CN111933445A - 高频电感线圈的绕制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高频电感线圈的绕制系统，包括由铜导线塑性弯曲而成的螺旋电感线圈，所述螺旋电感线圈上的相邻两圈之间均形成有缝隙，连续的所述缝隙形成与螺旋电感线圈的螺旋路径一致的螺旋绝缘散热缝隙；本发明的铜导线在逐渐螺旋卷绕成螺旋电感线圈的过程中，螺旋电感线圈上的相邻两圈之间均受到螺旋距约束桩的刚性约束，使螺旋电感线圈上的任意两圈之间的间距被螺旋距约束桩严格约束，进而避免在卷绕过程中因铜线内部不均匀的内应力造成螺旋电感线圈在卷绕过程中存在两圈铜线之间紧挨的情况出现。

Description

高频电感线圈的绕制系统

技术领域

本发明属于电感器制备领域。

背景技术

空心电感器只有线圈没有铁芯，高频大电感器需要采用空心电感器，需要先在卷线筒上绕好后再脱去卷线筒；高频尤其是大电流的电感器为了增强散热，相邻两线圈之间要形成预定的缝隙，不能紧挨，现有卷线筒均为光杆，在绕制过程中虽然是按预定螺旋距绕制的，但是在实际操作过程中还是可能出现两圈铜线紧挨的情况，两圈铜线紧挨的情况下，若紧挨处的漆包线出现破损，则会出现短路的现象，使一圈铜导线失效，而且紧挨着也影响散热，因此需要在卷绕线圈的过程中严格控制相邻两圈铜线之间的螺旋距。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种能严格约束螺旋距的高频电感线圈的绕制系统；

技术方案：为实现上述目的，本发明的高频电感线圈的绕制系统，包括由铜导线塑性弯曲而成的螺旋电感线圈，所述螺旋电感线圈上的相邻两圈之间均形成有缝隙，连续的所述缝隙形成与螺旋电感线圈的螺旋路径一致的螺旋绝缘散热缝隙；

还包括用于绕制所述螺旋电感线圈的线圈绕制系统，所述线圈绕制系统包括竖向的卷线筒，所述卷线筒能沿自身轴线旋转的同时还做竖向方向的位移，使铜导线能呈螺旋状卷绕在所述卷线筒上，进而形成螺旋电感线圈；

所述卷线筒的轴心处的下部分同轴心设置有液压油分流柱腔，所述卷线筒的轴心处的上部分同轴心设置有主路活塞通道，所述主路活塞通道的下端连通所述液压油分流柱腔的上端，所述主路活塞通道内设置有能上下位移的主路液压活塞；

所述卷线筒的壁体内设置有若干个轴线与液压油分流柱腔轴线垂直的支路活塞通道，各所述液压油分流柱腔内均设置有支路液压活塞，各所述支路活塞通道靠近卷线筒轴线的一端均连通所述液压油分流柱腔，各所述支路活塞通道远离卷线筒轴线的一端同轴心镂空设置有约束桩探出缩回孔，各所述约束桩探出缩回孔内均同轴心活动设置有柱状的螺旋距约束桩，所述螺旋距约束桩的末端从所述约束桩探出缩回孔中向外探出，所述螺旋距约束桩的根部同轴心固定在所述支路液压活塞上；所述主路液压活塞向上位移时，各所述支路液压活塞会在液压的联动下跟着做逐渐靠近卷线筒轴线的运动，从而使各螺旋距约束桩从所述约束桩探出缩回孔中向内缩回至支路活塞通道中；

若干螺旋距约束桩沿所述螺旋绝缘散热缝隙的螺旋方向均匀分布，各所述螺旋距约束桩的轴线均沿所述卷线筒的径向方向延伸；从约束桩探出缩回孔探出的各所述螺旋距约束桩均垂直穿过卷绕在卷线筒上的螺旋电感线圈的螺旋绝缘散热缝隙，从而使螺旋电感线圈上的相邻两圈之间均强制形成稳定的螺旋距。

进一步的，还包括储线卷单元，所述储线卷单元与所述线圈绕制系统之间设置有第一铜导线引导器和第二铜导线引导器，从所述储线卷单元引出的铜导线先经第一铜导线引导器和第二铜导线引导器引导成直线后再卷绕在所述线圈绕制系统的卷线筒上。

