一种高槽满率直流无刷电机自动绕线的制造方法

【专利摘要】本发明提供了一种高槽满率直流无刷电机自动绕线机，包括横向旋转结构与纵向进线结构，所述纵向进线结构通过压线结构连接横向旋转结构；所述横向旋转结构包括主轴法兰、主轴、勾线盘、待绕铁芯、锁紧螺母、压线座与压线脚；所述纵向进线结构包括限位门板、门框、线嘴、线嘴连接板、滚轮、辅助张力机构、辅助张力弹簧、导线轮、穿线磁圈、张紧弹簧杆、张紧弹簧、线夹块。本发明一种高槽满率直流无刷电机自动绕线机，可以代替人工操作，效率高，速度快，结构简单、设计合理，准确定位、快速装卸，设备结构简单，采购成本较低，易于大规模推广。

【专利说明】一种高槽满率直流无刷电机自动绕线机

[0001 ] 本发明涉及自动机械领域，具体的说是电机自动绕线机。

[0002]现在电动车驱动电机基本都是稀土永磁无刷直流电动机,为了满足电动车客户对速度的要求，一般都是采用调整电机绕组匝数的方法来调整电机的转速。但对于低匝数的绕组，若调整一匝，则电机转速相差很悬殊，这也满足不了用户的要求。

[0003]通常直流电机都有一个“换向器”，且只能安装在绕组的一端，而绕组每个线圈的两个头要接到相应的换向片上，所以线圈必须是整数匝(圈)数。即使是通常的电机，也基本都是分布散下绕组，都只能是整数匝数绕组。但该电机的特点是没有“换向器”，而且是线圈的跨(节)距是一槽，且是采用手工方法直接将绕组导线绕(嵌)入电机铁心槽中。

[0004]同类技术存在的问题:1、人工绕线:劳动强度大，产量低，产品质量不稳定。2、传统飞叉法绕线机:不适用于高槽满率电机线圈，成品线圈合格率低。不适用于多股漆包线同时绕线。在绕制过程中会造成漆包线线径改变，影响电机性能。

[0005]本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供了一种高槽满率直流无刷电机自动绕线机，可实现多股漆包线同时进槽绕线，成品线圈合格率高，整套设备可靠，且提高工作效率。

[0006]为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案:

[0007]一种高槽满率直流无刷电机自动绕线机，包括横向旋转结构与纵向进线结构，所述纵向进线结构通过压线结构连接横向旋转结构；所述横向旋转结构包括主轴法兰、主轴、勾线盘、待绕铁芯、锁紧螺母、压线座与压线脚；所述主轴法兰固定于作业平台；所述主轴一端固定于主轴法兰上，一端连接勾线盘；所述待绕铁芯通过锁紧螺母固定于勾线盘上；所述压线座包括上压线座与下压线座，上压线座与下压线座位于同一垂直线上，上压线座位于待绕铁芯上方，下压线座位于待绕铁芯下方；所述压线脚包括上压线脚与下压线脚，上压线脚固定于上压线座的末端，下压线脚固定于下压线座的顶端；所述纵向进线结构包括限位门板、门框、线嘴、线嘴连接板、滚轮、辅助张力机构、辅助张力弹簧、导线轮、穿线磁圈、张紧弹簧杆、张紧弹簧、线夹块；所述线嘴穿过门框并固定在下压线座内，线嘴的一段固定于线嘴连接板内；所述门框的顶端固定有限位门板；所述滚轮包括左滚轮与右滚轮，左滚轮与右滚轮并列固定于线嘴连接板上；所述穿线磁圈包括个，下穿线磁圈固定于线嘴连接板的末端，上穿线磁圈固定于辅助张力机构上，后穿线磁圈连接导线轮，前穿线磁圈固定于夹线夹块旁；所述辅助张力机构垂直固定于作业平台，辅助张力机构的上半段固定有辅助张力弹簧；所述辅助张力弹簧的末端连接导线轮；所述张紧弹簧杆上套装有张紧弹簧，张紧弹簧杆的一端对准后穿线磁圈，另外一端固定有线夹块；所述线夹块包括上线夹块与下线夹块，上线夹块与下线夹块之间的夹缝对准前穿线磁圈。

