CN110899565A - 一种多轴柔性载体绕线驱动机构 - Google Patents

Abstract

一种多轴柔性载体绕线驱动机构，其包括支架，主轴机构，起线夹持机构，抽芯机构，以及解锁机构。所述主轴机构包括主板，多个主轴组件，以及多个绕线治具。所述起线夹持机构包括基座，左夹钳，右夹钳，以及抵顶弹簧。所述抽芯机构包括抽芯板。所述抽芯板沿所述空心主轴的中心轴活动以使所述起线夹持机构朝远离所述绕线管滑动从而将绕设在绕线管上的线圈套设在所述柔性载体上。当需要解锁时所述Z轴驱动组件驱动所述解锁杆朝所述起线夹持机构活动，然后所述Y轴驱动组件带动所述Z轴驱动组件滑动以使所述解锁杆抵顶所述右夹钳的尾部以压缩所述抵顶弹簧从而使所述起线夹持机构放开对线圈起线的夹持。本多轴柔性载体绕线驱动机构可以自动地完成电子烟线圈的绕设。

Description

一种多轴柔性载体绕线驱动机构

技术领域

本发明涉及机械设备技术领域，特别涉及一种多轴柔性载体绕线驱动机构。

背景技术

绕线机是把线状的物体缠绕到特定的工件上的机器。凡是电器产品大多需要用漆包铜线(简称漆包线)绕制成电感线圈，就需要用到绕线机。电子行业单个串联空心线圈制作加工通常都需要用到主轴驱动装置。

众所周知，在电子烟中，需要一根导热丝。该导热丝为螺旋结构，该导热丝的中间包括一根棉线，该棉线用于输送液体。该液体在该导热丝的加热下会产生气体，该气体被人吸入吸烟者口中，从而达到吸烟的目的。在线圈的绕制过程中，需要拉住所述棉线，才可以进行绕制。同时，为了达到集成化，以一次性完成多个电子烟线圈的绕设，因此在一个机台上设置多个绕线机构，即具有多个绕线轴，也因此称之为多轴绕线机。为了实现多个该绕线轴的一起成功绕线，并实现该多轴绕线机的自动化，因此需要设计能使该绕线机成功绕线的各种功能模块，并使该各种功能模块有机的组装在一起，以实现自动化。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种有助于实现自动化的多轴柔性载体绕线驱动机构，以满足上述需求。

一种多轴柔性载体绕线驱动机构，其用于为柔性载体绕设线圈，其包括一个支架，一个设置在所述支架上的主轴机构，一个设置在所述支架上的起线夹持机构，一个设置在所述支架上的抽芯机构，以及一个设置在所述抽芯机构上的解锁机构。所述主轴机构包括一个设置在所述支架上的主板，多个排列设置在所述所述主板上的主轴组件，以及多个分别设置在所述主轴组件上的绕线治具。每一个所述主轴组件包括一个空心主轴，所述绕线治具固定设置在所述空心主轴的一端并包括一个治具本体，一个设置在所述治具本体上的绕线管，以及一个与所述空心主轴相连通并开设在所述治具本体与绕线管上的穿线孔。所述柔性载体穿设在所述空心主轴与穿线孔中。所述起线夹持机构包括一个设置在所述治具本体上的基座，一个穿设在所述基座上的左夹钳，一个与该左夹钳枢接的右夹钳，以及一个夹设在所述右夹钳与基座之间的抵顶弹簧。所述抽芯机构包括一个套设在所述空心主轴上的抽芯板。所述抽芯板沿所述空心主轴的中心轴活动以使所述起线夹持机构朝远离所述绕线管滑动从而将绕设在绕线管上的线圈套设在所述柔性载体上。所述解锁机构包括一个设置在所述抽芯板上的Y轴驱动组件，一个设置在所述Y轴驱动组件上的Z轴驱动组件，以及一个设置在所述Z轴驱动组件上的解锁杆。所述Y轴驱动组件的活动方向垂直于所述抽芯板的活动方向。当需要解锁时所述Z轴驱动组件驱动所述解锁杆朝所述起线夹持机构活动，然后所述Y轴驱动组件带动所述Z轴驱动组件滑动以使所述解锁杆抵顶所述右夹钳的尾部以压缩所述抵顶弹簧从而使所述起线夹持机构放开对线圈起线的夹持。

