CN117394617A - 一种微电机转子换向器装配装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种微电机转子换向器装配装置，具体涉及换向器装配领域，该包括机箱，机箱的内部设置有组装机构和承接机构，组装机构和承接机构正对设置；组装机构包括移动平台，移动平台的输出端安装有旋转驱动部件一，旋转驱动部件一的输出端安装有主轴，主轴的前端活动套设有组装套，主轴上固定安装有直线驱动部件一，直线驱动部件一用于驱动组装套沿着主轴的轴线方向移动。本发明通过组装机构和承接机构的设置，使用组装套可以对换向片进行保持，通过直线驱动部件一带动组装套移动可以实现将换向片插入周向槽的目的，通过旋转驱动部件一带动组装套转动可以实现将挂耳推压入横向槽的目的，最终实现了套筒和换向片的组装。

Description

一种微电机转子换向器装配装置

技术领域

本发明涉及换向器装配技术领域，更具体地说，本发明涉及一种微电机转子换向器装配装置。

背景技术

换向器是驱动电动机的关键部件，其技术性能指标和质量直接影响到微电机的整体性能，换向器通常安装在电机的转子上并随着转子同步转动。微电机换向器的作用是改变电机绕组中的电流方向和磁场分布，使得电机能够顺畅和正常运转。

换向器主要由套筒和换向片组成，换向片周向排列在套筒的外侧，并且一般是通过胶粘的方式粘在套筒上的。由于微电机在旋转时电刷在换向器表面进行换向，频繁摩擦而产生热量，转速越高，表面温度也越高，如果环境温度高，微电机散热慢，那么就会出现换向片脱胶的情况，以致于出现换向片爆裂的现象。因此，为了避免出现换向片爆裂的问题，通常会在套筒上开设一个周向槽，装配时，将换向片插入其中进行限位。

但是，在电机运转的过程中，换向片与电刷频繁摩擦，会受到周向的力，该周向力会使换向片发生周向的偏移，这会导致电机产生振动和噪声，因此，需要在套筒上开设横向槽，使换向片的挂耳插入其中，实现对换向片周向偏移进行限位的目的，避免出现偏移。

但是现有的组装设备在对换向器进行组装时，仅能够将换向片插入周向槽中，并不具备将换向片装配入横向槽中的功能。

发明内容

本发明提供的一种微电机转子换向器装配装置，所要解决的问题是：现有的组装设备在对换向器进行组装时，仅能够将换向片插入周向槽中，并不具备将换向片装配入横向槽中的功能。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种微电机转子换向器装配装置，包括机箱，机箱的内部设置有组装机构和承接机构，组装机构和承接机构正对设置；组装机构包括移动平台，移动平台的输出端安装有旋转驱动部件一，旋转驱动部件一的输出端安装有主轴，主轴的前端活动套设有组装套，主轴上固定安装有直线驱动部件一，直线驱动部件一用于驱动组装套沿着主轴的轴线方向移动，组装套的周向内壁上开设有多个均匀分布的容纳腔，相邻容纳腔通过隔条隔开，移动平台内用于容纳换向片；承接机构包括底板，底板上固定安装有固定组件，固定组件用于固定套筒；套筒和换向片组装时，移动平台带动主轴移动到套筒的端部位置后，直线驱动部件一驱动组装套移动，从而将换向片插入周向槽内，通过旋转驱动部件一带动组装套转动，从而使挂耳插入横向槽的内部。

在一个优选的实施方式中，移动平台包括直线驱动机构一，直线驱动机构一的输出端安装有直线驱动机构二，旋转驱动部件一安装在直线驱动机构二的输出端，直线驱动机构一与直线驱动机构二构成两轴移动组件。

在一个优选的实施方式中，固定组件包括固定座，固定座固定安装在底板上，固定座的前端固定安装有转动壳，转动壳的内部设置有固定架，固定架与固定座固定连接，固定架的圆周方向斜向插接有若干个夹柱，若干个夹柱的前端汇集于一点，夹柱的前端固定安装有夹杆，转动壳的内表面固定连接有驱动环。

