CN111262401A - 一种偏心轴定位中间护爪的飞叉绕线机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种偏心轴定位中间护爪的飞叉绕线机构，包括基座、飞叉机构、护爪模组，其中飞叉机构包括飞叉杆、飞叉主轴及驱动飞叉主轴旋转动作的第一驱动机构，飞叉主轴为空心轴；在基座上还固定有不随飞叉主轴旋转动作的偏心轴模组、偏心杆模组，其中偏心轴模组中的偏心轴穿过空心的飞叉主轴后对护爪模组进行定位，偏心杆模组中的偏心杆从空心的偏心轴中穿过后在第二驱动机构的驱动下推动护爪模组动作。本发明结构设计非常合理，与现有结构相比，更精准，绕出来的电机定子线圈连续均匀无间隙，特别适合绕外转子电机定子和直条定子绕线。
Description
技术领域
本发明涉及一种电机定子绕线机构，具体涉及一种偏心轴定位中间护爪的飞叉绕线机构，属于电机生产技术领域。
背景技术
电机定子是电动机静止不动的部分，定子是由定子铁芯、定子绕组和机座三部分组成，其中定子绕组通常采用飞叉式绕线机构绕制在定子铁芯上的。现有技术中的飞叉绕线机构一般包括动力源、偏心轮、导杆、滑块及飞叉杆，动力源驱动偏心轮转动，偏心轮的偏心滚轮抵接滑块，使滑块沿导杆上下运动，进而与滑块固定的飞叉杆也会上下运动，实现飞叉杆对铜线的牵引作用。前述这种飞叉绕线机构适合先将绕组整体绕制好后再套入铁芯的这种工艺制作的定子绕线，但不适用于对绕线要求高（需要一圈圈线圈均匀排布在铁芯上）、将线圈直接绕制在铁芯上这种工艺的绕线，原因是将线圈一圈圈直接绕制在铁芯时需要对线圈进行定位。
现有技术中存在通过护爪模组对线圈进行定位的方式，护爪模组与固定飞叉杆的主轴同轴设置，在机构运行过程中，需要保证飞叉杆旋转、护爪模组不旋转，故一般通过在主轴的前端固定偏心轮通过偏心轮对护爪模组进行定位，而偏心轮是由同步带来驱动的，亦或是通过在护爪下面增加重量，利用零件的重力定位。前述两种方式在绕线过程中极不稳定，容易出现绕线乱象，不仅无法实现连续无间隙的绕线，而且影响定子的槽满率。
发明内容
针对上述现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种结构设计更为合理且能够实现连续无间隙绕线的偏心轴定位中间护爪的飞叉绕线机构。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是提供一种偏心轴定位中间护爪的飞叉绕线机构，包括基座、飞叉机构、护爪模组，其中飞叉机构包括飞叉杆、飞叉主轴及驱动飞叉主轴旋转动作的第一驱动机构，飞叉主轴上开设有飞叉主轴过线嘴，其特征在于，所述飞叉主轴为空心轴；在基座上还固定有不随飞叉主轴旋转动作的偏心轴模组、偏心杆模组，其中偏心轴模组中的偏心轴穿过空心的飞叉主轴后对护爪模组进行定位，所述偏心轴也为空心轴，偏心杆模组中的偏心杆从空心的偏心轴中穿过后在第二驱动机构的驱动下推动护爪模组动作。
