具有增加的每相集线数和增加的填充因子的手术器械马达及对应的制造方法与流程
本公开涉及手持式手术器械的电动马达。
背景技术：
在此提供的对背景技术描述用于总体上介绍本公开的背景。目前署名的发明人的工作就其在该背景技术部分中描述的程度以及在其描述在提交时不会以其它方式被认为现有技术的方面，既不明确地也不隐含地被承认为针对本公开的现有技术。
手持式手术器械会具有各种参数要求，包括重量、功率、尺寸、电流损耗和发热要求。由于这些参数之间的关系，生产具有减小的重量、增加的功率输出和/或转矩、减小的尺寸、减小的电流损耗和减小的发热的手持式手术器械可能是困难的。例如，随着马达的功率输出增加，马达生成的热量通常增加。又如，随着马达的尺寸减小，马达的功率输出通常减小。
由于在无刷式直流(dc)马达的旋转部件和静止部件之间没有机械接触，相比带有电刷的马达，无刷式dc马达能够以减少的发热量在更高的效率水平和更高的速度下操作。无刷式dc马达可包括转子和定子。转子具有轴和毂组件，毂组件具有居中定位的磁性结构。定子具有一个或多个线圈。线圈安装在居中定位的支撑套管和向近侧及向远侧定位的支撑环上。转子保持在定子的腔体中并处于相对于支撑套管及支撑环的如下位置中，其使得转子不接触支撑套管、线圈和/或支撑环。电流被供应至线圈，这导致转子由于(i)由线圈生成的磁场和(ii)由转子的磁性结构产生的磁场之间的相互作用而相对于定子旋转。转子在支撑套管、线圈和支撑环中轴向地旋转。
无刷式dc马达(以下称为“马达”)将电功率转化为机械功率或转矩。在此转化期间，会出现限制马达的机械功率、转矩和速度的损耗。这些损耗通常可分为三类：(1)依赖于所生成的转矩的负载敏感性损耗；(2)依赖于马达速度的速度敏感性损耗；以及(3)依赖于用来驱动马达的电流源的质量的脉冲宽度调制(pwm)损耗。
负载或转矩敏感性损耗通常局限于绕组损耗，绕组损耗与(i)通过马达的绕组的电流量的平方和(ii)绕组的电阻的乘积成正比。速度敏感性损耗(例如，由于涡电流以及滞后、游隙和摩擦所导致的磁芯或铁心损耗)充当与马达的输出转矩相对的速度相关性转矩。pwm损耗可归因于由电流源引起的磁性结构中的涡电流。涡电流是一种由由导电介质的磁场的变化引起的现象。就无刷式dc马达而言，定子的线圈经历磁场的变化。转子的旋转和线圈中的电流变化在线圈中感应出电压，这导致涡电流的形成。涡电流的增加会增加马达的热能输出，尤其是在高速操作时。
技术实现要素：
提供了一种用于手术器械的马达，该马达包括转子和定子。转子包括轴和磁体。定子包括(i)腔体，其中设置有转子，和(ii)线圈组件。线圈组件包括多个相集。相集包括多个线集。所述相集中的每一个包括多个线圈，并且对应于线集中的相应的一个。所述相集中的每一个中的线圈处于围绕转子的相应位置处。线集中的一个包括至少三根线。定子引起转子基于在所述线集处接收的电流而使手术器械的手术工具轴向地旋转。
在其它特征中，提供了一种制造用于手术器械的马达的方法。该方法包括：提供具有多个销集的棒；以及将多个线集缠绕在所述销集上以在棒上形成多个相集，以提供线圈主体。所述相集中的每一个包括多个线圈，并且对应于线集中的相应的一个。该方法还包括：从棒移除所述销集；第一次压缩线圈主体；将线圈主体的一部分插入套管中；串联地连接所述相集；第一次将电流施加到所述相集以熔合所述线集；第二次压缩线圈主体；第二次将电流施加到所述相集以熔合所述线集；从棒移除线圈主体；以及将线圈主体插入手术器械的马达外壳中。
通过详细描述、权利要求和附图，本公开的其它应用领域将变得显而易见。详细描述和具体示例仅意图用于举例说明，而并非意图限制本公开的范围。
附图说明
图1是根据本公开的实施例的包含无刷式无传感器dc马达的手术器械的立体环境图。
图2是图1的手术器械的一部分的侧透视图。
图3是图1的手术器械的一部分的侧视分解图。
图4是根据本公开的实施例的马达和马达外壳的一部分的轴向剖视图。
图5是根据本公开的实施例的马达的多相集线圈组件的径向剖视图。
图6是根据本公开的实施例的马达的线圈的被压缩且熔合的线的剖视图。
图7示出了根据本公开的实施例的构造马达的多相集线圈组件的方法。