进一步地，所述多轴柔性载体绕线驱动机构还包括一个基座，所述基座包括一个直线驱动机构，所述支架设置在所述直线驱动机构以在该直线驱动机构的驱动下沿直线往复运动。

进一步地，所述主轴机构包括多个分别驱动所述主轴组件旋转的主轴旋转驱动电机，所述主轴组件上设置有驱动齿轮，所述主轴旋转驱动电机通过皮带驱动所述驱动齿轮旋转进而驱动所述空心主轴旋转。

进一步地，所述主轴机构包括一个定位机构，所述定位机构包括一个设置在所述支架上的驱动装置，一个架设在所述支架上的卡位机构，以及多个分别设置在所述主轴组件上的卡位齿轮，所述卡位机构包括一个由所述驱动装置驱动而旋转的架设杆，以及多个设置在所述架设杆上的定位杆，当所述驱动旋转驱动所述架设杆旋转时所述定位杆插设入所述卡位齿轮的齿牙上以定位主轴组件的轴向位置。

进一步地，在所述治具本体停止旋转时，所述治具本体与所述起线夹持机构的排列方向保持与所述Z轴驱动组件的驱动方向相同。

进一步地，所述起线夹持机构还包括一个设置在所述左夹钳的尾部的滑轮，当所述空心主轴旋转时所述起线夹持机构随所述治具本体一起旋转，所述滑转抵靠在所述抽芯板上滑动。

进一步地，当所述抽芯板朝靠近所述绕线管滑动时所述抽芯板驱动所述左夹钳一起运动以将所述起线夹持机构所夹持的线圈脱离所述绕线管。

进一步地，所述左夹钳上开设有一个通槽，所述起线夹持机构还包括一个固定在所述基座上的固定杆，以及一个容置在所述通槽中的弹簧，所述固定杆的一端固定在所述治具本体上，当所述抽芯板停止对所述空心主轴的抵顶时，所述治具本体在所述弹簧的作用下回复到原位。

进一步地，所述Y轴驱动组件包括两个设置在所述抽芯板上的导轨机构，一个架设在所述导轨机构上的Y轴架设板，以及一个固定设置在所述抽芯板上的Y轴驱动气缸。

进一步地，所述抽芯机构包括一个架设在所述支架上并驱动所述抽芯板前后运动的抽芯驱动机构，所述抽芯驱动机构包括两个抽芯气泵，两个与所述抽芯板连接的抽芯杆，以及一个固定所述抽芯杆的连板，两个所述抽芯气泵驱动所述连板往复运动。

与现有技术相比，本发明提供的多轴柔性载体绕线驱动机构具有主轴机构，起线夹持机构，抽芯机构，以及解锁机构，该多个功能模块有机地组装在一起，使得该多轴绕线机可以成功的完成绕线，同时由于具有所述起线夹持机构、抽芯机构以及解锁机构，该多轴绕线机可以自动地完成电子烟线圈的绕设。

附图说明

图1为本发明提供的一种多轴柔性载体绕线驱动机构的结构示意图。

图2为图1的多轴柔性载体绕线驱动机构所具有的主轴机构的结构示意图。

图3为图2的主轴机构所具有的主轴组件的结构示意图。

图4为图1的多轴柔性载体绕线驱动机构所具有的治具与起线夹持机构的结构示意图。

图5为图1的多轴柔性载体绕线驱动机构所具有的抽芯机构与解锁机构的结构示意图。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施例进行进一步详细说明。应当理解的是，此处对本发明实施例的说明并不用于限定本发明的保护范围。

