专利名称：一种绕线装置和包含该绕线装置的绕线机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种绕线装置和包含该绕线装置的绕线机。
背景技术：
目前，旋转变压器已广泛应用在混合动力汽车和纯电动汽车上，是不可缺少的汽 车零部件之一，旋转变压器定子线圈绕制的精度直接影响到整个汽车的控制策略。由于在 实际生产中旋转变压器的定子线圈基本上都是手工绕制，所以效率较低并且无法保证定子 线圈绕制的质量，进而导致旋转变压器的不良率比较高，而且由于是人工绕制，所以每个旋 转变压器的定子线圈可能都不同，当应用到混合动力汽车和纯电动汽车上时，可能得根据 旋转变压器的不同而适当调整控制策略，从而不利于混合动力汽车和纯电动汽车的批量生 产。
发明内容
本发明为解决现有旋转变压器定子线圈绕制质量较差的技术问题，提供一种旋转 变压器定子线圈绕制质量较好的绕线装置和包含该绕线装置的绕线机。本发明一方面提供了一种绕线装置，其中，包括用于绕线的绕线单元、用于带动 绕线单元定位的驱动单元、用于安装驱动单元的固定单元和控制单元，所述固定单元包括固定不动的第一安装板；所述驱动单元包括固定在第一安装板上的第一电机和由第一电机驱动的升降架， 所述绕线单元固定在所述升降架上；所述绕线单元包括绕线针、绕线电机以及排线模块，所述绕线电机用于驱动绕线 针绕线以及驱动排线模块带动绕线单元进行排线；所述控制单元用于控制所述驱动单元带动绕线单元定位以及控制所述绕线单元 绕线。进一步地，所述固定单元还包括固定在所述第一安装板上的导向柱，所述导向柱 用于所述驱动单元的支撑和导向。所述驱动单元还包括由第一电机驱动的丝杠、与丝杠配合的滑动块、套装在所述 导向柱上的第一滑块以及与所述滑动块和第一滑块均固定连接的固定板，所述升降架与固 定板连接。所述排线模块包括配合传动的齿轮组、圆球、滑动支撑块、回位模块、固定在所述 固定板上的两个滑杆板以及设置于两个滑杆板之间的滑杆，所述驱动单元还包括平面凸轮 和安装在固定板上的定位齿轮，所述平面凸轮包括斜面端和平面端，所述圆球的一端与滑 动支撑块固定连接，所述圆球的另一端与所述斜面端始终接触，所述平面端与所述定位齿 轮固定连接，所述齿轮组的输入齿轮由所述绕线电机带动，所述齿轮组的输出齿轮与所述 定位齿轮啮合，所述回位模块用于带动所述滑动支撑块回位，所述滑动支撑块还与所述升 降架固定连接，所述滑动支撑块套装在所述滑杆上并可以带动所述升降架在所述滑杆上沿与所述升降架升降方向垂直的方向滑动。所述齿轮组的输入齿轮和所述绕线电机之间通过皮带传动或链传动。所述绕线单元还包括安装在所述升降架上的绕线轮，所述绕线针偏心设置在所述 绕线轮上，所述绕线电机驱动所述绕线轮转动。所述绕线轮与所述绕线电机之间通过皮带传动或链传动。所述绕线单元还包括绕线检测模块，所述绕线检测模块用于检测绕线的圈数并将 检测结果发给所述控制单元。所述绕线检测模块包括设置在绕线轮周边上的凸起以及用于绕线时检测凸起转 动圈数的传感器。本发明另一方面还提供了一种绕线机，其中，所述绕线机包括上述的绕线装置和 跳线装置，所述跳线装置用于固定待绕制定子以及根据控制单元的控制信号带动待绕制定 子完成跳线绕制。进一步地，所述绕线机还包括进线装置，所述进线装置用于向所述绕线针进线。所述跳线装置包括卡盘、第二电机、磁粉制动器、支撑单元、拉线单元和压线单元， 所述卡盘用于固定待绕制定子，所述第二电机用于带动所述卡盘转动，所述磁粉制动器用 于绕线时制动所述卡盘，所述支撑单元用于安装所述卡盘、第二电机、磁粉制动器、拉线单 元和压线单元，所述拉线单元用于将绕线拉至预先设定位置，所述压线单元用于绕线前将 绕线压到预先设定点。所述支撑单元包括第一支撑板和用于支撑第一支撑板的支撑架，所述卡盘、第二 电机、磁粉制动器、拉线单元和压线单元均安装到所述第一支撑板上。所述第一安装板与所述第一支撑板垂直并固定连接。