上述偏心轴定位中间护爪的飞叉绕线机构的具体结构，包括基座、飞叉机构、护爪模组，其中飞叉机构包括飞叉杆、飞叉主轴及驱动飞叉主轴旋转动作的第一驱动机构，飞叉主轴通过飞叉主轴轴承座固定在基座上，飞叉主轴上开设有飞叉主轴过线嘴，其特征在于，所述飞叉主轴为空心轴；在基座上还固定有偏心轴模组、偏心杆模组，所述偏心轴模组包括空心的偏心轴、偏心轴轴承座及偏心轴过线嘴，其中偏心轴的前端从飞叉主轴内空穿过后对护爪模组进行定位，以实现限制护爪模组旋转，护爪模组包括护爪、滑块及斜楔块，护爪与滑块固定，斜楔块与滑块斜面配合，偏心轴后端通过偏心轴轴承座固定在基座上且偏心轴与偏心轴轴承座作相对旋转动作，在偏心轴轴承座上固定有偏心轴同步轮，在偏心轴同步轮上开设有偏心轴过线嘴，偏心轴同步轮由第一驱动机构间接驱动；偏心杆模组包括偏心杆座固定板、偏心杆、偏心杆轴承座、偏心杆过线嘴，其中偏心杆前端从空心的偏心轴内穿过后固定在护爪模组的斜楔块上，偏心杆座固定板由第二驱动机构驱动作靠近或是远离护爪的直线运动并间接带动偏心杆推动斜楔块以实现护爪的上下开合动作，偏心杆后端固定在偏心杆轴承座上且偏心杆相对偏心杆轴承座作旋转动作，偏心杆轴承座由第一驱动机构间接驱动旋转，偏心杆轴承座固定在偏心杆座固定板上，偏心杆轴承座上开设有偏心杆过线嘴。
本发明的第一驱动机构包括第一伺服电机，在空心飞叉主轴上套设并固定有第一主轴同步轮，第一主轴同步轮通过同步带与第一伺服电机的输出轴带动的同步轮同步传动。
本发明在飞叉主轴上还固定有第二主轴同步轮，第二主轴同步轮通过同步带与第一从动同步轮同步传动，第一从动同步轮固定在联动杆上，联动杆另一端固定有第二从动同步轮，第二从动同步轮通过同步带与偏心轴同步轮同步传动，联动杆两端通过旋转轴承、轴承座固定在基座相适应的位置上。
本发明的偏心杆轴承座由第一驱动机构间接驱动旋转的具体实现方式是在偏心轴轴承座上固定有两根驱动杆，对应地，在偏心杆轴承座上且对应偏心轴驱动杆的位置开设有供驱动杆穿过的孔，在孔内嵌入有驱动轴套，偏心轴轴承座的旋转带动偏心杆轴承座的同步旋转。
本发明的第二驱动机构包括第二伺服电机，第二伺服电机的输出轴上固定有第一驱动丝杆，第一驱动丝杆与偏心杆座固定板螺纹连接，在偏心杆座固定板四个角上贯穿有孔且孔内嵌入有导向套，对应地，在基座上对应位置固定有四根导向柱，四根导向柱的另一端固定在第二伺服电机的固定板上，偏心杆座固定板的四个导向套套设在对应的导向柱上且两者相对滑动配合。
本发明的基座滑动配合在底座上，即在底座上固定有四个滑块，对应地，在基座底部上有两条与滑块滑动配合的滑轨，有一第二丝杆穿过一固定在底座上的丝杆固定座后与基座底部固定连接，第二丝杆由排线伺服电机驱动。通过排线伺服电机驱动丝杆，从而带动基座及基座上的飞叉前后排线。
与现有技术相比，本发明具备的有益技术效果是：
1、通过护爪模组、偏心轴模组、偏心杆模组等设置，能够实现偏心轴模组对护爪模组的定位，偏心杆模组对护爪模组的上下开合，从而实现对铁芯的一圈一圈地均匀绕线，提高了定子的槽满率，完全满足直接在电机定子上绕线的要求；
2、通过空心的飞叉主轴、偏心轴模组等设置，实现偏心轴模组中的偏心轴从空心飞叉主轴中穿过后对护爪模组进行定位，以保证飞叉主轴旋转、护爪模组不旋转，不仅使结构相对紧凑（缩小体积），而且能够实现连续无间隙的绕线，绕线更为稳定；
