CN102684417B - 空心杯电机线圈绕线机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及的是一种空心杯电机线圈绕线机，其包括机架以及设置在机架上的绕线机构、送线机构和退线机构，绕线机构包括第一排线器、第二排线器、第一旋转套筒、转动筒、第二旋转套筒、第一动力装置以及第二动力装置和绕线芯轴，第一排线器固定在第一旋转套筒上，第二排线器固定转动筒上；所述送线机构包括用于向绕线芯轴送线的送线针、用于固定送线针的送线滑块以及带动送线滑块来回移动的转动装置，所述退线机构包括用于带动绕线芯轴左右移动的退线气缸。本发明的绕线机构控制精度高，排线精准，绕线过程中同时完成排线动作，绕线完成后退下线圈并开始下一次绕线动作连贯，使所绕线圈的质量有很大改善，并且提高了生产效率。

Description

空心杯电机线圈绕线机

技术领域

本发明属于绕线机技术领域，尤其涉及是一种空心杯电机线圈绕线机。

背景技术

空心杯电机属于直流、永磁、伺服微特电机，采用空心杯型转子，彻底消除了由于铁芯形成涡流而造成的电能损耗，同时其重量和转动惯量大幅降低，从而减少了转子自身的机械能损耗，具有突出的节能特性、灵敏方便的控制特性以及稳定的运行特性。同时，空心杯电机的能量密度大幅度提高，与同等功率的铁芯电机相比，其重量、体积大幅减小。作为高效率的能量转换装置，空心杯电机代表了电机的发展方向之一。

空心杯电机克服了铁芯电机不可逾越的技术障碍，而且其突出的特点集中在电机的主要性能方面，使其具备了广阔的应用领域。尤其是随着工业技术的飞速发展，各种机电设备严格的技术条件对电机的伺服特性不断提出越来越高的技术要求，使空心杯电机在很多应用场合拥有不可替代的地位。同时，目前空心杯电机的应用范围已经完全脱离了高端产品的局限性，正在迅速地扩大在一般民用等低端产品上的应用范围，以广泛提升产品品质。如对驱动原件要求平稳、持久拖动的便携式仪器仪表、个人随身装备等；各种航空、航天飞行器、民用电器、工业产品等。

市场上现有的空心杯电机线圈绕线机由于排线精度低、排线方法不得当，导致空心杯电机线圈质量较差，而且生产周期较长，生产效率低。

发明内容

针对现有技术上存在的不足，本发明目的是在于提供一种排线精度高，在绕线同时完成排线动作，且退线动作连贯的空心杯电机线圈绕线机。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

空心杯电机线圈绕线机，其包括机架以及设置在机架上的绕线机构、送线机构和退线机构，所述绕线机构包括用于对待制作弹簧一端定位的第一排线器、用于对待制作弹簧另一端定位的第二排线器、第一旋转套筒、转动筒、设置在第一旋转套筒内的第二旋转套筒、带动第一旋转套筒旋转和转动筒运行的第一动力装置以及带动第二旋转套筒旋转的第二动力装置和固定在第二旋转套筒内的绕线芯轴，所述第一排线器固定在第一旋转套筒上，第二排线器21固定转动筒上；所述送线机构包括用于向绕线芯轴送线的送线针、用于固定送线针的送线滑块以及带动送线滑块来回移动的转动装置，所述退线机构包括用于带动绕线芯轴左右移动的退线气缸。

作为优选，所述第一排线器和第二排线器均包括排线杠杆和可在排线杠杆上来回移动的挑线针，所述挑线针设置在排线杠杆的一端，在靠近排线杠杆另一端的位置设置有杠杆支架，其构成杠杆的支点，便于实现挑线针的退离线圈，本发明通过挑线针与送线机构的配合实现线圈绕线的换向。

作为优选，所述退线机构还包括用于下压排线杠杆另一端的下压气缸，在所述的杠杆支架上还设置使排线杠杆复位的扭簧，在下压气缸的活塞杆缩回状态时，所述下压气缸的活塞杆与排线杠杆另一端分离，排线杠杆在扭簧的作用下保持水平状态。

