CN105071614A - 用于高铁牵引电机线圈的包带机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于高铁牵引电机线圈的包带机，包括：夹持机构，用于夹持线圈；绕带机构，用于将胶带缠绕包覆于所述线圈；竖直轴线旋转驱动装置，用于驱动所述夹持机构或绕带机构绕竖直轴线旋转；以及水平轴线旋转驱动装置，用于驱动所述夹持机构或绕带机构绕水平轴线旋转。本发明的用于高铁牵引电机线圈的包带机，能够根据线圈结构调整包带角度，从而实现包带作业的连续性并达到理想的包覆效果。

Description

用于高铁牵引电机线圈的包带机

技术领域

本发明涉及一种用于高铁牵引电机线圈的包带机，属于线圈生产机械设备技术领域。

背景技术

随着社会的发展，电机领域对线圈的需求量也日益增大，线圈的结构也因使用需要日益复杂，线圈本体在后续使用时要缠绕一层绝缘带，过往都是使用手工方式缠绕绝缘带，存在缠绕困难、缠绕精度不高、效率低下的弊端，不同形状或者角度的线圈更是增加了缠绕的难度，并且对企业来说日益增加的人工成本将会使总体的生产成本大大的提高。鉴于此，中国专利文献CN101453152A公开了一种线圈包带机，包括基座、设置在基座上的旋转工作平台，设置在旋转工作平台上的机头，以及设置在机头上的缺口环，缺口环上设置有胶带，旋转工作平台能够在水平面上沿着横向和纵向导轨进行移动，也能够进行旋转，从而带动缺口环在进行横向、纵向移动或者旋转，进而将胶带缠绕到被线圈固定夹固定，且被线圈托托住的线圈上。

该线圈包带机虽然可以实现对于包带作业的自动控制，但对于具有弯折结构的线圈，尤其是整体结构不在一个平面内的线圈不能实现连续作业，其原因是：该包带机受自身结构的限制，旋转工作平台只能在水平面上进行横向、纵向以及旋转运行，用于固定线圈的线圈固定夹只能进行直线运动。如图1所示，当包带机的胶带999对线圈998的直线部分998a进行缠绕时，被拽离的胶带999a能够大体上保持垂直于所述直线部分998a的状态，从而随着胶带999与线圈998沿着该直线部分998a的轴线方向相对移动而将胶带一圈圈缠绕在所述直线部分998a的外表面，只要保持胶带999与线圈998相对移动的速率和安装线圈999的缺口环997的转动速度不变，则胶带就能够均匀缠绕于所述直线部分998a；然而，如图2所示，当胶带999运动至图中的线圈998的倾斜部分998b时，由于线圈的角度发生变化，而被拽离的胶带999a却依然保持着与直线部分998a大体垂直的角度，因此随着线圈的角度发生变化，被拽离的胶带999a与所述倾斜部分998b之间的角度也发生变化，导致整个线圈998上的胶带缠绕不均匀，在倾斜部分的包覆效果很不理想。而如果需要保持线圈上胶带的均匀缠绕，则必须停机调整线圈放置角度后再重新开机，从而极大地较低了作业效率。再者，当包带作业进行至线圈固定夹的夹持部位以及线圈托的托举部位时，无法绕过该线圈固定夹以及线圈托，还是需要停机进行位置调整而后开机继续作业，严重影响作业效率。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的线圈包带机无法对具有弯折结构的线圈进行连续作业以及包覆效果不理解的技术缺陷，从而提供一种能够对具有弯折结构的线圈进行连续作业以及包覆效果理想的用于高铁牵引电机线圈的包带机。

为了实现上述目的，本发明的一种用于高铁牵引电机线圈的包带机，包括：

夹持机构，用于夹持线圈；

绕带机构，用于将胶带缠绕包覆于所述线圈；

竖直轴线旋转驱动装置，用于驱动所述夹持机构或绕带机构绕竖直轴线旋转；以及

水平轴线旋转驱动装置，用于驱动所述夹持机构或绕带机构绕水平轴线旋转。

还包括：

X轴驱动装置，用于驱动所述夹持机构或绕带机构使得两者在水平的X轴上产生相对位移；

Y轴驱动装置，用于驱动所述夹持机构或绕带机构使得两者在水平的Y轴上产生相对位移；

Z轴驱动装置，用于驱动所述夹持机构或绕带机构使得两者在竖直的Z轴上产生相对位移。

所述夹持机构包括至少两个工件锁紧头，每个所述工件锁紧头设置有用于开启和闭合所述工件锁紧头的动力装置；所述工件锁紧头安装于驱动所述锁紧头靠近或远离所述线圈的行程装置。

