一种使用舵机控制的两段闭环伺服张力器的制作方法

1.本实用新型涉及伺服张力器技术领域，尤其涉及一种使用舵机控制的两段闭环伺服张力器。


背景技术：

2.随着技术的发展，使用漆包线，纱线，玻纤，碳纤维等需要绕线场合(例如，电机转子绕线，音响音圈绕线，电感绕线，电阻绕线，继电器绕线)对绕线线圈张力要求逐渐提高，以及产品整体质量要求逐步提高。
3.针对此，市场上出现了张力器以解决质量要求提高的问题，而市场现有的张力器价格昂贵，系统极不稳定，在绕线中极易出现断线，张力不稳定等情况，并且无法实现高速绕线(线速度20m/s)，无法满足市场需求，严重影响生产效率及生产质量。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种使用舵机控制的两段闭环伺服张力器。
5.为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：
6.一种使用舵机控制的两段闭环伺服张力器，包括壳体，所述壳体的一侧内壁固定连接有垫块，且壳体的同侧内壁同时固定连接有第二垫块，所述垫块的一侧外壁固定连接有舵机，且舵机的一侧外壁同时与第二垫块相连，所述舵机包括输出端，且输出端的一侧外壁活动连接有摆臂，所述摆臂穿过壳体的一侧，且壳体的一侧外壁固定连接有限位柱，所述摆臂的一侧外壁固定卡接有拉簧，所述壳体的同侧外壁固定连接有拉簧固定柱，且拉簧固定柱的一侧外壁固定卡接有第二拉簧，所述拉簧的一侧外壁固定卡接有张力杆，且张力杆的一侧外壁同时与第二拉簧固定连接，所述壳体的一侧外壁固定连接有张力感应组件，且张力感应组件包括有力传感器，所述壳体的一侧外壁固定连接有防跳线器，且壳体的一侧外壁固定连接有显示控制板。
7.进一步的，所述舵机的一侧外壁固定连接有黄金电阻，且壳体的一侧内壁通过螺母固定连接有泄放板，所述泄放板与黄金电阻线路相连，且舵机的同侧外壁固定连接有散热组件，所述壳体的一侧内壁设置有散热孔，且壳体的一侧外壁固定卡接有后盖，所述后盖的一侧内壁设置有第二散热孔，所述壳体的一侧内壁固定连接有船型开关，且船型开关穿过壳体的一侧外壁，所述壳体的顶端内壁固定连接有降压板。
8.进一步的，所述壳体的一侧内壁固定连接有电机组件，且电机组件包括传动轴，所述传动轴的一侧外壁活动连接有张力轮组件，且张力轮组件穿过壳体的一侧，所述壳体的同侧外壁固定连接有羊毛毡组件，所述壳体的一侧内壁固定连接有步进电机驱动，且步进电机驱动的一侧外壁通过扣式六角尼龙柱固定连接有控制板，所述壳体的一侧内壁固定连接有角度传感器组件，且角度传感器组件与张力杆活动连接。
9.与现有技术相比，本实用新型提供了一种使用舵机控制的两段闭环伺服张力器，
具备以下有益效果：
10.1.该一种使用舵机控制的两段闭环伺服张力器，通过设置有舵机、显示控制板和张力感应组件，绕线机在绕线时线材通过张力感应组件，其中，线材在通过张力感应组件时产生的力，使张力感应组件上的力传感器产生形变，并通过算法计算，将产生的形变转化为电信号，并通过电源线传输给显示控制板，显示控制板接收到来自张力感应组件的电信号，通过与屏幕设定的张力值进行比对，并通过电源线，传输给舵机，进而控制舵机摆臂进行角度调大或者调小达到设定张力值，通过拉簧与张力杆连接，进而调整拉簧长度，整个过程中，舵机可通过程序控制，实现无极调整摆臂角度，从而达到调整张力大小的目的，张力稳定，可达满量程的
±
2％，做到高精度控制，通过智能控制张力大小，进而实现了高速绕线，线速度最高可达20m/s。
