直绕式空心杯电枢嵌绕方法及装置制造方法及图纸

一种直绕式空心杯电枢嵌绕方法及装置。采用了等斜率缠绕、绕组圈延长线抽头、强制排线和绕组圈外裹压等特征技术，提高了空心杯电枢的绕组圈数，编绕密度接近理论计算值；能嵌绕单层或多层的空心杯电枢，并且对电枢尺寸、缠绕线直径的适应范围很广；能抽出接线头，而且实现了“缠绕—抽头”全过程自动化。（*该技术在2010年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于直绕式空心杯电枢嵌绕方法及装置，用于嵌绕无铁心直流伺服电动机的空心杯电枢及其他类似制品。直绕式空心杯电枢嵌绕方法及装置，国外已有若干专利，如1978年公布的专利号为昭53-109107的日本专利《小型直流电动机的园柱形电枢嵌绕方法及其装置》和1980年公布的专利号4235656的美国专利《空心杯电枢绕组的嵌绕方法和装置》等。(以下简称前者为日本专利，后者为美国专利)。先结合图5介绍日本专利。图中园柱成型面2倾斜安装在机座1上。绕线片11分别安装在园柱成型面两侧，并在其园周方向互成180°，在其轴线方向相距一个空心杯电枢长度，绕线片的一端与园柱成型面相切，另一端固定于机架。与绕线片在同一处安装的还有塑料薄带4，薄带一端夹紧在园柱成型面的槽3里，另一端施加适当拽拉阻力。缠绕头6通过滚轮7带着缠绕线8按箭头9指示方向旋转，缠绕线就在成型面2两绕线片11之间形成一个封闭的绕组圈。就在此一瞬间，成型面2带着塑料薄带4按箭头10指示方向转过1/N圈(N是空心杯电枢每层绕组圈数)。当缠绕头旋转N圈后就形成单层绕组的空心杯电枢，再继续嵌绕，可形成多层绕组的空心杯电枢。该方法的缺点是一、能嵌绕的绕组数与理论绕组数的百分比即所谓的缠绕密度低。二、塑料薄带被裹在绕组内，使空心杯电枢端部壁厚加大。原因是一、日本专利，缠绕线是做平面旋转。这样运动的缠绕线绕到园柱面上所形成的绕组圈，其展开形状如图7所示。这时空心杯电枢的每层绕组数W，应该按如下公式计算。W=‾arcSind(D+d)CosarctgD+dL1-(1-2XL)2]]>式中D和L分别为空心杯电枢的内径和长度，d是缠绕线的外径，X是计算截面到空心杯电枢端部的距离。由公式可知，即使在D、L、d均相同的情况下，若X不同W也不同。也就是说空心杯电枢在不同的截面上能嵌绕的绕组圈数不同。为了使相邻的绕组圈在缠绕中不产生叠压现象，只能选取适当的X值来确定空心杯电枢的绕组圈数。所以，它的缠绕密度不可能很高。二、日本专利的塑料薄带4，是采用了和绕线片11相同的方向延伸后安装在机架上的。这就使塑料薄带4被不断形成的绕组圈12裹在里面(参看图6)。当空心杯电枢嵌绕完，要去掉塑料薄带时，或是用溶剂化掉，或是按图6箭头14指示方向抽掉，这都是很困难的。特别是对多层的空心杯电枢是根本无法办到的。再结合图8和9介绍美国专利的特点。一、取消了塑料薄带。把绕线片做成象图8及图9中105和106那样的园弧形，并且每当沿箭头B指示方向转动的缠绕头101上安装的绕线杆带动缠绕线107缠绕形成一个绕组圈104时，它同园柱成型面103一起旋转1/N圈，待成型的绕组圈达到预定数后，通过外部加热把这些绕组圈粘在一起。然后，手轮102按箭头A指示的方向转动，把绕线片105和106返回起始位置，再继续缠绕。并如此循环。二、采用了机械抽头。方法是在规定时刻把钩子4移至适当位置转动的缠绕线挂在钩子上，钩子旋转把缠绕线铰扭成辫子形状，然后放入缺口108，脱去钩子，像图中107a那样。取消了塑料薄带，采用了机械抽头，显然是美国专利的优点。但带来的问题也很明显。比如缠绕线107，要经过绕线片105或106的园弧面与园柱成型面103之间很小的缝隙，才能到绕组圈104的成型位置。又如铰扭抽头时以及铰扭后从钩子上脱下抽头时，如何使绕组圈的位置不变化。经过实践，上述两点都是很难做到的。况且美国专利的缠绕线仍是平面旋转，所以缠绕密度同样很低。本专利技术的目的是要克服现有的直绕式空心杯电枢在嵌绕当中存在的上述问题，采用等斜率缠绕、绕组圈延长线抽头、强制排线和绕组圈外裹压等特征技术而形成一种有高缠绕密度、绕组圈内没有塑料薄带、容易实现自动连续作业、适合批量生产的直绕式空心电枢嵌绕方法及装置。下面结合图1至图4对本专利技术介绍于下图1所示的缠绕线204，在围绕着绕线片107a和207b及它两之间包容空间内的园柱成型面旋转时，不再是沿着平面运动，而是沿着特定的曲面运动。该曲面由两种运行轨迹形成。一种被定义为“等斜率缠绕运行轨迹”，另一种被定义为“绕组圈延长线抽头运行轨迹”。缠绕线204按前一种，即等斜率运行轨迹运行时，缠绕线204(指从导向孔205开始，到绕组圈成型点为止的一段导线。)始终保持在过该成型点的绕组圈的切线位置上。