所述绕带机构包括安装有胶带的缺口环、安装所述缺口环的并设置有缺口的安装板以及驱动所述缺口环及胶带同步旋转的缺口环驱动电机，所述缺口环位于所述安装板上的环形槽内并能够在所述缺口环驱动电机的驱动下在所述环形槽内旋转。

所述缺口环驱动电机的动力输出端连接有主动辊，在靠近所述缺口环的周向外侧壁的位置间隔设置有至少一个导向辊，一同步带绕过所述主动辊与所述导向辊，并且在所述缺口环的旋转过程中所述同步带始终至少部分压于所述缺口环的周向外侧壁。

所述同步带的至少一面设置有齿，与之相对应地，所述缺口环的周向外侧壁和/或所述主动辊与所述导向辊上设置有与所述同步带上的齿相啮合的齿。

所述同步带为至少两条。

两个所述导向辊与所述缺口环的周向外侧壁等距设置。

所述胶带可转动(绕胶带轴线自转)地安装于所述缺口环的侧壁上。

所述胶带设置有转动阻尼机构。

所述阻尼机构为摩擦阻尼机构。

所述胶带设置于胶带安装座上，所述胶带安装座固定于所述缺口环的侧壁；所述胶带安装座包括底座、位于所述底座上并垂直于所述缺口环侧壁的用于穿过所述胶带中间轴孔的安装轴以及用于防止胶带脱离所述安装轴的阻挡部。

所述底座上位于所述胶带的安装位置远离所述阻挡部的一侧设置有摩擦片，在所述胶带的安装位置与所述摩擦片之间设置有胶带固定环，所述胶带固定环用于固定所述胶带并能够同所述胶带同步以所述安装轴为轴线旋转；所述阻挡部远离所述摩擦片的一侧设置有用于压紧所述阻挡部并且压力可调的压紧部。

采用上述技术方案，本发明的用于高铁牵引电机线圈的包带机，与现有技术相比，具有以下有益效果：

1.本发明的用于高铁牵引电机线圈的包带机，水平轴线旋转驱动装置和竖直轴线旋转驱动装置能够驱动所述夹持机构与绕带机构绕水平轴线和竖直轴线相对旋转，从而当线圈具有不是在同一平面的立体结构时，在对弯折部进行包带作业中能够通过水平轴线旋转驱动装置或竖直轴线旋转驱动装置对包带角度进行调整，使胶带能够始终保持在基本垂直于线圈轴线的角度进行缠绕，从而无需停机调整线圈放置角度，实现连贯作业，有效提高生产效率并且保证包带质量。

2.本发明的用于高铁牵引电机线圈的包带机，线圈固定于夹持机构，在包带过程中当包带工位逐渐接近某个工件锁紧头时，可以将该工件锁紧头开启，并通过行程装置将该工件锁紧头撤离所述线圈，从而不会对包带过程造成阻碍。

3.本发明的用于高铁牵引电机线圈的包带机，通过具有齿同步带对缺口环进行传动，由于同步带的一部分呈连续状态地压在所述缺口环的周向外侧壁上，相对于现有技术中的齿轮传动更加精确、稳定。

4.本发明的用于高铁牵引电机线圈的包带机，所述胶带(胶带卷，或处于卷绕状态的胶带)可转动(可绕胶带卷的轴线自转)地安装于所述缺口环的侧壁上，在胶带绕缺口环的轴线公转的同时也能够自转，可始终保持处于拉伸状态的胶带(被拽离胶带卷的胶带)的延伸方向大体上穿过胶带卷的圆心，从而使需要将胶带拽离胶带卷的拉伸力最小。

5.本发明的用于高铁牵引电机线圈的包带机，设置转动阻尼机构，能够使胶带保证能够自转的同时不至于过于灵活，即转动较快，过于灵活则运行不稳定，容易出现胶带松弛、粘连的情况。