图8是根据本公开的实施例的具有隔离层的芯轴的侧视立体图。
图9是根据本公开的实施例的芯轴的一部分的立体图，示出了插入芯轴中的销集。
图10是根据本公开的实施例的安装在旋转设备上的芯轴的侧视立体图。
图11是根据本公开的实施例的线递送系统的框图和侧视立体图，示出了线相对于芯轴和一些销的放置。
图12是根据本公开的实施例的立体图，示出了对多相集线圈组件的第一相集的第一线圈的线进行缠绕。
图13是立体图，示出了对图12的多相集线圈组件的第一相集的第二线圈的线进行缠绕。
图14是根据本公开的实施例的安装在芯轴上的多相集线圈组件的侧视立体图。
图15是根据本公开的实施例的立体环境图，示出了对多相集线圈组件的线集的端部的热剥离和涂布。
图16是根据本公开的实施例的安装在芯轴上的多相集线圈组件的立体图，其不带有销集。
图17是根据本公开的实施例的安装在芯轴上的多相集线圈组件的立体图，其中多相位线圈组件的一部分被缠绕和压缩。
图18是根据本公开的实施例的安装在芯轴上的多相集线圈组件的立体图，其中第二销集被移除。
图19是根据本公开的实施例的安装在芯轴上的多相集线圈组件的立体图，其中多相集线圈组件的第二部分被缠绕和压缩。
图20是根据本公开的实施例的安装在芯轴上的多相集线圈组件的立体图，示出了在多相集线圈组件的中心上的热电偶和保持层。
图21是根据本公开的实施例的安装在芯轴上的多相集线圈组件的立体图，示出了施加在多相集线圈组件的中心部分上的保护层。
图22是根据本公开的实施例的安装在芯轴上的多相集线圈组件的立体图，示出了插入套管中的多相集线圈组件的一部分。
图23是根据本公开的实施例的插入压力机的基部中的多相集线圈组件、芯轴和套管的立体图。
图24是根据本公开的实施例的处于关闭的充分压缩状态的压力机的立体图。
图25是根据本公开的实施例的线的剖视图。
在附图中，附图标记可再次使用以标示类似的和/或相同的元件。
具体实施方式
下文公开了包括无刷式无传感器dc马达的手术器械。无刷式无传感器dc马达具有相比传统手术器械的马达而言增加的功率输出和/或转矩、减少的电流损耗(包括涡电流损耗)、减少的线圈电阻、增加的填充因子(或线圈狭槽填充水平)和减少的发热。这些特征在不增加无刷式无传感器dc马达的外部总尺寸的情况下提供。这些特征在减少定子支撑部件的数目并因此简化马达外壳的内部的同时提供。还公开了用于制造无刷式无传感器dc马达的示例性方法。
图1示出了包含有无刷式无传感器dc马达12(以下称为“马达”)的手术器械10。手术器械10包括马达外壳14，马达外壳14包括马达12。马达12的示例至少在图4中示出。手术器械10可以用来例如对骨和其它组织进行铣削、钻孔、成形和解剖。手术器械10示出为与患者16可操作地相关联。例如，手术器械10可以用来进行各种手术程序(例如，开颅术)。手术器械10不限于任何特定的手术程序和/或应用。这些应用可包括解剖骨或其它组织。附加的示例性应用包括：1)关节镜-整形外科应用；2)内窥镜-胃肠病学、泌尿外科和软组织应用；3)神经外科-颅内、脊柱和耳科应用；4)小骨骼-整形外科、口腔-颌面部、直脊椎和耳科应用；5)心胸-小骨骼亚科应用；6)大骨骼-全关节和创伤应用；以及7)牙科应用。
图2-3示出了图1的手术器械10的部分20、22。手术器械10包括夹头24、马达外壳26、连接器28和线缆30。夹头24被构造用于保持手术工具(例如，手术工具32在图1中示出)。手术工具可以是切削工具和/或解剖工具(例如，包括手术钻的工具)。马达外壳26连接到夹头24和线缆连接器28。马达12安装在马达外壳26中并且基于经由线缆30供应至马达的功率、电流和/电压而使手术工具轴向地旋转。手术工具的一部分可以延伸穿过夹头并连接到马达的轴。示例性的轴在图4中示出。在操作中，马达12提供转矩，以使手术工具轴向地旋转(或自旋)。
图4示出了(i)图2-3的马达外壳26的部分40和(ii)马达12的轴向剖视图。马达外壳26包括层叠件42。层叠件42为圆柱形的并且安装在马达外壳26的内壁44上，与一个或多个磁体58(或马达12的中心部分46)相邻且相对。层叠件42离开外壳26地导引、导向或操纵由所述一个或多个磁体58生成的磁场和在线圈主体48中的电流。它将由所述一个或多个磁体58的磁场提供的磁通导向通过马达12的线圈主体48，且与由马达外壳26所接收的磁通相反。马达12包括转子50和定子52。