[0008]进一步地，所述主轴法兰通过底座固定于作业平台。

[0009]进一步地，所述上压线座与下压线座均为H型压线座。

[0010]进一步地，所述上压线脚与下压线脚均为压线橡皮脚。

[0011]进一步地，所述待绕铁芯为圆盘形状，待绕铁芯的周边套装有硅钢片。

[0012]进一步地，所述硅钢片上开有槽口，槽口内存在槽腔。

[0013]进一步地，左滚轮与右滚轮并列固定于线嘴连接板上组成双摇臂结构，线嘴连接板与线嘴保持水平。

[0014]本发明一种高槽满率直流无刷电机自动绕线机，可以代替人工操作，效率高，速度快，结构简单、设计合理，准确定位、快速装卸，设备结构简单，采购成本较低，易于大规模推广，具有如下优点:

[0015]1、适用于高槽满率直流无刷电机线圈

[0016]2、可实现多股漆包线同时进槽绕线

[0017]2、成品线圈合格率高

[0018]3、结构简单，维护方便，故障率低

[0019]4、不改变线圈绕制现有工艺及电气性能

[0020]5、既适用外转子式电机线圈，又能适用内转子式电机线圈。

[0021]6、能提高电机效率，节省漆包线。

[0022]附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中:

[0023]图1是本发明一种高槽满率直流无刷电机自动绕线机的结构示意图；

[0024]图2是本发明图1中A向的剖面图；

[0025]图3是本发明待绕铁芯的结构示意图；

[0026]图4是本发明图3中B处的放大图。

[0027]以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

[0028]如图1、图2、图3与图4所示一种高槽满率直流无刷电机自动绕线机，包括横向旋转结构与纵向进线结构，所述纵向进线结构通过压线结构连接横向旋转结构；所述横向旋转结构包括主轴法兰1、主轴2、勾线盘3、待绕铁芯4、锁紧螺母5、压线座与压线脚；所述主轴法兰I固定于作业平台；所述主轴2—端固定于主轴法兰I上，一端连接勾线盘3 ;所述待绕铁芯4通过锁紧螺母5固定于勾线盘3上；所述压线座包括上压线座61与下压线座62，上压线座61与下压线座62位于同一垂直线上，上压线座61位于待绕铁芯4上方，下压线座62位于待绕铁芯4下方；所述压线脚包括上压线脚71与下压线脚72，上压线脚71固定于上压线座61的末端，下压线脚72固定于下压线座62的顶端；所述纵向进线结构包括限位门板8、门框9、线嘴10、线嘴连接板11、滚轮、辅助张力机构14、辅助张力弹簧15、导线轮16、穿线磁圈17、张紧弹簧杆18、张紧弹簧19、线夹块；所述线嘴10穿过门框9并固定在下压线座62内，线嘴10的一段固定于线嘴连接板11内；所述门框9的顶端固定有限位门板8 ;所述滚轮包括左滚轮13与右滚轮12，左滚轮13与右滚轮12并列固定于线嘴连接板11上；所述穿线磁圈包括4个，下穿线磁圈171固定于线嘴连接板11的末端，上穿线磁圈172固定于辅助张力机构14上，后穿线磁圈173连接导线轮16，前穿线磁圈174固定于夹线夹块旁；所述辅助张力机构14垂直固定于作业平台，辅助张力机构14的上半段固定有辅助张力弹簧15 ;所述辅助张力弹簧15的末端连接导线轮16 ;所述张紧弹簧杆18上套装有张紧弹簧19，张紧弹簧杆18的一端对准后穿线磁圈173，另外一端固定有线夹块；所述线夹块包括上线夹块20与下线夹块21，上线夹块20与下线夹块21之间的夹缝对准前穿线磁圈174 ;所述主轴法兰I通过底座固定于作业平台；所述上压线座61与下压线座62均为H型压线座；所述上压线脚71与下压线脚72均为压线橡皮脚；所述待绕铁芯4为圆盘形状，待绕铁芯4的周边套装有硅钢片26 ;所述硅钢片26上开有槽口 24，槽口 24内存在槽腔25 ；左滚轮13与右滚轮12并列固定于线嘴连接板11上组成双摇臂结构，线嘴连接板11与线嘴10保持水平。

