CN110369992B - 一种电感自动装配机械手 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电感自动装配机械手，包括：基座、滑台结构、绕线滑台结构、支架、电源装置、第一驱动器、第二驱动器、第三驱动器、光栅传感器、主控模块和第一绕线针；本发明解决了传统的网络滤波器生产由人工或半自动化系统来完成电感装配过程，进而促使劳动强度的激增以及生产成本的加大的问题，实现了绕线针将电感的铜线与网络滤波器的管脚缠绕在一起。

Description

一种电感自动装配机械手

技术领域

本发明涉及自动化设备技术领域，具体涉及一种电感自动装配机械手。

背景技术

近年来，随着科学技术的崛起与社会文明的发展，世界科技和文明前进的步伐的不断加快。在自动装配机械手等领域内，欧洲、日本、美国的主要国家区域得到了前所未有的创新发展。同时，中国作为发展中国家，在该领域内迅速地崭露头角，但相比于发达国家，在技术、工艺等方面仍然需要不断的努力和创新。

传统的网络滤波器生产由人工或半自动化系统来完成电感装配过程，进而促使劳动强度的激增以及生产成本的加大。如若在网络滤波器的电感生产线中引入自动装配机械手，则可以实现减轻劳动强度和降低成本的双重功效。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种电感自动装配机械手解决了传统的网络滤波器生产由人工或半自动化系统来完成电感装配过程，进而促使劳动强度的激增以及生产成本的加大的问题，实现绕线针将电感的铜线与网络滤波器的管脚缠绕在一起。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：一种电感自动装配机械手，包括：基座、滑台结构、绕线滑台结构、支架、电源装置、第一驱动器、第二驱动器、第三驱动器、光栅传感器、主控模块和第一绕线针；

所述光栅传感器固定安装在基座的一侧的表面，并与滑台结构滑动连接；所述第一驱动器、第二驱动器、支架和第三驱动器依次固定安装在基座的另一侧；所述滑台结构固定安装在基座上，位于支架和光栅传感器之间；所述电源装置固定安装在基座上，并分别与第一驱动器、第二驱动器、第三驱动器、光栅传感器和主控模块电连接；所述绕线滑台结构与支架滑动连接；所述第一绕线针与绕线滑台结构固定连接；所述主控模块设置在基座内部，并分别与第一驱动器、第二驱动器、第三驱动器和光栅传感器通信连接。

进一步地：光栅传感器包括：光栅基座和滑动连接件；

所述滑动连接件的一端与光栅基座滑动连接；所述光栅基座与基座一侧的表面固定连接；

所述滑台结构包括：第一电机座、第一电机、第一螺杆、固定板和移动滑台模组；

所述第一电机固定安装在第一电机座内，所述第一螺杆的一端伸入第一电机座内并与第一电机的传动轴固定连接，所述第一螺杆的另一端穿过移动滑台模组，并分别与移动滑台模组和固定板转动连接；

所述滑动连接件的另一端伸入移动滑台模组内，并与移动滑台模组固定连接；所述第一电机座固定在基座的一端，所述固定板固定在基座的另一端。

上述进一步地方案的有益效果为：第一驱动器驱动第一电机转动，第一电机带动第一螺杆转动，使得移动滑台模组在第一螺杆上往复移动，移动滑台模组带动滑动连接件往复运动，达到测量移动滑台模组位置的目的，判断移动滑台模组是否到达预定位置，若未达到预定位置，可控制第一电机进行位移补偿或修正。

进一步地：支架包括：支撑结构、第二电机座、第二电机、第二螺杆和接近开关；

支撑结构包括：顶板和支撑板，所述顶板固定在支撑板一端的底面上，构成倒L结构；所述支撑板的另一端的底面固定在基座上；所述第二螺杆的一端与顶板转动连接，所述接近开关穿过顶板并与顶板固定连接，并与主控模块通信连接；所述第二电机固定在第二电机座内；所述第二螺杆的另一端伸入第二电机座内，并与第二电机的传动轴固定连接，所述第二螺杆穿过绕线滑台结构，并与绕线滑台结构转动连接。