附图说明

图1为现有技术中的胶带缠绕于线圈的直线部分的示意图。

图2为现有技术中的胶带缠绕于线圈的倾斜部分的示意图。

图3为本发明的结构示意图。

图4为本发明中缺口环安装结构示意图。

图5为本发明中胶带安装座的结构示意图。

图6为本发明中胶带安装座的分解结构示意图。

图7为本发明中胶带缠绕于线圈的倾斜部分的示意图。

具体实施方式

以下通过附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

如图3所示，本实施例提供一种用于高铁牵引电机线圈的包带机，包括基座499，设置在所述基座499上的竖直轴线旋转驱动装置34、安装于所述竖直轴线旋转驱动装置34上并能够被所述竖直轴线旋转驱动装置34驱动旋转的Y轴驱动装置32、安装于所述Y轴驱动装置32上并能够被所述Y轴驱动装置32驱动从而在水平面沿着Y轴移动的X轴驱动装置31、安装于所述X轴驱动装置31上并能够被所述X轴驱动装置31驱动从而在水平面沿着X轴移动的用于夹持线圈100的夹持机构1、固定于所述基座499上的立柱4、位于所述立柱4上部并朝向所述夹持机构1的侧壁上的Z轴驱动装置33、安装于所述Z轴驱动装置33上并能够被所述Z轴驱动装置33的驱动从而在竖直方向上沿着Z轴上下移动的朝向所述夹持机构1方向水平伸出的水平支架41、位于所述水平支架41靠近所述夹持机构1一侧的端部的水平轴线旋转驱动装置35、安装于所述水平轴线旋转驱动装置35上并能够被所述水平轴线旋转驱动装置35驱动从而绕水平轴线旋转的用于将胶带200缠绕包覆于所述线圈100的绕带机构2。

具体地，所述竖直轴线旋转驱动装置34包括竖直轴线旋转驱动电机342、竖直轴线旋转盘345以及齿轮344。所述竖直轴线旋转盘345通过旋转轴(图中未示出)安装于固定在所述基座499上的支撑板340上；所述竖直轴线旋转驱动电机342固定于所述基座499，所述齿轮344安装于其动力输出端；在所述竖直轴线旋转盘345的周向外侧壁上设置有与所述齿轮344相啮合的齿，通过竖直轴线旋转驱动电机342的驱动，所述齿轮344带动所述竖直轴线旋转盘345的旋转。

所述Y轴驱动装置32包括固定于所述竖直轴线旋转盘345上端面的水平设置的Y轴导轨326以及Y轴驱动电机322、安装在所述Y轴导轨326上的Y轴滑块327、安装于所述竖直轴线旋转盘345上端面的并且与所述Y轴导轨326平行设置的Y轴丝杠324、安装在所述Y轴丝杠324上的Y轴螺母(图中未示出)以及连接所述Y轴驱动电机322的动力输出端与所述Y轴丝杠324的Y轴皮带323。所述Y轴驱动电机322的转动能够通过Y轴皮带323带动所述Y轴丝杠324转动，从而带动所述Y轴螺母沿着所述Y轴丝杠324的轴向移动。

所述X轴驱动装置31包括固定于所述Y轴螺母和Y轴滑块327上的水平设置的承载板310、固定于所述承载板310上端面的并且水平设置的与所述Y轴导轨326相垂直的X轴导轨316以及X轴驱动电机312、安装在所述X轴导轨316上的X轴滑块(图中未示出)、安装于所述承载板310上端面的并且与所述X轴导轨316平行设置的X轴丝杠(图中未示出)、安装在所述X轴丝杠上的X轴螺母(图中未示出)以及连接所述X轴驱动电机312的动力输出端与所述X轴丝杠的X轴皮带313。所述X轴驱动电机312的转动能够通过X轴皮带313带动所述X轴丝杠转动，从而带动所述X轴螺母沿着所述X轴丝杠的轴向移动。

