数为针迹间距和针迹长度。

相对于现有的技术，本发明具有如下的优点与有益效果：

1)通过wilcom绣花软件设计相应的电子设备图形，输入到电脑绣花机上制作得到可穿戴电子，解决了工艺复杂、结构局限和易脱落的问题；

2)通过基于电脑绣花机周线针刺绣参数的计算方法，可以建立设计的针迹间距与得到的针迹间距之间的关系，提高精确度；

3)通过基于电脑绣花机周线针刺绣参数的计算方法，可以建立设计的针迹长度与得到的针迹长度之间的关系，提高精确度；

4)通过基于电脑绣花机周线针刺绣参数的计算方法，可以计算出一定刺绣型传输线宽度内具有的纱线行数，为可穿戴电子的结构分析提供相关参数；

5)通过基于电脑绣花机周线针刺绣参数的计算方法，可以计算出一行刺绣型传输线长度内具有的纱线段数，为可穿戴电子的结构分析提供相关参数。

附图说明

图1为不同针迹长度的传输线设计图；

图2为不同试样的针迹长度；

图3为不同刺绣传输线电阻。

具体实施方式

为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。

由于制作时纱线的存在，使得设计的针迹间距和针迹长度与设计后得到的结果有所差异，例如，设计一个针迹长度4mm，针迹间距为0.4mm，52mm长和3.2cm宽的传输线，实际上设计得到的针迹长度为3.33mm，针迹间距为0.33mm，即设计得到的尺寸均比设计前的尺寸小。这种设计前后的差异以及实际制作过程中纱线尺寸带来的差异，使得实际得到的下机工艺尺寸与上机设计尺寸之间存在显著差异，这种尺寸差异将影响整个电子设备的性能，如直流、交流或射频等性能。因此，绣花软件设计设置的上机尺寸与得到的下机工艺尺寸关系的建立具有很重要的作用，而上机尺寸设计前与后的计算关系充当一个重要的媒介作用，为更精确设计和确定相关上机尺寸奠定一定的理论基础。本发明提供的一种一种基于电脑绣花机周线针刺绣参数的计算方法，可以精确的计算设计后的针迹长度和针迹间距以及对应图形的纱线结构根数，为精确的设计提供一种方法，且更清楚的了解图形的结构奠定基础，为实现制备性能更精确的刺绣型电子设备提供一种解决方法。

具体而言，本发明提供的方法其刺绣参数主要是基于周线针的针迹间距和针迹长度，包括以下步骤：

a)通过wilcom绣花软件设计，设计一个长度为l、宽度为d的传输线，设计的针迹间距为d1，d1≥0.2mm(针迹的类型为周线针)，则得到整个传输线对应的纱线行数n为：

故整个传输线内具有的针迹间距数n1为：

则得到的针迹间距d2为：

b)设计的针迹长度为ls，ls≥0.4mm，则传输线的一行对应的针迹长度的段数m为：

则得到的针迹间距ls′为：

以下以具体数据来进一步说明本发明：

本实例基于周线针设计一定长度和一定宽度的传输线为例，针迹间距保持不变，设计不同的针迹长度。

步骤1：刺绣型传输线的设计

通过wilcom绣花软件基于周线针设计传输线长度l为52cm，宽度d为3.2cm，针迹间距为0.8mm，设计的针迹长度ls为0.8mm～4.0mm，得到刺绣型传输线设计文件，设计文件图形如图1所示。

其中：步骤1中图1为从左到右针迹长度依次增大的传输线，其针迹长度分别为0.8mm，1.2mm，1.6mm，2.0mm，2.4mm，2.8mm，3.2mm，3.6mm和4mm，分别设为1#，2#，3#，4#，5#，6#，7#，8#，9#，且传输线设计文件格式为pes格式。

步骤2：刺绣型传输线的制作

将设计好的文件导入电脑绣花机，刺绣张力设置为1格，通过电脑绣花机进行制作传输线样品。

对实施例制作的样品进行性能测试及结果分析：

针迹长度的测试：刺绣型传输线的设计前与设计后及实际的针迹长度结果如图2所示，由图可知，设计前针迹长度越大，对应设计后针迹长度越大，对应的实际针迹长度越大。在这三者之中，实际针迹长度最小，设计后针迹长度次之，设计前最大。这是因为绣花软件设计时，会自动均分传输线的长度，对应的针迹长度有所变化，而导电纱线的存在，使得设计后的针迹长度与实际长度也会存在差异，该差异通过针迹长度变化率来表征，由图可知，这种针迹长度变化率保持在较小且稳定的范围内，其差异远小于设计前的长度与实际长度的差异。因此，设计前针迹长度与设计后针迹长度关系的建立，可以减少软件设计带来的差异，为更精确设计和确定相关上机尺寸奠定一定的理论基础。

传输线电阻性能的测试：不同传输线电阻测试结果如图3所示，由图可知，电阻值随着设计前针迹长度的增大而减小，当设计前针迹长度为0.8mm时，电阻最大为25.25ω。这是由于设计前针迹长度较小，设计后对应针迹长度越小，相同长度传输线内对应的针迹长度段数越多，刺绣时纱线穿过织物厚度这部分长度数量越多，使得实际对应的总长度越长，则对应的电阻值越大。因此，设计前和设计后针迹长度的关系的建立对于刺绣型电子结构的电学性能的理论分析具有重要的作用，可以从源头上提高针迹间距及针迹长度的精确度，从而减小设计长度与实际长度差异太大引起的电学性能理论与实际的差异的影响。