进一步地：绕线滑台结构包括：绕线滑台模组、电位器、第三电机座、第三电机、固定夹具和绕线针组件；所述第三电机固定安装在第三电机座内，所述绕线滑台模组的一端设置有用于第二螺杆穿过的螺杆孔，所述第三电机座固定在绕线滑台模组的另一端，所述电位器固定安装在第三电机座与绕线滑台模组构成的腔体内，其滑动端与第三电机的传动轴固定连接，并与主控模块通信连接；所述固定夹具与第三电机的传动轴固定连接，所述绕线针组件与固定夹具固定连接，所述第一绕线针伸入固定夹具中，并与固定夹具固定连接。

上述进一步地方案的有益效果为：第二驱动器驱动第二电机转动，第二电机带动第二螺杆转动，使得绕线滑台结构可上下移动，接近开关用于检测绕线滑台结构是否达到预定位置，若未到达预定位置，则控制第二电机进行位移补偿；第三驱动器驱动第三电机转动，第三电机带动固定夹具转动，电位器用于判断第三电机的绕线圈数是否达到预设值，若未达到预设值，则控制第三电机进行绕线圈数补偿或修正。

进一步地：绕线针组件包括：第一夹板、第二夹板和第二绕线针，所述第一夹板和第二夹板结构相同，均包括：第一螺钉孔、第二螺钉孔、第三螺钉孔、第四螺钉孔、夹具孔和针孔；所述第一螺钉孔、第二螺钉孔、第三螺钉孔和第四螺钉孔分布于第一夹板和第二夹板的四个顶角；所述夹具孔和针孔分布于第一夹板和第二夹板上，所述第二绕线针针头伸入针孔中，并与针孔固定连接，所述夹具孔用于安装固定夹具，所述固定夹具伸入绕线针组件的夹具孔中，并与绕线针组件固定连接。

上述进一步地方案的有益效果为：第一夹板通过第一螺钉孔、第二螺钉孔、第三螺钉孔和第四螺钉孔与第二夹板固定。

进一步地：移动滑台模组包括：第一弹簧、第二弹簧、第一圆盘固定片、第二圆盘固定片、滤波器卡座孔、螺孔和连接杆接口；所述滤波器卡座孔设置在移动滑台模组的一个侧面的几何中心位置，其形状为长方形；所述第一弹簧固定安装在移动滑台模组的滤波器卡座孔所在的侧面的一侧，所述第二弹簧固定安装在移动滑台模组上与第一弹簧所在位置相对的另一侧；所述第一圆盘固定片固定安装的移动滑台模组的滤波器卡座孔所在的侧面的一端，所述第二圆盘固定片固定安装在移动滑台模组的滤波器卡座孔所在的侧面的另一端；所述螺孔贯穿移动滑台模组的上底面和下底面，用于穿过第一螺杆；所述连接杆接口设置在移动滑台模组靠近光栅传感器的侧面上，用于固定滑动连接件。

上述进一步地方案的有益效果为：将所要装配的网络滤波器放置在滤波器卡座孔上，网络滤波器两侧的外壳抵靠在移动滑台模组的壳体上，第一圆盘固定片和第二圆盘固定片用于限定网络滤波器两端的位置，防止网络滤波器左右移动。

进一步地：电源装置包括：220V交流接口、变压器TR1、全波整流器BR1、接地电容C1、稳压芯片U1、接地电容C2和24V直流接口；所述变压器TR1 原边与220V交流接口连接，所述变压器TR1副边的A1端与全波整流器BR1 的输入端B1连接，所述变压器TR1副边的A2端与全波整流器BR1的输入端 B2连接；所述全波整流器BR1的输出端B4分别与接地电容C1和稳压芯片U1 的Vin引脚连接，所述全波整流器BR1的输出端B3接地，所述稳压芯片U1的 Vout引脚分别与接地电容C2和24V直流接口连接；所述稳压芯片U1的GND 引脚接地。