所述夹持机构1，如图3所示，包括四个锁紧头101，每个所述锁紧头101上设置有动力装置，即第一气缸102，第一气缸的气缸臂伸缩运动时，带动所述锁紧头101实现开合；所述第一气缸102与所述锁紧头101安装于行程装置，即第二气缸103上，通过第二气缸103能够驱动所述第一气缸102与所述锁紧头101靠近或远离所述线圈100。

所述第一气缸102安装于水平设置的作业板104，所述作业板104直接或间接固定于所述X轴螺母和X轴滑块上。

通过所述竖直轴线旋转驱动电机342能够驱动所述Y轴驱动装置32、X轴驱动装置31以及夹持机构1同步绕竖直轴线旋转；通过所述Y轴驱动电机322能够驱动所述X轴驱动装置31以及夹持机构1同步沿着水平面上的Y轴直线移动；通过所述X轴驱动电机312能够驱动所述夹持机构1沿着水平面上的与所述Y轴垂直的X轴直线移动。

本发明的用于高铁牵引电机线圈的包带机，线圈100被夹持于夹持机构1，在包带过程中当包带工位逐渐接近某个工件锁紧头101时，可以通过第一气缸102将该工件锁紧头101开启，并通过第二气缸103将该工件锁紧头101撤离所述线圈100，从而不会对包带过程造成阻碍。

所述Z轴驱动装置33包括固定于所述立柱4上的安装块330、固定于所述安装块330靠近所述夹持机构1一侧端面的Z轴驱动电机332以及竖直设置的Z轴导轨(图中未示出)、安装于所述Z轴导轨上的Z轴滑块(图中未示出)、安装于所述安装块330靠近所述夹持机构1一侧端面的并且与所述Z轴导轨平行设置的Z轴丝杠(图中未示出)、安装在所述Z轴丝杠上的Z轴螺母(图中未示出)以及连接所述Z轴驱动电机332的动力输出端与所述Z轴丝杠的Z轴皮带333。所述Z轴驱动电机332的转动能够通过Z轴皮带333带动所述Z轴丝杠转动，从而带动所述Z轴螺母沿着所述Z轴丝杠的轴向移动。所述水平支架41与所述Z轴螺母和Z轴滑块直接或间接相固定。

所述水平轴线旋转驱动装置35包括固定在所述水平支架41上的水平轴线旋转驱动电机352，所述驱动电机352能够驱动安装在其动力输出端的绕带机构2绕水平轴线旋转。本发明的用于高铁牵引电机线圈的包带机，通过水平轴线旋转驱动装置35和竖直轴线旋转驱动装置34能够驱动所述夹持机构1与绕带机构2绕水平轴线和竖直轴线相对旋转，从而当线圈具有不是在同一平面的立体结构时，如图7所示，在对倾斜部分998b进行包带作业中能够通过水平轴线旋转驱动装置34对包带角度进行调整，使胶带被拽离的胶带999a能够始终保持在基本垂直于线圈轴线的角度进行缠绕，从而无需停机调整线圈放置角度，实现连贯作业，有效提高生产效率并且保证包带质量。

本实施例仅具体介绍了上述通过水平轴线旋转驱动装置35作用于所述绕带机构2、竖直轴线旋转驱动装置34作用于夹持机构1，从而改变包带角度的具体实施方式。当然，还可以设置为水平轴线旋转驱动装置作用于夹持机构、竖直轴线旋转驱动装置作用于绕带机构的具体实施方式，也可以设置为水平轴线旋转驱动装置与竖直轴线旋转驱动装置同时作用于夹持机构或同时作用于绕带机构的实施方式，此处不做赘述。

如图4所示，所述绕带机构2包括具有缺口部安装板202、连接所述安装板202与所述水平轴线旋转驱动电机352的动力输出端的连接部290、安装于所述安装板202侧壁上的缺口环201、安装于所述缺口环201远离所述安装板202一侧的侧壁上的胶带200以及驱动所述缺口环201及胶带200同步旋转的缺口环驱动电机(图中未示出)，所述缺口环201位于所述安装板202上的环形槽(图中未标示)内并能够在所述缺口环驱动电机的驱动下在所述环形槽内旋转。