[0029]上压线座61、下压线座62、上压线脚71、下压线脚72组成压线机构，保证不同方向绕线时都能把漆包线23固定到待绕铁芯4上

[0030]辅助张力机构14、辅助张力弹簧15、导线轮16组成辅助张力机构，其作用为保持漆包线23适当张力，保证多股漆包23线经过限位门缝时依次单根通过。

[0031]张紧弹簧杆18、张紧弹簧19、上线夹块20与下线夹块21组成夹线机构，当漆包线23刚进入槽腔25时，上线夹块20与下线夹块21夹住漆包线23，并随漆包线23 —起向前运动，张紧弹簧杆18、张紧弹簧19组成阻尼结构，对上线夹块20与下线夹块21形成较强阻力，从而使漆包线23张紧，并绕紧在待绕铁芯4上

[0032]漆包线23依次穿过部件下穿线磁圈171、上穿线磁圈172、后穿线磁圈173、前穿线磁圈174、上线夹块20、下线夹块21、导线轮16、线嘴连接板11与线嘴10并缠绕固定于勾线盘3的固定钩22上。将待绕铁芯4套入主轴2上，用锁紧螺母5锁紧。主轴2把待绕铁芯4的槽口 24与限位门板8中缝对准，确定绕线起始槽位。绕线过程:

[0033]①左滚轮13与右滚轮12在电机带动下做圆周运动，带动线嘴10自下运动至上方并向右穿过H型上压线座61，线嘴10中的漆包线23亦随之经限位门板8中缝及待绕铁芯4的槽口 24进入槽腔25内；

[0034]②下压线座62与下压线脚72向下抬起；

[0035]③主轴2旋转，待绕铁芯4转过一槽，槽口 24依旧对准限位门板8中缝；

[0036]④压线座61与上压线脚71下压，将进入槽腔25的漆包线23压在铁芯上端面硅钢片26上；

[0037]⑤左滚轮13与右滚轮12带动线嘴10反向转动，线嘴10由上至下带动漆包线23经限位门板8中缝及待绕铁芯4的槽口 24进入槽腔25内；

[0038]⑥压线座61与上压线脚71向上抬起；

[0039]⑦待绕铁芯4反向转过一槽，槽口 24依旧对准限位门板8中缝；

[0040]⑧下压线座62与下压线脚72上压，将进入槽腔25内漆包线23压在待绕铁芯4下端面硅钢片26上。至此一个绕线单步周期完成，漆包线23在铁芯槽硅钢片26上绕一匝。每个槽腔25上漆包线23需绕若干匝。绕完一个槽后根据程序组合绕制下一槽，由N个单步周期来完成整个定子绕线。

[0041 ] 本发明一种高槽满率直流无刷电机自动绕线机，可以代替人工操作，效率高，速度快，结构简单、设计合理，准确定位、快速装卸，设备结构简单，采购成本较低，易于大规模推广，具有如下优点:

[0042]1、适用于高槽满率直流无刷电机线圈

[0043]2、可实现多股漆包线同时进槽绕线

[0044]2、成品线圈合格率高

[0045]3、结构简单，维护方便，故障率低

[0046]4、不改变线圈绕制现有工艺及电气性能

[0047]5、既适用外转子式电机线圈，又能适用内转子式电机线圈。

[0048]6、能提高电机效率，节省漆包线。

[0049]最后应说明的是: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，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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。

