CN212024392U - 一种伺服张力器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种伺服张力器，包括送线机构、张力机构以及张力调整机构。送线机构包括伺服电机和伺服线轮。张力调整机构包括旋转气缸、张力调节杆、第一拉簧和第二拉簧，旋转气缸通过比例阀与外部气源连通，其缸轴前端从基板穿出，且缸轴前端固定设置有第一挡块。张力调节杆活动套设在旋转气缸的缸轴前端，第一拉簧连接在张力杆和张力调节杆上，第二拉簧连接在张力调节杆和基板上。当漆皮线绕入伺服线轮，在绕线不同阶段，伺服电机通过伺服线轮向漆皮线输出不同转速，从而改变阻力，同时通过比例阀向旋转气缸输出不同的气压来改变张力杆的反张力，由此以调整漆皮线的在不同阶段的绕线张力，从而保质保量绕制产品。

Description

一种伺服张力器

技术领域

本实用新型涉及张力器的技术领域，特别涉及一种伺服张力器。

背景技术

张力器是电机行业绕线机的进线结构，是绕线机中不可或缺的一部分，张力器结构的好坏直接影响绕线机绕出来的转子的品质和绕线机的效率。在绕线过程中，挂勾阶段、过线阶段、绕线阶段等等张力要求不同，绕线的工艺要求不同，而现有的张力伺服器的可控性差，反馈送线速度迟钝，不能进行高效的调整张力，因此高速绕线过程中容易出现断线、伤线、线松等问题。

实用新型内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型的主要目的是提供一种伺服张力器，旨在控制绕线过程中不同阶段的张力，有效避免绕线过程中的断线、伤线、线松等绕线的品质问题，从而获得绕制产品更高的质量。

为实现上述目的，本实用新型提出的伺服张力器，其包括基板，所述基板上送线机构、张力机构以及张力调整机构。

所述送线机构包括伺服电机和与伺服电机同轴连接的伺服线轮。

所述张力机构包括编码器和张力杆，所述张力杆的第一端通过轴接件固定在所述编码器的输出轴上。

所述张力调整机构包括旋转气缸、张力调节杆、第一拉簧和第二拉簧。所述旋转气缸进气出气端与外部的比例阀连通，其缸轴前端从基板穿出，且缸轴前端固定设置有第一挡块。

所述张力调节杆活动套设在旋转气缸的缸轴前端，所述第一挡块上设有第一挡柱，所述旋转气缸驱动缸轴逆时针旋转时，第一挡柱拨动张力调节杆一起转动。

所述第一拉簧的两端分别连接张力杆和张力调节杆上，所述第二拉簧的两端分别连接在张力调节杆和基板上。

其中，其中，伺服电机和旋转气缸设置为：在绕线的不同阶段，伺服电机驱动伺服线轮以不同的转速旋转，形成不同的送线阻力；同时，旋转气缸驱动第一挡块拨动张力调节杆旋转到不同位置，调整漆皮线的在不同阶段的绕线张力。

在上述实施例的基础上，所述送线机构还包括沿送线方向依次设有进线轴、羊毛毡夹线机构、第一过线轮以及第二过线轮，所述伺服线轮位于所述第一过线轮和第二过线轮之间，且位于第一过线轮和第二过线轮下方。

在上述实施例的基础上，所述羊毛毡机构包括滑动轴以及沿滑动轴的轴向依次设置滑动轴上的上垫片、上羊毛毡、下羊毛毡、连接座、弹簧和下垫片，所述上垫片与下垫片通过螺丝锁合在滑动轴的两端，所述上羊毛毡固定在上垫片上，所述下羊毛毡固定在连接座上。

所述连接座与滑动轴为滑动配合，连接座上设有径向设置的插槽，所述插槽内设有扣片，所述扣片的一端通过销钉转动连接在插槽内。所述扣片靠近滑动轴的一侧设有缺口，所述滑动轴上设有与缺口相配合的卡槽，所述缺口可卡合到所述滑动轴的卡槽内。