所述缺口环驱动电机的动力输出端连接有主动辊204，在靠近所述缺口环201的周向外侧壁的位置间隔设置有两个导向辊205，一同步带207绕过所述主动辊204与所述导向辊205，并且位于两个所述导向辊205之间的同步带207在所述缺口环201的转动过程中始终有至少部分压于所述缺口环201的周向外侧壁，也就是说，即便所述缺口环201的缺口201a旋转至靠近所述同步带207的角度时，也能够有部分所述传送带207压于所述缺口环201的轴向外侧壁当然，也不必然如此，当采用的同步带为两条时，则在所述缺口环201旋转过程中保证至少一条同步带压于所述缺口环的周向外侧壁，也就是说，当所述缺口环201的缺口201a旋转至靠近一条同步带的角度时，所述缺口201a让位于该条同步带，另一条同步带则压于所述缺口环201的周向外侧壁，以保证缺口环201始终至少与一条同步带接触，持续受到缺口环驱动电机的作用力，不会出现中断。

所述同步带207的至少一面设置有齿，与之相对应地，所述缺口环201的周向外侧壁和/或所述主动辊204与所述导向辊205上设置有与所述同步带207上的齿相啮合的齿。在本实施例中，所述同步带为双面齿同步带，因此，所述缺口环201的周向外侧壁和所述主动辊204与所述导向辊205上设置有与所述同步带207上的齿相啮合的齿。通过具有齿同步带207对缺口环进行传动，由于同步带207的一部分呈连续状态地压在所述缺口环201的周向外侧壁上，相对于现有技术中的齿轮传动更加精确、稳定。

两个所述导向辊205与所述缺口环201的周向外侧壁等距设置，当然也可以不等距设置。

所述缺口环201上位于所述胶带200的安装位置的旋转前进方向后侧还设置有胶带定位杆208，所述胶带定位杆208一端铰接于所述缺口环201的侧壁上，另一端靠近并能够接触所述线圈100；在所述胶带定位杆208的中部连接有一拉伸弹簧209，所述拉伸弹簧209的另一端连接于安装在所述缺口环201侧壁上的安装杆210，所述拉伸弹簧209始终向所述胶带定位杆208施加拉力使所述胶带定位杆208具有靠近所述线圈200的趋势。当缺口环201转动带动胶带200转动时，被拽离的胶带200a脱离缠绕呈卷的胶带200b并缠绕于所述线圈100时，为了使被拽离的胶带200a贴合与所述线圈100表面，设置了上述结构的胶带定位杆208，从而该胶带定位杆208压在所述被拽离的胶带200a上使其与所述线圈100贴合。

所述胶带200可转动(绕胶带200的轴线自转)地安装于所述缺口环201的侧壁上，从而所述胶带200在绕缺口环201的轴线公转的同时也能够自转，可始终保持拽离的胶带200a的延伸方向大体上穿过缠绕呈卷的胶带200b的圆心，从而使需要将胶带拽离胶带卷的拉伸力最小。

所述胶带200设置有转动阻尼机构，所述转动阻尼机构能够在胶带200静止时具有阻碍其启动的趋势，在其运动时有阻碍其运动的趋势。设置转动阻尼机构，能够使胶带200保证能够自转的同时不至于过于灵活，即转动较快，过于灵活则运行不稳定，容易出现胶带松弛、粘连的情况。

所述转动阻尼机构可以为摩擦阻尼机构，具体地，如图5、6所示，所述胶带200设置于胶带安装座21上，所述胶带安装座21通过螺杆290固定于所述缺口环201的侧壁；所述胶带安装座21包括底座211、位于所述底座211上并垂直于所述缺口环201侧壁的用于穿过所述胶带200中间轴孔的安装轴212以及用于防止胶带200脱离所述安装轴212的阻挡部。所述胶带200可以直接套在所述安装轴212上，也可以通过其他部件安装在所述安装轴212上。

在本实施例中，所述阻挡部为一挡板213，所述底座211上位于所述胶带200的安装位置远离所述挡板213的一侧设置有摩擦片214，在所述胶带200的安装位置与所述摩擦片214之间设置有胶带固定环215，所述胶带200套在安装于所述胶带固定环215上，在所述胶带固定环215上设置有向外凸起并沿着所述安装轴212的轴向延伸的键215a，胶带200上的键槽(图中未示出)与所述键215a与相配合，从而使所述胶带200与胶带固定环215能够同步旋转。