11.2.该一种使用舵机控制的两段闭环伺服张力器，通过设置有角度传感器、张力杆、控制板、电机驱动和张力轮组件，当张力杆摆动时，会带动角度传感器的轴转动，角度传感器轴转动时会通过霍尔感应产生电压信号传递给控制板，控制板经过算法计算后，通过电源线，将脉冲信号传给电机驱动，电机驱动再将信号传递给电机，控制电机的转速使张力恒定，电机的转速直接影响了张力轮组件的转速，张力轮组件上装有o型圈，通过与线材之间接触的摩擦力，控制线材的松紧程度，以及线材绕线时通过羊毛毡组件，可调节压紧线材力的大小，进而达到控制线材的张力大小，结合舵机可通过程序控制，实现无极调整摆臂角度的方式，从而实现双闭环控制系统控制张力大小，也可实现两段张力信号切换。
12.3.该一种使用舵机控制的两段闭环伺服张力器，通过设置有显示控制板和控制板，在工作过程中，显示控制板和控制板在具备可设定张力的功能的同时，也能记录实时数据，以便进行产品性能分析。
13.4.该一种使用舵机控制的两段闭环伺服张力器，通过设置有角度传感器和控制板，拉簧固定柱通过拉簧与张力杆连接，目的是在绕线过程中出现断线时，将张力杆拉回限位柱位置，并通过角度传感器的霍尔感应方式产生不同电压，再将电压传至控制板，通过算法计算，产生报警信号，可通过控制板设定上下限张力报警，当超出设定上下限值时实现自动报警。
14.5.该一种使用舵机控制的两段闭环伺服张力器，通过设置有船型开关，船型开关可控制电机组件进行转速切换，因张力器在首次使用和换线时需要穿线，穿线时转速不能过快，此时可将船型开关切换至穿线模式进行穿线，穿线结束后再将模式切换至绕线模式，从而实现穿线和绕线时不同转速运行。
15.6.该一种使用舵机控制的两段闭环伺服张力器，通过设置有显示控制板，其中显示控制板的材质为oled显示屏，使数据可直观的显示在显示控制板上，员工可直接观察绕线张力数据，实现数字化。
16.7.该一种使用舵机控制的两段闭环伺服张力器，通过设置有黄金电阻和散热组件，因其在运行时会产生大量热量，所以黄金电阻与散热组件之间涂有导热胶，散热组件上装有温控开关和风扇，当黄金电阻温度上升到55℃时，散热组件上的风扇开始运转，进行降温，在散热孔和第二散热孔的作用下，以便更好的降温。
17.该装置中未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
附图说明
18.图1为本实用新型提出的一种使用舵机控制的两段闭环伺服张力器的整体外观结构示意图；
19.图2为本实用新型提出的一种使用舵机控制的两段闭环伺服张力器的整体后视结构示意图；
20.图3为本实用新型提出的一种使用舵机控制的两段闭环伺服张力器的内部拆分结构示意图；
21.图4为本实用新型提出的一种使用舵机控制的两段闭环伺服张力器的绕线路径结构示意图。
22.图中：1-后盖、2-散热组件、3-黄金电阻、4-舵机、5-垫块、6-船型开关、7-壳体、8-降压板、9-限位柱、10-拉簧固定柱、11-显示控制板、12-拉簧、13-第二拉簧、14-张力杆、15-张力感应组件、16-防跳线器、17-张力轮组件、18-羊毛毡组件、19-瓷眼组件、20-安装座、21-三角把手、22-电源插座、23-泄放板、24-电机组件、25-步进电机驱动、26-控制板、27-角度传感器组件、28-485通讯插座、29-第二垫块、30-散热孔、31-第二散热孔、32-摆臂。
具体实施方式
23.下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
24.下面详细描述本专利的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制。
25.在本专利的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。