在上述实施例的基础上，所述基板上设有送线槽，所述伺服线轮设于所述送线槽内。所述送线槽的外周侧壁具有进线口和出线口，漆皮线从进线口引入并沿伺服线轮缠绕后从出线口引出。

在上述实施例的基础上，所述张力杆的第二端设有轮盖，所述轮盖具有安装槽，所述安装槽内设有杆轮。

在上述实施例的基础上，所述基板上设有止位柱，所述止位柱位于张力杆和张力调节杆之间，且所述止位柱上套设有弹性胶套。

在上述实施例的基础上，所述张力调整机构还包括张力衰减调整机构，所述张力衰减调整机构包括第一螺杆和设置在基板上的固定座，所述固定座上设有滑槽，所述滑槽内设有滑块，所述第一螺杆的第一端沿滑块的滑动方向插入所述滑槽内并与滑块螺纹配合连接。所述第一螺杆的第二端穿出固定座，且第一螺杆的第二端端部设有第一调节旋钮。

在上述实施例的基础上，所述固定座上设有第二调节旋钮，所述第二调节旋转上的第二螺杆旋入固定座并抵接在第一螺杆的杆体上。

在上述实施例的基础上，该伺服张力器还包括初始位调节机构，所述初始位调节机构包括第三螺杆以及两相对设置的固定块，两所述固定块之间通过两导杆连接，两导杆上活动设置一滑动块，所述滑动块上设有限位柱，所述第三螺杆的第一端横穿两所述固定块和所述滑动块，且所述滑动块与所述第三螺杆螺纹传动连接。第三螺杆的第二端设有第三调节旋钮。

所述旋转气缸的缸轴后端设置有第二挡块，所述第二挡块上设有与所述限位柱相对的第二挡柱,所述旋转气缸驱动缸轴逆时针旋转时，第二挡柱与限位柱相互抵触。

在上述实施例的基础上，所述固定块的外侧设有侧板，所述侧板上设有与第三螺杆相垂直的第四螺杆，所述第四螺杆的第一端向第三螺杆延伸，其第二端设有第四调节旋钮。

本实用新型的技术方案通过在送线过程中，利用伺服电机来提供不同的送线阻力，并结合比例阀来控制旋转气缸在不同阶段改变张力杆的拉力，从而实现对绕线不同阶段的张力控制，有效避免绕线过程中的断线、伤线、线松等问题。

附图说明

图1为本实用新型伺服张力器一实施例的正面示意图；

图2为本实用新型伺服张力器一实施例的侧面示意图；

图3为张力调整机构的结构示意图；

图4为初始位调节机构的结构示意图；

图5为旋转气缸的结构示意图；

图6为伺服机构的结构示意图；

图7为羊毛毡夹线机构的结构示意图；

图8为羊毛毡夹线机构的剖面示意图。

附图标号中：

100-基板；

210-过线轴；220-羊毛毡夹线机构，221-上垫片，2221-上羊毛毡，2222- 下羊毛毡，223-连接座，2231-扣片，223a-插槽，224-滑动轴，224a-卡槽，225 弹簧，226-下垫片；230-第一过线轮；伺服机构240，伺服电机-241，242-送线槽，242a-进线口，242b-出线口，243-伺服线轮；250-第二过线轮；

300-张力机构，310-编码器，320-张力杆，321-轮盖，330-止位柱，331- 弹性胶套；

400-张力调整机构，410-旋转气缸，411-第一挡块，4111第一挡柱，412 第三挡住，4121-第三档柱，420-张力调节杆，430-第一拉簧，440-第二拉簧， 450-固定座，451-滑块，452-第一螺杆，4521-第一调节旋钮，453-第二调节旋钮，460-初始位调节机构，461-固定块，462-第三螺杆，4621-第三调节旋钮， 463-导杆，464-滑动块，4641-限位柱，465-第四螺杆，4651-第四调节旋钮；

500-漆皮线。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清除、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅说明书附图1，在本实用新型实施例提出了一种伺服张力器，该伺服张力器包括基板100，该基板100上设有送线机构、张力机构300以及张力调整机构400。

