CN111891826B - 一种多股并绕的导丝及其制备装置和制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及导丝，具体是一种多股并绕的导丝及其制备装置和制备方法。本发明解决了现有导丝力矩传递性能和承载能力较差、安全性能较差的问题。一种多股并绕的导丝，包括由内向外依次层叠的m层螺旋丝管；每层螺旋丝管均由n股金属丝并排绕制而成，且相邻两层螺旋丝管的绕制方向相反；m为正整数，且m≥2；n为正整数，且n≥2。本发明适用于各种介入式医疗器械以及柔性机器人传动系统。

Description

一种多股并绕的导丝及其制备装置和制备方法

技术领域

本发明涉及导丝，具体是一种多股并绕的导丝及其制备装置和制备方法。

背景技术

导丝是一种常用的动力传输部件，其广泛应用于各种介入式医疗器械以及柔性机器人传动系统中。在现有技术条件下，导丝普遍采用单股金属丝绕制而成。实践表明，现有导丝由于自身结构所限，存在刚度低、容易发生断裂的问题，由此一方面导致其力矩传递性能和承载能力较差，另一方面导致其安全性能较差。基于此，有必要发明一种多股并绕的导丝及其制备装置和制备方法，以解决现有导丝力矩传递性能和承载能力较差、安全性能较差的问题。

发明内容

本发明为了解决现有导丝力矩传递性能和承载能力较差、安全性能较差的问题，提供了一种多股并绕的导丝及其制备装置和制备方法。

本发明是采用如下技术方案实现的：

一种多股并绕的导丝，包括由内向外依次层叠的m层螺旋丝管；每层螺旋丝管均由n股金属丝并排绕制而成，且相邻两层螺旋丝管的绕制方向相反；m为正整数，且m≥2；n为正整数，且n≥2。

所述金属丝为316LVM不锈钢丝或40CrMoV合金钢丝或35NLT合金丝。

m的值不大于6；n的值不大于18。

一种多股并绕的导丝的制备装置(该装置用于制备本发明所述的一种多股并绕的导丝)，包括送丝机构、绕丝机构、控制部分；

所述送丝机构包括第一L形基座、承托轴、承托盘、n个储丝卷筒、n根承托杆、穿丝环、进丝盘；

第一L形基座包括第一水平板和第一纵向立板，且第一纵向立板的下边缘与第一水平板的右边缘固定为一体；承托轴垂直固定于第一纵向立板的左板面；承托盘的盘面中央贯通开设有一个装配孔，且承托盘通过装配孔固定装配于承托轴的侧面右部；承托盘的左盘面边缘延伸设置有n根沿周向等距排列的装配凸柱；n个储丝卷筒一一对应地转动套设于n根装配凸柱的侧面；n根承托杆均垂直固定于承托盘的左盘面，且n根承托杆沿周向等距排列；n根承托杆一一对应地位于n个储丝卷筒的径向内侧；穿丝环固定于n根承托杆的左端面，且穿丝环同轴套设于承托轴的外侧；进丝盘同轴固定于承托轴的左端面，且进丝盘的直径大于承托轴的直径；进丝盘的盘面边缘贯通开设有n个沿周向等距排列的进丝孔；

