CN107946069A - 一种磁悬浮轴承绕组精密绕线装置 - Google Patents

一种磁悬浮轴承绕组精密绕线装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种磁悬浮轴承绕组精密绕线装置，包括绕线组件、旋转组件、Y轴平移组件、压线成型组件、绕线芯组件、Z轴平移组件、X轴平移组件、基座。其中，旋转组件连接绕线组件与Y轴平移组件，Z轴平移组件连接绕线芯组件与X轴平移组件，压线成型组件连接在Y轴平移组件上，Y轴平移组件与X轴平移组件安装在基座上。绕线组件通过绕线指针在绕线芯组件上绕成矩形绕组，压线成型组件将矩形绕组挤压成弧形绕组。本发明用于磁悬浮轴承绕组的绕制，保证了不同绕组之间的一致性，具有排线均匀、无缝隙的特点，提高了加工效率及精度。

Description

一种磁悬浮轴承绕组精密绕线装置
技术领域
本发明涉及一种绕组绕线装置，尤其涉及一种磁悬浮轴承绕组精密绕线装置。
背景技术
磁悬浮陀螺作为航天器姿态控制的执行组件，通过改变输出力矩大小和方向，实现航天器的姿态控制。采用磁悬浮轴承支承技术，实现了无接触悬浮支撑，消除了传统机械轴承存在的摩擦磨损、噪声振动等干扰，是现代航天器姿态控制的理想执行组件。
磁悬浮轴承线圈绕组作为磁悬浮轴承控制转子偏转与平动的关键部件，通过线圈绕组在磁场中受力实现转子偏转与平动。这就对对称位置线圈绕组的一致性要求较高，而原有线圈绕组是依靠手工绕制，排线不均匀，无法保证绕制出的每一组线圈绕组的一致性，降低了磁悬浮轴承线圈绕组的控制精度。
发明内容
本发明的目的是提供一种高精度、高均匀性的磁悬浮轴承绕组精密绕线装置，能够提高磁悬浮轴承线圈绕组的加工精度和效率。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明的磁悬浮轴承绕组精密绕线装置，包括绕线组件、旋转组件、Y轴平移组件、压线成型组件、绕线芯组件、Z轴平移组件、X轴平移组件、基座；
所述绕线组件主要包括：线缆定位孔、绕线基台、上线缆导向轴承套、上线缆导向轴承、上线缆导向轴承固定轴、上轴承卡环、下线缆导向轴承套、下线缆导向轴承、下线缆导向轴承固定轴、下轴承卡环、绕线指针、指针盖板、线缆固定轴承、线缆固定轴、绕线件连接板；
所述旋转组件主要包括：360°旋转台、旋转组件固定座、旋转台定位轴；
所述Y轴平移组件主要包括：平移轴、平移轴安装座、压线成型组件基座固定件、移动台、连接板、线圈内圈压线成型固定座、旋转把手、旋转把手连接盘；
所述压线成型组件主要包括：线圈内圈成型座、线圈外圈成型座、压线成型座固定芯、左侧盖板、右侧盖板、上盖板、下盖板、线圈外圈压装左辅助块、线圈外圈压装右辅助块、线圈内圈压装左辅助块、线圈内圈压装右辅助块；
所述绕线芯组件主要包括：绕线芯外圈成型座、绕线芯内圈成型座、绕线芯固定芯；
所述Z轴平移组件主要包括：绕线芯安装座、上下向单轴平移台；
所述X轴平移组件主要包括：前后向单轴平移台、上下向单轴平移台安装座；
所述绕线组件通过螺钉固定在旋转组件上，旋转组件通过螺钉固定在Y轴平移组件上，压线成型组件通过螺钉固定在Y轴平移组件，绕线芯组件通过螺钉固定在Z轴平移组件上，Z轴平移组件通过螺钉固定在X轴平移组件，Y轴平移组件、X轴平移组件通过螺钉固定在基座上。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的磁悬浮轴承绕组精密绕线装置，提高了所加工线圈绕组的一致性，具有排线均匀，线圈无缝隙等优点，大大提高了线圈绕组的加工效率，可用于磁悬浮轴承绕组精密绕线。