所述跳线装置还包括起减速作用的第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮与所述卡 盘固定连接，所述第二齿轮与所述第二电机的电机轴相连，所述第一齿轮与所述第二齿轮 外啮合，所述第一齿轮还与磁粉制动器固定连接。所述拉线单元包括设置在所述第一支撑板上的拉线导轨、第一气缸、由第一气缸 驱动的可沿拉线导轨滑动的拉线滑块、固定在拉线滑块上的水平板、与水平板垂直连接的 第一竖直板、位于水平板和第一竖直板之间可沿水平板滑动的推板、第二汽缸、第三汽缸以 及拉线钩，所述第三汽缸固定在所述第一竖直板上并且可以推动所述推板沿水平板滑动， 所述第二汽缸可随所述推板运动并用于带动所述拉线钩实现拉线。所述拉线钩上设置有用于防止绕线窜动的凹槽。所述压线单元包括固定在所述第一支撑板上的第二竖直板、设置在第二竖直板上 的压线导轨、第四气缸、由第四气缸驱动的可沿压线导轨滑动的压线滑块、压线杆以及第五 气缸，所述第五气缸固定在所述压线滑块上并用于带动所述压线杆实现压线。本发明的绕线装置和绕线机，由于采用了配合工作的绕线单元、驱动单元、固定单 元和控制单元，因此可以实现定子线圈绕线的自动操作，由于驱动单元带动绕线单元定位， 所以可以提高绕线的定位精度，有利于提高定子线圈的绕制质量。
图1是本发明实施例提供的绕线装置的示意图2是本发明实施例提供的绕线装置的的主视图；图3是本发明实施例提供的绕线装置的滑动支撑块、圆球、平面凸轮和定位齿轮 的示意图；图4是本发明实施例提供的绕线机的跳线装置的部分立体示意图；图5是本发明实施例提供的绕线机的跳线装置的部分主视图。
具体实施例方式为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合 附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用 以解释本发明，并不用于限定本发明。根据本发明的一种实施方式，如图1和图2所示，一种绕线装置，其中，包括用于 绕线的绕线单元、用于带动绕线单元定位的驱动单元、用于安装驱动单元的固定单元和控 制单元，固定单元包括固定不动的第一安装板11 ；驱动单元包括固定在第一安装板11上的第一电机1和由第一电机1驱动的升降 架17，绕线单元固定在升降架17上；绕线单元包括绕线针25、绕线电机18以及排线模块，绕线电机18用于驱动绕线针 25绕线以及驱动排线模块带动绕线单元进行排线；控制单元用于控制驱动单元带动绕线单元定位以及控制绕线单元绕线。待绕制定子(定子)包括定子铁芯、在定子铁芯的中间部位沿圆周方向排列的多 个卡爪，在这些卡爪的外部安装有起绝缘作用的绝缘帽，绝缘帽上在两个卡爪之间的位置 设有过线柱，绕线如漆包线通过过线柱来保证从一个卡爪绕到另一个卡爪的时候不会出现 绕线进入定子内部从而影响定子使用的情况。第一安装板11可以由另外设置的支撑结构支撑固定，该支撑结构可以为与第一 安装板11焊接的支撑柱(图中未示出)。进一步地，固定单元还包括固定在第一安装板11上的导向柱5，导向柱5用于驱动 单元的支撑和导向。驱动单元还包括丝杠2、与丝杠配合运动的滑动块4、套装在导向柱5上的第一滑 块6以及与滑动块4和第一滑块6均固定连接的固定板12，固定板12用于连接升降架17。丝杠2由第一电机1驱动，即第一电机1转动从而带动丝杠2转动，进而带动滑动 块4做直线运动，之后通过固定板12的传递而带动整个升降架做升降运动从而实现绕线单 元的定位或者返回初始位置。导向柱5根据需要可以设置一个或多个，优选地，导向柱5有两个并对称于丝杠2 设置，导向柱5与第一安装板11之间可以通过各种合适的方式连接，如在第一安装板11上 设置多个支撑块3，在上下两个支撑块3之间连接一个导向柱5，相应的在每一个导向柱5 上设置一个第一滑块6，第一滑块6可以在固定板12的带动下沿导向柱5滑动。第一滑块 6还能起到固定和支撑固定板12的作用。