进一步的，第一铜导线引导器和第二铜导线引导器均包括上下分布的上引导轮和下引导轮，所述上引导轮和下引导轮均转动安装在轮架上，所述上引导轮和下引导轮上分别同轴心设置有环状的上轮槽和下轮槽，从所述储线卷单元引出的铜导线穿过所述上轮槽和下轮槽之间；所述轮架通过轮架支撑安装在设备基座上。

进一步的，所述卷线筒的上端外壁固定安装有夹线器，所述夹线器的钳持端能钳从所述储线卷单元引出的铜导线的起始线头端。

进一步的，所述卷线筒的上端通过若干支撑柱同轴心固定连接有螺纹滚珠丝杆，所述螺纹滚珠丝杆上的螺纹螺旋距与所述螺旋电感线圈的螺旋距一致；所述螺纹滚珠丝杆上还传动设置有丝杆螺母；所述设备基座上固定安装有竖向支架，所述竖向支架的上端固定安装有悬臂梁，所述悬臂梁的末端固定连接所述水平的滚珠丝杆螺母；所述螺纹滚珠丝杆的旋转能在固定的滚珠丝杆螺母的传动下做沿轴线方向的直线位移运动；

所述螺纹滚珠丝杆上部分的内部同轴心固定安装有步进电机，所述步进电机的输出杆朝上，所述输出杆的末端同轴心固定连接有截面呈正六边形的六角传动柱；还包括与六角传动柱同轴心的固定套筒，所述固定套筒内同轴心设置有与六角传动柱相配合的截面为正六边形的传动孔，所述六角传动柱向上同轴心滑动插入所述传动孔内。

进一步的，所述固定套筒的上端固定在固定梁上，所述固定梁通过梁支架固定在所述竖向支架的顶部。

进一步的，所述螺纹滚珠丝杆的下侧还同轴心固定安装有直线伸缩器，所述直线伸缩器的伸缩杆末端同轴心固定连接所述主路液压活塞。

进一步的，各所述螺旋距约束桩的末端均设置有平滑的球面顶。

有益效果：本发明的铜导线在逐渐螺旋卷绕成螺旋电感线圈的过程中，螺旋电感线圈上的相邻两圈之间均受到螺旋距约束桩的刚性约束，使螺旋电感线圈上的任意两圈之间的间距被螺旋距约束桩严格约束，进而避免在卷绕过程中因铜线内部不均匀的内应力造成螺旋电感线圈在卷绕过程中存在两圈铜线之间紧挨的情况出现。

附图说明

附图1为该发明的整体结构示意图；

附图2为线圈绕制系统的整体第一示意图(参见步骤一结束时的状态)；

附图3为线圈绕制系统的整体第二示意图(参见步骤二结束时的状态)；

附图4为附图3的立体结构示意图；

附图5为附图4基础上的卷线筒处的局部放大示意图；

附图6为附图5的立体剖视图；

附图7为螺旋电感线圈结构示意图；

附图8为第一铜导线引导器/第二铜导线引导器结构示意图；

附图9为六角传动柱与固定套筒配合时的剖视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如附图1至9所示的高频电感线圈的绕制系统，包括由铜导线3塑性弯曲而成的螺旋电感线圈24，螺旋电感线圈24上的相邻两圈之间均形成有缝隙，连续的缝隙形成与螺旋电感线圈24的螺旋路径一致的螺旋绝缘散热缝隙26；

还包括用于绕制螺旋电感线圈24的线圈绕制系统2，线圈绕制系统2包括竖向的卷线筒16，卷线筒16能沿自身轴线旋转的同时还做竖向方向的位移，使铜导线3能呈螺旋状卷绕在卷线筒16上，进而形成螺旋电感线圈24；

卷线筒16的轴心处的下部分同轴心设置有液压油分流柱腔30，卷线筒16的轴心处的上部分同轴心设置有主路活塞通道27，主路活塞通道27的下端连通液压油分流柱腔30的上端，主路活塞通道27内设置有能上下位移的主路液压活塞29；

卷线筒16的壁体内设置有若干个轴线与液压油分流柱腔30轴线垂直的支路活塞通道33，各液压油分流柱腔30内均设置有支路液压活塞34，各支路活塞通道33靠近卷线筒16轴线的一端均连通液压油分流柱腔30，各支路活塞通道33远离卷线筒16轴线的一端同轴心镂空设置有约束桩探出缩回孔36，各约束桩探出缩回孔36内均同轴心活动设置有柱状的螺旋距约束桩37，螺旋距约束桩37的末端从约束桩探出缩回孔36中向外探出，螺旋距约束桩37的根部同轴心固定在支路液压活塞34上；主路液压活塞29向上位移时，各支路液压活塞34会在液压的联动下跟着做逐渐靠近卷线筒16轴线的运动，从而使各螺旋距约束桩37从约束桩探出缩回孔36中向内缩回至支路活塞通道33中；