所述绕丝机构包括第二L形基座、两根导轨、T形基座、滑台、U形支架、T形出丝块、两根传动轴、芯丝、两个内螺纹管、第一伺服电机、第二伺服电机、两根传动齿形带；

第二L形基座包括第二水平板和第二纵向立板，且第二纵向立板的下边缘与第二水平板的右边缘固定为一体；第二纵向立板的右板面下边缘与第一水平板的左端面固定，且第二纵向立板的上端面低于进丝盘；第二纵向立板的板面上边缘贯通开设有一个装配孔；第二纵向立板的板面下边缘贯通开设有两个前后排列的装配孔；两根导轨均呈横向设置，且两根导轨分别铺设固定于第二水平板的上板面前边缘和上板面后边缘；T形基座包括第三水平板和第三纵向立板，且第三纵向立板延伸设置于第三水平板的上板面左部；第三水平板的下板面前边缘和下板面后边缘各开设有一道左右贯通的装配凹槽，且第三水平板通过两道装配凹槽固定装配于两根导轨的左部；第三纵向立板的板面上边缘贯通开设有一个装配孔；滑台呈水平设置；滑台的下台面前边缘和下台面后边缘各开设有一道左右贯通的装配凹槽，且滑台通过两道装配凹槽滑动装配于两根导轨上；滑台位于T形基座的右侧；滑台的下台面中央延伸设置有一个装配凸台，且装配凸台上开设有一个左右贯通的螺孔；U形支架的开口朝下，且U形支架的顶边呈纵向设置；U形支架的两个侧边均垂直固定于滑台的上台面；U形支架的顶边开设有一个左右贯通的矩形安装孔；T形出丝块包括基块和凸块，且凸块延伸设置于基块的左表面中部；基块固定嵌设于矩形安装孔内；凸块的左表面与基块的右表面之间贯通开设有一个矩形出丝孔；第一根传动轴转动贯穿第二纵向立板的板面上边缘的装配孔，且第一根传动轴的侧面左端设有外螺纹；第一根传动轴的侧面左部延伸设置有一个限位凸环，且限位凸环位于外螺纹和第二纵向立板之间；第一根传动轴的左端面中央和侧面左端之间贯通开设有一个L形安装孔；第一根传动轴的侧面右端固定装配有一个从动带轮；第二根传动轴转动贯穿第三纵向立板的板面上边缘的装配孔，且第二根传动轴的侧面右端设有外螺纹；第二根传动轴的侧面右部延伸设置有一个限位凸环，且限位凸环位于外螺纹和第三纵向立板之间；第二根传动轴的右端面中央和侧面右端之间贯通开设有一个L形安装孔；第二根传动轴的侧面左端固定装配有一个从动带轮；芯丝的右端穿过第一根传动轴上的L形安装孔缠绕于第一根传动轴上的外螺纹的螺槽内；芯丝的左端穿过第二根传动轴上的L形安装孔缠绕于第二根传动轴上的外螺纹的螺槽内；第一个内螺纹管旋拧于第一根传动轴的侧面左端；第二个内螺纹管旋拧于第二根传动轴的侧面右端；第一伺服电机的机座固定于第二水平板的上板面左边缘，且第一伺服电机的输出轴朝右；第一伺服电机的输出轴转动贯穿第二纵向立板的板面下边缘的第一个装配孔；第一伺服电机的输出轴左部和输出轴右部各固定装配有一个主动带轮；第二伺服电机为丝杠伺服电机；第二伺服电机的机座固定于第二水平板的上板面左边缘，且第二伺服电机的丝杠朝右；第二伺服电机的丝杠同时转动贯穿装配凸台上的螺孔和第二纵向立板的板面下边缘的第二个装配孔；第一根传动齿形带同时装配于第一伺服电机的输出轴右部的主动带轮和第一根传动轴的侧面右端的从动带轮上；第二根传动齿形带同时装配于第一伺服电机的输出轴左部的主动带轮和第二根传动轴的侧面左端的从动带轮上；

所述控制部分包括PLC控制器、显示屏、第一接近开关、第二接近开关、第一编码器、第二编码器；

PLC控制器的输出端分别与第一伺服电机的输入端、第二伺服电机的输入端、显示屏的输入端连接；PLC控制器的输入端分别与第一接近开关的输出端、第二接近开关的输出端、第一编码器的输出端、第二编码器的输出端连接；第一接近开关安装于滑台的右端面；第二接近开关安装于滑台的左端面；第一编码器安装于第一伺服电机的输出轴上；第二编码器安装于第二伺服电机的丝杠上。

所述芯丝的直径为0.05～1.4mm；所述矩形出丝孔的纵向宽度等于n股金属丝的直径之和、高度等于单股金属丝的直径。

所述储丝卷筒的外侧面缠绕有经过退火处理和镀层处理的金属丝。

一种多股并绕的导丝的制备方法(该方法是基于本发明所述的一种多股并绕的导丝的制备装置实现的)，该方法是采用如下步骤实现的：

首先，从n个储丝卷筒上引出n股金属丝，并将n股金属丝的引出端绕过穿丝环，然后将n股金属丝的引出端一一对应地穿过进丝盘上的n个进丝孔；

然后，将n股金属丝的引出端进行压紧定位；具体步骤如下：将n股金属丝的引出端并排穿过T形出丝块上的矩形出丝孔，并将第二个内螺纹管从第二根传动轴上拧下，然后将n股金属丝的引出端穿过第二个内螺纹管后缠绕于第二根传动轴上的外螺纹的螺槽内，随后将第二个内螺纹管旋拧于第二根传动轴的侧面右端，由此将n股金属丝的引出端压紧；