3、通过飞叉主轴过线嘴、偏心轴过线嘴、偏心杆过线嘴等设置，能够在偏心轴、偏心杆不旋转的基础上，能够实现从前述这些过线嘴穿过的铜线跟随飞叉同步旋转。
本发明结构设计非常合理，与现有结构相比，更精准，绕出来的电机定子线圈连续均匀无间隙，特别适合绕外转子电机定子和直条定子绕线。
附图说明
图1为本发明的立体结构示意图
图2为本发明的结构剖视图
图3为本发明所述飞叉结构示意图
图4为本发明所述护爪模组的结构示意图
图5为本发明所述偏心轴模组结构剖视示意图
图6为本发明所述偏心轴模组立体结构示意图
图7为本发明所述偏心杆模组的结构示意图
图8为本发明所述第二伺服电机驱动偏心杆模组的结构剖视示意图；
其中，1、基座，2、飞叉杆，2.1、飞叉主轴轴承，3、飞叉主轴，4、护爪模组，4.1、护爪，4.2、斜楔块，4.3、滑块，4.4弹簧，4.5、安装座，4.6、导柱，5、飞叉主轴轴承座，6、飞叉主轴过线嘴，7、第一过线轮，8、第一主轴同步轮，9、第一伺服电机，10、第二主轴同步轮，11、第一从动同步轮，12、联动杆，13、第二从动同步轮，14、偏心轴模组，14.1、偏心轴，14.2、偏心轴同步轮，14.3、偏心轴轴承座，14.4、偏心轴过线嘴，14.5、轴承，14.6、驱动杆，15、偏心杆模组，15.1、偏心杆座固定板，15.2、偏心杆，15.3、偏心杆轴承座，15.4、偏心杆过线嘴，15.5、导向套，15.6、驱动轴套，16、导向柱，17、电机固定板，18、第二伺服电机，19、第一驱动丝杆，20、丝杆固定座，21、底座，22、第二丝杆，23、排线伺服电机，24、第二过线轮。
具体实施方式
现结合附图，对本发明作进一步的详细阐述。以下仅为本发明的优选实施方式，并非用于限制本发明的保护范围。任何在不脱离本发明构思前提下的等同或相似替换均应落在本申请的保护范围内。且下述未详尽部分，均应按照本领域现有技术或常规技术进行，如“固定”、“按常规方式固定”、“连接”等均可采用如螺栓、螺钉等常规固定连接方式，且下文对“轴承座”的相关描述，均指代已经含轴承的轴承座。
如图1-8所示，本发明的偏心轴定位中间护爪的飞叉绕线机构，包括基座1、飞叉杆2、飞叉主轴3、护爪模组4。基座1上通过飞叉主轴轴承座5固定有空心飞叉主轴3，即飞叉主轴3的两端均通过飞叉主轴轴承座5固定在基座1上，在飞叉主轴3上开设有飞叉主轴过线嘴6，在飞叉主轴3前端按常规方式固定有飞叉杆2，在飞叉杆2上相适应的位置按常规方式固定有第一过线轮7（图中有两个飞叉杆2，但实际使用中只用到一个，另一个是为了动平衡，在高速旋转时不摆动）；在空心飞叉主轴3上且靠近前端位置处套设并用胀套固定有第一主轴同步轮8，第一主轴同步轮8通过同步带与第一伺服电机9输出轴带动的同步轮同步传动，在飞叉主轴3上还套设并用螺丝固定有第二主轴同步轮10，第二主轴同步轮10通过同步带连接有第一从动同步轮11且两者同步转动，第一从动同步轮11套设并按常规方式固定在一联动杆12上，联动杆12两端分别通过轴承座固定在基座1上且联动杆12相对基座作旋转动作，联动杆12上其中一端穿过对应的轴承座后在端部按常规方式固定有第二从动同步轮13；护爪模组4包括设置在安装座4.5上的上下两个护爪4.1、斜楔块4.2、滑块4.3、弹簧4.