本发明的有益效果为：一种电感自动装配机械手通过机械自动化将电感的铜线与网络滤波器的管脚缠绕，减少人工的劳动强度和降低了生产成本。

附图说明

图1为一种电感自动装配机械手的机械结构示意图；

图2为一种电感自动装配机械手的绕线针组件结构示意图；

图3为一种电感自动装配机械手的移动滑台模组结构示意图；

图4为一种电感自动装配机械手的电源装置的电路图；

其中：1、基座；2、滑台结构；201、第一电机座；202、第一螺杆；203、固定板；204、移动滑台模组；2041、第一弹簧；2042、第二弹簧；2043、第一圆盘固定片；2044、第二圆盘固定片；2045、滤波器卡座孔；2046、螺孔；2047、连接杆接口；3、绕线滑台结构；301、绕线滑台模组；302、电位器；303、第三电机座；304、固定夹具；305、绕线针组件；3051、第一螺钉孔；3052、第二螺钉孔；3053、第三螺钉孔；3054、第四螺钉孔；3055、夹具孔；3056、针孔；4、支架；401、支撑结构；402、第二电机座；403、第二螺杆；404、接近开关；5、电源装置；6、第一驱动器；7、第二驱动器；8、第三驱动器；9、光栅传感器；901、光栅基座；902、滑动连接件。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

如图1所示，一种电感自动装配机械手，包括：基座1、滑台结构2、绕线滑台结构3、支架4、电源装置5、第一驱动器6、第二驱动器7、第三驱动器8、光栅传感器9、主控模块和第一绕线针；

所述光栅传感器9固定安装在基座1的一侧的表面，并与滑台结构2滑动连接；所述第一驱动器6、第二驱动器7、支架4和第三驱动器8依次固定安装在基座1的另一侧；所述滑台结构2固定安装在基座1上，并位于支架4和光栅传感器9之间；所述电源装置5固定安装在基座1上，并分别与第一驱动器6、第二驱动器7、第三驱动器8、光栅传感器9和主控模块电连接；所述绕线滑台结构3与支架4滑动连接；所述第一绕线针与绕线滑台结构3固定连接；所述主控模块设置在基座1内部，并分别与第一驱动器6、第二驱动器7、第三驱动器8和光栅传感器9通信连接。

所述光栅传感器9包括：光栅基座901和滑动连接件902；

所述滑动连接件902的一端与光栅基座901滑动连接；所述光栅基座901 与基座1一侧的表面固定连接；

所述滑台结构2包括：第一电机座201、第一电机、第一螺杆202、固定板 203和移动滑台模组204；

所述第一电机固定安装在第一电机座201内，所述第一螺杆202的一端伸入第一电机座201内并与第一电机的传动轴固定连接，所述第一螺杆202的另一端穿过移动滑台模组204，并分别与移动滑台模组204和固定板203转动连接；

所述滑动连接件902的另一端伸入移动滑台模组204内，并与移动滑台模组204固定连接；所述第一电机座201固定在基座1的一端，所述固定板203 固定在基座1的另一端。

第一驱动器6驱动第一电机转动，第一电机带动第一螺杆202转动，使得移动滑台模组204在第一螺杆202上往复移动，移动滑台模组204带动滑动连接件902往复运动，达到测量移动滑台模组204位置的目的，判断移动滑台模组204是否到达预定位置，若未达到预定位置，可控制第一电机进行位移补偿或修正。

支架4包括：支撑结构401、第二电机座402、第二电机、第二螺杆403和接近开关404；

支撑结构401包括：顶板和支撑板，所述顶板固定在支撑板一端的底面上，构成倒L结构；所述支撑板的另一端的底面固定在基座1上；所述第二螺杆403 的一端与顶板转动连接，所述接近开关404穿过顶板并与顶板固定连接，其与主控模块通信连接；所述第二电机固定在第二电机座402内；所述第二螺杆403 的另一端伸入第二电机座402内，并与第二电机的传动轴固定连接，所述第二螺杆403穿过绕线滑台结构3，并与绕线滑台结构3转动连接。