然后，绕制第一层螺旋丝管；具体步骤如下：PLC控制器控制第一伺服电机和第二伺服电机进行正向转动；第一伺服电机通过两根传动齿形带驱动两根传动轴进行同步正向转动，两根传动轴共同带动芯丝进行正向转动；与此同时，第二伺服电机驱动滑台沿着两根导轨向右平移，滑台带动U形支架和T形出丝块一起向右平移；随着芯丝的正向转动和T形出丝块的向右平移，n股金属丝并排紧密缠绕于芯丝的侧面，由此在芯丝的侧面绕制形成第一层螺旋丝管；在滑台向右平移的过程中，当滑台与第二纵向立板之间的距离减小至设定值时，第一接近开关输出开关信号，PLC控制器根据开关信号控制第一伺服电机和第二伺服电机停止转动；然后，将位于T形出丝块左侧的n股金属丝切断；

然后，将滑台进行复位；具体步骤如下：PLC控制器控制第二伺服电机进行反向转动；第二伺服电机驱动滑台沿着两根导轨向左平移，滑台带动U形支架和T形出丝块一起向左平移；在滑台向左平移的过程中，当滑台与第三纵向立板之间的距离减小至设定值时，第二接近开关输出开关信号，PLC控制器根据开关信号控制第二伺服电机停止转动，由此完成复位；

然后，再次将n股金属丝的引出端进行压紧定位；

然后，绕制第二层螺旋丝管；具体步骤如下：PLC控制器控制第一伺服电机进行反向转动、第二伺服电机进行正向转动；第一伺服电机通过两根传动齿形带驱动两根传动轴进行同步反向转动，两根传动轴共同带动芯丝进行反向转动；与此同时，第二伺服电机驱动滑台沿着两根导轨向右平移，滑台带动U形支架和T形出丝块一起向右平移；随着芯丝的反向转动和T形出丝块的向右平移，n股金属丝并排紧密缠绕于第一层螺旋丝管的外侧面，由此在第一层螺旋丝管的外侧面绕制形成第二层螺旋丝管；在滑台向右平移的过程中，当滑台与第二纵向立板之间的距离减小至设定值时，第一接近开关输出开关信号，PLC控制器根据开关信号控制第一伺服电机和第二伺服电机停止转动；然后，将位于T形出丝块左侧的n股金属丝切断；

然后，再次将滑台进行复位；

以此类推，即可绕制形成m层螺旋丝管；

最后，将第二个内螺纹管从第二根传动轴上拧下，并将m×n股金属丝的引出端从第二根传动轴上的外螺纹的螺槽内剥离，然后将芯丝的左端从第二根传动轴上的L形安装孔内抽出，随后将m层螺旋丝管向左抽离芯丝的侧面，由此得到一种多股并绕的导丝。

T形出丝块的向右平移速度与芯丝的转动速度满足如下关系：

式中：v表示T形出丝块的向右平移速度；ω表示芯丝的转动速度；d_x表示芯丝的直径；n表示金属丝的股数；d表示单股金属丝的直径。

与现有导丝相比，本发明所述的一种多股并绕的导丝通过采用多股并绕的多层结构，一方面显著提高了自身刚度，另一方面使得自身不易发生断裂，因此其一方面具备了更好的力矩传递性能和承载能力，另一方面具备了更好的安全性能，从而不仅能够满足各种场合的应用需求，而且显著拓宽了自身的应用范围。如图7～图13所示，通过进行一系列导丝性能试验，可以得出：本发明所述的一种多股并绕的导丝一方面具备了更好的力矩传递性能和承载能力，另一方面具备了更好的安全性能。

本发明有效解决了现有导丝力矩传递性能和承载能力较差、安全性能较差的问题，适用于各种介入式医疗器械以及柔性机器人传动系统。

附图说明

图1是本发明中一种多股并绕的导丝的结构示意图。

图2是图1的A-A剖视图。

图3是本发明中一种多股并绕的导丝的制备装置的结构示意图。

图4是本发明中送丝机构和绕丝机构的结构示意图。

图5是图4的局部结构示意图。

图6是图4的另一局部结构示意图。

图7是金属丝股数、金属丝直径、导丝直径对刚度的影响示意图。

图8是金属丝股数、金属丝直径、导丝直径对力矩传递性能的影响示意图。

图9是金属丝股数、金属丝直径、导丝直径对力矩传递性能的影响示意图。

图10是单层导丝的双向力矩传递性能示意图。

图11是双层导丝的双向力矩传递性能示意图。

图12是金属丝股数、金属丝直径、导丝直径对承载能力的影响示意图。

图13是金属丝股数、金属丝直径、层数对承载能力的影响示意图。

图中：1-金属丝，101-第一L形基座，102-承托轴，103-承托盘，104-储丝卷筒，105-承托杆，106-穿丝环，107-进丝盘，201-第二L形基座，202-导轨，203-T形基座，204-滑台，205-U形支架，206-T形出丝块，207-传动轴，208-芯丝，209-内螺纹管，210-第一伺服电机，211-第二伺服电机，212-传动齿形带，301-PLC控制器，302-显示屏；D表示导丝直径。