4，其中两个滑块4.3呈上下相对设置且各自的外端均连接有一弹簧，弹簧的另一端直接放在安装座4.5上相适应位置的零件孔内，在安装座4.5上且对应滑块4.3的滑动位置开设有与滑块4.3相配合的滑槽，每个滑块4.3与对应的护爪4.1用螺丝固定连接，两个滑块4.3均与斜楔块4.2为斜面配合滑动，即斜楔块4.2上且分别与上、下两个滑块相贴合的面为斜面，在护爪模组4的安装座4.5上固定有与导向孔配合的导柱4.6，导柱4.6伸向斜楔块4.2的导向孔内以实现斜楔块4.2的导正，斜楔块4.2在导柱4.6的导正下左右移动而带动护爪4.1上下移动，斜楔块4.2位于安装座4.5的中心且斜楔块4.2相对安装座4.5可作前后方向的直线运动。
在基座1上还固定有偏心轴模组14、偏心杆模组15。其中偏心轴模组14包括偏心轴14.1（在后端偏心）、偏心轴同步轮14.2、偏心轴轴承座14.3、偏心轴过线嘴14.4，其中偏心轴14.1的前端穿过空心的飞叉主轴3、飞叉主轴轴承2.1后通过螺丝连接有护爪模组4，飞叉主轴轴承2.1置于空心的飞叉主轴3内用于支承偏心轴14.1前端，因护爪模组4（具体是安装座4.5）是直接锁在偏心轴14.1前端的，偏心轴前端有螺丝孔，螺丝穿过安装座4.5锁在偏心轴14.1上，偏心轴14.1不旋转，所以护爪4.1也就不旋转；偏心轴14.1后端通过轴承14.5固定在偏心轴轴承座14.3上，偏心轴轴承座14.3与轴承14.5之间是旋转配合，偏心轴同步轮14.2是不带齿的部分嵌入偏心轴轴承座内并固定在偏心轴轴承座14.3上的（即用螺丝穿过偏心轴轴承座14.3前面的挡圈后就可以锁住偏心轴同步轮14.2了），偏心轴过线嘴14.4是开设在偏心轴同步轮14.2上的，偏心轴同步轮14.2通过同步带与第二从动同步轮13同步传动，在偏心轴轴承座14.3上按常规方式固定有两根驱动杆14.6，两根驱动杆14.6位于偏心轴轴承座14.3后端的位置，驱动杆14.6与偏心杆模组15滑动配合；
偏心杆模组15包括偏心杆座固定板15.1、偏心杆15.2（此处的偏心杆15.2在后端偏心）、偏心杆轴承座15.3、偏心杆过线嘴15.4，其中偏心杆座固定板15.1中间及四个角落上均开孔，在偏心杆座固定板15.1四个角上的孔内嵌入并固定有导向套15.5，在基座1上对应位置按常规方式固定有四根导向柱16的一端，四根导向柱16的另一端按常规方式固定在电机固定板17上，偏心杆座固定板15.1四个导向套15.5分别套设在对应导向柱16上且导向套15.5相对导向柱16作滑动动作，在偏心杆座固定板15.1中间的孔内嵌入偏心杆轴承座15.3，偏心杆轴承座15.3自带轴承与偏心杆座固定板15.1旋转配合，在偏心杆轴承座15.3中心开有孔且在此孔处通过轴承与偏心杆15.2的后端旋转配合，偏心杆15.2前端从空心的偏心轴14.1内部穿过后锁在护爪模组4的护爪斜楔块4.2上的；在偏心杆轴承座15.3上且对应偏心轴14.1的驱动杆14.6的位置开设有供驱动杆14.6穿过的孔，其在孔内嵌入驱动轴套15.6；在偏心杆轴承座15.3上（具体是偏心杆轴承座的内固定圈）上开设有偏心杆过线嘴15.4，在偏心杆座固定板15.1上开设有螺纹孔，在电机固定板17上固定有第二伺服电机18及供第一驱动丝杆19穿过的孔，第二伺服电机18的输出轴通过联轴器连接第一驱动丝杆19，第一驱动丝杆19的另一端依次穿过电机固定板17上的丝杆固定座20、偏心杆座固定板15.1上的螺纹孔后与偏心杆座固定板15.1之间螺纹连接，丝杆固定座20按常规方式固定在电机固定板17上，在电机固定板17的中心开孔且在孔内壁上方按常规方式固定有第二过线轮24。