本发明专利技术是一种绕线平整、尺寸精度高、生产效率高的空心杯电机线圈绕制装置及其方法。转轴上同轴套接有轴管，而第一插孔组和第二插孔组开设在轴管上，以轴管的外径为基准来绕制线圈，因此当用于绕制不同内径、不同长度的线圈时，只需要更换轴管即可，提高工装的通用性；在线圈绕制完成后进行整圆操作时，由于轴管的存在，可以直接将线圈连同轴管一起从转轴上取下，并同步套设在整圆单元的定型柱上进行整形，整形时，仍是以轴管的外径为基准，从而确保定型后线圈的内径的精度。定型后线圈的内径的精度。定型后线圈的内径的精度。
【技术实现步骤摘要】
空心杯电机线圈绕制装置及其方法
[0001]本专利技术涉及空心杯电机
，具体涉及一种空心杯电机线圈绕制装置及其方法。
技术介绍
[0002]空心杯电机不使用带齿槽的铁芯安放绕组，而是由漆包线绕制成的杯型绕组，因此能够有效提高电机功率以及电机的响应速度，有着其它电机无法比拟的效果。
[0003]作为空心杯核心部件的电机线圈绕组目前一般有斜绕式绕组，多边形(菱形、六边形等)等，现有技术中绕组元件不是直接被绕制成一个圆筒状的，而是首先使用一个合适的工装将绕组元件绕制成一个扁平的绕组带，此绕组带为多相绕组串联成型，并把各相绕组两个侧面上的导体依次拉在一起，直至它们被引领到彼此毗邻紧密接触位置，然后扁平的绕组带通过合适的工装被卷成一个圆筒状并粘结固化，整个过程对工艺都有很高的要求。在实际的绕组设计中，由于绕组线径和圈数以及单相幅宽的要求，幅宽的尺寸不能够容纳单层绕组的绕制，此时往往会采用多层绕制法，但此种方法虽然解决了绕组的绕制要求，但是在实际操作过程中，往往会出现第二层绕组绕制使会挤压第一层绕组，第三层绕组绕制时会挤压第一和第二层绕组，导致下层绕组位移绕组幅宽增加，且绕组分布不均，第一相绕组与第二相绕组混杂，成品线圈中间宽，两端细，导致成型的绕组带不整齐，从而导致产品成品率不高以及最终电机电气性能产生波动。
[0004]特别是医疗器械中应用的空心杯电机，如作为心室辅助装置的导管泵，其可以(部分)替代患者心脏功能，为心源性休克或心力衰竭患者提供血流动力支持，在经皮植入心脏后，体内电机驱动叶轮旋转，使得导管泵能够以3
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5万转/分钟的转速实现2.5
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6.0L/min的泵送流量，支持生命的短期(几天或几周)或长期(几周或几个月)应用。受限于血管内径，导管泵外径一般不大于7mm，结构尺寸制约了电机性能，这就意味着电机在满足几何尺寸小的前提下还要具备较高的转子速度、较大的扭矩。对于空心杯电机线圈来说，如果整个圆周上线圈有交叉重叠部分，不仅会使得绕组的直径增大，还会影响绕组的利用率，降低电机的效率。
技术实现思路
[0005]本专利技术的其中一个目的是提供一种绕线平整、尺寸精度高、生产效率高的空心杯电机线圈绕制装置。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种空心杯电机线圈绕制装置，包括：
[0007]绕线单元，包括转轴，转轴的一端与旋转机构相连、另一端呈悬伸状，转轴上同轴套接有轴管且两者构成可拆卸式连接，轴管沿其轴向间隔设置有第一插孔组和第二插孔组，插孔组内插置有用于绕制铜线的插杆；该结构的绕线单元改变了传统空心杯电机线圈绕完线后还要卷圆的方式，而是直接在轴管上绕线使整个线圈不再有交叉重叠部分。