若干螺旋距约束桩37沿螺旋绝缘散热缝隙26的螺旋方向均匀分布，各螺旋距约束桩37的轴线均沿卷线筒16的径向方向延伸；从约束桩探出缩回孔36探出的各螺旋距约束桩37均垂直穿过卷绕在卷线筒16上的螺旋电感线圈24的螺旋绝缘散热缝隙26，从而使螺旋电感线圈24上的相邻两圈之间均强制形成稳定的螺旋距。

还包括储线卷单元1，储线卷单元1与线圈绕制系统2之间设置有第一铜导线引导器18.1和第二铜导线引导器18.2，从储线卷单元1引出的铜导线3先经第一铜导线引导器18.1和第二铜导线引导器18.2引导成直线后再卷绕在线圈绕制系统2的卷线筒16上。

第一铜导线引导器18.1和第二铜导线引导器18.2均包括上下分布的上引导轮19和下引导轮20，上引导轮19和下引导轮20均转动安装在轮架21上，上引导轮19和下引导轮20上分别同轴心设置有环状的上轮槽19.1和下轮槽20.1，从储线卷单元1引出的铜导线3穿过上轮槽19.1和下轮槽20.1之间；轮架21通过轮架支撑22安装在设备基座80上。

卷线筒16的上端外壁固定安装有夹线器17，夹线器17的钳持端17.1能钳从储线卷单元1引出的铜导线3的起始线头端24.1。

卷线筒16的上端通过若干支撑柱8同轴心固定连接有螺纹滚珠丝杆6，螺纹滚珠丝杆6上的螺纹螺旋距与螺旋电感线圈24的螺旋距一致；螺纹滚珠丝杆6上还传动设置有丝杆螺母7；设备基座80上固定安装有竖向支架15，竖向支架15的上端固定安装有悬臂梁14，悬臂梁14的末端固定连接水平的滚珠丝杆螺母7；螺纹滚珠丝杆6的旋转能在固定的滚珠丝杆螺母7的传动下做沿轴线方向的直线位移运动；

螺纹滚珠丝杆6上部分的内部同轴心固定安装有步进电机23，步进电机23的输出杆5朝上，输出杆5的末端同轴心固定连接有截面呈正六边形的六角传动柱11；还包括与六角传动柱11同轴心的固定套筒4，固定套筒4内同轴心设置有与六角传动柱11相配合的截面为正六边形的传动孔39，六角传动柱11向上同轴心滑动插入传动孔39内。

固定套筒4的上端固定在固定梁12上，固定梁12通过梁支架13固定在竖向支架15的顶部。

螺纹滚珠丝杆6的下侧还同轴心固定安装有直线伸缩器9，直线伸缩器9的伸缩杆28末端同轴心固定连接主路液压活塞29。

各螺旋距约束桩37的末端均设置有平滑的球面顶35。

本方案的卷线过程和工作原理以及技术效果如下：

步骤一，初始状态下，卷线筒16上的夹线器17的钳持端17.1所在高度与上轮槽19.1和下轮槽20.1之间的所在高度相同，卷线筒16上还没有卷绕螺旋电感线圈24；这时将从储线卷单元1引出的铜导线3先水平穿过上轮槽19.1与下轮槽20.1之间，然后将铜导线3末端的起始线头端24.1让卷线筒16上的夹线器17夹住；而且初始状态下，主路液压活塞29处于主路活塞通道27的下端，各螺旋距约束桩37的末端均约束桩探出缩回孔36中向外探出的状态；

步骤二，控制步进电机23运行，由于固定套筒4是固定的，步进电机23的运行不会使输出杆5旋转，控制步进电机23产生的旋转扭矩的反作用力反而会使步进电机23沿自身轴线旋转，步进电机23自身的旋转会同步带动螺纹滚珠丝杆6旋转，而螺纹滚珠丝杆6的旋转在固定的滚珠丝杆螺母7的传动下做沿轴线方向向上的直线位移运动；由于六角传动柱11与传动孔39沿轴线方向是滑动配合的，进而不会干涉螺纹滚珠丝杆6的向上位移；进而步进电机23的运行最终使螺纹滚珠丝杆6做旋转运动的同时还做直线向上位移；