如图1至图5所示，其为本发明提供的多轴柔性载体绕线驱动机构的结构示意图。所述多轴柔性载体绕线驱动机构包括一个基台10，一个设置在所述基台10上的支架20，一个设置在所述支架20上的主轴机构30，一个设置在所述主轴机构30上的起线夹持机构40，一个设置在所述支架20上的抽芯机构50，以及一个设置在所述抽芯机构50上的解锁机构60。可以想到的是，所述多轴柔性载体绕线驱动机构还包括其他的一些功能模块，如将上述各功能模块组装在一起的组装组件，电气连接组件，控制模块等等，其为本领域技术人员所习知的技术，在此不再一一详细说明。

所述基台10用于承载上述的各个功能模块，其结构与形状可以根据实际的需要设计。所述基台10包括一个工作台11，以及一个设置在所述工作台11上的直线驱动机构12。所述直线驱动机构12为一种现有技术，其包括电机，螺杆，以及导杆机构等等，在此不再赘述。

所述支架20设置在所述直线驱动机构12以在该直线驱动机构12的驱动下沿直线往复运动,以将线圈的起线的线头夹设在所述起线夹持机构40上，从而进行线圈的绕设，同时还可以控制线圈绕设时的螺距等等。

所述主轴机构30包括一个设置在所述支架20上的主板31，多个排列设置在所述所述主板31上的主轴组件32，多个分别设置在所述主轴组件32上的绕线治具33，以及多个分别设置在所述主轴组件32上的定位机构34。所述主板31的结构可以根据实际需要而设定，其将多个所述主轴组件32组合在一起，以实现集约化。所述主板31可以通过紧固件固定在所述支架20上。多个所述主轴组件32具有相同的结构，且每一个主轴组件32包括一个固定设置在所述主板31上的轴套组件321，一个穿设在所述主板31上的空心主轴322，一个固定套设在所述空心主轴321上的驱动齿轮323，一个夹设在所述轴套组件321上的回复弹簧324。所述轴套组件321为现有技术，其包括轴承，套筒，固定环等等，用于支撑所述空心主轴322并使所述空心主轴322可以稳定并快速地旋转。所述空心主轴322穿设在所述轴套套组件321中，其包括一个通孔。所述通孔用于穿设柔性载体，如棉线等。所述空心主轴322具有各种台阶结构，以实现各个零部件的相互固定。所述驱动齿轮323套设在所述空心主轴322上，以驱动所述空心主轴322旋转。可以想到的是，为了固定该驱动齿轮322，该驱动齿轮322的两侧固定设置有紧固件。由于所述空心主轴322在旋转时会发生来回的震动，因此所述空心主轴322需要保持其稳定性，也因此设置有所述回复弹簧324。所述回复弹簧324设置在所述轴承套组件321的套筒与轴承之间，因此当空心主轴322震动时，所述回复弹簧324可以吸收该震动，从而保持该空心主轴322的稳定性。从上面的结构设计可以看到，所述空心主轴322在沿其中心轴的方向是不动的。可以想到的是，每一个所述驱动齿轮323由一个伺服电机来驱动。通过对该伺服电机的设置，可以设定该伺服电机的旋转圈数，以及电机输出轴的起始位置等等，这有助于控制所述线圈的绕设圈数。