具体实施方式

一种多股并绕的导丝，包括由内向外依次层叠的m层螺旋丝管；每层螺旋丝管均由n股金属丝1并排绕制而成，且相邻两层螺旋丝管的绕制方向相反；m为正整数，且m≥2；n为正整数，且n≥2。

所述金属丝1为316LVM不锈钢丝或40CrMoV合金钢丝或35NLT合金丝。

m的值不大于6；n的值不大于18。

一种多股并绕的导丝的制备装置(该装置用于制备本发明所述的一种多股并绕的导丝)，包括送丝机构、绕丝机构、控制部分；

所述送丝机构包括第一L形基座101、承托轴102、承托盘103、n个储丝卷筒104、n根承托杆105、穿丝环106、进丝盘107；

第一L形基座101包括第一水平板和第一纵向立板，且第一纵向立板的下边缘与第一水平板的右边缘固定为一体；承托轴102垂直固定于第一纵向立板的左板面；承托盘103的盘面中央贯通开设有一个装配孔，且承托盘103通过装配孔固定装配于承托轴102的侧面右部；承托盘103的左盘面边缘延伸设置有n根沿周向等距排列的装配凸柱；n个储丝卷筒104一一对应地转动套设于n根装配凸柱的侧面；n根承托杆105均垂直固定于承托盘103的左盘面，且n根承托杆105沿周向等距排列；n根承托杆105一一对应地位于n个储丝卷筒104的径向内侧；穿丝环106固定于n根承托杆105的左端面，且穿丝环106同轴套设于承托轴102的外侧；进丝盘107同轴固定于承托轴102的左端面，且进丝盘107的直径大于承托轴102的直径；进丝盘107的盘面边缘贯通开设有n个沿周向等距排列的进丝孔；

所述绕丝机构包括第二L形基座201、两根导轨202、T形基座203、滑台204、U形支架205、T形出丝块206、两根传动轴207、芯丝208、两个内螺纹管209、第一伺服电机210、第二伺服电机211、两根传动齿形带212；

第二L形基座201包括第二水平板和第二纵向立板，且第二纵向立板的下边缘与第二水平板的右边缘固定为一体；第二纵向立板的右板面下边缘与第一水平板的左端面固定，且第二纵向立板的上端面低于进丝盘107；第二纵向立板的板面上边缘贯通开设有一个装配孔；第二纵向立板的板面下边缘贯通开设有两个前后排列的装配孔；两根导轨202均呈横向设置，且两根导轨202分别铺设固定于第二水平板的上板面前边缘和上板面后边缘；T形基座203包括第三水平板和第三纵向立板，且第三纵向立板延伸设置于第三水平板的上板面左部；第三水平板的下板面前边缘和下板面后边缘各开设有一道左右贯通的装配凹槽，且第三水平板通过两道装配凹槽固定装配于两根导轨202的左部；第三纵向立板的板面上边缘贯通开设有一个装配孔；滑台204呈水平设置；滑台204的下台面前边缘和下台面后边缘各开设有一道左右贯通的装配凹槽，且滑台204通过两道装配凹槽滑动装配于两根导轨202上；滑台204位于T形基座203的右侧；滑台204的下台面中央延伸设置有一个装配凸台，且装配凸台上开设有一个左右贯通的螺孔；U形支架205的开口朝下，且U形支架205的顶边呈纵向设置；U形支架205的两个侧边均垂直固定于滑台204的上台面；U形支架205的顶边开设有一个左右贯通的矩形安装孔；T形出丝块206包括基块和凸块，且凸块延伸设置于基块的左表面中部；基块固定嵌设于矩形安装孔内；凸块的左表面与基块的右表面之间贯通开设有一个矩形出丝孔；第一根传动轴207转动贯穿第二纵向立板的板面上边缘的装配孔，且第一根传动轴207的侧面左端设有外螺纹；第一根传动轴207的侧面左部延伸设置有一个限位凸环，且限位凸环位于外螺纹和第二纵向立板之间；第一根传动轴207的左端面中央和侧面左端之间贯通开设有一个L形安装孔；第一根传动轴207的侧面右端固定装配有一个从动带轮；第二根传动轴207转动贯穿第三纵向立板的板面上边缘的装配孔，且第二根传动轴207的侧面右端设有外螺纹；第二根传动轴207的侧面右部延伸设置有一个限位凸环，且限位凸环位于外螺纹和第三纵向立板之间；第二根传动轴207的右端面中央和侧面右端之间贯通开设有一个L形安装孔；第二根传动轴207的侧面左端固定装配有一个从动带轮；芯丝208的右端穿过第一根传动轴207上的L形安装孔缠绕于第一根传动轴207上的外螺纹的螺槽内；芯丝208的左端穿过第二根传动轴207上的L形安装孔缠绕于第二根传动轴207上的外螺纹的螺槽内；第一个内螺纹管209旋拧于第一根传动轴207的侧面左端；第二个内螺纹管209旋拧于第二根传动轴207的侧面右端；第一伺服电机210的机座固定于第二水平板的上板面左边缘，且第一伺服电机210的输出轴朝右；第一伺服电机210的输出轴转动贯穿第二纵向立板的板面下边缘的第一个装配孔；第一伺服电机210的输出轴左部和输出轴右部各固定装配有一个主动带轮；第二伺服电机211为丝杠伺服电机；第二伺服电机211的机座固定于第二水平板的上板面左边缘，且第二伺服电机211的丝杠朝右；第二伺服电机211的丝杠同时转动贯穿装配凸台上的螺孔和第二纵向立板的板面下边缘的第二个装配孔；第一根传动齿形带212同时装配于第一伺服电机210的输出轴右部的主动带轮和第一根传动轴207的侧面右端的从动带轮上；第二根传动齿形带212同时装配于第一伺服电机210的输出轴左部的主动带轮和第二根传动轴207的侧面左端的从动带轮上；