如图1和图6所示，送线机构包括伺服机构240，该伺服机构240包括伺服电机241和伺服线轮243。伺服电机241通过螺丝固定在基板100的背面，其输出轴穿过基板100，伺服线轮243套接在伺服电机241的输出轴上，并通过键与伺服电机241的输出轴锁合。在本实施例中，伺服机构240主要用于防止绕线时出现打滑、跳线、受力不均等现象，其原理是伺服电机241驱动伺服线轮243 在绕线的不同阶段以不同的转速转动，从而借助伺服线轮243向漆皮线500施加不同的阻力，而施加的阻力通过调节伺服电机241的转速来实现，转速越小，施加的阻力越大。

在本实施例中，该伺服机构还包括送线槽242，送线槽242固定在基板100 的正面，伺服线轮243设于送线槽242内。送线槽242的外周侧壁具有进线口 242a和出线口242b，漆皮线500从进线口242a引入并绕入伺服线轮243后出线口242b引出。通过设置送线槽242，以保护线材。

在本实施例中，该送线机构还包括沿送线方向依次设有进线轴210、羊毛毡夹线机构220、第一过线轮230以及第二过线轮250，伺服线轮243位于第一过线轮230和第二过线轮250之间，且位于第一过线轮230和第二过线轮250下方。漆皮线500穿过进线轴210的陶瓷嘴进入羊毛毡夹线机构220，经过第一过线轮230后绕入伺服线轮243里，再穿入第二过线轮250，经过张力杆320上的杆轮进入机器。

其中，羊毛毡夹线机构220用于夹线，具体地，如图7-8所示，该羊毛毡夹线机构220包括滑动轴224以及沿滑动轴224的轴向依次设置滑动轴224上的上垫片221、上羊毛毡2221、下羊毛毡2222、连接座223、弹簧225和下垫片226，上垫片221与下垫片226通过螺丝锁合在滑动轴224的两端，上羊毛毡2221卡合固定在上垫片221底面的圆形槽内，下羊毛毡2222卡合固定在在连接座223顶面的圆形槽内。

连接座223底面的轴体插接在基板100上，滑动轴224插接在连接座223的轴孔内并与连接座保持为滑动配合。连接座223上设有径向设置的插槽223a，该插槽223a内设有扣片2231。扣片2231的一端通过销钉转动连接在插槽223a 内，扣片2231靠近滑动轴224的一侧设有缺口，滑动轴224上设有与缺口相配合的卡槽224a。

初始状态下，扣片2231的缺口卡入滑动轴224的卡槽224a内，上羊毛毡 2221和下羊毛毡2222之间保持一个较大的间隔，此时弹簧225处于压缩状态。当漆皮线500从上羊毛毡2221和下羊毛毡2222之间的间隔内穿过后，松开扣片 2231，上垫片221在弹簧225的弹性回复力的作用下往下移动，将线材夹在上羊毛毡2221和下羊毛毡2222之间。需要松开线时，提拉上垫片221，使得滑动轴224的卡槽224a与插槽223a连通，再转动扣片2231，使得扣2231片的缺口扣入滑动轴224的卡槽224a内，复位到初始状态。通过设置上羊毛毡2221和下羊毛毡2222，可有护漆皮线500在夹紧过程不被划伤。通过设置扣片2231，以便于上羊毛毡2221和下羊毛毡2222保持间隔设置，方便过线。

如图3所示，张力机构300包括编码器310和张力杆320。编码器310通过轴承座固定在基板100的背面，该轴承座内设有连接杆轴，连接杆轴的第一端同轴连接在编码器的输出轴上，其第二端穿过基板100。张力杆320的第一端插接在连接杆轴的安装孔内，并通过机米螺丝与连接杆轴锁紧。张力杆320的第二端还设有轮盖321，轮盖321具有安装槽，安装槽内设有杆轮。编码器310主要是用于计录送线长度，通过张力杆320轴带动编码器310的输出轴反馈信息给编码器310，再输出到与编码器310连接的高速计数单元计算送线长度。