进一步地，所述第一动力装置采用的是电机，该电机的主轴上设置有第一皮带轮和第二皮带轮，所述第一旋转套筒和转动筒上分别设置有第一同步带轮和第二同步带轮，第一皮带轮和和第二皮带轮分别通过同步带与第一同步带轮和第二同步带轮相连接，所述第一皮带轮和第二皮带轮的直径相等，所述第一同步带轮和第二同步带轮的直径相等。

作为优选，所述第二动力装置采用的是控制电机，所述控制电机的主轴设置在第三皮带轮，所述第二旋转套筒上设置有第三同步带轮，所述第三皮带轮通过同步带与第三同步带轮。

进一步地，所述绕线芯轴包括固定在第二旋转套筒内的花键轴和设置在第二旋转套筒一端的绕线轴，该绕线轴固定在花键轴一端。

作为优选，在所述花键轴的另一端上固定有退线盘，所述退线气缸的活塞杆上设有呈倒“F”型的拨叉，所述退线盘上部设置在拨叉的叉口内，退线气缸通过拨叉和退线盘实现绕线芯轴的退线功能。

进一步地，所述送线机构还包括一滑动导轨，在所述滑动导轨上安装送线滑块，所述转动装置包括主动轮和从动轮，所述主动轮通过同步带与从动轮相连接，所述送线滑块固定在所述同步带上，主动轮带动同步带运动，从而带动滑块在滑轨上左右运动，完成送线动作。

本发明的绕线机构是电机通过同步带带动套筒转动，从而带动绕线芯轴和排线器转动，通过控制电机转速完成绕线和排线动作；送线机构利用主动轮通过同步带带动送线滑块沿滑轨左右滑动，从而带动送线针左右运动完成送线动作；退线机构通过拨叉抽出绕线芯轴完成退线动作，然后再将绕线芯轴插入开始下一次绕线；其控制精度高，排线精准，绕线过程中同时完成排线动作，绕线完成后退下线圈并开始下一次绕线动作连贯，使所绕线圈的质量有很大改善，并且提高了生产效率，其适用于航空、航天、医疗器械、机器人、摄像机、照相机和一些特殊领域的空心杯电机线圈的制造。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的送线机构的结构示意图；

图3为图1的局部放大图；

图4为图3的A-A剖视图。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1所示，本发明是提供一种排线精度高，在绕线同时完成排线动作，且退线动作连贯的空心杯电机线圈绕线机，其包括机架100以及安装在机架100上的绕线机构、送线机构和退线机构。

本实施例中，绕线机构包括第一排线器11、第二排线器21、第一旋转套筒6、转动筒13、设置在第一旋转套筒6内的第二旋转套筒30、带动第一旋转套筒6旋转和转动筒13运行的第一动力装置以及带动第二旋转套筒30旋转的第二动力装置和固定在第二旋转套筒30内的绕线芯轴；该绕线芯轴包括固定在第二旋转套筒30内的花键轴31和设置在第二旋转套筒30一端的绕线轴12，该绕线轴12固定在花键轴31一端，在其上用于制作所需要的空心杯电机线圈。

参见图3和图4，本实施例的第一排线器11和第二排线器21的功能是实现线圈左右端点导线的挑线，其均包括排线杠杆111和可在排线杠杆111上来回移动的挑线针112，挑线针112设置在排线杠杆111的一端，在靠近排线杠杆111另一端的位置设置有杠杆支架113，其构成杠杆的支点，该排线杠杆111通过销轴固定在杠杆支架113上，而第一排线器11和第二排线器21分别通过杠杆支架113安装在第一旋转套筒6和转动筒13的外表面上，实现第一排线器11和第二排线器21同步转动。在杠杆支架113上安装有扭簧10，便于杠杆支架113的复位；在下压气缸8、18的活塞杆缩回状态时，下压气缸8、18的活塞杆与排线杠杆111另一端分离，在扭簧10的作用下，排线杠杆111保持水平状态，本实施通过挑线针112与送线机构的配合实现线圈绕线的换向。