如图1和图3所示，排线模块包括配合传动的齿轮组16、圆球沈、滑动支撑块9、 回位模块(图中未示出)、固定在固定板12上的两个滑杆板7以及设置于两个滑杆板7之 间的滑杆8，回位模块用于带动滑动支撑块9回位，驱动单元还包括平面凸轮四和安装在固定板12上的定位齿轮14，平面凸轮四包括斜面端27和平面端28，圆球沈的一端与滑 动支撑块9固定连接，圆球沈的另一端与斜面端27始终接触，平面端观与定位齿轮14固 定连接，齿轮组16的输入齿轮由绕线电机18带动，齿轮组16的输出齿轮与定位齿轮14啮 合，滑动支撑块9还与升降架17固定连接，滑动支撑块9套装在滑杆8上并可以带动升降 架17在滑杆8上沿与升降架17升降方向垂直的方向滑动。定位齿轮14可以通过各种合适的方式与固定板12连接，如在固定板12上设置一 个第二支撑板13，在第二支撑板13上开有一个孔，同时在靠近定位齿轮14的滑杆板7上也 开有一个孔，定位齿轮14的齿轮轴穿在这两个孔中，其中穿过滑杆板7 —端的齿轮轴与平 面凸轮四的平面端观固定连接，该固定连接可以采用焊接等各种合适的连接方式。定位 齿轮14只能实现转动无法实现轴向运动，由于平面凸轮四与定位齿轮14固定连接，所以 平面凸轮四只能转动不能轴向运动。滑杆板7可以根据需要设置两个或更多个，只要可以支撑滑杆8即可，滑杆板7垂 直于固定板12设置，滑杆8与固定板7平行。滑杆8可以根据需要设置一个或多个，为了 更好的支撑滑动支撑块9，优选地，在两个滑杆板7之间可以平行设置两个滑杆8，滑动支撑 块9套装在两个滑杆8上，即两个滑杆8穿过该滑动支撑块9，这样就能更好的支撑与滑动 支撑块9相连的升降架17。滑动支撑块9与升降架17之间可以通过焊接、螺栓连接等实现，为了便于连接固 定升降架17，滑动支撑块9与升降架之间通过螺栓连接。平面凸轮四的斜面端27具有一个最低点和一个最高点，根据本发明的第一种实 施方式，当绕线装置处于初始位置时，圆球沈可以与斜面端27的最低点接触，当定子的卡 爪绕制完一层时，平面凸轮四的最高点恰好与圆球26接触，在此过程中，由于平面凸轮四 与定位齿轮14只有转动没有轴向运动，因此圆球沈在平面凸轮的作用下带动滑动支撑块 9沿滑杆8移动，滑动支撑块9与升降架17连接，绕线单元固定在升降架17上，因此绕线 单元会随着升降架17整体发生移动，在此过程中绕线针25恰好绕完定子卡爪的一层。此 时，绕线电机18继续转动，此时，平面凸轮四的斜面端27上的最低点逐渐转向圆球沈，在 回位模块的作用下，滑动支撑块9逐渐反方向移动，从而带动绕线针25绕完定子卡爪的另 一层，依次重复，直到绕完所需的层数。回位模块可以为各种合适的起回位作用的结构，如弹簧、扭簧、阻尼等。根据本发明的第二种实施方式，由于有回位模块的存在，因此绕线装置处于初始 状态时，圆球沈也可以与斜面端27的最高点接触，此时，定位齿轮14和平面凸轮四等位 于与第一种方式相反的一侧，如第一种方式中定位齿轮14和平面凸轮四在固定板12的右 侧，则第二种方式中定位齿轮14和平面凸轮四在固定板12的左侧，在绕制第一层时依靠 回位模块的作用实现排线，在绕制第二层时依靠平面凸轮四的作用实现排线。优选地，采用第一种方式，即当绕线装置处于初始位置时，圆球沈可以与斜面端 27的最低点接触。为了准确判断滑块支撑块9是否回到初始位置，可以在固定板12上设置一个位置 传感器(图中未示出)，该位置传感器用来检测滑块支撑块9的位置并将检测信号发送给控 制单元。在绕线的过程中，齿轮组16起到传递动力的作用，该齿轮组16的传动比需要设置为相对于圆球26当斜面端27的最低点转到最高点时，绕线针25恰好绕完定子卡爪的一 层。即该传动比也与所需绕制的定子卡爪的一层所需绕制的匝数以及绕线的直径有关。在绕线过程中，由于升降架17带动整个绕线单元移动，因此齿轮组16的输出齿轮 和定位齿轮14之间会发生轴向错动，根据线定子卡爪所需绕线的径向长度可以选择合适 的输出齿轮和定位齿轮14。齿轮组16可以根据需要在升降架17上固定多个齿轮轴，从而将齿轮组16安装到 升降架17上。齿轮组16的输入齿轮由绕线电机18驱动，齿轮组的输入齿轮和绕线电机18 之间可以通过各种合适的方式传递动力，如通过齿轮传动、链传动、皮带传动等。