而螺纹滚珠丝杆6与卷线筒16是通过若干支撑柱8一体化同轴心连接的，进而使卷线筒16跟着螺纹滚珠丝杆6同步做旋转运动的同时还做直线向上位移；从而使从储线卷单元1引出的铜导线3的起始线头端24.1以螺旋塑性弯曲的方式卷绕在卷线筒16上，由于螺纹滚珠丝杆6上的螺纹螺旋距与螺旋电感线圈24的螺旋距一致，进而使铜导线3的起始线头端24.1卷绕在卷线筒16上的螺旋路径和螺旋距与目标产品“螺旋电感线圈24”的螺旋路径和螺距是一致的，进而使铜导线3初步以预定的螺距卷绕在卷线筒16上

铜导线3在逐渐螺旋卷绕成螺旋电感线圈24的过程中，螺旋电感线圈24上的相邻两圈之间均受到螺旋距约束桩37的刚性约束，使螺旋电感线圈24上的任意两圈之间的间距被螺旋距约束桩37严格约束，进而避免在卷绕过程中因铜线内部不均匀的内应力造成螺旋电感线圈24在卷绕过程中存在两圈铜线之间紧挨的情况出现；

当螺旋电感线圈24在卷线筒16上卷绕完成时，这时螺旋电感线圈24上形成连续的螺旋绝缘散热缝隙26，若干个螺旋距约束桩37沿螺旋路径均匀分布于螺旋绝缘散热缝隙26中；然后将螺旋电感线圈24的螺旋尾端线头24.2处剪断，这时已经得到一个完整的螺旋电感线圈24，但是这时螺旋电感线圈24沿轴线方向的运动被螺旋绝缘散热缝隙26中的若干螺旋距约束桩37干涉；螺旋电感线圈24这时还无法从卷线筒16上脱离；

步骤三，控制直线伸缩器9使伸缩杆28向上收缩，这时主路液压活塞29跟着向上位移，主路液压活塞29的向上位移会在液压传动下使各支路液压活塞34均做逐渐靠近卷线筒16轴线的运动，进而使各螺旋距约束桩37从约束桩探出缩回孔36中向内缩回至支路活塞通道33中；这时所有的螺旋距约束桩37都缩回到了约束桩探出缩回孔36内，这时已经解除了螺旋距约束桩37对螺旋电感线圈24沿轴线方向的约束；

步骤四，控制夹线器17的钳持端17.1释放螺旋电感线圈24的起始线头端24.1，这时只需要将螺旋电感线圈24向下脱落即可。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.高频电感线圈的绕制系统，包括由铜导线(3)塑性弯曲而成的螺旋电感线圈(24)，所述螺旋电感线圈(24)上的相邻两圈之间均形成有缝隙，连续的所述缝隙形成与螺旋电感线圈(24)的螺旋路径一致的螺旋绝缘散热缝隙(26)；

其特征在于：还包括用于绕制所述螺旋电感线圈(24)的线圈绕制系统(2)，所述线圈绕制系统(2)包括竖向的卷线筒(16)，所述卷线筒(16)能沿自身轴线旋转的同时还做竖向方向的位移，使铜导线(3)能呈螺旋状卷绕在所述卷线筒(16)上，进而形成螺旋电感线圈(24)；

所述卷线筒(16)的轴心处的下部分同轴心设置有液压油分流柱腔(30)，所述卷线筒(16)的轴心处的上部分同轴心设置有主路活塞通道(27)，所述主路活塞通道(27)的下端连通所述液压油分流柱腔(30)的上端，所述主路活塞通道(27)内设置有能上下位移的主路液压活塞(29)；

所述卷线筒(16)的壁体内设置有若干个轴线与液压油分流柱腔(30)轴线垂直的支路活塞通道(33)，各所述液压油分流柱腔(30)内均设置有支路液压活塞(34)，各所述支路活塞通道(33)靠近卷线筒(16)轴线的一端均连通所述液压油分流柱腔(30)，各所述支路活塞通道(33)远离卷线筒(16)轴线的一端同轴心镂空设置有约束桩探出缩回孔(36)，各所述约束桩探出缩回孔(36)内均同轴心活动设置有柱状的螺旋距约束桩(37)，所述螺旋距约束桩(37)的末端从所述约束桩探出缩回孔(36)中向外探出，所述螺旋距约束桩(37)的根部同轴心固定在所述支路液压活塞(34)上；所述主路液压活塞(29)向上位移时，各所述支路液压活塞(34)会在液压的联动下跟着做逐渐靠近卷线筒(16)轴线的运动，从而使各螺旋距约束桩(37)从所述约束桩探出缩回孔(36)中向内缩回至支路活塞通道(33)中；