绕线时，下压气缸8、18的活塞杆缩回，排线杠杆111在扭簧10、20作用下，其挑线针112顶尖压在绕线轴12上。当送线机构带动导线移至待制作线圈39的右端，由挑线针112挂住导线，送线机构带动导线反向移动，实现导线的挑线换向，开始下一匝线圈的绕制。同理当送线机构运动至待制作线圈39左端，是由第二排线器21完成挑线换向。线圈绕制完成后，下压气缸8的活塞杆9伸出，压住排线杠杆111左端，挑线针112顶尖抬起，与线圈脱离，此时可以取下制作线圈39。

本实施例中，在第一旋转套筒6内表面的两端分别通过轴承28、22连接第二旋转套筒30的上表面，转动筒13和第一旋转套筒6外边表面分别通过轴承14、7安装在机架100上。第一动力装置和第二动力装置分别采用的是电机24和控制电机29，在电机24的同一主轴上安装有第一皮带轮23和第二皮带轮17，第一旋转套筒6和转动筒13上分别设置有第一同步带轮5和第二同步带轮15，第一皮带轮23和第二皮带轮17分别通过同步带25、16与第一同步带轮23和第二同步带轮17相连接。上述控制电机29的主轴设置在第三皮带轮26，所述第二旋转套筒30上设置有第三同步带轮4，该第三皮带轮26通过同步带与第三同步带轮4。

控制电机29通过第三皮带轮26、第三同步带轮4和同步带27带动第二套筒30转动，第二套筒30带动花键轴31转动。电机24通过第一同步带轮23、第一同步带轮5和同步带25带动第一旋转套筒6转动，从而带动第一排线器11转动，电机24通过第二皮带轮17、第二同步带轮15和同步带16带转动筒13转动，从而带动第二排线器21转动。第一同步带轮23与第二皮带轮17尺寸相同，第一同步带轮5和第二同步带轮15尺寸相同，所以第一排线器11与第二排线器21同步转动。

本实施例中，当绕线轴12与第一排线器11和第二排线器21转速相同时，完成绕线动作，当绕线轴12与第一排线器11和第二排线器21具有相对转动时，完成排线动作；其详细工作过程如下：

导线经第一排线器11，由送线机构带动导线向左移动，绕线轴12同时转动，送线机构移动一个母线长即待制作线圈39的长度后，绕线轴12刚好转动180度，其完成半匝线圈的缠绕，此时导线位于待制作线圈39的左端；在此过程中，第一排线器11和第二排线器21相对绕线轴12为静止状态，即两者的转动速度相同。

当送线机构将导线移至待制作线圈39的左端位置时，导线经过通过第二排线器21换向，送线机构向相反向运行即向右移动，绕线轴12维持原来的转速，而第一排线器11和第二排线器21做加速运动，使第一排线器11和第二排线器21相对于绕线轴12多转过一个线径距离，实现排线的功能，同时导线移动到待制作线圈39的右端位置，完成另外半匝缠绕；当移至待制作线圈39的右端位置，由第一排线器11与送线机构配合实现导线换向，然后第一排线器11和第二排线器21继续保持与主轴同步运动，重复上述动作，开始缠绕下一匝线圈。

如图2所示，所述送线机构包括一个主动轮35、一个从动轮37和一条同步带36构成的转动装置以及一条送线滑轨32、一个送线滑块34和一根送线针33。在送线机构中，送线针33安装在送线滑块34上，送线滑块34固定在同步带36上，主动轮35带动同步带36运动，从而带动送线滑块34在送线滑轨32上左右运动，完成送线动作。