所述线线治具33包括一个固定设置在所述空心主轴322上的治具本体331，以及一个插设在所述治具本体331上的绕线管332，以及一个与所述空心主轴322相连通并开设在所述治具本体331与绕线管332上的穿线孔333。所述治具体331的结构与形状可以根据实际需要而设计，在此不再赘述。所述绕线管332的直径根据线圈的直径设置。在绕设线圈时，导线首先直接绕设在所述绕线管332上。所述穿线孔333用于穿设柔性载体，其为一个与所述空心主轴322的通孔相连通的通孔。所述定位机构34用于固定所述空心主轴322的位置，因为多个所述主轴组件32分别由不同的驱动电机驱动旋转，虽然该驱动电机可以使用伺服电机，从而可以保证其起止时间，但是由于本身的误差的存在，使得所述主轴组件32所停的位置不能保证一致，从而使得所述起线夹持机构40的位置保持在特定的位置，以便于该起线夹持机构40去夹持导线。所述定位机构34包括一个设置在所述支架20上的驱动装置341，一个架设在所述支架20上的卡位机构342，以及多个分别设置在所述主轴组件32上的卡位齿轮343。所述驱动装置341包括一个与所述卡位机构342枢接的输出端。所述卡位机构342包括一个由所述驱动装置341驱动而旋转的架设杆3421，多个设置在所述架设杆3421上的定位杆3422,以及一个设置在所述架设杆3421上的枢接轴3423。所述枢接轴3423与所述驱动装置341的输出端枢接，从而在该输出端的驱动下旋转，从而带动所述定位杆3422旋转。当所述定位杆3422旋转时使可以与所述卡位齿轮343耦合或脱离耦合。当所述驱动装置341旋转驱动所述架设杆3421旋转时所述定位杆3422插设入所述卡位齿轮343的齿牙上以定位主轴组件32的轴向位置，主要是为了定位所述起线夹持机构40的位置，以使其能夹持到线圈的起线端，即在所述治具本体331停止旋转时，所述治具本体331与所述起线夹持机构40的排列方向保持与所述Z轴驱动组件62的驱动方向相同。

所述起线夹持机构40包括一个设置在所述治具本体331上的基座41，一个穿设在所述基座41上的左夹钳42，一个与该左夹钳42枢接的右夹钳43，以及一个夹设在所述右夹钳43与基座41之间的抵顶弹簧44。所述基座41可以通过螺钉等紧固件固定在所述治具本体331上并包括一个固定设置的固定杆411，以及一个用于插设所述左夹钳42的插孔412。所述左夹钳42插设在所述插孔412中并包括一个容置槽421，以及一个容置在所述容置槽421中的弹簧422。所述弹簧422的一端抵顶在所述容置槽421的一端，另一端抵顶在所述固定杆411上。当所述左夹钳42被抵顶时，所述左夹钳42被沿所述插孔412顶出的同时所述弹簧422被压缩。当所述左夹钳42被释放时，其会被所述弹簧422抵顶回原始位置。所述右夹钳43与所述左夹钳42的枢接方式及夹持方式在此不再赘述，其为现有技术。所述右夹钳43设置在所述基座41的外侧。所述抵顶弹簧44夹设在所述右夹钳43与基座41之间，并在未受外力的情况下，其使所述左、右夹钳42、43处于夹持状态。所述起线夹持机构40还包括一个设置在所述左夹钳42的尾部的滑轮45，当所述空心主轴322旋转时所述起线夹持机构40随所述治具本体331一起旋转，所述滑轮45抵靠在下述抽芯板51上滑动，以减小摩擦力。

所述抽芯机构50包括一个套设并固定在所述空心主轴322上的抽芯板51，以及一个架设在所述支架20上并驱动所述抽芯板51前后运动的抽芯驱动机构52。所述抽芯板51的结构的结构可以根据实际的需要而设计，在本实施例中，所述抽芯板51具有多个穿孔，所述主轴机构30的空心主轴322及治具本体331穿设在所述穿孔中。所述抽芯驱动机构52包括两个抽芯气泵521，两个与所述抽芯板51连接的抽芯杆522，以及一个固定所述抽芯杆522并由所述抽芯气泵521控制的连板523。所述抽芯气泵521可以为现有的一种气泵驱动装置，在此不再赘述。两个所述抽芯杆522穿过所述支架20，以及主板31从而连接所述抽芯板51及连板523。所述连板523固定连接两个所述抽芯杆522从而在所述抽芯气泵521的抵顶下推动所述抽芯板51往复运动。当所述抽芯板51在所述抽芯驱动机构52的驱动下抵顶所述左夹钳42，由于所述起线夹持机构40夹持有所述线圈的起线端，从而在该抽芯板51的抵顶下，所述起线夹持机构40带动所述线圈一起朝远离所述绕线治具33活动，从而使线圈脱离所述绕线治具33而套设在所述柔性载体上，进而完成线圈的绕设。