若干螺旋距约束桩(37)沿所述螺旋绝缘散热缝隙(26)的螺旋方向均匀分布，各所述螺旋距约束桩(37)的轴线均沿所述卷线筒(16)的径向方向延伸；从约束桩探出缩回孔(36)探出的各所述螺旋距约束桩(37)均垂直穿过卷绕在卷线筒(16)上的螺旋电感线圈(24)的螺旋绝缘散热缝隙(26)，从而使螺旋电感线圈(24)上的相邻两圈之间均强制形成稳定的螺旋距。

2.根据权利要求1所述的高频电感线圈的绕制系统，其特征在于：还包括储线卷单元(1)，所述储线卷单元(1)与所述线圈绕制系统(2)之间设置有第一铜导线引导器(18.1)和第二铜导线引导器(18.2)，从所述储线卷单元(1)引出的铜导线(3)先经第一铜导线引导器(18.1)和第二铜导线引导器(18.2)引导成直线后再卷绕在所述线圈绕制系统(2)的卷线筒(16)上。

3.根据权利要求2所述的高频电感线圈的绕制系统，其特征在于：第一铜导线引导器(18.1)和第二铜导线引导器(18.2)均包括上下分布的上引导轮(19)和下引导轮(20)，所述上引导轮(19)和下引导轮(20)均转动安装在轮架(21)上，所述上引导轮(19)和下引导轮(20)上分别同轴心设置有环状的上轮槽(19.1)和下轮槽(20.1)，从所述储线卷单元(1)引出的铜导线(3)穿过所述上轮槽(19.1)和下轮槽(20.1)之间；所述轮架(21)通过轮架支撑(22)安装在设备基座(80)上。

4.根据权利要求2所述的高频电感线圈的绕制系统，其特征在于：所述卷线筒(16)的上端外壁固定安装有夹线器(17)，所述夹线器(17)的钳持端(17.1)能钳从所述储线卷单元(1)引出的铜导线(3)的起始线头端(24.1)。

5.根据权利要求4所述的高频电感线圈的绕制系统，其特征在于：所述卷线筒(16)的上端通过若干支撑柱(8)同轴心固定连接有螺纹滚珠丝杆(6)，所述螺纹滚珠丝杆(6)上的螺纹螺旋距与所述螺旋电感线圈(24)的螺旋距一致；所述螺纹滚珠丝杆(6)上还传动设置有丝杆螺母(7)；所述设备基座(80)上固定安装有竖向支架(15)，所述竖向支架(15)的上端固定安装有悬臂梁(14)，所述悬臂梁(14)的末端固定连接所述水平的滚珠丝杆螺母(7)；所述螺纹滚珠丝杆(6)的旋转能在固定的滚珠丝杆螺母(7)的传动下做沿轴线方向的直线位移运动；

所述螺纹滚珠丝杆(6)上部分的内部同轴心固定安装有步进电机(23)，所述步进电机(23)的输出杆(5)朝上，所述输出杆(5)的末端同轴心固定连接有截面呈正六边形的六角传动柱(11)；还包括与六角传动柱(11)同轴心的固定套筒(4)，所述固定套筒(4)内同轴心设置有与六角传动柱(11)相配合的截面为正六边形的传动孔(39)，所述六角传动柱(11)向上同轴心滑动插入所述传动孔(39)内。

6.根据权利要求5所述的高频电感线圈的绕制系统，其特征在于：所述固定套筒(4)的上端固定在固定梁(12)上，所述固定梁(12)通过梁支架(13)固定在所述竖向支架(15)的顶部。

7.根据权利要求6所述的高频电感线圈的绕制系统，其特征在于：所述螺纹滚珠丝杆(6)的下侧还同轴心固定安装有直线伸缩器(9)，所述直线伸缩器(9)的伸缩杆(28)末端同轴心固定连接所述主路液压活塞(29)。

8.根据权利要求7所述的高频电感线圈的绕制系统，其特征在于：各所述螺旋距约束桩(37)的末端均设置有平滑的球面顶(35)。

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