为了便于连接绕线电机18，在升降架17上还固定连接有第二安装板19，如通过焊 接或者螺栓连接将第二安装板19固定到升降架17上，绕线电机18固定在第二安装板19 上。升降架17可以包括与滑动支撑块9固定连接的横板、与横板固定连接的竖板，齿 轮组和绕线单元均安装在竖板上。为了简化结构，升降架17可以为十字板，十字板水平方 向的一端与滑动支撑块9固定连接，水平方向的另一端安装绕线电机18，竖直方向的一端 用来安装绕线针。绕线单元还包括安装在升降架17上的绕线轮22，绕线针25偏心设置在绕线轮22 上，即绕线针25轴向设置在绕线轮22的周边位置。该绕线轮22由绕线电机18驱动，绕线 轮和绕线电机18之间可以通过各种合适的方式传递动力，如通过齿轮传动、链传动、皮带 传动等。为了防止绕线针25在绕线时与定子的其它部位发生碰撞，绕线轮22的中心要与 定子卡爪的中心重合，这样绕线针25绕线时就不会碰到定子的其它部位。根据本发明的一种实施方式，如图1所示，绕线电机1的输出端连接有第一主动轮 21和第二主动轮20，如绕线电机18的电机轴穿过第二安装板19并与第一主动轮21和第 二主动轮20固定连接。齿轮组16的输入齿轮连接有第二从动轮15，绕线轮22连接有第一 从动轮10，第一主动轮21和第一从动轮10之间、第二主动轮20和第二从动轮15之间可以 通过皮带传动或者链传动来实现动力的传递。进一步地，绕线单元还包括绕线检测模块，该绕线检测模块用于检测绕线的圈数 并将检测结果发送给控制单元。绕线检测模块包括设置在绕线轮22周边上的凸起M以及 用于绕线时检测凸起M转动圈数的传感器23。该凸起M可以设置在绕线轮22周边的任 意合适位置上，只要可以用来检测绕线的圈数即可，优选地，凸起M与绕线针25同径向设 置并且位于靠近绕线针25的一侧。控制单元可以采用各种合适的数据处理装置，如各种单片机、数据处理芯片、可编 程逻辑控制器PLC等。控制单元根据设定以及各种检测信号如绕线圈数信号等控制第一电 机1的运行、绕线电机18的运转等。本发明还提供了一种绕线机，该绕线机包括上述的绕线装置和跳线装置，跳线装 置用于固定待绕制定子以及根据控制单元的控制信号带动待绕制定子完成跳线绕制。进一步地，绕线机还包括进线装置，进线装置用于向绕线针25进线。进线装置可 以根据需要而选择不同的可以用来向绕线针25输入所需绕线的装置，如可以为一个存储 绕线的线筒或者其它可以直接购买的进线装置。
如图4和图5所示，进一步地，跳线装置包括卡盘30、第二电机49、磁粉制动器50、 支撑单元、拉线单元和压线单元，卡盘30用于固定待绕制定子，第二电机49用于带动卡盘 30转动，磁粉制动器50用于绕线时制动卡盘30，支撑单元用于安装卡盘30、第二电机49、 磁粉制动器50、拉线单元和压线单元，拉线单元用于将绕线拉至预先设定点，压线单元用于 绕线前将绕线压到预先设定点。支撑单元包括第一支撑板31和用于支撑第一支撑板31的支撑架(图中未示出)， 第一支撑板31与支撑架固定连接如螺栓连接、焊接等，卡盘1、电机19、制动单元20、拉线 单元和压线单元均安装到支撑板上。第一支撑板31可以为一个整体的平板，也可以为几个 相互独立的平板，卡盘1、电机19和制动单元20安装在一个平板上，拉线单元和压线单元 分别固定在另外的平板上。为了安装方便，优选地，第一支撑板31为一个整体的平板，卡盘 1、电机19、制动单元20、拉线单元和压线单元均安装到第一支撑板31上。控制单元可以根 据需要设置在第一支撑板31上或者其它合适的地方。此时，为了简化结构，第一安装板11可以与第一支撑板31垂直且固定连接在一 起，如通过焊接等各种合适的方式来实现。即将第一安装板11固定支撑在第一支撑板31 上。卡盘30用来固定待绕制定子，卡盘30的内部与待绕制定子的外部相配合，即形状 和尺寸都相互配合，如卡盘30的内径与待绕制定子的外径相等，即可以根据待绕制定子 的大小而设置不同大小的卡盘30。