绕线滑台结构3包括：绕线滑台模组301、电位器302、第三电机座303、第三电机、固定夹具304和绕线针组件305；所述第三电机固定安装在第三电机座303内，所述绕线滑台模组301的一端设置有用于第二螺杆403穿过的螺杆孔，所述第三电机座303固定在绕线滑台模组301的另一端，所述电位器302 固定安装在第三电机座303与绕线滑台模组301构成的腔体内，其滑动端与第三电机的传动轴固定连接，并与主控模块通信连接；所述固定夹具304与第三电机的传动轴固定连接，所述绕线针组件305与固定夹具304固定连接，所述第一绕线针伸入固定夹具304中，并与固定夹具304固定连接。

第二驱动器7驱动第二电机转动，第二电机带动第二螺杆403转动，使得绕线滑台结构3可上下移动，接近开关404用于检测绕线滑台结构3是否达到预定位置，若未到达预定位置，则控制第二电机进行位移补偿或修正；第三驱动器8驱动第三电机转动，第三电机带动固定夹具304转动，电位器302用于判断第三电机的绕线圈数是否达到预设值，若未达到预设值，则控制第三电机进行绕线圈数补偿或修正。

如图2所示，绕线针组件305包括：第一夹板、第二夹板和第二绕线针，所述第一夹板和第二夹板结构相同，均包括：第一螺钉孔3051、第二螺钉孔3052、第三螺钉孔3053、第四螺钉孔3054、夹具孔3055和针孔3056；所述第一螺钉孔3051、第二螺钉孔3052、第三螺钉孔3053和第四螺钉孔3054分布于第一夹板和第二夹板的四个顶角；所述夹具孔3055和针孔3056分布于第一夹板和第二夹板上，所述第二绕线针的针头伸入针孔3056中，并与针孔3056固定连接，所述夹具孔3055用于安装固定夹具304，所述固定夹具304伸入绕线针组件305 的夹具孔3055中，并与绕线针组件305固定连接。

第一夹板通过第一螺钉孔3051、第二螺钉孔3052、第三螺钉孔3053和第四螺钉孔3054与第二夹板固定。

如图3所示，移动滑台模组204包括：第一弹簧2041、第二弹簧2042、第一圆盘固定片2043、第二圆盘固定片2044、滤波器卡座孔2045、螺孔2046和连接杆接口2047；所述滤波器卡座孔2045设置在移动滑台模组204的一个侧面的几何中心位置，其形状为长方形；所述第一弹簧2041固定安装在移动滑台模组204的滤波器卡座孔2045所在的侧面的一侧，所述第二弹簧2042固定安装在移动滑台模组204上与第一弹簧2041所在位置相对的另一侧；所述第一圆盘固定片2043固定安装的移动滑台模组204的滤波器卡座孔2045所在的侧面的一端，所述第二圆盘固定片2044固定安装在移动滑台模组204的滤波器卡座孔 2045所在的侧面的另一端；所述螺孔2046贯穿移动滑台模组204的上底面和下底面，用于穿过第一螺杆202；所述连接杆接口2047设置在移动滑台模组204 靠近光栅传感器9的侧面上，用于固定滑动连接件902。

将所要装配的网络滤波器放置在滤波器卡座孔2045上，网络滤波器两侧的外壳抵靠在移动滑台模组204的壳体上，第一圆盘固定片2043和第二圆盘固定片2044用于限定网络滤波器两端的位置，防止网络滤波器左右移动。