在一个优选的实施方式中，驱动环的内表面具有螺旋槽，夹柱的外表面具有传动齿，螺旋槽与传动齿相配合。

在一个优选的实施方式中，承接机构还包括旋转驱动部件二，旋转驱动部件二固定安装在底板上，旋转驱动部件二的输出端通过齿轮组与固定组件转动连接。

在一个优选的实施方式中，装配装置还包括紧固机构，紧固机构设置在固定组件的前端，紧固机构包括固定环，固定环前侧的圆周方向设置有若干个移动块，移动块靠近固定环中部的一端固定连接有压块，紧固机构还包括直线驱动部件二和直线驱动部件三，直线驱动部件二的输出端设置有滑轴，滑轴与移动块滑动安装，直线驱动部件二用于驱动移动块绕着固定环的轴线转动，直线驱动部件三用于驱动移动块沿着固定环的径向方向移动，以使压块将挂耳推压入横向槽的内部。

在一个优选的实施方式中，固定环的表面开设有环槽，移动块上滑动连接有滑块，滑块在环槽的内部滑动，移动块上设置有弹簧，弹簧的两端分别与滑块和移动块压合。

在一个优选的实施方式中，装配装置还包括上料机构，上料机构包括安装座，安装座上安装有导向杆，导向杆上滑动连接有移动座，移动座上竖向安装有直线驱动部件四，直线驱动部件四的输出端安装有夹爪，安装座的一侧安装有直线驱动部件五，直线驱动部件五用于驱动移动座沿着导向杆移动，组装机构和承接机构之间设置有进料通道一。

在一个优选的实施方式中，组装机构和承接机构之间设置有移动台，移动台的输出端安装有出料通道，出料通道位于进料通道一的前端，并且出料通道位于进料通道一的上侧位置。

在一个优选的实施方式中，承接机构的一侧设置有进料通道二，进料通道二远离组装机构的一端设置有振动盘，进料通道二的一端与振动盘的出料口连通。

本发明的技术效果和优点：本发明通过组装机构和承接机构的设置，使用组装套可以对换向片进行保持，通过直线驱动部件一带动组装套移动可以实现将换向片插入周向槽的目的，通过旋转驱动部件一带动组装套转动可以实现将挂耳推压入横向槽的目的，最终实现了套筒和换向片的组装。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明组装机构和承接机构的结构示意图。