在所述胶带固定环215与所述安装轴212之间还设置有轴承216。

所述挡板213远离所述摩擦片214的一侧设置有用于压紧所述挡板213并且压力可调的压紧部。具体地，所述压紧部包括压紧片217、压缩弹簧218以及调节螺丝219，所述压紧片217靠近所述挡板213的一侧设置有沿轴向延伸的插板217a，在所述安装轴212上设置有与所述插板217a相对应的插槽212a，所述插板217a穿过位于所述挡板213上的通孔213a后插入所述插槽212a；所述压缩弹簧218套在所述插板217a上，并且一端顶在所述压紧片217上，另一端顶在所述挡板213上；所述调节螺丝219穿过位于所述压紧片217上的穿孔217b后螺接于开设在所述安装轴212上的螺孔212b内。

在所述挡板213的外周壁上均匀设置有径向向外凸出的限位块213b，在所述胶带固定环215靠近所述挡板213的端面上设置有限位钉215b。

使用时，通过调节所述调节螺丝219的位置，从而可以调节所述压缩弹簧218的弹力，时压缩弹簧218的弹力适当地作用于所述挡板213，从而作用于所述胶带固定环215与所述摩擦片214之间，因此可以调节所述胶带固定环215与所述摩擦片214之间的摩擦力，使胶带200在转动过程中根据需要调整转速。

显然，上述实施例仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种用于高铁牵引电机线圈的包带机，其特征在于，包括：

夹持机构，用于夹持线圈；

绕带机构，用于将胶带缠绕包覆于所述线圈；

竖直轴线旋转驱动装置，用于驱动所述夹持机构或绕带机构绕竖直轴线旋转；以及

水平轴线旋转驱动装置，用于驱动所述夹持机构或绕带机构绕水平轴线旋转。

2.根据权利要求1所述的用于高铁牵引电机线圈的包带机，其特征在于，还包括：

X轴驱动装置，用于驱动所述夹持机构或绕带机构使得两者在水平的X轴上产生相对位移；

Y轴驱动装置，用于驱动所述夹持机构或绕带机构使得两者在与所述X轴相垂直的水平的Y轴上产生相对位移；

Z轴驱动装置，用于驱动所述夹持机构或绕带机构使得两者在竖直的Z轴上产生相对位移。

3.根据权利要求1所述的用于高铁牵引电机线圈的包带机，其特征在于：所述夹持机构包括至少两个工件锁紧头，每个所述工件锁紧头设置有用于开启和闭合所述工件锁紧头的动力装置；所述工件锁紧头安装于驱动所述锁紧头靠近或远离所述线圈的行程装置。

4.根据权利要求1～3任一项所述的用于高铁牵引电机线圈的包带机，其特征在于：所述绕带机构包括安装有胶带的缺口环、安装所述缺口环的并设置有缺口的安装板以及驱动所述缺口环及胶带同步旋转的缺口环驱动电机。

5.根据权利要求4所述的用于高铁牵引电机线圈的包带机，其特征在于：所述缺口环驱动电机的动力输出端连接有主动辊，在靠近所述缺口环的周向外侧壁的位置间隔设置有至少一个个导向辊，一同步带绕过所述主动辊与所述导向辊，并且在所述缺口环的旋转过程中所述同步带始终至少部分压于所述缺口环的周向外侧壁。

6.根据权利要求5所述的用于高铁牵引电机线圈的包带机，其特征在于：所述同步带的至少一面设置有齿，与之相对应地，所述缺口环的周向外侧壁和/或所述主动辊与所述导向辊上设置有与所述同步带上的齿相啮合的齿。

7.根据权利要求5所述的用于高铁牵引电机线圈的包带机，其特征在于：所述同步带为至少两条。

8.根据权利要求1～3任一项所述的用于高铁牵引电机线圈的包带机，其特征在于：所述胶带可转动地安装于所述缺口环的侧壁上。

9.根据权利要求8所述的用于高铁牵引电机线圈的包带机，其特征在于：所述胶带设置有转动阻尼机构。

10.根据权利要求9所述的用于高铁牵引电机线圈的包带机，其特征在于：所述转动阻尼机构为摩擦阻尼机构。