附图说明
图1为本发明实施例中磁悬浮轴承绕组精密绕线装置的整体外部的示意图；
图2为本发明实施例中磁悬浮轴承绕组精密绕线装置的绕线组件的示意图；
图3为本发明实施例中磁悬浮轴承绕组精密绕线装置的旋转组件的示意图；
图4为本发明实施例中磁悬浮轴承绕组精密绕线装置旋转组件的360°旋转台的剖视图；
图5为本发明实施例中磁悬浮轴承绕组精密绕线装置的Y轴平移组件的示意图；
图6为本发明实施例中磁悬浮轴承绕组精密绕线装置的压线成型组件的示意图；
图7为本发明实施例中磁悬浮轴承绕组精密绕线装置的绕线芯组件的示意图；
图8为本发明实施例中磁悬浮轴承绕组精密绕线装置的Z轴平移组件的示意图；
图9为本发明实施例中磁悬浮轴承绕组精密绕线装置的X轴平移组件的示意图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例作进一步地详细描述。本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
本发明的磁悬浮轴承绕组精密绕线装置，其较佳的具体实施方式是：
包括绕线组件、旋转组件、Y轴平移组件、压线成型组件、绕线芯组件、Z轴平移组件、X轴平移组件、基座；
所述绕线组件主要包括：线缆定位孔、绕线基台、上线缆导向轴承套、上线缆导向轴承、上线缆导向轴承固定轴、上轴承卡环、下线缆导向轴承套、下线缆导向轴承、下线缆导向轴承固定轴、下轴承卡环、绕线指针、指针盖板、线缆固定轴承、线缆固定轴、绕线件连接板；
所述旋转组件主要包括：360°旋转台、旋转组件固定座、旋转台定位轴；
所述Y轴平移组件主要包括：平移轴、平移轴安装座、压线成型组件基座固定件、移动台、连接板、线圈内圈压线成型固定座、旋转把手、旋转把手连接盘；
所述压线成型组件主要包括：线圈内圈成型座、线圈外圈成型座、压线成型座固定芯、左侧盖板、右侧盖板、上盖板、下盖板、线圈外圈压装左辅助块、线圈外圈压装右辅助块、线圈内圈压装左辅助块、线圈内圈压装右辅助块；
所述绕线芯组件主要包括：绕线芯外圈成型座、绕线芯内圈成型座、绕线芯固定芯；
所述Z轴平移组件主要包括：绕线芯安装座、上下向单轴平移台；
所述X轴平移组件主要包括：前后向单轴平移台、上下向单轴平移台安装座；
所述绕线组件通过螺钉固定在旋转组件上，旋转组件通过螺钉固定在Y轴平移组件上，压线成型组件通过螺钉固定在Y轴平移组件，绕线芯组件通过螺钉固定在Z轴平移组件上，Z轴平移组件通过螺钉固定在X轴平移组件，Y轴平移组件、X轴平移组件通过螺钉固定在基座上。
所述线缆定位孔位于绕线基台上，上线缆导向轴承套通过上线缆导向轴承固定到上线缆导向轴承固定轴上，并通过上轴承卡环固定住上线缆导向轴承，下线缆导向轴承套通过下线缆导向轴承固定到下线缆导向轴承固定轴上，并通过下轴承卡环固定住下线缆导向轴承，绕线指针通过指针盖板固定到绕线基台侧面凹槽内，线缆固定轴承通过线缆固定轴固定到绕线件连接板上表面。
所述上旋转轴承通过卡槽固定在旋转台固定轴的上端，下旋转轴承通过卡槽固定在旋转台固定轴的下端，轴承垫环位于上旋转轴承以及下旋转轴承之间，旋转台外壳位于上旋转轴承以及下旋转轴承外侧，旋转台底板通过螺钉固定到旋转台外壳的底面，360°旋转台通过旋转轴固定在旋转组件固定座上，并通过旋转台定位轴实现定位。