26.在本专利的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。
27.参照图1-4，一种使用舵机控制的两段闭环伺服张力器，包括壳体7，壳体7的一侧内壁固定连接有垫块5，且壳体7的同侧内壁同时固定连接有第二垫块29，垫块5的一侧外壁固定连接有舵机4，且舵机4的一侧外壁同时与第二垫块29相连，舵机4包括输出端，且输出端的一侧外壁活动连接有摆臂32，摆臂32穿过壳体7的一侧，且壳体7的一侧外壁固定连接有限位柱9，摆臂32的一侧外壁固定卡接有拉簧12，壳体7的同侧外壁固定连接有拉簧固定柱10，且拉簧固定柱10的一侧外壁固定卡接有第二拉簧13，拉簧12的一侧外壁固定卡接有张力杆14，且张力杆14的一侧外壁同时与第二拉簧13固定连接，壳体7的一侧外壁固定连接有张力感应组件15，且张力感应组件15包括有力传感器，壳体7的一侧外壁固定连接有防跳线器16，且壳体7的一侧外壁固定连接有显示控制板11，整个过程中，舵机4可通过程序控制，实现无极调整摆臂角度，从而达到调整张力大小的目的，张力稳定，可达满量程的
±
2％，做到高精度控制，通过智能控制张力大小，进而实现了高速绕线，线速度最高可达20m/
s。
28.参照图2-3，本实用新型中，舵机4的一侧外壁固定连接有黄金电阻3，且壳体7的一侧内壁通过螺母固定连接有泄放板23，泄放板23与黄金电阻3线路相连，且舵机4的同侧外壁固定连接有散热组件2，壳体7的一侧内壁设置有散热孔30，且壳体7的一侧外壁固定卡接有后盖1，后盖1的一侧内壁设置有第二散热孔31，壳体7的一侧内壁固定连接有船型开关6，且船型开关6穿过壳体7的一侧外壁，壳体7的顶端内壁固定连接有降压板8。
29.参照图1-4，本实用新型中，壳体7的一侧内壁固定连接有电机组件24，且电机组件24包括传动轴，传动轴的一侧外壁活动连接有张力轮组件17，且张力轮组件17穿过壳体7的一侧，壳体7的同侧外壁固定连接有羊毛毡组件18，壳体7的一侧内壁固定连接有步进电机驱动25，且步进电机驱动25的一侧外壁通过扣式六角尼龙柱固定连接有控制板26，壳体7的一侧内壁固定连接有角度传感器组件27，且角度传感器组件27与张力杆14活动连接，显示控制板11和控制板26在具备可设定张力的功能的同时，也能记录实时数据，以便进行产品性能分析。
30.参照图2-3，本实用新型中，壳体7的一侧内壁固定连接有485通讯插座28，且485通讯插座28与显示控制板11线路相连，壳体7的一侧内壁固定连接有安装座20，且安装座20的一侧内壁通过螺纹卡接有三角把手21，壳体7的一侧内壁固定连接有电源插座22，且壳体7的另一侧外壁活动连接有瓷眼组件19。
31.工作原理：绕线机开始运行，带动线材前进，线材拉动张力杆14进行摆动，张力杆14摆动时带动角度传感器27的轴转动，角度传感器27轴转动时通过霍尔感应产生电压信号，并通过电源线传输给控制板26，控制板26接收到来自角度传感器27的电压信号后，经过算法计算，通过电源线，将脉冲信号传输给步进电机驱动25，步进电机驱动25通过电源线，将信号再传输给电机组件24控制电机组件24的转速使张力恒定，电机组件24的转速快慢进而影响张力轮组件17的转速，张力轮组件17上装有o型圈，通过与线材之间接触的摩擦力，控制线材的松紧程度，以及线材绕线时通过羊毛毡组件18，羊毛毡组件18上装有压簧，可调节压紧线材力的大小，进而达到控制线材的张力大小.同时羊毛毡组件18上装有两片密度一致的羊毛毡，可清洁线材上的脏污。
32.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。