图3为本发明组装机构的结构示意图。

图4为本发明承接机构的结构示意图。

图5为本发明承接机构的剖视图。

图6为本发明驱动环和夹柱的结构示意图。

图7为本发明紧固机构的结构示意图。

图8为本发明上料机构的结构示意图。

图9为本发明进料通道一、出料通道、进料通道二布置的示意图。

图10为本发明换向器组装过程示意图。

附图标记为：1、机箱；2、组装机构；21、移动平台；211、直线驱动机构一；212、直线驱动机构二；22、旋转驱动部件一；23、主轴；24、组装套；241、容纳腔；242、隔条；25、直线驱动部件一；3、承接机构；31、底板；32、固定组件；320、转动壳；321、固定座；322、固定架；323、夹柱；3231、传动齿；324、驱动环；3241、螺旋槽；325、夹杆；33、旋转驱动部件二；34、齿轮组；4、紧固机构；41、固定环；411、环槽；42、移动块；43、压块；44、直线驱动部件二；441、滑轴；45、直线驱动部件三；46、滑块；47、弹簧；5、上料机构；51、安装座；52、导向杆；53、移动座；54、直线驱动部件四；55、夹爪；56、直线驱动部件五；6、进料通道一；7、移动台；71、出料通道；8、进料通道二；100、套筒；101、周向槽；102、凹槽；103、横向槽；200、换向片；201、挂耳。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参照说明书附图1-图10，一种微电机转子换向器装配装置，包括机箱1，机箱1的内部设置有组装机构2和承接机构3，组装机构2和承接机构3正对设置；组装机构2包括移动平台21，移动平台21的输出端安装有旋转驱动部件一22，旋转驱动部件一22的输出端安装有主轴23，主轴23的前端活动套设有组装套24，主轴23上固定安装有直线驱动部件一25，直线驱动部件一25用于驱动组装套24沿着主轴23的轴线方向移动，组装套24的周向内壁上开设有多个均匀分布的容纳腔241，相邻容纳腔241通过隔条242隔开，移动平台21内用于容纳换向片200；承接机构3包括底板31，底板31上固定安装有固定组件32，固定组件32用于固定套筒100；套筒100和换向片200组装时，移动平台21带动主轴23移动到套筒100的端部位置后，直线驱动部件一25驱动组装套24移动，从而将换向片200插入周向槽101内，通过旋转驱动部件一22带动组装套24转动，从而使挂耳201插入横向槽103的内部。

如图10所示，换向器主要由套筒100和换向片200组成，套筒100具有周向槽101、三个凹槽102，每个凹槽102底部的一侧均具有横向槽103，而换向片200则具有三个，每个换向片200的底部均连接一个挂耳201。基于此，容纳腔241和隔条242均设置有三个。

在上述技术方案中，移动平台21可以仅为一个直线驱动装置，如直线电机、丝杆螺母机构等，旋转驱动部件一22采用步进电机，直线驱动部件一25使用电动推杆；移动平台21的作用是带动旋转驱动部件一22以及连接在旋转驱动部件一22输出端的主轴23、组装套24、直线驱动部件一25等部件向承接机构3的方向移动，以进行换向器的组装。承接机构3可以采用夹持气缸等对套筒100进行夹持。

在本实施例中，实施方式具体为：首先将三个换向片200分别插入三个容纳腔241的内部，再使用承接机构3将套筒100夹持住，然后通过移动平台21带动组装套24向承接机构3的方向移动，当主轴23的端部与套筒100的端部接触时，移动平台21停止，然后直线驱动部件一25带动组装套24沿着主轴23的轴向方向移动，通过组装套24将换向片200向套筒100的方向推动，并使换向片200插入周向槽101的内部、挂耳201插入凹槽102的内部；可以看出，主轴23的直径应当与套筒100前端的直径相等；然后通过旋转驱动部件一22带动主轴23转动，组装套24也跟着转动，此时，通过容纳腔241的限位作用，可以从换向片200的侧边将挂耳201推压入凹槽102的内部。

上述技术方案通过组装机构2和承接机构3的设置，使用组装套24可以对换向片200进行保持，通过直线驱动部件一25带动组装套24移动可以实现将换向片200插入周向槽101的目的，通过旋转驱动部件一22带动组装套24转动可以实现将挂耳201推压入横向槽103的目的，最终实现了套筒100和换向片200的组装。

参照说明书附图2和图3，移动平台21包括直线驱动机构一211，直线驱动机构一211的输出端安装有直线驱动机构二212，旋转驱动部件一22安装在直线驱动机构二212的输出端，直线驱动机构一211与直线驱动机构二212构成两轴移动组件。

需要说明的是，直线驱动机构一211和直线驱动机构二212均可以采用直线电机、丝杆螺母机构等，直线驱动机构二212用于带动组装套24向承接机构3的方向移动，而直线驱动机构二212则用于带动直线驱动机构二212和组装套24偏离承接机构3的位置，其目的是方便设置对换向片200进行自动上料的装置，利于上料。

参照说明书附图4、图5和图6，固定组件32包括固定座321，固定座321固定安装在底板31上，固定座321的前端固定安装有转动壳320，转动壳320的内部设置有固定架322，固定架322与固定座321固定连接，固定架322的圆周方向斜向插接有若干个夹柱323，若干个夹柱323的前端汇集于一点，夹柱323的前端固定安装有夹杆325，转动壳320的内表面固定连接有驱动环324。