所述解锁机构60包括一个设置在所述抽芯板51上的Y轴驱动组件61，一个设置在所述Y轴驱动组件61上的Z轴驱动组件62，以及一个设置在所述Z轴驱动组件62上的解锁杆63。所述Y轴驱动组件61的活动方向垂直于所述抽芯板51的活动方向。所述Y轴驱动组件61包括两个设置在所述抽芯板51上的Y轴导轨机构611，一个架设在所述导轨机构611上的Y轴架设板612，以及一个固定设置在所述抽芯板51上的Y轴驱动气缸613。当所述Y轴驱动气缸613工作，即可驱动所述Y轴架设板612沿所述导轨机构611往复运动。所述Z轴驱动组件62包括两个设置在所述Y轴架设板612上的Z轴导轨机构621，一个架设在所述Z轴导轨机构621上的Z轴架设板612，以及两个固定设置在所述Z轴架设板612上的Z轴驱动气缸623。所述Z轴驱动气缸623及Z轴导轨机构621与所述Y轴驱动气缸613与Y轴导轨机构611一样，在此不再赘述。所述Z轴架设板612为一个L形结构，其一侧面固定设置在所述Z轴导轨机构621上，另一侧面用于设置所述解锁杆63。所述解锁杆63为一个直杆。当需要解锁或夹持时所述Z轴驱动组件62驱动所述解锁杆63朝所述起线夹持机构40活动，然后所述Y轴驱动组件61带动所述Z轴驱动组件62滑动以使所述解锁杆63抵顶所述右夹钳43的尾部以压缩所述抵顶弹簧44从而使所述起线夹持机构40放开对线圈起线的夹持或夹持住所述线圈的起线端。当完成解锁与夹持后，为了避免该解锁机构60对所述起线夹持机构40与主轴机构30的干涉，所述Z轴驱动组件62驱动所述解锁杆63朝远离所述起线夹持机构40的方向运动。

与现有技术相比，本发明提供的多轴柔性载体绕线驱动机构具有主轴机构30，起线夹持机构40，抽芯机构50，以及解锁机构60，该多个功能模块有机地组装在一起，使得该多轴绕线机可以成功的完成绕线，同时由于具有所述起线夹持机构40、抽芯机构50以及解锁机构60，该多轴绕线机可以自动地完成电子烟线圈的绕设。

以上仅为本发明的较佳实施例，并不用于局限本发明的保护范围，任何在本发明精神内的修改、等同替换或改进等，都涵盖在本发明的权利要求范围内。

Claims (10)

1.一种多轴柔性载体绕线驱动机构，其用于为柔性载体绕设线圈，其特征在于：所述多轴柔性载体绕线驱动机构包括一个支架，一个设置在所述支架上的主轴机构，一个设置在所述支架上的起线夹持机构，一个设置在所述支架上的抽芯机构，以及一个设置在所述抽芯机构上的解锁机构，所述主轴机构包括一个设置在所述支架上的主板，多个排列设置在所述所述主板上的主轴组件，以及多个分别设置在所述主轴组件上的绕线治具，每一个所述主轴组件包括一个空心主轴，所述绕线治具固定设置在所述空心主轴的一端并包括一个治具本体，一个设置在所述治具本体上的绕线管，以及一个与所述空心主轴相连通并开设在所述治具本体与绕线管上的穿线孔，所述柔性载体穿设在所述空心主轴与穿线孔中，所述起线夹持机构包括一个设置在所述治具本体上的基座，一个穿设在所述基座上的左夹钳，一个与该左夹钳枢接的右夹钳，以及一个夹设在所述右夹钳与基座之间的抵顶弹簧，所述抽芯机构包括一个套设在所述空心主轴上的抽芯板，所述抽芯板沿所述空心主轴的中心轴活动以使所述起线夹持机构朝远离所述绕线管滑动从而将绕设在绕线管上的线圈套设在所述柔性载体上，所述解锁机构包括一个设置在所述抽芯板上的Y轴驱动组件，一个设置在所述Y轴驱动组件上的Z轴驱动组件，以及一个设置在所述Z轴驱动组件上的解锁杆，所述Y轴驱动组件的活动方向垂直于所述抽芯板的活动方向，当需要解锁时所述Z轴驱动组件驱动所述解锁杆朝所述起线夹持机构活动，然后所述Y轴驱动组件带动所述Z轴驱动组件滑动以使所述解锁杆抵顶所述右夹钳的尾部以压缩所述抵顶弹簧从而使所述起线夹持机构放开对线圈起线的夹持。