卡盘30的内壁上设置有凸台，该凸台用来支撑待绕制定 子，由于一般待绕制定子的圆周上都设置有几个缺口，所以卡盘30的内壁上还设置有与待 绕制定子的缺口配合的突出部分，这样就可以有效固定待绕制定子从而防止待绕制定子在 卡盘30内转动。卡盘30的外部可以为圆形，也可以为方形。第二电机49根据控制单元的控制信号在需要转动定子以便于绕制下一个定子卡 爪时运行，此时磁粉制动器50不通电，即处于非制动状态，当定子转动到所需的位置时，磁 粉制动器50通电而制动卡盘30，这样就可以有效保证绕线时定子不会出现转动，从而有利 于提高绕线质量。为了更好的控制第二电机49带动卡盘30转动，根据本发明的一种实施方式，如图 5所示，跳线装置还包括起减速作用的第一齿轮47和第二齿轮48，第一齿轮47与卡盘30 固定连接，如通过焊接、花键连接等方式实现；第二齿轮48与第二电机49的电机轴相连，如 通过花键连接、一体成型等方式实现。第一齿轮47与第二齿轮48外啮合。第一齿轮47还 与磁粉制动器50固定连接，如通过花键连接等方式实现。为了便于控制卡盘30的转动角度，可以设置第一齿轮47和第二齿轮48形成合适 的传动比，这样第二电机49转过一定的角度或者圈数，卡盘30就转过所需要的角度，如设 置第二电机49转动一圈，卡盘30转过一定的角度，此时，待绕制定子恰好转过两个卡爪之 间的角度差，即实现了将待绕制卡爪转到所需位置的目的。拉线单元用于将绕线拉至预先设定位置，该预先设定位置可以根据需要设定为待 绕制定子的所有过线柱所在的圆周与待绕制定子的绝缘帽最外侧之间的位置，只要可以防 止绕线进入各个卡爪之间即可。压线单元用于绕线前将绕线压到预先设定点，该预先设定 点是为了防止绕制线圈时绕线进入各个卡爪之间而设定的，具体的，可以为靠近待绕制定 子的待绕制卡爪的过线柱与待绕制定子的绝缘帽最外侧之间的任意位置。
进一步地，拉线单元包括设置在第一支撑板31上的拉线导轨32、第一气缸34、由 第一气缸34驱动的可沿拉线导轨32滑动的拉线滑块33、固定在拉线滑块33上的水平板 43、与水平板43垂直连接的第一竖直板44、位于水平板43和第一竖直板44之间可沿水平 板43滑动的推板46、第二汽缸35、第三汽缸45以及拉线钩42，第三汽缸45固定在第一竖 直板44上并且可以推动推板46沿水平板43滑动，第二汽缸35可随推板46运动并用于带 动拉线钩42实现拉线。拉线导轨32垂直于绕线针25设置，第一气缸34用于带动整个拉线单元沿拉线导 轨32滑动从而使得拉线钩42沿与绕线针25平行的方向远离绕线或者靠近绕线。第一竖 直板44垂直于绕线针25设置，第三汽缸45用于带动推板46以及第二汽缸35沿水平板43 向远离绕线或者靠近绕线的方向运动。第二汽缸35用于带动拉线钩42向绕线所在的方向 运动或者带动拉线钩42回位。为了防止拉线时绕线窜动，在拉线钩42上还设置有一个凹槽(图中未示出)，拉线 时绕线位于凹槽中从而可以防止绕线窜动。压线单元包括固定在第一支撑板31上的第二竖直板36、设置在第二竖直板36上 的压线导轨38、第四气缸39、由第四气缸39驱动的可沿压线导轨38滑动的压线滑块37、压 线杆41以及第五气缸40，第五气缸40固定在压线滑块37上并用于带动压线杆41实现压 线。第二竖直板36竖直固定在第一支撑板31上，第二竖直板36位于绕线针25垂直 的方向。压线导轨38垂直于第一支撑板31设置，即第四汽缸39带动压线滑块37上下运 动。第五气缸40用于带动压线杆41运动到拉线单元拉出的绕线上方以及带动压线杆41 回位。根据本发明的一种实施方式，本发明的绕线机的工作过程如下为了便于描述，在此先定义第一电机到第二电机的方向定义为向下，定义以背对 绕线针25的方向为左方，定义以压线单元所在的一侧为前方，即图1中的下方为整个绕线 针的下方。