如图4所示，电源装置5包括：220V交流接口、变压器TR1、全波整流器 BR1、接地电容C1、稳压芯片U1、接地电容C2和24V直流接口；所述变压器 TR1原边与220V交流接口连接，所述变压器TR1副边的A1端与全波整流器 BR1的输入端B1连接，所述变压器TR1副边的A2端与全波整流器BR1的输入端B2连接；所述全波整流器BR1的输出端B4分别与接地电容C1和稳压芯片U1的Vin引脚连接，所述全波整流器BR1的输出端B3接地，所述稳压芯片 U1的Vout引脚分别与接地电容C2和24V直流接口连接；所述稳压芯片U1的 GND引脚接地。

在本实施例中，第一电机、第二电机和第三电机均采用步进电机，电机转动速度V的计算公式：

其中，P为脉冲信号频率，M为细分数，P和M由电机型号决定，θ_e为步进电机步距角；主控模块通过调节脉冲信号频率P达到控制电机转速的目的。

将网络滤波器固定在滤波器卡座孔2045上，将铜线固定在第一弹簧2041 和第二弹簧2042上，并位于网络滤波器的管脚的一侧，启动第一电机，将移动滑台模组204移动到预定位置，启动第二电机，将绕线滑台结构3下降到预定位置，启动第三电机，将电感的铜线与网络滤波器的管脚缠绕在一起，并将再次启动第二电机，使绕线滑台结构3上升；再次启动第一电机，将移动滑台模组204移到基座的另一端。

本发明的有益效果为：一种电感自动装配机械手通过机械自动化将电感的铜线与网络滤波器的管脚缠绕，减少人工的劳动强度和降低了生产成本。

Claims (3)

1.一种电感自动装配机械手，其特征在于，包括：基座(1)、滑台结构(2)、绕线滑台结构(3)、支架(4)、电源装置(5)、第一驱动器(6)、第二驱动器(7)、第三驱动器(8)、光栅传感器(9)、主控模块和第一绕线针；

所述光栅传感器(9)固定安装在基座(1)的一侧的表面，并与滑台结构(2)滑动连接；所述第一驱动器(6)、第二驱动器(7)、支架(4)和第三驱动器(8)依次固定安装在基座(1)的另一侧；所述滑台结构(2)固定安装在基座(1)上，并位于支架(4)和光栅传感器(9)之间；所述电源装置(5)固定安装在基座(1)上，并分别与第一驱动器(6)、第二驱动器(7)、第三驱动器(8)、光栅传感器(9)和主控模块电连接；所述绕线滑台结构(3)与支架(4)滑动连接；所述第一绕线针与绕线滑台结构(3)固定连接；所述主控模块设置在基座(1)内部，并分别与第一驱动器(6)、第二驱动器(7)、第三驱动器(8)和光栅传感器(9)通信连接；

所述光栅传感器(9)包括：光栅基座(901)和滑动连接件(902)；

所述滑动连接件(902)的一端与光栅基座(901)滑动连接；所述光栅基座(901)与基座(1)一侧的表面固定连接；

所述滑台结构(2)包括：第一电机座(201)、第一电机、第一螺杆(202)、固定板(203)和移动滑台模组(204)；

所述第一电机固定安装在第一电机座(201)内，所述第一螺杆(202)的一端伸入第一电机座(201)内并与第一电机的传动轴固定连接，所述第一螺杆(202)的另一端穿过移动滑台模组(204)，并分别与移动滑台模组(204)和固定板(203)转动连接；

所述滑动连接件(902)的另一端伸入移动滑台模组(204)内，并与移动滑台模组(204)固定连接；所述第一电机座(201)固定在基座(1)的一端，所述固定板(203)固定在基座(1)的另一端；

支架(4)包括：支撑结构(401)、第二电机座(402)、第二电机、第二螺杆(403)和接近开关(404)；

所述支撑结构(401)包括：顶板和支撑板，所述顶板固定在支撑板一端的底面上，构成倒L结构；所述支撑板的另一端的底面固定在基座(1)上；所述第二螺杆(403)的一端与顶板转动连接，所述接近开关(404)穿过顶板并与顶板固定连接，并与主控模块通信连接；所述第二电机固定在第二电机座(402)内；所述第二螺杆(403)的另一端伸入第二电机座(402)内，并与第二电机的传动轴固定连接，所述第二螺杆(403)穿过绕线滑台结构(3)，并与绕线滑台结构(3)转动连接；