所述平移轴安装在平移轴安装座上，压线成型组件基座固定件安装在平移轴安装座右端，移动台位于平移轴上，连接板位于移动台的上方，并通过螺钉固定，线圈内圈压线成型固定座位于旋转组件固定座的右侧，并通过螺钉固定在连接板上，旋转把手通过旋转把手连接盘固定在平移轴安装座的左侧。
所述线圈内圈成型座通过螺钉固定在线圈内圈压线成型固定座上，线圈外圈成型座通过螺钉与压线成型座固定芯连接，并固定在压线成型组件基座固定件上，挤压成型时，线圈外圈压装左辅助块、线圈外圈压装右辅助块分别位于线圈外圈成型座042左右两侧，线圈内圈压装左辅助块、线圈内圈压装右辅助块分别位于线圈外圈成型座左右两侧；固定成型时，左侧盖板以及右侧盖板分别位于线圈外圈成型座左右两侧，上盖板以及下盖板分别位于线圈外圈成型座上下两侧。
所述绕线芯外圈成型座位于绕线芯内圈成型座外侧，并通过绕线芯固定芯连接，绕线芯的底面与绕线指针底面相切；绕线芯安装座通过螺钉固定在上下向单轴平移台上；前后向单轴平移台上下向单轴平移台安装座与上下向单轴平移台连接；平移轴安装座以及前后向单轴平移台均通过固定到基座上。
所述的上线缆导向轴承、下线缆导向轴承、线缆固定轴承为深沟球轴承。
所述的绕线指针为不锈钢材料。
所述的基座用于固定设备；线缆固定轴承安装在绕线组件连接板上，在绕线的过程中用于放置线圈；线缆导向轴承牵引铜线穿过线缆定位孔并改变铜线走向，将铜线牵引到指针处；绕线芯组件固定在Z轴平移组件上，绕线指针与绕线芯内圈成型座的表面垂直。
所述的旋转组件包括360°旋转台、旋转组件固定座、旋转台定位轴。
本发明的磁悬浮轴承绕组精密绕线装置绕线步骤如下：
(1)准备工序：将线缆线圈放置到线缆固定轴承上，并将铜线通过线缆定位孔和线缆导向轴承牵引到绕线指针处。通过Y轴平移组件、X轴平移组件、以及Z轴平移组件移动，将线缆压绕在绕线芯的内圈边缘处。
(2)绕制工序：通过Y轴平移组件带动使绕线指针沿Y轴正向移动，牵引着铜线沿绕线芯的最内边缘移动；当指针移动到绕线芯Y向最边缘处之后，通过旋转组件将指针方向沿X轴顺时针旋转90°，使指针与绕线芯侧面垂直，Z轴平移组件带动绕线芯沿Z轴正方向移动，指针移动到绕线芯下边缘后，通过旋转组件将指针方向沿X轴顺时针旋转 90°,使指针与绕线芯下表面垂直，Y轴平移组件带动指针沿Y轴负方向移动，完成绕组下侧的绕线；当指针移动到绕线芯的最左侧之后，继续调整指针方向沿X轴顺时针旋转 90°，Z轴平移组件带动绕线芯沿Z轴负方向移动，旋转组件将指针方向沿X轴顺时针旋转90°至指针初始位置，至此完成绕组一圈的绕线。第一圈线圈绕制完成之后，通过X轴平移组件将绕线芯沿X轴负方向平移一线圈直径距离，再次重复上述绕线步骤完成第一层线圈绕制。第一层线圈绕制完成之后，通过Z轴平移组件将绕线芯沿Z轴负方向平移一线圈直径距离，重复第一层线圈绕制步骤。在每一圈绕线完成之后，要将该线圈与上一线圈通过胶粘在一起，从而完成绕成矩形绕组。
(3)按压工序：矩形绕组绕制完成之后，将指针移动到远离绕线芯处，并将绕线组件从绕线芯安装座上取下。将绕线芯内圈成型座取下，并将用于固定绕线芯外圈成型座的螺钉拧下，推动绕线芯外圈成型座，从而将矩形线圈退出。将矩形线圈放置到压线成型组件的绕线芯固定芯位置，安装线圈外圈压装左辅助块、线圈外圈压装右辅助块、线圈内圈压装左辅助块、线圈内圈压装右辅助块，并使线圈外圈表面紧贴绕线芯外圈成型座表面，通过Y轴平移组件沿Y轴正方向平移绕线芯内圈成型座挤压线圈，直到将矩形线圈压制成弧形，拆卸安装线圈外圈压装左辅助块、线圈外圈压装右辅助块、线圈内圈压装左辅助块、线圈内圈压装右辅助块，安装左侧盖板、右侧盖板、上盖板、下盖板，将弧形绕组固定成型，成型后取下绕组。