该张力调整机构400包括旋转气缸410、张力调节杆420、第一拉簧430和第二拉簧440。旋转气缸410进气出气端与外部的比例阀连通，其缸轴前端从基板100穿出，且缸轴前端设有第一挡块411。第一挡块411的第一端通过销钉锁合在缸轴前端，其第二端设有与缸轴平行的第一挡柱4111。张力调节杆420 的第一端活动套接在旋转气缸410的缸轴前端上。张力调节杆420的中部具有第一连接部，其第二端具有第二连接部。第一拉簧430的第一端连接在张力调节杆420的第一连接部上，其第二端连接通过弹簧固定座连接在张力杆320上。第二拉簧440的第一端连接在张力调节杆420的第二连接部上，其第二端连接在基板100上。

在本实施例中，该张力调整机构400主要是用于控制张力杆320的拉力，防止绕线时因为不同阶段拉力不同，导致拉力过大或者过小而产生线伤，线断，或者线松等次品。其原理是：当漆皮线500经过张力杆320的杆轮时，漆皮线500带动张力杆320逆时针向下摆动一定的角度，张力杆320通过第一拉簧 430牵动张力调节杆420顺时针向上摆动，与第一挡块411上的第一挡柱4111相接触。此时，通过比例阀来切换不同的气压给旋转气缸410，使得旋转气缸410 驱动第一挡块411逆时针旋转不同的角度，控制张力调节杆420上摆的幅度，以此改变第一拉簧430的拉力，进而改变第一拉簧430作用在张力杆320的拉力。

本实用新型提供的伺服张力器的张力控制主要分为四个阶段：

零张力阶段：伺服电机241不上电，同时比例阀关闭。漆皮线500按照正常的送线速度进行送线，伺服线轮243在漆皮线500的带动下旋转，实现主动送线，减小张力杆320和漆皮线500之间的张力，使得漆皮线500的张力趋于零张力。

挂勾阶段：伺服电机241驱动伺服线轮243以预设的第一转速旋转，该第一转速小于漆皮线在零张力阶段的送线速度，伺服线轮与漆皮线之间形成相对摩擦，该摩擦形成一定的阻力(即第一阻力)作用在漆皮线上。同时，比例阀输出较小的第一气压给旋转气缸410，由旋转气缸410驱动第一挡块411的第一端保持在一个较高的第一位置，张力调节杆420可以随第一拉簧430上摆，减小第一拉簧430形变，将第一拉簧430作用于张力杆320上的拉力控制在小范围内，以此来确保挂勾时的张力不会过大，防止断线或者把转子的铜勾扯变形。

过线阶段：伺服电机241驱动伺服线轮243以预设的第二转速旋转，该第二转速小于漆皮线在零张力阶段的送线速度，从而形成与第二转速对应的第二阻力。同时，比例阀输出第二气压给旋转气缸410，旋转气缸410驱动第一挡块411的第一端保持在第二位置，以限制张力杆的上摆幅度，进而调节漆皮线的张力，以确保过线时的张力不会过大，防止断线以及拉坏过线的部件变形。

绕线阶段：伺服电机241驱动伺服线轮243以预设的第三转速旋转，该第三转速小于漆皮线在零张力阶段的送线速度，从而形成与第三转速对应的第二阻力。同时，比例阀输出第三气压给旋转气缸410，旋转气缸410驱动第一挡块411的第一端保持在第三位置来增大张力杆320的拉力，以此来确保绕线时的线材张力，防止线松线胀等次品出现。

其中，伺服线轮243的转速越小，比例阀输出给旋转气缸410的气压越大。还应当说明的是，每个阶段伺服线轮243的转速和输出给旋转气缸410的气压都是根据实际要求进行设置的，对于不同的绕线制品，伺服线轮243在挂勾阶段的转速可能大于(也可能小于)伺服线轮243在过线阶段的转速，即针对不同的绕线制品，伺服电机241通过伺服线轮243在挂勾阶段施加的送线阻力可能小于(也可能大于)在过线阶段施加的送线阻力。