进一步地，驱动环324的内表面具有螺旋槽3241，夹柱323的外表面具有传动齿3231，螺旋槽3241与传动齿3231相配合。

需要说明的是，对于套筒100的固定，最好不使用夹紧装置，如图10所示，对于套筒100来说，其前端需要安装换向片200，后端的长度有限，如果采用夹紧装置，则只能夹后端，但夹紧的长度有限，不牢固。而由于套筒100的中部是中空的，因此，可以采用涨紧的方式。

具体地，如图6所示，夹柱323设置有三个，即夹杆325也设置三根，当转动转动壳320时，驱动环324跟着一起转动，通过螺旋槽3241和传动齿3231的配合，驱动环324可以带动夹柱323移动，固定架322是用于对夹柱323的移动进行导向的，通过使驱动环324正转和反转，可以带动夹柱323相互靠近和远离，也即是带动夹杆325相互靠近和远离。在对套筒100进行涨紧时，首先使三根夹杆325相互靠近，然后再将套筒100套在三根夹杆325上，而后通过转动转动壳320和驱动环324，带动三根夹杆325相互远离，从而实现了对套筒100涨紧的目的。

进一步地，承接机构3还包括旋转驱动部件二33，旋转驱动部件二33固定安装在底板31上，旋转驱动部件二33的输出端通过齿轮组34与固定组件32转动连接。

需要说明的是，旋转驱动部件二33使用电机，齿轮组34为直齿轮组，即一个齿轮安装在旋转驱动部件二33的输出端上，另一个齿轮安装在转动壳320的外侧，两个齿轮相互啮合传动，如此，旋转驱动部件二33就可以通过齿轮组34带动转动壳320转动了。

参照说明书附图7和图10，装配装置还包括紧固机构4，紧固机构4设置在固定组件32的前端，紧固机构4包括固定环41，固定环41前侧的圆周方向设置有若干个移动块42，移动块42靠近固定环41中部的一端固定连接有压块43，紧固机构4还包括直线驱动部件二44和直线驱动部件三45，直线驱动部件二44的输出端设置有滑轴441，滑轴441与移动块42滑动安装，直线驱动部件二44用于驱动移动块42绕着固定环41的轴线转动，直线驱动部件三45用于驱动移动块42沿着固定环41的径向方向移动，以使压块43将挂耳201推压入横向槽103的内部。

进一步地，固定环41的表面开设有环槽411，移动块42上滑动连接有滑块46，滑块46在环槽411的内部滑动，移动块42上设置有弹簧47，弹簧47的两端分别与滑块46和移动块42压合。

需要说明的是，为了避免在微电机运行过程中，挂耳201从横向槽103内移出，换向片200和横向槽103应当是紧密配合的，而相邻的换向片200之间的间隙较小，就使得隔条242的厚度较薄，因此，如果采用通过组装套24转动的方式使挂耳201进入横向槽103，则隔条242易弯折。基于此，设计了上料机构5。

具体地，直线驱动部件二44和直线驱动部件三45均采用电动推杆，直线驱动部件二44推动移动块42转动时，滑轴441在移动块42上滑动，滑块46在环槽411的内部滑动，当移动块42转动到位后，通过直线驱动部件三45可以推动移动块42向固定环41的中部方向移动，当直线驱动部件三45复位时，通过弹簧47的作用，使移动块42向远离固定环41中部的方向移动，而后直线驱动部件二44再复位即可以使移动块42恢复初始状态，如图7所示，移动块42设置三组。