首先将待绕制定子固定到卡盘30上，控制单元控制第一电机1运行，通过丝杠2 从而带动固定板12向下运动，由于滑杆板7与固定板12固定连接，所以滑杆板7也向下运 动，进而带动滑块支撑块9向下运动，由于滑块支撑块9与升降架17固定，所以升降架17向 下运动，由于绕线轮22固定在升降架17上，所以绕线轮22也随着升降架17向下运动，当 滑动块4滑动到丝杠2的一定位置时，绕线轮22的中心与待绕制定子的卡爪的中心重合， 此时，控制单元控制第一电机1停止转动，绕线针25停在卡爪中心的正上方以便于绕线，此 时即完成了定位过程。在开始绕线前，可以先将绕线针25中引出的绕线缠绕到所需要的定子的接线柱 上，之后再开始绕线。这时，控制单元控制磁粉制动器通电而制动卡盘30，之后控制单元控制绕线电机 18运行，一方面绕线电机18带动绕线轮22转动，进而绕线针25开始随着绕线轮22转动 而绕线；另一方面绕线电机18还带动齿轮组16转动，从而定位齿轮14开始转动，这样平面 凸轮四的斜面端27的最低点开始远离圆球沈，此时，平面凸轮四开始推动滑动支撑块9 向左运动，由于升降架17与滑动支撑块9固定连接，所以升降架17也开始往左运动，进而带动绕线针25往左运动，从而完成卡爪每一层中多个匝数的绕制，当平面凸轮四的斜面端 的最高点运动到圆球26时，升降架17运动到了所能运动的最左端，此时恰好完成了卡爪一 层的绕线。此后，绕线电机18继续运行，一方面绕线针25随着绕线轮22的转动而绕线，另 一方面，平面凸轮四的斜面端27的最高点始远离圆球沈，此时，滑动支撑块9在回位模块 的作用下逐渐向右作回位运动，这样整个升降架17也开始向右运动，进而带动绕线针25向 右运动，从而完成卡爪第二层绕线由左到右的绕制，当平面凸轮四的斜面端27的最低点运 动到圆球沈时，绕线针25回到开始绕制前的位置，此时恰好完成卡爪第二层的绕制。依此 重复直到完成一个卡爪的绕制，在此过程中传感器23检测凸起M的转动圈数也就是绕线 针25的绕线圈数，当控制单元接收到传感器23发送的检测信号标示已经达到所需的绕线 圈数时，控制单元控制绕线电机18停止转动。此时，即完成了一个卡爪的绕制。此时，控制单元控制第一电机1开始反向运行，从而带动升降架17向上运动，使得 绕线针25回到绕线机工作前的初始位置。这时，控制单元控制第一气缸34运行，从而带动拉线单元向前方运动，当拉线单 元运动到设定位置第一气缸34即停止运行。之后控制单元控制第三汽缸45开始运行，第三 汽缸45带动推板46和第二汽缸35沿水平板43向左运动，当推板46和第二汽缸35运动 到设定位置时第三汽缸45停止运行。然后，控制单元控制第二汽缸35开始运行，第二汽缸 35带动拉线钩42向左运动，当拉线钩42运动到设定位置时第二汽缸35停止运行。之后， 控制单元控制第一气缸34运行，从而带动拉线单元向后方运动，当拉线单元运动到设定位 置第一气缸34即停止运行。之后，控制单元控制第三汽缸45开始运行，第三汽缸45带动 推板46和第二汽缸35沿水平板向右运动，当推板46和第二汽缸35运动到设定位置时第 三汽缸45停止运行，此时绕线恰好位于拉线钩42上的凹槽中。这里所说的设定位置由各 个气缸本身的行程决定。此时，控制单元控制磁粉制动器断电，然后控制第二电机开始运行，从而带动卡盘 30转动，当卡盘30转动到所需要的位置时，控制单元控制第二电机停止运行。在此过程中， 绕线在拉线钩42的作用下根据需要绕过一个或多个过线柱从而到达待绕制卡爪的附近。这时，控制单元控制第三汽缸45开始运行，第三汽缸45带动推板46和第二汽缸 35沿水平板43向左运动，当推板46和第二汽缸35运动到设定位置时第三汽缸45停止运 行。之后，控制单元控制第一气缸34运行，从而带动拉线单元向前方运动，当拉线单元运动 到设定位置第一气缸34即停止运行。然后，控制单元控制第二汽缸35开始运行，第二汽缸 35带动拉线钩42向右运动，当拉线钩42运动到设定位置时第二汽缸35停止运行。之后， 控制单元控制第三汽缸45开始运行，第三汽缸45带动推板46和第二汽缸35沿水平板向 右运动，当推板46和第二汽缸35运动到设定位置时第三汽缸45停止运行。