由以上技术方案可知，该磁悬浮轴承绕组精密绕线装置，提高了所加工线圈绕组的一致性，具有排线均匀，线圈无缝隙等优点，大大提高了线圈绕组的加工效率。
具体实施例：
如图1至图9所示，主要由绕线组件01、旋转组件02、Y轴平移组件03、压线成型组件04、绕线芯组件05、Z轴平移组件06、X轴平移组件07、基座组成08组成，其特征在于：绕线组件01通过螺钉固定在旋转组件02上，旋转组件02通过螺钉固定在Y轴平移组件03上，压线成型组件04通过螺钉固定在Y轴平移组件03，绕线芯组件05通过螺钉固定在Z轴平移组件06上，Z轴平移组件06通过螺钉固定在X轴平移组件07，Y轴平移组件 03、X轴平移组件07通过螺钉固定在基座上08。
绕线组件01主要包括：线缆定位孔011、绕线基台012、上线缆导向轴承套013A、上线缆导向轴承014A、上线缆导向轴承固定轴015A、上轴承卡环016A、下线缆导向轴承套013B、下线缆导向轴承014B、下线缆导向轴承固定轴015B、下轴承卡环016B、绕线指针017、指针盖板018、线缆固定轴承019、线缆固定轴0110、绕线件连接板0111；其特征在于：线缆定位孔011位于绕线基台012上，上线缆导向轴承套013A通过上线缆导向轴承014A固定到上线缆导向轴承固定轴015A上，并通过上轴承卡环016A固定住上线缆导向轴承014A，下线缆导向轴承套013B通过下线缆导向轴承014B固定到下线缆导向轴承固定轴015B上，并通过下轴承卡环016B固定住下线缆导向轴承014B，绕线指针017通过指针盖板018固定到绕线基台011侧面凹槽内，线缆固定轴承019通过线缆固定轴0110 固定到绕线件连接板0111上表面。
旋转组件02主要包括：360°旋转台021、旋转组件固定座022、旋转台定位轴023；上旋转轴承102A通过卡槽固定在旋转台固定轴101的上端，下旋转轴承102B通过卡槽固定在旋转台固定轴101的下端，轴承垫环103位于上旋转轴承102A以及下旋转轴承102B 之间，旋转台外壳104位于上旋转轴承102A以及下旋转轴承102B外侧，旋转台底板105 通过螺钉固定到旋转台外壳104的底面，360°旋转台021通过旋转轴固定在旋转组件固定座022上，并通过旋转台定位轴023实现定位。
Y轴平移组件03主要包括：平移轴031、平移轴安装座032、压线成型组件基座固定件033、移动台034、连接板035、线圈内圈压线成型固定座036、旋转把手037、旋转把手连接盘038；平移轴031安装在平移轴安装座032上，压线成型组件基座固定件033安装在平移轴安装座032右端，移动台034位于平移轴031上，连接板035位于移动台034的上方，并通过螺钉固定，线圈内圈压线成型固定座036位于旋转组件固定座022的右侧，并通过螺钉固定在连接板035上，旋转把手037通过旋转把手连接盘038固定在平移轴安装座032的左侧。
压线成型组件04主要包括：线圈内圈成型座041、线圈外圈成型座042、压线成型座固定芯043、左侧盖板044A、右侧盖板044B、上盖板045A、下盖板045B、线圈外圈压装左辅助块046A、线圈外圈压装右辅助块046B、线圈内圈压装左辅助块047A、线圈内圈压装右辅助块047B；线圈内圈成型座041通过螺钉固定在线圈内圈压线成型固定座036 上，线圈外圈成型座042通过螺钉与压线成型座固定芯043连接，并通过螺钉固定在压线成型组件基座固定件033上，挤压成型时，线圈外圈压装左辅助块046A、线圈外圈压装右辅助块046B分别位于线圈外圈成型座042左右两侧，线圈内圈压装左辅助块047A、线圈内圈压装右辅助块047B分别位于线圈外圈成型座042左右两侧；固定成型时，左侧盖板044A以及右侧盖板044B分别位于线圈外圈成型座042左右两侧，上盖板045A以及下盖板045B分别位于线圈外圈成型座042上下两侧。