本实用新型通过采用伺服电机241来驱动伺服线轮243在绕线的不同阶段以不同的转速转动，从而提供不同的送线阻力，同时利用比例阀来控制旋转气缸410在绕线的不同阶段改变张力杆320的拉力，从而实现对绕线不同阶段的张力高效调整控制，有效避免绕线过程中的断线、伤线、线松等问题。

如图3所示，在上述实施例的基础上，该基板100上还设有止位柱330，止位柱330位于张力杆320和张力调节杆之间，且第一止位柱330上套设有弹性胶套331。通过设置止位柱330，避免张力杆320在第一拉簧430的作用下向张力调节杆侧转动，同时在止位柱330上设置弹性胶套331，可避免线材张力减少时张力杆320在第一拉簧430的作用下与止位柱330在第一拉簧430的作用下发生碰撞损坏。

如图3所示，在上述实施例的基础上，张力调整机构400还包括张力衰减调整机构，该张力衰减调整机构包括第一螺杆452和设置在基板100上的固定座450，固定座450上设有滑槽，该滑槽内设有滑块451，第一螺杆452的第一端沿滑块451的滑动方向插入滑槽内并与滑块451螺纹配合连接。第一螺杆452 的第二端穿出固定座450，且第一螺杆452的第二端端部设有第一调节旋钮 4521。

当旋转第一调节旋钮4521时，可驱动滑块451在固定座450内移动，从而调节第二拉簧440的拉力，进而实现对第一拉簧430拉力衰减的调整。

在上述实施例的基础上，在固定座450上设有第二调节旋钮453，第二调节旋钮453上的第二螺杆旋入固定座450并抵接在第一螺杆452的杆体上。由此，当调节好滑块451的位置后，通过旋转第二调节旋钮453可压紧第一螺杆452，使得滑块451的位置可以良好固定住，避免产生松动。

如图3-5所示，在上述实施例的基础上，该伺服张力器还包括初始位调节机构460，该初始位调节机构460包括第三螺杆462以及两相对设置的固定块 461，两固定块461之间通过两导杆463连接，两导杆463上活动设置一滑动块 464，滑动块464上设有限位柱4641，第三螺杆462的第一端横穿两固定块461 和滑动块464，且滑动块464与第三螺杆462螺纹传动连接。第三螺杆462的第二端设有第三调节旋钮4621。旋转气缸410的缸轴后端设置有第二挡块412，第二挡块412上设有与限位柱4641相对的第二挡柱4121。

顺时针旋转第三调节旋钮4621时，可使得滑动块464相对向第一调节旋钮 4521移动，留出一个活动空间给第二挡块412，使得第二挡块412可在重力作用下向滑动块464的限位柱4641摆动。逆时针旋转第三调节旋钮4621时，可使得滑动块464相对远离第一调节旋钮4521移动，与第二挡块412的第二挡柱 4121接触后推动第二挡块412上摆。第二挡块412的摆动会通过旋转气缸410的缸轴带动第一挡块411的摆动。由此实现对第一挡块411的初始位的调节。

如图4所示，在上述实施例的基础上，其中远离第三调节旋钮4621的固定块461的外侧设有侧板，该侧板上设有与第三螺杆相垂直的第四螺杆465。第四螺杆465的第一端向第三螺杆462延伸，其第二端设有第四调节旋钮4651。可通过转动第四调节旋钮4651来压紧第三螺杆462，以锁定第二滑块451的位置。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用以本实用新型，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同替换和改进，均应包含在本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims (10)