绕线滑台结构(3)包括：绕线滑台模组(301)、电位器(302)、第三电机座(303)、第三电机、固定夹具(304)和绕线针组件(305)；所述第三电机固定安装在第三电机座(303)内，所述绕线滑台模组(301)的一端设置有用于第二螺杆(403)穿过的螺杆孔，所述第三电机座(303)固定在绕线滑台模组(301)的另一端，所述电位器(302)固定安装在第三电机座(303)与绕线滑台模组(301)构成的腔体内，其滑动端与第三电机的传动轴固定连接，并与主控模块通信连接；所述固定夹具(304)与第三电机的传动轴固定连接，所述绕线针组件(305)与固定夹具(304)固定连接，所述第一绕线针伸入固定夹具(304)中，并与固定夹具(304)固定连接；

绕线针组件(305)包括：第一夹板、第二夹板和第二绕线针，所述第一夹板和第二夹板结构相同，均包括：第一螺钉孔(3051)、第二螺钉孔(3052)、第三螺钉孔(3053)、第四螺钉孔(3054)、夹具孔(3055)和针孔(3056)；所述第一螺钉孔(3051)、第二螺钉孔(3052)、第三螺钉孔(3053)和第四螺钉孔(3054)分布于第一夹板和第二夹板的四个顶角；所述夹具孔(3055)和针孔(3056)分布于第一夹板和第二夹板上，所述第二绕线针的针头伸入针孔(3056)中，并与针孔(3056)固定连接，所述夹具孔(3055)用于安装固定夹具(304)，所述固定夹具(304)伸入绕线针组件(305)的夹具孔(3055)中，并与绕线针组件(305)固定连接。

2.根据权利要求1所述的电感自动装配机械手，其特征在于，所述移动滑台模组(204)包括：第一弹簧(2041)、第二弹簧(2042)、第一圆盘固定片(2043)、第二圆盘固定片(2044)、滤波器卡座孔(2045)、螺孔(2046)和连接杆接口(2047)；所述滤波器卡座孔(2045)设置在移动滑台模组(204)的一个侧面的几何中心位置，其形状为长方形；所述第一弹簧(2041)固定安装在移动滑台模组(204)的滤波器卡座孔(2045)所在的侧面的一侧，所述第二弹簧(2042)固定安装在移动滑台模组(204)上与第一弹簧(2041)所在位置相对的另一侧；所述第一圆盘固定片(2043)固定安装的移动滑台模组(204)的滤波器卡座孔(2045)所在的侧面的一端，所述第二圆盘固定片(2044)固定安装在移动滑台模组(204)的滤波器卡座孔(2045)所在的侧面的另一端；所述螺孔(2046)贯穿移动滑台模组(204)的上底面和下底面，用于穿过第一螺杆(202)；所述连接杆接口(2047)设置在移动滑台模组(204)靠近光栅传感器(9)的侧面上，用于固定滑动连接件(902)。

3.根据权利要求1所述的电感自动装配机械手，其特征在于，所述电源装置(5)包括：220V交流接口、变压器TR1、全波整流器BR1、接地电容C1、稳压芯片U1、接地电容C2和24V直流接口；所述变压器TR1原边与220V交流接口连接，所述变压器TR1副边的A1端与全波整流器BR1的输入端B1连接，所述变压器TR1副边的A2端与全波整流器BR1的输入端B2连接；所述全波整流器BR1的输出端B4分别与接地电容C1和稳压芯片U1的Vin引脚连接，所述全波整流器BR1的输出端B3接地，所述稳压芯片U1的Vout引脚分别与接地电容C2和24V直流接口连接；所述稳压芯片U1的GND引脚接地。

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