绕线芯组件05主要包括；绕线芯外圈成型座051、绕线芯内圈成型座052、绕线芯固定芯053；绕线芯外圈成型座051位于绕线芯内圈成型座052外侧，并通过绕线芯固定芯 053连接，绕线芯的底面与绕线指针017底面相切。
Z轴平移组件06主要包括：绕线芯安装座061、上下向单轴平移台062；绕线芯安装座061通过螺钉固定在上下向单轴平移台062上。
X轴平移组件07主要包括：前后向单轴平移台071、上下向单轴平移台安装座072；前后向单轴平移台071上下向单轴平移台安装座072与上下向单轴平移台062连接。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种磁悬浮轴承绕组精密绕线装置，其特征在于，包括绕线组件(01)、旋转组件(02)、Y轴平移组件(03)、压线成型组件(04)、绕线芯组件(05)、Z轴平移组件(06)、X轴平移组件(07)、基座(08)；
所述绕线组件(01)主要包括：线缆定位孔(011)、绕线基台(012)、上线缆导向轴承套(013A)、上线缆导向轴承(014A)、上线缆导向轴承固定轴(015A)、上轴承卡环(016A)、下线缆导向轴承套(013B)、下线缆导向轴承(014B)、下线缆导向轴承固定轴(015B)、下轴承卡环(016B)、绕线指针(017)、指针盖板(018)、线缆固定轴承(019)、线缆固定轴(0110)、绕线件连接板(0111)；
所述旋转组件(02)主要包括：360°旋转台(021)、旋转组件固定座(022)、旋转台定位轴(023)；
所述Y轴平移组件(03)主要包括：平移轴(031)、平移轴安装座(032)、压线成型组件基座固定件(033)、移动台(034)、连接板(035)、线圈内圈压线成型固定座(036)、旋转把手(037)、旋转把手连接盘(038)；
所述压线成型组件(04)主要包括：线圈内圈成型座(041)、线圈外圈成型座(042)、压线成型座固定芯(043)、左侧盖板(044A)、右侧盖板(044B)、上盖板(045A)、下盖板(045B)、线圈外圈压装左辅助块(046A)、线圈外圈压装右辅助块(046B)、线圈内圈压装左辅助块(047A)、线圈内圈压装右辅助块(047B)；
所述绕线芯组件(05)主要包括：绕线芯外圈成型座(051)、绕线芯内圈成型座(052)、绕线芯固定芯(053)；
所述Z轴平移组件(06)主要包括：绕线芯安装座(061)、上下向单轴平移台(062)；
所述X轴平移组件(07)主要包括：前后向单轴平移台(071)、上下向单轴平移台安装座(072)；
所述绕线组件(01)通过螺钉固定在旋转组件(02)上，旋转组件(02)通过螺钉固定在Y轴平移组件(03)上，压线成型组件(04)通过螺钉固定在Y轴平移组件(03)，绕线芯组件(05)通过螺钉固定在Z轴平移组件(06)上，Z轴平移组件(06)通过螺钉固定在X轴平移组件(07)，Y轴平移组件(03)、X轴平移组件(07)通过螺钉固定在基座(08)上。