所述控制部分包括PLC控制器301、显示屏302、第一接近开关、第二接近开关、第一编码器、第二编码器；

PLC控制器301的输出端分别与第一伺服电机210的输入端、第二伺服电机211的输入端、显示屏302的输入端连接；PLC控制器301的输入端分别与第一接近开关的输出端、第二接近开关的输出端、第一编码器的输出端、第二编码器的输出端连接；第一接近开关安装于滑台204的右端面；第二接近开关安装于滑台204的左端面；第一编码器安装于第一伺服电机210的输出轴上；第二编码器安装于第二伺服电机211的丝杠上。

所述芯丝208的直径为0.05～1.4mm；所述矩形出丝孔的纵向宽度等于n股金属丝1的直径之和、高度等于单股金属丝1的直径。

所述储丝卷筒104的外侧面缠绕有经过退火处理和镀层处理的金属丝1。

一种多股并绕的导丝的制备方法(该方法是基于本发明所述的一种多股并绕的导丝的制备装置实现的)，该方法是采用如下步骤实现的：

首先，从n个储丝卷筒104上引出n股金属丝1，并将n股金属丝1的引出端绕过穿丝环106，然后将n股金属丝1的引出端一一对应地穿过进丝盘107上的n个进丝孔；

然后，将n股金属丝1的引出端进行压紧定位；具体步骤如下：将n股金属丝1的引出端并排穿过T形出丝块206上的矩形出丝孔，并将第二个内螺纹管209从第二根传动轴207上拧下，然后将n股金属丝1的引出端穿过第二个内螺纹管209后缠绕于第二根传动轴207上的外螺纹的螺槽内，随后将第二个内螺纹管209旋拧于第二根传动轴207的侧面右端，由此将n股金属丝1的引出端压紧；

然后，绕制第一层螺旋丝管；具体步骤如下：PLC控制器301控制第一伺服电机210和第二伺服电机211进行正向转动；第一伺服电机210通过两根传动齿形带212驱动两根传动轴207进行同步正向转动，两根传动轴207共同带动芯丝208进行正向转动；与此同时，第二伺服电机211驱动滑台204沿着两根导轨202向右平移，滑台204带动U形支架205和T形出丝块206一起向右平移；随着芯丝208的正向转动和T形出丝块206的向右平移，n股金属丝1并排紧密缠绕于芯丝208的侧面，由此在芯丝208的侧面绕制形成第一层螺旋丝管；在滑台204向右平移的过程中，当滑台204与第二纵向立板之间的距离减小至设定值时，第一接近开关输出开关信号，PLC控制器301根据开关信号控制第一伺服电机210和第二伺服电机211停止转动；然后，将位于T形出丝块206左侧的n股金属丝1切断；