铜线从放线机构中放出后经由第二过线轮24的下方、偏心杆过线嘴、偏心轴过线嘴、飞叉主轴过线嘴后穿过飞叉杆2底部（实质上是用于固定飞叉杆的底座）、飞叉杆2底部的第一过线轮7、飞叉杆2上部的第一过线轮7后，滑过护爪4.1后绕到电机外转定子的铁芯上。本发明的偏心轴轴承座与偏心杆轴承座同轴设置，且在送线的前后方向上，飞叉主轴过线嘴（“嘴”也可称为“孔”）、偏心杆过线嘴及偏心轴过线嘴是分别穿过飞叉主轴侧壁、偏心杆轴承座、偏心轴同步轮的（全文中“嘴”也可称为“孔”）。
本发明的基座1滑动配合在底座21上，即在底座21上固定有四个基座滑块，对应地，在基座1底部上有两条与基座滑块滑动配合的滑轨，有一第二丝杆22穿过一固定在底座21上的丝杆固定座20后与基座1底部按常规方式固定连接，第二丝杆22由排线伺服电机23驱动。通过排线伺服电机23驱动第二丝杆，从而带动基座1及基座1上的飞叉前后排线。
工作时，铜线通过第二过线轮24后，依次穿过偏心杆模组中的偏心杆过线嘴15.4、偏心轴模组中的偏心轴过线嘴14.4、飞叉主轴过线嘴6后穿过飞叉杆上的第一过线轮7，滑过护爪4.1后绕到电机外转定子的铁芯上，其中第二伺服电机18通过驱动第一驱动丝杆19，从而带动偏心杆15.2前进，因偏心杆15.2前端连接斜楔块4.2而推开护爪4.1，绕线时护爪4.1不能旋转，绕制多层线时护爪4.1上下开合，飞叉主轴3带动飞叉杆2在外圈旋转绕线，中间护爪4.1通过偏心轴14.1定位来排线，不能旋转。
本发明的飞叉主轴上的第一同步轮8也可以通过中间轴传动带动旋转；飞叉主轴上的第一同步轮8可以安装在飞叉主轴3的前端，也可以安装在飞叉主轴3中间或尾端，原理都是一样。偏心杆15.2可以偏心在前端也可以偏心在后端。偏心杆轴承座15.3也可以增加同步轮通过中间花键轴传动带动旋转。
此外，当飞叉主轴上的第一同步轮位于飞叉主轴3的尾端时，就不需要飞叉主轴第二同步轮了，直接由第一伺服电机带动的皮带轮与飞叉主轴第一同步轮通过皮带同步传动，而第一伺服电机带动的皮带轮通过联动轴连接有另一从动轮，该从动轮直接通过皮带与偏心轴皮带轮通过皮带同步传动。
当然，本发明的偏心杆若是在前端进行偏心的话，偏心轴的中空内孔径要加大以便于容下偏心杆的偏心部分。
Claims (7)
1.一种偏心轴定位中间护爪的飞叉绕线机构，包括基座、飞叉机构、护爪模组，其中飞叉机构包括飞叉杆、飞叉主轴及驱动飞叉主轴旋转动作的第一驱动机构，飞叉主轴上开设有飞叉主轴过线嘴，其特征在于，所述飞叉主轴为空心轴；在基座上还固定有不随飞叉主轴旋转动作的偏心轴模组、偏心杆模组，其中偏心轴模组中的偏心轴穿过空心的飞叉主轴后对护爪模组进行定位，所述偏心轴也为空心轴，偏心杆模组中的偏心杆从空心的偏心轴中穿过后在第二驱动机构的驱动下推动护爪模组动作。