显然，象这样运行的缠绕线，缠绕在园柱面上形成的绕组圈，展开后的形状就象图2所示那样，绕组圈各处的斜率β都一致。这时，空心杯电枢的每层绕组数Wo，就可以按如下公式确定。 式中D、L和d同样分别为空心杯电枢的内径、长度和缠绕线外径。这时，空心杯电枢的各个截面上能嵌绕的绕组圈数都相等，并且数值最大。所以，采用本专利技术的方法缠绕空心杯电枢时，缠绕密度很高，实践证明，能接近甚至达到理论计算值。缠绕线204按后一种，即绕组圈延长线抽头运行轨迹运行时，缠绕线204在两个蘑菇头销钉206a、206b和与它们相邻的绕组圈的折返点之间，形成象图3那样的抽头。两个蘑菇头销钉的位置是计算好的，保证抽出的两线段204c和204d分别是构成绕组圈的两支绕组204和204b的延长线。上述两种运行轨迹的实施方法，是根据各自的技术特征，经过数字运算，计算出用一组数据表示的，反映出线口空间座标位置的空间曲线。而后，通过计算机及计算机控制的执行机构，把这组用数字表示的空间曲线，变成导向孔205的实体运行。图1A-A和B-B切面中，绕线片207a和207b，其形状像鸭子，主体是个不完整的园盘，外园柱面上光滑伸出一个弧形薄片，通过主体中间的安装型孔，分别固定在两组连接机架上。两个绕线片的外园柱面上，分别安装有推线片212a和212b，它们又分别固定在两组传动机架上，并通过这两组传动机架，又使它们分别以两个绕线片的型孔中心线为轴线，相对于绕线片，在一定角度范围内间歇摆动。从而，把不断绕在绕线片上的绕组圈，即时推出它的成型位置，一方面保证了不断嵌绕的绕组圈总是在一个固定位置成型，同时也使已成型的绕组圈紧密靠在一起。所以，本说明将此过程取名为“强制排线”。图1A-A和B-B切面中，槽形轮252a和252b内缠满了塑料薄带。从槽形轮内抽出的塑料薄带242a和242b，分别从槽轮盒241a、241b及调压板240a、240b之间的缝隙通过，又分别经过滚轮多次转换方向，最后固定在夹带环209a和209b的窄缝内。这样，对于同一端的绕线片来说，整条塑料薄带被安放在园柱成型面的同一侧，即整条塑料薄带在等斜率缠绕时，被安放在缠绕线运行曲面的这侧，或者那一侧，使塑料薄带不被缠在绕组圈内。并且当夹带环转动时，塑料薄带被拽拉着，把不断从绕线片上退落到夹带环上的绕组圈，象图4那样，从绕组圈外裹压在夹带环外园上。这样即使是多层绕组也能从箭头242E指示的方向，即从空心杯电枢端部，把薄带抽掉。本说明将此方法定义为“绕组圈外裹压”。按照本专利技术的方法设计制造的实施例BKR-4型数控四座标自动嵌绕机，经实践证明，由于采用等斜率缠绕，绕组圈延长线抽头、强制排线和绕组圈外裹压等特征技术，使直绕式空心杯电枢嵌绕技术有明显。表现在一、较日本专利及美国专利较大地提高了缠绕密度。这对于相同尺寸相同导线的空心杯电枢来说，意味着能较大地提高绕组圈数。对于空心杯本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直绕式空心杯电枢嵌绕方法，（１）缠绕线始端固定在园柱成型面实体上，并且环绕着两个绕线片和两绕线片包容空间内的园柱成型面旋转；缠绕线回转轴线与园柱成型面回转轴线共面且互成一定夹角，前者回转完１圈的一瞬间，后者回转１／Ｎ圈（Ｎ是空心 杯电枢每层绕组圈数）；（２）两个绕线片互成１８０°，分别安装在园柱成型面两侧，且在成型面轴线方向保持一定距离；（３）两条塑料薄带始端固定在园柱成型面实体上，并且在另一端施加适当拽拉阻力；其特征在于：（４）在（１）中所述的缠绕 线的旋转运动，是按照“等斜率缠绕运行轨迹”运行，运行Ｍ个周期之后；（５）按照“绕组延长线抽头运行轨迹”运行１个周期，将抽头挂在（２）中所述两个绕线片包容空间外的，（１）中所述园柱成型面延伸出来的园柱面某截面上，沿园周均匀设置并且和园柱成 型面一同转动的磨菇头销钉上，并且如此循环Ｑ次（Ｍ是空心杯电枢两抽头间的绕组圈数，Ｑ是空心杯电枢的抽头数）；（６）在（２）中所述的两个绕线片上，还安装有推线片，当（１）中所述园柱成型面转动时，推线片相对绕线片，向缠在绕线片上的绕组圈的退出 方向移动一定距离，实行“强制排线”，并在到达位置后立即返回；（７）在（３）中所述的两条塑料薄带，分别用各自的一组滚轮变换方向，在等斜率缠绕时使整条塑料薄带被安装缠绕线运行曲面一侧，或者被安装在另一侧，塑料薄带被（１）中所述的园柱成型 面拽拉着，把不断从绕线片上退落到园柱成型面上的绕组圈，从“绕组圈外裹紧”，最后抽掉薄带。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱奇珍，熊林根，
申请(专利权)人：机械电子工业部西安微电机研究所，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]