1.一种伺服张力器，包括基板，其特征在于，所述基板上送线机构、张力机构以及张力调整机构；

所述送线机构包括伺服电机和与伺服电机同轴连接的伺服线轮；

所述张力机构包括编码器和张力杆，所述张力杆的第一端通过轴接件固定在所述编码器的输出轴上；

所述张力调整机构包括旋转气缸、张力调节杆、第一拉簧和第二拉簧；所述旋转气缸进气出气端与外部的比例阀连通，其缸轴前端从基板穿出，且缸轴前端固定设置有第一挡块；

所述张力调节杆活动套设在旋转气缸的缸轴前端，所述第一挡块上设有第一挡柱，所述旋转气缸驱动缸轴逆时针旋转时，第一挡柱拨动张力调节杆一起转动；

所述第一拉簧的两端分别连接张力杆和张力调节杆上，所述第二拉簧的两端分别连接在张力调节杆和基板上；

其中，伺服电机和旋转气缸设置为：在绕线的不同阶段，伺服电机驱动伺服线轮以不同的转速旋转，形成不同的送线阻力；同时，旋转气缸驱动第一挡块拨动张力调节杆旋转到不同位置，调整漆皮线的在不同阶段的绕线张力。

2.如权利要求1所述的伺服张力器，其特征在于，所述送线机构还包括沿送线方向依次设有进线轴、羊毛毡夹线机构、第一过线轮以及第二过线轮，所述伺服线轮位于所述第一过线轮和第二过线轮之间，且位于第一过线轮和第二过线轮下方。

3.如权利要求2所述的伺服张力器，其特征在于，所述羊毛毡机构包括滑动轴以及沿滑动轴的轴向依次设置滑动轴上的上垫片、上羊毛毡、下羊毛毡、连接座、弹簧和下垫片，所述上垫片与下垫片通过螺丝锁合在滑动轴的两端，所述上羊毛毡固定在上垫片上，所述下羊毛毡固定在连接座上；

所述连接座与滑动轴为滑动配合，连接座上设有径向设置的插槽，所述插槽内设有扣片，所述扣片的一端通过销钉转动连接在插槽内；所述扣片靠近滑动轴的一侧设有缺口，所述滑动轴上设有与缺口相配合的卡槽，所述缺口可卡合到所述滑动轴的卡槽内。

4.如权利要求3所述的伺服张力器，其特征在于，所述基板上设有送线槽，所述伺服线轮设于所述送线槽内；所述送线槽的外周侧壁具有进线口和出线口，漆皮线从进线口引入并沿伺服线轮缠绕后从出线口引出。

5.如权利要求1所述的伺服张力器，其特征在于，所述张力杆的第二端设有轮盖，所述轮盖具有安装槽，所述安装槽内设有杆轮。

6.如权利要求1所述的伺服张力器，其特征在于，所述基板上设有止位柱，所述止位柱位于张力杆和张力调节杆之间，且所述止位柱上套设有弹性胶套。

7.如权利要求1所述的伺服张力器，其特征在于，所述张力调整机构还包括张力衰减调整机构，所述张力衰减调整机构包括第一螺杆和设置在基板上的固定座，所述固定座上设有滑槽，所述滑槽内设有滑块，所述第一螺杆的第一端沿滑块的滑动方向插入所述滑槽内并与滑块螺纹配合连接；所述第一螺杆的第二端穿出固定座，且第一螺杆的第二端端部设有第一调节旋钮。

8.如权利要求7所述的伺服张力器，其特征在于，所述固定座上设有第二调节旋钮，所述第二调节旋转上的第二螺杆旋入固定座并抵接在第一螺杆的杆体上。

9.如权利要求1所述的伺服张力器，其特征在于，还包括初始位调节机构，所述初始位调节机构包括第三螺杆以及两相对设置的固定块，两所述固定块之间通过两导杆连接，两导杆上活动设置一滑动块，所述滑动块上设有限位柱，所述第三螺杆的第一端横穿两所述固定块和所述滑动块，且所述滑动块与所述第三螺杆螺纹传动连接；第三螺杆的第二端设有第三调节旋钮；

所述旋转气缸的缸轴后端设置有第二挡块，所述第二挡块上设有与所述限位柱相对的第二挡柱,所述旋转气缸驱动缸轴逆时针旋转时，第二挡柱与限位柱相互抵触。

10.如权利要求9所述的伺服张力器，其特征在于，所述固定块的外侧设有侧板，所述侧板上设有与第三螺杆相垂直的第四螺杆，所述第四螺杆的第一端向第三螺杆延伸，其第二端设有第四调节旋钮。

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