2.如权利要求1所述的多轴柔性载体绕线驱动机构，其特征在于：所述多轴柔性载体绕线驱动机构还包括一个基座，所述基座包括一个直线驱动机构，所述支架设置在所述直线驱动机构以在该直线驱动机构的驱动下沿直线往复运动。

3.如权利要求1所述的多轴柔性载体绕线驱动机构，其特征在于：所述主轴机构包括多个分别驱动所述主轴组件旋转的主轴旋转驱动电机，所述主轴组件上设置有驱动齿轮，所述主轴旋转驱动电机通过皮带驱动所述驱动齿轮旋转进而驱动所述空心主轴旋转。

4.如权利要求3所述的多轴柔性载体绕线驱动机构，其特征在于：所述主轴机构包括一个定位机构，所述定位机构包括一个设置在所述支架上的驱动装置，一个架设在所述支架上的卡位机构，以及多个分别设置在所述主轴组件上的卡位齿轮，所述卡位机构包括一个由所述驱动装置驱动而旋转的架设杆，以及多个设置在所述架设杆上的定位杆，当所述驱动旋转驱动所述架设杆旋转时所述定位杆插设入所述卡位齿轮的齿牙上以定位主轴组件的轴向位置。

5.如权利要求4所述的多轴柔性载体绕线驱动机构，其特征在于：在所述治具本体停止旋转时，所述治具本体与所述起线夹持机构的排列方向保持与所述Z轴驱动组件的驱动方向相同。

6.如权利要求3所述的多轴柔性载体绕线驱动机构，其特征在于：所述起线夹持机构还包括一个设置在所述左夹钳的尾部的滑轮，当所述空心主轴旋转时所述起线夹持机构随所述治具本体一起旋转，所述滑转抵靠在所述抽芯板上滑动。

7.如权利要求1所述的多轴柔性载体绕线驱动机构，其特征在于：当所述抽芯板朝靠近所述绕线管滑动时所述抽芯板驱动所述左夹钳一起运动以将所述起线夹持机构所夹持的线圈脱离所述绕线管。

8.如权利要求1所述的多轴柔性载体绕线驱动机构，其特征在于：所述左夹钳上开设有一个通槽，所述起线夹持机构还包括一个固定在所述基座上的固定杆，以及一个容置在所述通槽中的弹簧，所述固定杆的一端固定在所述治具本体上，当所述抽芯板停止对所述空心主轴的抵顶时，所述治具本体在所述弹簧的作用下回复到原位。

9.如权利要求1所述的多轴柔性载体绕线驱动机构，其特征在于：所述Y轴驱动组件包括两个设置在所述抽芯板上的导轨机构，一个架设在所述导轨机构上的Y轴架设板，以及一个固定设置在所述抽芯板上的Y轴驱动气缸。

10.如权利要求1所述的多轴柔性载体绕线驱动机构，其特征在于：所述抽芯机构包括一个架设在所述支架上并驱动所述抽芯板前后运动的抽芯驱动机构，所述抽芯驱动机构包括两个抽芯气泵，两个与所述抽芯板连接的抽芯杆，以及一个固定所述抽芯杆的连板，两个所述抽芯气泵驱动所述连板往复运动。

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