[0008]整圆单元，包括两根辊轴彼此临近布置构成的辊轮组，两辊轮之间设置有用于套设线圈半成品的定型柱，定型柱的轴线与辊轴垂直布置，动力驱动两辊轮彼此靠近以对线圈半成品整形或驱动两辊轮彼此远离；由于经绕线单元绕制而成的线圈半成品中铜线是松散的，中间直径小、两端直径大，即整个线圈的外形是不确定、不规整状的，且轴芯也不确定，因此无法直接装配到电机中使用；同时松散的铜线还会造成线圈半成品的外径过大，无法应用到介入式导管泵的电机中。因此经绕线单元绕制的线圈半成品还需要整圆，通过两辊轮不断地对线圈半成品进行辊压、整形，从而将线圈半成品中松散的铜线压紧并整圆，只需要很小的机械挤压即可将线圈半成品中松散的铜线压紧而不会出现铜线外部绝缘层损坏。
[0009]转轴的外径和定型柱的外径相等且与轴管的内径吻合。转轴上同轴套接有轴管，而第一插孔组和第二插孔组开设在轴管上，以轴管的外径为基准来绕制线圈，因此当用于绕制不同内径、不同长度的线圈时，只需要更换轴管即可，提高工装的通用性；在线圈绕制完成后进行整圆操作时，由于轴管的存在，可以直接将线圈连同轴管一起从转轴上取下，并同步套设在整圆单元的定型柱上进行整形，整形时，仍是以轴管的外径为基准，从而确保定型后线圈的内径的精度。由于轴管自身具备一定的强度，加上轴管的内径与整圆单元定型柱的外径吻合，因此当轴管套设在定型柱外周的时候，实心的定型柱能够对轴管进行可靠的支承，在辊轮对其上的线圈半成品进行辊压、整圆时，轴管能够保持其原有形状而不会变形，另一方面，由于线圈半成品的半径很小，两辊轮只需要提供很小的机械压力即可实现铜线的压紧，这个机械压力根本不会对轴管造成任何的变形。
[0010]本专利技术一方面减小了空心杯电机线圈的直径，另一方面还提升了绕组的利用率，提高了电机的效率；同时由于绕线完成后不再需要卷圆等步骤，这样可以简化生产工序，节约人工成本。将该空心杯电机线圈应用到导管泵的电机中时，与原有的传统电机相比，本专利技术中的电机可以提供外径更小、提供的转矩更大，因此能够增大整个导管泵的泵血流量，满足人体的生理机能。
[0011]进一步的，第一插孔组包括沿圆周方向均匀、间隔开设的多个插孔，第二插孔组包括沿圆周方向均匀、间隔开设的多个插孔，且第一插孔组和第二插孔组的插孔一一对应布置，插孔内插置有插杆。
[0012]可以根据具体要绕制的空心杯电机线圈类型的不同，选择在合适数量和合适位置的插孔内插上插杆，其他位置的插孔闲置不用插插杆，为了实现上述目的，插杆与插孔构成可拆卸式连接，插杆临近插孔的一端内嵌设有磁铁，磁铁与插孔磁吸式固定。插孔限定了插杆的位置，而起到真正固定作用的，却是插杆内嵌设的磁铁与转轴、轴管直接的磁吸力，这种连接方式非常方便插杆的安装于拆卸。
[0013]两辊轮的辊面均沿其周向开设有环形凹槽，两辊轮上最邻近位置处的两环形凹槽的曲率中心重合，且与定型柱的轴芯经过该曲率中心。当动力驱动两辊轮相互靠近并辊压线圈半成品的时候，环形凹槽能够对线圈半成进行整圆。
[0014]动力驱动两辊轮彼此靠近时，两个辊轮上的环形凹槽的槽面围合成整圆，整圆的直径与线圈成品的直径吻合。两辊轴平行、等高且均位于水平面内布置，定型柱位于铅垂面内布置，且定型柱的轴芯经过槽面围合成整圆的圆心。整圆的直径与线圈成品的直径吻合，进而将线圈半成品压实、整圆，保证整圆后的线圈成品的直径与设计值一致且其轴芯的精
度高，在装配到电机中时，能够保证线圈成品与壳体、转子的同轴度，提高电机的效率。
[0015]定型柱与顶升旋转气缸的活塞杆固定连接，顶升旋转气缸驱动定型柱带动其上的沿其轴线做升降运动和/或旋转运动，较少整圆时间、提高整圆效率。