在工作时，套筒100是位于固定环41的中部的，当将挂耳201插入凹槽102的底部后，压块43与挂耳201的侧边接触，当移动块42转动时，可以推动挂耳201的侧边，使挂耳201插入横向槽103的内部，而后移动块42向固定环41的中部方向移动，能够挤压凹槽102的侧边，防止凹槽102在推的过程中产生较小形变造成凹槽102未推到位的情况，该过程中，组装套24跟着一起转动，主要起辅助作用。

参照说明书附图8和图9，装配装置还包括上料机构5，上料机构5包括安装座51，安装座51上安装有导向杆52，导向杆52上滑动连接有移动座53，移动座53上竖向安装有直线驱动部件四54，直线驱动部件四54的输出端安装有夹爪55，安装座51的一侧安装有直线驱动部件五56，直线驱动部件五56用于驱动移动座53沿着导向杆52移动，组装机构2和承接机构3之间设置有进料通道一6。

需要说明的是，直线驱动部件四54和直线驱动部件五56采用气缸，可以将夹爪55设置在套筒100和换向片200组装位置的正上方，这样上料就较为快速，具体地，上料时，首先夹爪55夹持进料通道一6内的套筒100，然后通过直线驱动部件四54带动夹爪55上移，再通过直线驱动部件五56带动夹爪55向承接机构3的方向移动，从而可以将套筒100送至承接机构3。

参照说明书附图8和图9，组装机构2和承接机构3之间设置有移动台7，移动台7的输出端安装有出料通道71，出料通道71位于进料通道一6的前端，并且出料通道71位于进料通道一6的上侧位置。

需要说明的是，移动台7采用直线电机，在组装后下料时，可以通过移动台7带动出料通道71向套筒100和换向片200组装位置移动，上料机构5兼具了下料的功能，即通过夹爪55将换向器夹持下来并放置在出料通道71内，然后移动台7再带动出料通道71复位。

参照说明书附图9，承接机构3的一侧设置有进料通道二8，进料通道二8远离组装机构2的一端设置有振动盘，进料通道二8的一端与振动盘的出料口连通。

需要说明的是，振动盘将换向片200送至进料通道二8的内部，在进料通道二8的一侧可以设置用于将换向片200向前推送的气缸，当换向片200上料时，移动平台21带动组装套24移动到与进料通道二8前端对齐的位置，通过气缸推动换向片200，从而将换向片200推到容纳腔241的内部，当上第二片换向片200时，通过旋转驱动部件一22带动组装套24转动使相应的容纳腔241对准进料通道二8的前端即可。

最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种微电机转子换向器装配装置，其特征在于：包括机箱（1），所述机箱（1）的内部设置有组装机构（2）和承接机构（3），所述组装机构（2）和承接机构（3）正对设置；

所述组装机构（2）包括移动平台（21），所述移动平台（21）的输出端安装有旋转驱动部件一（22），所述旋转驱动部件一（22）的输出端安装有主轴（23），所述主轴（23）的前端活动套设有组装套（24），所述主轴（23）上固定安装有直线驱动部件一（25），所述直线驱动部件一（25）用于驱动组装套（24）沿着主轴（23）的轴线方向移动，所述组装套（24）的周向内壁上开设有多个均匀分布的容纳腔（241），相邻所述容纳腔（241）通过隔条（242）隔开，所述移动平台（21）内用于容纳换向片（200）；

所述承接机构（3）包括底板（31），所述底板（31）上固定安装有固定组件（32），所述固定组件（32）用于固定套筒（100）；

套筒（100）和换向片（200）组装时，移动平台（21）带动主轴（23）移动到套筒（100）的端部位置后，直线驱动部件一（25）驱动组装套（24）移动，从而将换向片（200）插入周向槽（101）内，通过旋转驱动部件一（22）带动组装套（24）转动，从而使挂耳（201）插入横向槽（103）的内部。