然后，控制单 元控制第一气缸34运行，从而带动拉线单元向后方运动，当拉线单元运动到设定位置第一 气缸34即停止运行。这样就完成了定子绕制的跳线步骤。在压线单元开始压线前，无论绕线针25在那个位置，控制单元都可以控制绕线针 25空转以便于绕线针回到绕线前的初始位置，即此时平面凸轮四的斜面端27的最低点与 圆球26接触。在此过程中控制单元根据设置在固定板12上的位置传感器的信号来判断滑 块支撑块9是否回到初始位置，即平面凸轮四的斜面端27的最低点与圆球沈接触。然后，控制单元控制第五汽缸40运行，第五气缸40带动压线杆41向后方运动，当压线杆41运动到设定位置时第五气缸40停止运行。之后，控制单元控制第四汽缸39运行， 第四汽缸39带动压线杆41向下运动，当压线杆41运动到设定位置时第四汽缸39停止运 行，此时，压线杆41压住绕线并将绕线压到过线柱与定子绝缘帽最外侧之间的位置。然后， 控制单元控制第四汽缸39运行，第四汽缸39带动压线杆41向上运动，当压线杆41运动到 设定位置时第四汽缸39停止运行。之后，控制单元控制第五汽缸40运行，第五气缸40带 动压线杆41向前方运动，当压线杆41运动到设定位置时第五气缸40停止运行。这样就完 成了压线过程。之后，控制单元控制第一电机1运行，从而带动升降架17向下运动，绕线针25运 动到绕线开始前的位置，之后开始该卡爪的绕线。不断重复上面的过程，最终完成整个定子线圈的绕制工作。本发明的绕线装置和绕线机，由于采用了配合工作的绕线单元、驱动单元、固定单 元和控制单元，因此可以实现定子线圈绕线的自动操作，由于驱动单元的存在，所以可以提 高绕线的定位精度，有利于提高定子线圈的绕制质量。由于跳线装置的设置，因此本发明的绕线机可以实现自动化的绕线过程，从而提 高了定子线圈绕线的速度，有利于定子的批量生产。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，如用来绕制其它与旋转变压器定子结 构类似的定子或线圈，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种绕线装置，其特征在于，包括用于绕线的绕线单元、用于带动绕线单元定位的 驱动单元、用于安装驱动单元的固定单元和控制单元，所述固定单元包括固定不动的第一安装板；所述驱动单元包括固定在第一安装板上的第一电机和由第一电机驱动的升降架，所述 绕线单元固定在所述升降架上；所述绕线单元包括绕线针、绕线电机以及排线模块，所述绕线电机用于驱动绕线针绕 线以及驱动排线模块带动绕线单元进行排线；所述控制单元用于控制所述驱动单元带动绕线单元定位以及控制所述绕线单元绕线。
2.如权利要求1所述的绕线装置，其特征在于，所述固定单元还包括固定在所述第一 安装板上的导向柱，所述导向柱用于所述驱动单元的支撑和导向。
3.如权利要求2所述的绕线装置，其特征在于，所述驱动单元还包括由第一电机驱动 的丝杠、与丝杠配合的滑动块、套装在所述导向柱上的第一滑块以及与所述滑动块和第一 滑块均固定连接的固定板，所述升降架与固定板连接。
4.如权利要求3所述的绕线装置，其特征在于，所述排线模块包括配合传动的齿轮组、 圆球、滑动支撑块、回位模块、固定在所述固定板上的两个滑杆板以及设置于两个滑杆板之 间的滑杆，所述驱动单元还包括平面凸轮和安装在固定板上的定位齿轮，所述平面凸轮包 括斜面端和平面端，所述圆球的一端与滑动支撑块固定连接，所述圆球的另一端与所述斜 面端始终接触，所述平面端与所述定位齿轮固定连接，所述齿轮组的输入齿轮由所述绕线 电机带动，所述齿轮组的输出齿轮与所述定位齿轮啮合，所述回位模块用于带动所述滑动 支撑块回位，所述滑动支撑块还与所述升降架固定连接，所述滑动支撑块套装在所述滑杆 上并可以带动所述升降架在所述滑杆上沿与所述升降架升降方向垂直的方向滑动。
5.如权利要求4所述的绕线装置，其特征在于，所述齿轮组的输入齿轮和所述绕线电 机之间通过皮带传动或链传动。