2.根据权利要求1所述的偏心轴定位中间护爪的飞叉绕线机构，其特征在于，所述偏心轴模组还包括偏心轴轴承座及偏心轴过线嘴，其中偏心轴的前端从飞叉主轴内空穿过后直接与护爪模组固定以实现限制护爪模组旋转，护爪模组包括护爪、滑块及斜楔块，护爪与滑块固定，斜楔块与滑块斜面配合，偏心轴后端通过偏心轴轴承座固定在基座上且偏心轴与偏心轴轴承座作相对旋转动作，在偏心轴轴承座上固定有偏心轴同步轮，偏心轴同步轮由第一驱动机构间接驱动；在偏心轴同步轮上开设有偏心轴过线嘴。
3.根据权利要求2所述的偏心轴定位中间护爪的飞叉绕线机构，其特征在于，偏心轴同步轮由第一驱动机构间接驱动的具体实现方式是在飞叉主轴上还固定有第二主轴同步轮，第二主轴同步轮通过同步带与第一从动同步轮同步传动，第一从动同步轮固定在联动杆上，联动杆另一端固定有第二从动同步轮，第二从动同步轮通过同步带与偏心轴同步轮同步传动，联动杆两端通过旋转轴承、轴承座固定在基座相适应的位置上。
4.根据权利要求1或2或3所述的偏心轴定位中间护爪的飞叉绕线机构，其特征在于，偏心杆模组还包括偏心杆座固定板、偏心杆轴承座、偏心杆过线嘴，其中偏心杆前端从空心的偏心轴内穿过后固定在护爪模组的斜楔块上，偏心杆座固定板由第二驱动机构驱动作靠近或是远离护爪的直线运动并间接带动偏心杆推动斜楔块以实现护爪的上下开合动作，偏心杆后端固定在偏心杆轴承座上且偏心杆相对偏心杆轴承座作旋转动作，偏心杆轴承座由第一驱动机构间接驱动旋转，偏心杆轴承座固定在偏心杆座固定板上，偏心杆轴承座上开设有偏心杆过线嘴。
5.根据权利要求4所述的偏心轴定位中间护爪的飞叉绕线机构，其特征在于，所述第二驱动机构包括第二伺服电机，第二伺服电机的输出轴上固定有第一驱动丝杆，第一驱动丝杆与偏心杆座固定板螺纹连接，在偏心杆座固定板四个角上贯穿有孔且孔内嵌入有导向套，对应地，在基座上对应位置固定有四根导向柱，四根导向柱的另一端固定在第二伺服电机的固定板上，偏心杆座固定板的四个导向套套设在对应的导向柱上且两者相对滑动配合。
6.根据权利要求4所述的偏心轴定位中间护爪的飞叉绕线机构，其特征在于，所述偏心杆轴承座由第一驱动机构间接驱动旋转的具体实现方式是在偏心轴轴承座上固定有两根驱动杆，对应地，在偏心杆轴承座上且对应偏心轴驱动杆的位置开设有供驱动杆穿过的孔，在孔内嵌入有驱动轴套，偏心轴轴承座的旋转带动偏心杆轴承座的同步旋转。
7.根据权利要求1所述的偏心轴定位中间护爪的飞叉绕线机构，其特征在于，所述基座滑动配合在底座上，即在底座上固定有四个滑块，对应地，在基座底部上有两条与滑块滑动配合的滑轨，有一第二丝杆穿过一固定在底座上的丝杆固定座后与基座底部固定连接，第二丝杆由排线伺服电机驱动。
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2020
- 2020-04-15 CN CN202010294480.2A patent/CN111262401B/zh active Active
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