2.根据权利要求1所述的一种微电机转子换向器装配装置，其特征在于：所述移动平台（21）包括直线驱动机构一（211），所述直线驱动机构一（211）的输出端安装有直线驱动机构二（212），所述旋转驱动部件一（22）安装在直线驱动机构二（212）的输出端，所述直线驱动机构一（211）与直线驱动机构二（212）构成两轴移动组件。

3.根据权利要求1所述的一种微电机转子换向器装配装置，其特征在于：所述固定组件（32）包括固定座（321），所述固定座（321）固定安装在底板（31）上，所述固定座（321）的前端固定安装有转动壳（320），所述转动壳（320）的内部设置有固定架（322），所述固定架（322）与固定座（321）固定连接，所述固定架（322）的圆周方向斜向插接有若干个夹柱（323），若干个所述夹柱（323）的前端汇集于一点，所述夹柱（323）的前端固定安装有夹杆（325），所述转动壳（320）的内表面固定连接有驱动环（324）。

4.根据权利要求3所述的一种微电机转子换向器装配装置，其特征在于：所述驱动环（324）的内表面具有螺旋槽（3241），所述夹柱（323）的外表面具有传动齿（3231），所述螺旋槽（3241）与传动齿（3231）相配合。

5.根据权利要求4所述的一种微电机转子换向器装配装置，其特征在于：所述承接机构（3）还包括旋转驱动部件二（33），所述旋转驱动部件二（33）固定安装在底板（31）上，所述旋转驱动部件二（33）的输出端通过齿轮组（34）与固定组件（32）转动连接。

6.根据权利要求1所述的一种微电机转子换向器装配装置，其特征在于：装配装置还包括紧固机构（4），所述紧固机构（4）设置在固定组件（32）的前端，所述紧固机构（4）包括固定环（41），所述固定环（41）前侧的圆周方向设置有若干个移动块（42），所述移动块（42）靠近固定环（41）中部的一端固定连接有压块（43），所述紧固机构（4）还包括直线驱动部件二（44）和直线驱动部件三（45），所述直线驱动部件二（44）的输出端设置有滑轴（441），所述滑轴（441）与移动块（42）滑动安装，所述直线驱动部件二（44）用于驱动移动块（42）绕着固定环（41）的轴线转动，所述直线驱动部件三（45）用于驱动移动块（42）沿着固定环（41）的径向方向移动，以使压块（43）将挂耳（201）推压入横向槽（103）的内部。

7.根据权利要求6所述的一种微电机转子换向器装配装置，其特征在于：所述固定环（41）的表面开设有环槽（411），所述移动块（42）上滑动连接有滑块（46），所述滑块（46）在环槽（411）的内部滑动，所述移动块（42）上设置有弹簧（47），所述弹簧（47）的两端分别与滑块（46）和移动块（42）压合。

8.根据权利要求1所述的一种微电机转子换向器装配装置，其特征在于：装配装置还包括上料机构（5），所述上料机构（5）包括安装座（51），所述安装座（51）上安装有导向杆（52），所述导向杆（52）上滑动连接有移动座（53），所述移动座（53）上竖向安装有直线驱动部件四（54），所述直线驱动部件四（54）的输出端安装有夹爪（55），所述安装座（51）的一侧安装有直线驱动部件五（56），所述直线驱动部件五（56）用于驱动移动座（53）沿着导向杆（52）移动，所述组装机构（2）和承接机构（3）之间设置有进料通道一（6）。

9.根据权利要求8所述的一种微电机转子换向器装配装置，其特征在于：所述组装机构（2）和承接机构（3）之间设置有移动台（7），所述移动台（7）的输出端安装有出料通道（71），所述出料通道（71）位于进料通道一（6）的前端，并且所述出料通道（71）位于进料通道一（6）的上侧位置。

10.根据权利要求9所述的一种微电机转子换向器装配装置，其特征在于：所述承接机构（3）的一侧设置有进料通道二（8），所述进料通道二（8）远离组装机构（2）的一端设置有振动盘，所述进料通道二（8）的一端与振动盘的出料口连通。