6.如权利要求1所述的绕线装置，其特征在于，所述绕线单元还包括安装在所述升降 架上的绕线轮，所述绕线针偏心设置在所述绕线轮上，所述绕线电机驱动所述绕线轮转动。
7.如权利要求6所述的绕线装置，其特征在于，所述绕线轮与所述绕线电机之间通过 皮带传动或链传动。
8.如权利要求6所述的绕线装置，其特征在于，所述绕线单元还包括绕线检测模块，所 述绕线检测模块用于检测绕线的圈数并将检测结果发给所述控制单元。
9.如权利要求1所述的绕线装置，其特征在于，所述绕线检测模块包括设置在绕线轮 周边上的凸起以及用于绕线时检测凸起转动圈数的传感器。
10.一种绕线机，其特征在于，所述绕线机包括权利要求1-9中任意一项所述的绕线装 置和跳线装置，所述跳线装置用于固定待绕制定子以及根据控制单元的控制信号带动待绕 制定子完成跳线绕制。
11.如权利要求10所述的绕线机，其特征在于，所述绕线机还包括进线装置，所述进线 装置用于向所述绕线针进线。
12.如权利要求10所述的绕线机，其特征在于，所述跳线装置包括卡盘、第二电机、磁 粉制动器、支撑单元、拉线单元和压线单元，所述卡盘用于固定待绕制定子，所述第二电机 用于带动所述卡盘转动，所述磁粉制动器用于绕线时制动所述卡盘，所述支撑单元用于安装所述卡盘、第二电机、磁粉制动器、拉线单元和压线单元，所述拉线单元用于将绕线拉至 预先设定位置，所述压线单元用于绕线前将绕线压到预先设定点。
13.如权利要求12所述的绕线机，其特征在于，所述支撑单元包括第一支撑板和用于 支撑第一支撑板的支撑架，所述卡盘、第二电机、磁粉制动器、拉线单元和压线单元均安装 到所述第一支撑板上。
14.如权利要求13所述的绕线机，其特征在于，所述第一安装板与所述第一支撑板垂 直并固定连接。
15.如权利要求12所述的绕线机，其特征在于，所述跳线装置还包括起减速作用的第 一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮与所述卡盘固定连接，所述第二齿轮与所述第二电机的 电机轴相连，所述第一齿轮与所述第二齿轮外啮合，所述第一齿轮还与磁粉制动器固定连接。
16.如权利要求13所述的绕线机，其特征在于，所述拉线单元包括设置在所述第一支 撑板上的拉线导轨、第一气缸、由第一气紅驱动的可沿拉线导轨滑动的拉线滑块、固定在拉 线滑块上的水平板、与水平板垂直连接的第一竖直板、位于水平板和第一竖直板之间可沿 水平板滑动的推板、第二汽缸、第三汽缸以及拉线钩，所述第三汽缸固定在所述第一竖直板 上并且可以推动所述推板沿水平板滑动，所述第二汽缸可随所述推板运动并用于带动所述 拉线钩实现拉线。
17.如权利要求16所述的绕线机，其特征在于，所述拉线钩上设置有用于防止绕线窜 动的凹槽。
18.如权利要求13所述的绕线机，其特征在于，所述压线单元包括固定在所述第一支 撑板上的第二竖直板、设置在第二竖直板上的压线导轨、第四气缸、由第四气缸驱动的可沿 压线导轨滑动的压线滑块、压线杆以及第五气缸，所述第五气缸固定在所述压线滑块上并 用于带动所述压线杆实现压线。
全文摘要
一种绕线装置，包括绕线单元、驱动单元、固定单元和控制单元，固定单元包括固定不动的第一安装板；驱动单元包括固定在第一安装板上的第一电机和由第一电机驱动的升降架，绕线单元固定在升降架上；绕线单元包括绕线针、绕线电机以及排线模块，绕线电机用于驱动绕线针绕线以及驱动排线模块带动绕线单元进行排线；控制单元用于控制驱动单元带动绕线单元定位以及控制绕线单元绕线。本发明还提供了一种包括该绕线装置的绕线机。本发明由于采用了配合工作的绕线单元、驱动单元、固定单元和控制单元，因此可以实现定子线圈绕线的自动操作，由于驱动单元带动绕线单元定位，所以可以提高绕线的定位精度，有利于提高定子线圈的绕制质量。
文档编号H02K15/04GK102117697SQ200910238840
公开日2011年7月6日 申请日期2009年12月31日 优先权日2009年12月31日
发明者杨雪飞, 陈仕军, 陈伟, 陈娉婷, 雷杰 申请人:比亚迪股份有限公司