1.一种高槽满率直流无刷电机自动绕线机，包括横向旋转结构与纵向进线结构，其特征在于:所述纵向进线结构通过压线结构连接横向旋转结构； 所述横向旋转结构包括主轴法兰、主轴、勾线盘、待绕铁芯、锁紧螺母、压线座与压线脚； 所述主轴法兰固定于作业平台； 所述主轴一端固定于主轴法兰上，一端连接勾线盘； 所述待绕铁芯通过锁紧螺母固定于勾线盘上； 所述压线座包括上压线座与下压线座，上压线座与下压线座位于同一垂直线上，上压线座位于待绕铁芯上方，下压线座位于待绕铁芯下方； 所述压线脚包括上压线脚与下压线脚，上压线脚固定于上压线座的末端，下压线脚固定于下压线座的顶端； 所述纵向进线结构包括限位门板、门框、线嘴、线嘴连接板、滚轮、辅助张力机构、辅助张力弹簧、导线轮、穿线磁圈、张紧弹簧杆、张紧弹簧、线夹块；所述线嘴穿过门框并固定在下压线座内，线嘴的一段固定于线嘴连接板内； 所述门框的顶端固定有限位门板； 所述滚轮包括左滚轮与右滚轮，左滚轮与右滚轮并列固定于线嘴连接板上； 所述穿线磁圈包括个，下穿线磁圈固定于线嘴连接板的末端，上穿线磁圈固定于辅助张力机构上，后穿线磁圈连接导线轮，前穿线磁圈固定于夹线夹块旁； 所述辅助张力机构垂直固定于作业平台，辅助张力机构的上半段固定有辅助张力弹黃; 所述辅助张力弹簧的末端连接导线轮； 所述张紧弹簧杆上套装有张紧弹簧，张紧弹簧杆的一端对准后穿线磁圈，另外一端固定有线夹块； 所述线夹块包括上线夹块与下线夹块，上线夹块与下线夹块之间的夹缝对准前穿线磁圈。

2.根据权利要求1所述的一种高槽满率直流无刷电机自动绕线机，其特征在于:所述主轴法兰通过底座固定于作业平台。

3.根据权利要求1所述的一种高槽满率直流无刷电机自动绕线机，其特征在于:所述上压线座与下压线座均为H型压线座。

4.根据权利要求1所述的一种高槽满率直流无刷电机自动绕线机，其特征在于:所述上压线脚与下压线脚均为压线橡皮脚。

5.根据权利要求1所述的一种高槽满率直流无刷电机自动绕线机，其特征在于:所述待绕铁芯为圆盘形状，待绕铁芯的周边套装有硅钢片。

6.根据权利要求5所述的一种高槽满率直流无刷电机自动绕线机，其特征在于:所述硅钢片上开有槽口，槽口内存在槽腔。

7.根据权利要求1所述的一种高槽满率直流无刷电机自动绕线机，其特征在于:左滚轮与右滚轮并列固定于线嘴连接板上组成双摇臂结构，线嘴连接板与线嘴保持水平。

【发明者】顾立红 申请人:无锡邦马科技有限公司

“虽然现在有很多无刷直流电机生产商，但市场上鲜有带集成的电子控制方案。”

深圳绕线机专家补充表示，“要找到一家可生产配有高度集成电子控制的低成本无刷直流电机生产商仍十分困难。”

无刷直流电机技术市场有望增长。首先，电子产品的成本不断下降将使其更便宜。现在的市场要求电机重量更轻、体积更小、功率密度更高，这些因素都促进了无刷直流电机的发展。速刷直流电机的使用趋势很可能提高电机的多样性和功能性，并且更容易实现智能驱动器之间的联网。

通过使用单芯片解决方案可减少设计时间，采用软件的方式可适用于不同的电机类型和属性。现在，刷式直流电机解决方案可由外观看起来没什么两样但内部可实现智能运动控制的无刷直流电机取代。

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第二，由于使用了永磁体，转子无磁芯损耗，所以无刷直流电机效率更高，同时，永磁体的使用还可减少维护，延长电机的使用寿命。第三，通过使用合适的变换算法，热力性能提高了，可实现更高的电机的速度范围和动态响应时间，更好的电磁隔离成为可能，且转矩反应更佳。”

经过调整软件中的电机参数来改变交换方案可适合不同的电机类型和属性。硬件和软件的高重复使用性水平可实现对客户需求变化的快速回应。相比之下，标准的微控制器或状态机通常都只适用于特定的电机类型或应用。

专家表示，微开半导体的单芯片HVC 4223F嵌入式高压电机控制器可使客户有效地配备一个独立于电机类型的完整的制动器平台。在此平台上，用户可建立一个可独立通信或在系统内互相通信的分散式智能制动器网络。

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