然后，将滑台204进行复位；具体步骤如下：PLC控制器301控制第二伺服电机211进行反向转动；第二伺服电机211驱动滑台204沿着两根导轨202向左平移，滑台204带动U形支架205和T形出丝块206一起向左平移；在滑台204向左平移的过程中，当滑台204与第三纵向立板之间的距离减小至设定值时，第二接近开关输出开关信号，PLC控制器301根据开关信号控制第二伺服电机211停止转动，由此完成复位；

然后，再次将n股金属丝1的引出端进行压紧定位；

然后，绕制第二层螺旋丝管；具体步骤如下：PLC控制器301控制第一伺服电机210进行反向转动、第二伺服电机211进行正向转动；第一伺服电机210通过两根传动齿形带212驱动两根传动轴207进行同步反向转动，两根传动轴207共同带动芯丝208进行反向转动；与此同时，第二伺服电机211驱动滑台204沿着两根导轨202向右平移，滑台204带动U形支架205和T形出丝块206一起向右平移；随着芯丝208的反向转动和T形出丝块206的向右平移，n股金属丝1并排紧密缠绕于第一层螺旋丝管的外侧面，由此在第一层螺旋丝管的外侧面绕制形成第二层螺旋丝管；在滑台204向右平移的过程中，当滑台204与第二纵向立板之间的距离减小至设定值时，第一接近开关输出开关信号，PLC控制器301根据开关信号控制第一伺服电机210和第二伺服电机211停止转动；然后，将位于T形出丝块206左侧的n股金属丝1切断；

然后，再次将滑台204进行复位；

以此类推，即可绕制形成m层螺旋丝管；

最后，将第二个内螺纹管209从第二根传动轴207上拧下，并将m×n股金属丝1的引出端从第二根传动轴207上的外螺纹的螺槽内剥离，然后将芯丝208的左端从第二根传动轴207上的L形安装孔内抽出，随后将m层螺旋丝管向左抽离芯丝208的侧面，由此得到一种多股并绕的导丝。

T形出丝块206的向右平移速度与芯丝208的转动速度满足如下关系：

式中：v表示T形出丝块206的向右平移速度；ω表示芯丝208的转动速度；d_x表示芯丝208的直径；n表示金属丝1的股数；d表示单股金属丝1的直径。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式作出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种多股并绕的导丝的制备方法，其特征在于：该方法是基于一种多股并绕的导丝的制备装置实现的，该装置包括送丝机构、绕丝机构、控制部分；

所述送丝机构包括第一L形基座(101)、承托轴(102)、承托盘(103)、n个储丝卷筒(104)、n根承托杆(105)、穿丝环(106)、进丝盘(107)；

第一L形基座(101)包括第一水平板和第一纵向立板，且第一纵向立板的下边缘与第一水平板的右边缘固定为一体；承托轴(102)垂直固定于第一纵向立板的左板面；承托盘(103)的盘面中央贯通开设有一个装配孔，且承托盘(103)通过装配孔固定装配于承托轴(102)的侧面右部；承托盘(103)的左盘面边缘延伸设置有n根沿周向等距排列的装配凸柱；n个储丝卷筒(104)一一对应地转动套设于n根装配凸柱的侧面；n根承托杆(105)均垂直固定于承托盘(103)的左盘面，且n根承托杆(105)沿周向等距排列；n根承托杆(105)一一对应地位于n个储丝卷筒(104)的径向内侧；穿丝环(106)固定于n根承托杆(105)的左端面，且穿丝环(106)同轴套设于承托轴(102)的外侧；进丝盘(107)同轴固定于承托轴(102)的左端面，且进丝盘(107)的直径大于承托轴(102)的直径；进丝盘(107)的盘面边缘贯通开设有n个沿周向等距排列的进丝孔；

所述绕丝机构包括第二L形基座(201)、两根导轨(202)、T形基座(203)、滑台(204)、U形支架(205)、T形出丝块(206)、两根传动轴(207)、芯丝(208)、两个内螺纹管(209)、第一伺服电机(210)、第二伺服电机(211)、两根传动齿形带(212)；