[0016]第一插孔组和第二插孔组的对应插孔的连线与转轴的轴线平行布置。换句话说就是，第一插孔组的多个插孔和第二插孔组的多个插孔无论是数量、方向、位置都是一样的。
[0017]进一步的，第一插孔组和第二插孔组个包含6n个插孔，其中n是≥1的整数。当n＝1时，绕线工装的结构如图1、图2所示，绕制出的空心杯电机线圈为普通三相电机绕组，每一组线圈跨机械角120
°
；当n＝2时，绕制出的空心杯电机线圈为三相电机绕组，每相包含两个线圈组，每一组线圈跨机械角60
°
，以本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种空心杯电机线圈绕制装置，其特征在于：绕线单元，包括转轴(10)，转轴(10)的一端与旋转机构相连、另一端呈悬伸状，转轴(10)上同轴套接有轴管(20)且两者构成可拆卸式连接，轴管(20)沿其轴向间隔设置有第一插孔组(21)和第二插孔组(22)，插孔组内插置有用于绕制铜线(A)的插杆(23)；整圆单元，包括两根辊轴(31)彼此临近布置构成的辊轮组，两辊轮(32)之间设置有用于套设线圈半成品(B)的定型柱(33)，定型柱(33)的轴线与辊轴(31)垂直布置，动力驱动两辊轮(32)彼此靠近以对线圈半成品(B)整形或驱动两辊轮(32)彼此远离；转轴(10)的外径和定型柱(33)的外径相等且与轴管(20)的内径吻合。2.根据权利要求1所述的空心杯电机线圈绕制装置，其特征在于：第一插孔组(21)包括沿圆周方向均匀、间隔开设的多个插孔(a)，第二插孔组(22)包括沿圆周方向均匀、间隔开设的多个插孔(a)，且第一插孔组(21)和第二插孔组(22)的插孔(a)一一对应布置，插孔(a)内插置有插杆(23)。3.根据权利要求2所述的空心杯电机线圈绕制装置，其特征在于：插杆(23)与插孔(a)构成可拆卸式连接，插杆(23)临近插孔(a)的一端内嵌设有磁铁，磁铁与插孔(a)磁吸式固定。4.根据权利要求1所述的空心杯电机线圈绕制装置，其特征在于：两辊轮(32)的辊面均沿其周向开设有环形凹槽(321)，两辊轮(32)上最邻近位置处的两环形凹槽(321)的曲率中心重合，且与定型柱(33)的轴芯经过该曲率中心。5.根据权利要求4所述的空心杯电机线圈绕制装置，其特征在于：动力驱动两辊轮(32)彼此靠近时，两个辊轮(32)上的环形凹槽(321)的槽面围合成整圆，整圆的直径与线圈成品(C)的直径吻合。6.根据权利要求5所述的空心杯电机线圈绕制装置，其特征在于：两辊轴(31)平行、等高且均位于水平面内布置，定型柱(33)位于铅垂面内布置，且定型柱(33)的轴芯经过槽面(321a)围合成整圆的圆心。7.根据权利要求6所述的空心杯电机线圈绕制装置，其特征在于：定型柱(33)与顶升旋转气缸的活塞杆固定连接，顶升旋转气缸驱动定型柱(33)带动其上的沿其轴线做升降运动和/或旋转运动。8.根据权利要求2或3所述的空心杯电机线圈绕制装置，其特征在于：第一插孔组(21)和第二插孔组(22)的对应插孔(a)的连线与转轴(10)的轴线平行布置。9.根据权利要求2或3所述的空心杯电机线圈绕制装置，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：解启莲，刘欢，巩郑，冯启涛，乔印云，王子强，陈凯，李帅康，
申请(专利权)人：安徽通灵仿生科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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