2.根据权利要求1所述的磁悬浮轴承绕组精密绕线装置，其特征在于，所述线缆定位孔(011)位于绕线基台(012)上，上线缆导向轴承套(013A)通过上线缆导向轴承(014A)固定到上线缆导向轴承固定轴(015A)上，并通过上轴承卡环(016A)固定住上线缆导向轴承(014A)，下线缆导向轴承套(013B)通过下线缆导向轴承(014B)固定到下线缆导向轴承固定轴(015B)上，并通过下轴承卡环(016B)固定住下线缆导向轴承(014B)，绕线指针(017)通过指针盖板(018)固定到绕线基台(011)侧面凹槽内，线缆固定轴承(019)通过线缆固定轴(0110)固定到绕线件连接板(0111)上表面。
3.根据权利要求1所述的磁悬浮轴承绕组精密绕线装置，其特征在于，所述上旋转轴承(102A)通过卡槽固定在旋转台固定轴(101)的上端，下旋转轴承(102B)通过卡槽固定在旋转台固定轴(101)的下端，轴承垫环(103)位于上旋转轴承(102A)以及下旋转轴承(102B)之间，旋转台外壳(104)位于上旋转轴承(102A)以及下旋转轴承(102B)外侧，旋转台底板(105)通过螺钉固定到旋转台外壳(104)的底面，360°旋转台(021)通过旋转轴固定在旋转组件固定座(022)上，并通过旋转台定位轴(023)实现定位。
4.根据权利要求1所述的磁悬浮轴承绕组精密绕线装置，其特征在于，所述平移轴(031)安装在平移轴安装座(032)上，压线成型组件基座固定件(033)安装在平移轴安装座(032)右端，移动台(034)位于平移轴(031)上，连接板(035)位于移动台(034)的上方，并通过螺钉固定，线圈内圈压线成型固定座(036)位于旋转组件固定座(022)的右侧，并通过螺钉固定在连接板(035)上，旋转把手(037)通过旋转把手连接盘(038)固定在平移轴安装座(032)的左侧。
5.根据权利要求1所述的磁悬浮轴承绕组精密绕线装置，其特征在于，所述线圈内圈成型座(041)通过螺钉固定在线圈内圈压线成型固定座(036)上，线圈外圈成型座(042)通过螺钉与压线成型座固定芯(043)连接，并固定在压线成型组件基座固定件(033)上，挤压成型时，线圈外圈压装左辅助块(046A)、线圈外圈压装右辅助块(046B)分别位于线圈外圈成型座(042)左右两侧，线圈内圈压装左辅助块(047A)、线圈内圈压装右辅助块(047B)分别位于线圈外圈成型座(042)左右两侧；固定成型时，左侧盖板(044A)以及右侧盖板(044B)分别位于线圈外圈成型座(042)左右两侧，上盖板(045A)以及下盖板(045B)分别位于线圈外圈成型座(042)上下两侧。
6.根据权利要求1所述的磁悬浮轴承绕组精密绕线装置，其特征在于，所述绕线芯外圈成型座(051)位于绕线芯内圈成型座(052)外侧，并通过绕线芯固定芯(053)连接，绕线芯的底面与绕线指针(017)底面相切；绕线芯安装座(061)通过螺钉固定在上下向单轴平移台(062)上；前后向单轴平移台(071)上下向单轴平移台安装座(072)与上下向单轴平移台(062)连接；平移轴安装座(032)以及前后向单轴平移台(071)均通过固定到基座(08)上。
7.根据权利要求1、2或3所述的一种磁悬浮轴承绕组精密绕线装置，其特征在于，所述的上线缆导向轴承(014A)、下线缆导向轴承(014B)、线缆固定轴承(019)为深沟球轴承。
8.根据权利要求1或2所述的磁悬浮轴承绕组精密绕线装置，其特征在于，所述的绕线指针(017)为不锈钢材料。
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