第二L形基座(201)包括第二水平板和第二纵向立板，且第二纵向立板的下边缘与第二水平板的右边缘固定为一体；第二纵向立板的右板面下边缘与第一水平板的左端面固定，且第二纵向立板的上端面低于进丝盘(107)；第二纵向立板的板面上边缘贯通开设有一个装配孔；第二纵向立板的板面下边缘贯通开设有两个前后排列的装配孔；两根导轨(202)均呈横向设置，且两根导轨(202)分别铺设固定于第二水平板的上板面前边缘和上板面后边缘；T形基座(203)包括第三水平板和第三纵向立板，且第三纵向立板延伸设置于第三水平板的上板面左部；第三水平板的下板面前边缘和下板面后边缘各开设有一道左右贯通的装配凹槽，且第三水平板通过两道装配凹槽固定装配于两根导轨(202)的左部；第三纵向立板的板面上边缘贯通开设有一个装配孔；滑台(204)呈水平设置；滑台(204)的下台面前边缘和下台面后边缘各开设有一道左右贯通的装配凹槽，且滑台(204)通过两道装配凹槽滑动装配于两根导轨(202)上；滑台(204)位于T形基座(203)的右侧；滑台(204)的下台面中央延伸设置有一个装配凸台，且装配凸台上开设有一个左右贯通的螺孔；U形支架(205)的开口朝下，且U形支架(205)的顶边呈纵向设置；U形支架(205)的两个侧边均垂直固定于滑台(204)的上台面；U形支架(205)的顶边开设有一个左右贯通的矩形安装孔；T形出丝块(206)包括基块和凸块，且凸块延伸设置于基块的左表面中部；基块固定嵌设于矩形安装孔内；凸块的左表面与基块的右表面之间贯通开设有一个矩形出丝孔；第一根传动轴(207)转动贯穿第二纵向立板的板面上边缘的装配孔，且第一根传动轴(207)的侧面左端设有外螺纹；第一根传动轴(207)的侧面左部延伸设置有一个限位凸环，且限位凸环位于外螺纹和第二纵向立板之间；第一根传动轴(207)的左端面中央和侧面左端之间贯通开设有一个L形安装孔；第一根传动轴(207)的侧面右端固定装配有一个从动带轮；第二根传动轴(207)转动贯穿第三纵向立板的板面上边缘的装配孔，且第二根传动轴(207)的侧面右端设有外螺纹；第二根传动轴(207)的侧面右部延伸设置有一个限位凸环，且限位凸环位于外螺纹和第三纵向立板之间；第二根传动轴(207)的右端面中央和侧面右端之间贯通开设有一个L形安装孔；第二根传动轴(207)的侧面左端固定装配有一个从动带轮；芯丝(208)的右端穿过第一根传动轴(207)上的L形安装孔缠绕于第一根传动轴(207)上的外螺纹的螺槽内；芯丝(208)的左端穿过第二根传动轴(207)上的L形安装孔缠绕于第二根传动轴(207)上的外螺纹的螺槽内；第一个内螺纹管(209)旋拧于第一根传动轴(207)的侧面左端；第二个内螺纹管(209)旋拧于第二根传动轴(207)的侧面右端；第一伺服电机(210)的机座固定于第二水平板的上板面左边缘，且第一伺服电机(210)的输出轴朝右；第一伺服电机(210)的输出轴转动贯穿第二纵向立板的板面下边缘的第一个装配孔；第一伺服电机(210)的输出轴左部和输出轴右部各固定装配有一个主动带轮；第二伺服电机(211)为丝杠伺服电机；第二伺服电机(211)的机座固定于第二水平板的上板面左边缘，且第二伺服电机(211)的丝杠朝右；第二伺服电机(211)的丝杠同时转动贯穿装配凸台上的螺孔和第二纵向立板的板面下边缘的第二个装配孔；第一根传动齿形带(212)同时装配于第一伺服电机(210)的输出轴右部的主动带轮和第一根传动轴(207)的侧面右端的从动带轮上；第二根传动齿形带(212)同时装配于第一伺服电机(210)的输出轴左部的主动带轮和第二根传动轴(207)的侧面左端的从动带轮上；

所述控制部分包括PLC控制器(301)、显示屏(302)、第一接近开关、第二接近开关、第一编码器、第二编码器；

PLC控制器(301)的输出端分别与第一伺服电机(210)的输入端、第二伺服电机(211)的输入端、显示屏(302)的输入端连接；PLC控制器(301)的输入端分别与第一接近开关的输出端、第二接近开关的输出端、第一编码器的输出端、第二编码器的输出端连接；第一接近开关安装于滑台(204)的右端面；第二接近开关安装于滑台(204)的左端面；第一编码器安装于第一伺服电机(210)的输出轴上；第二编码器安装于第二伺服电机(211)的丝杠上；

该方法是采用如下步骤实现的：

首先，从n个储丝卷筒(104)上引出n股金属丝(1)，并将n股金属丝(1)的引出端绕过穿丝环(106)，然后将n股金属丝(1)的引出端一一对应地穿过进丝盘(107)上的n个进丝孔；