本实施例的退线机构包括三个气缸即退线气缸1和下压气缸8、18，一个拨叉3和一根花键轴31。花键轴31的另一端上固定有退线盘，所述退线气缸的活塞杆上设有呈倒“F”型的拨叉，所述退线盘上部设置在拨叉的叉口内，退线气缸通过拨叉和退线盘实现绕线芯轴的退线功能。在退线机构中，当绕线完成后，控制电机29和电机24停止旋转，下压气缸8、18的活塞杆9、19伸出，第一排线器11和第二排线器21的排线杠杆111顶端抬起，退线气缸1的活塞杆2缩回，带动拨叉3将花键轴31抽出，使线圈掉落。然后退线气缸1活塞杆2伸出，带动拨叉3将花键轴31插入，下压气缸8、18的活塞杆9、19缩回，第一排线器11和第二排线器21在扭簧10、20的作用下复位，开始下一次绕线动作。

本发明的绕线机构是由电机通过同步带带动套筒转动，从而带动绕线芯轴和排线器转动，通过控制电机转速完成绕线和排线动作；送线机构利用主动轮通过同步带带动送线滑块沿滑轨左右滑动，从而带动送线针左右运动完成送线动作；退线机构利用退线气缸通过拨叉抽出花键轴31完成退线动作，然后再将花键轴31插入开始下一次绕线；其控制精度高，排线精准，绕线过程中同时完成排线动作，绕线完成后退下线圈并开始下一次绕线动作连贯，使所绕线圈的质量有很大改善，并且提高了生产效率，其适用于航空、航天、医疗器械、机器人、摄像机、照相机和一些特殊领域的空心杯电机线圈的制造。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.空心杯电机线圈绕线机，其特征在于，其包括机架以及设置在机架上的绕线机构、送线机构和退线机构，所述绕线机构包括用于对待制作弹簧一端定位的第一排线器、用于对待制作弹簧另一端定位的第二排线器、第一旋转套筒、转动筒、设置在第一旋转套筒内的第二旋转套筒、带动第一旋转套筒旋转和转动筒运行的第一动力装置以及带动第二旋转套筒旋转的第二动力装置和固定在第二旋转套筒内的绕线芯轴，所述第一排线器固定在第一旋转套筒上，第二排线器固定转动筒上；所述送线机构包括用于向绕线芯轴送线的送线针、用于固定送线针的送线滑块以及带动送线滑块来回移动的转动装置，所述退线机构包括用于带动绕线芯轴左右移动的退线气缸，所述第一排线器和第二排线器均包括排线杠杆和可在排线杠杆上来回移动的挑线针，所述挑线针设置在排线杠杆的一端，在靠近排线杠杆另一端的位置设置有杠杆支架，所述退线机构还包括用于下压排线杠杆另一端的下压气缸，所述的杠杆支架上还设置使排线杠杆复位的扭簧。

2.根据权利要求1所述的空心杯电机线圈绕线机，其特征在于，所述第一动力装置采用的是电机，该电机的主轴上设置有第一皮带轮和第二皮带轮，所述第一旋转套筒和转动筒上分别设置有第一同步带轮和第二同步带轮，第一皮带轮和和第二皮带轮分别通过同步带与第一同步带轮和第二同步带轮相连接，所述第一皮带轮和第二皮带轮的直径相等，所述第一同步带轮和第二同步带轮的直径相等。

3.根据权利要求1所述的空心杯电机线圈绕线机，其特征在于，所述第二动力装置采用的是控制电机，所述控制电机的主轴设置在第三皮带轮，所述第二旋转套筒上设置有第三同步带轮，所述第三皮带轮通过同步带与第三同步带轮相连接。

4. 根据权利要求1所述的空心杯电机线圈绕线机，其特征在于，所述绕线芯轴包括固定在第二旋转套筒内的花键轴和设置在第二旋转套筒一端的绕线轴，该绕线轴固定在花键轴一端。

5.根据权利要求4所述的空心杯电机线圈绕线机，其特征在于，在所述花键轴的另一端上固定有退线盘，所述退线气缸的活塞杆上设有呈倒“F”型的拨叉，所述退线盘上部设置在拨叉的叉口内。

6.根据权利要求1所述的空心杯电机线圈绕线机，其特征在于，所述送线机构还包括一滑动导轨，在所述滑动导轨上安装送线滑块，所述转动装置包括主动轮和从动轮，所述主动轮通过同步带与从动轮相连接，所述送线滑块固定在所述同步带上。

Images