然后，将n股金属丝(1)的引出端进行压紧定位；具体步骤如下：将n股金属丝(1)的引出端并排穿过T形出丝块(206)上的矩形出丝孔，并将第二个内螺纹管(209)从第二根传动轴(207)上拧下，然后将n股金属丝(1)的引出端穿过第二个内螺纹管(209)后缠绕于第二根传动轴(207)上的外螺纹的螺槽内，随后将第二个内螺纹管(209)旋拧于第二根传动轴(207)的侧面右端，由此将n股金属丝(1)的引出端压紧；

然后，绕制第一层螺旋丝管；具体步骤如下：PLC控制器(301)控制第一伺服电机(210)和第二伺服电机(211)进行正向转动；第一伺服电机(210)通过两根传动齿形带(212)驱动两根传动轴(207)进行同步正向转动，两根传动轴(207)共同带动芯丝(208)进行正向转动；与此同时，第二伺服电机(211)驱动滑台(204)沿着两根导轨(202)向右平移，滑台(204)带动U形支架(205)和T形出丝块(206)一起向右平移；随着芯丝(208)的正向转动和T形出丝块(206)的向右平移，n股金属丝(1)并排紧密缠绕于芯丝(208)的侧面，由此在芯丝(208)的侧面绕制形成第一层螺旋丝管；在滑台(204)向右平移的过程中，当滑台(204)与第二纵向立板之间的距离减小至设定值时，第一接近开关输出开关信号，PLC控制器(301)根据开关信号控制第一伺服电机(210)和第二伺服电机(211)停止转动；然后，将位于T形出丝块(206)左侧的n股金属丝(1)切断；

然后，将滑台(204)进行复位；具体步骤如下：PLC控制器(301)控制第二伺服电机(211)进行反向转动；第二伺服电机(211)驱动滑台(204)沿着两根导轨(202)向左平移，滑台(204)带动U形支架(205)和T形出丝块(206)一起向左平移；在滑台(204)向左平移的过程中，当滑台(204)与第三纵向立板之间的距离减小至设定值时，第二接近开关输出开关信号，PLC控制器(301)根据开关信号控制第二伺服电机(211)停止转动，由此完成复位；

然后，再次将n股金属丝(1)的引出端进行压紧定位；

然后，绕制第二层螺旋丝管；具体步骤如下：PLC控制器(301)控制第一伺服电机(210)进行反向转动、第二伺服电机(211)进行正向转动；第一伺服电机(210)通过两根传动齿形带(212)驱动两根传动轴(207)进行同步反向转动，两根传动轴(207)共同带动芯丝(208)进行反向转动；与此同时，第二伺服电机(211)驱动滑台(204)沿着两根导轨(202)向右平移，滑台(204)带动U形支架(205)和T形出丝块(206)一起向右平移；随着芯丝(208)的反向转动和T形出丝块(206)的向右平移，n股金属丝(1)并排紧密缠绕于第一层螺旋丝管的外侧面，由此在第一层螺旋丝管的外侧面绕制形成第二层螺旋丝管；在滑台(204)向右平移的过程中，当滑台(204)与第二纵向立板之间的距离减小至设定值时，第一接近开关输出开关信号，PLC控制器(301)根据开关信号控制第一伺服电机(210)和第二伺服电机(211)停止转动；然后，将位于T形出丝块(206)左侧的n股金属丝(1)切断；

然后，再次将滑台(204)进行复位；

以此类推，即可绕制形成m层螺旋丝管；

最后，将第二个内螺纹管(209)从第二根传动轴(207)上拧下，并将m×n股金属丝(1)的引出端从第二根传动轴(207)上的外螺纹的螺槽内剥离，然后将芯丝(208)的左端从第二根传动轴(207)上的L形安装孔内抽出，随后将m层螺旋丝管向左抽离芯丝(208)的侧面，由此得到一种多股并绕的导丝。

2.根据权利要求1所述的一种多股并绕的导丝的制备方法，其特征在于：T形出丝块(206)的向右平移速度与芯丝(208)的转动速度满足如下关系：

式中：v表示T形出丝块(206)的向右平移速度；ω表示芯丝(208)的转动速度；d_x表示芯丝(208)的直径；n表示金属丝(1)的股数；d表示单股金属丝(1)的直径。

3.根据权利要求1所述的一种多股并绕的导丝的制备方法，其特征在于：所述芯丝(208)的直径为0.05～1.4mm；所述矩形出丝孔的纵向宽度等于n股金属丝(1)的直径之和、高度等于单股金属丝(1)的直径。

4.根据权利要求1所述的一种多股并绕的导丝的制备方法，其特征在于：所述储丝卷筒(104)的外侧面缠绕有经过退火处理和镀层处理的金属丝(1)。

Images