转子50包括轴56，所述一个或多个磁体58安装在该轴上。轴56可以连接到手术工具(例如，图1的手术工具32)。手术工具可以基于轴56的轴向旋转而轴向地旋转。轴56和磁体58在定子52内轴向地旋转。所述一个或多个磁体58可包括例如高能量密度的稀土磁性材料。压环60可以安装在轴56上并且被结合以平衡轴56的自旋运动。轴可以跨置在向近侧和向远侧地定位在马达外壳26中的轴承组(未示出)上。
定子52可包括带有预定数量的线圈(例如，六个线圈或每个相集两个线圈)的线圈主体48(有时称为多相集线圈组件)。线圈的示例在图5-6、13-14和16-23中示出。虽然本文所公开的马达主要结合具有6个线圈的3-相集线圈组件描述，但马达可具有任何数量的相集和/或每相集线圈。3-相集是指每个相集的线圈在围绕转子50的相应的轴向相位(或轴向位置)处。相集中的每一个可以围绕转子50间隔开120°。如图4所示，定子52包括线圈主体48，并且不包括位于近侧、中心和/或远侧的支撑构件。这是由于下文进一步描述的线圈主体48的刚性结构。线圈主体48在层叠件42和内壁44内被保持在位。这不同于传统的线圈主体，后者具有近侧、中心和远侧支撑构件(例如，在线圈主体内延伸的支撑环)。
线圈主体48具有远端62和近端64。虽然在图4中未示出，但线集从近端64延伸并且经由线缆从功率源接收功率(例如，图3的线缆30)。线集在图14、16-22和24中示出。近端64可以保持在马达外壳26之间。线圈主体48且因此线圈主体48的线圈尺寸被设计成填充在层叠件42和磁体58之间的线圈主体48的高百分比的腔体70，同时不接触层叠件42和磁体58。第一间隙g1存在于层叠件42和线圈主体48之间，并且可以填充有介电材料以进行电隔离。第二间隙g2(或气隙)存在于线圈主体48和磁体58之间。在远端62处的线圈主体48的第一内径d1可以是例如6-6.5毫米(mm)。在中心部分46内且与磁体58相对的线圈主体48的第二内径d2可以是例如7-8.2毫米(mm)。在中心部分46内的线圈主体48的第一外径d3可以是例如10-11mm。在近端64处的线圈主体48的第二外径d4可以是例如12-14mm。
图5-6示出了马达(例如，图1的马达12)的线圈主体(或多相集线圈组件)80的径向剖视图。线圈主体包括多个线圈，并且可以代替图4的线圈主体48。线圈主体的每个线圈包括线集。一些线被标示为82。每根线包括导电细丝和薄的外部绝缘层，以防止在线之间的电连接。每个线集中的线的数量和线的横截面直径(示例性横截面直径d5在图6中示出)影响线圈主体的填充因子。填充因子是指包含在线圈主体的体积(或包层)内的导电材料(例如，铜)的百分比。包括细丝92、绝缘层94和结合层96的线90的示例性剖视图在图25中示出。
填充因子越高，在给定区域内的导电材料越多。另外，填充因子越高或每个线集的导电材料越多，则线集的电阻越低。通常，导电材料越多，由对应的马达产生的功率输出和/或转矩越多。另外，对于给定的填充因子来说，随着每个线集的线的数量增加，涡电流损耗的量减少。另一方面，随着填充因子增加，涡电流损耗的量增加。此外，关于线的横截面直径可以有多小和可以制造、处理和缠绕多少线以形成线圈，存在结构和制造极限。例如，线的横截面直径越小，线在制造期间变形的可能性越大。每根线的横截面直径越小，可以缠绕越多的线来填充给定的体积。但线越多，填充因子越低。这是由于体积与线的绝缘层相关联。
因此，为了使马达的功率和转矩输出最大、马达的尺寸最小、电流损耗最小、防止马达的线变形并确保马达是高效且结构可靠的马达，线圈主体的某些参数被选择在预定范围内。此外，线圈主体被构造为使线圈支撑件的数量最小和使给定线圈主体的体积的填充因子最大。作为第一示例，每个线集可包括预定数量的线(例如，10-20根线)。在一个实施例中，每个线集包括15-18根线。在另一个实施例中，每个线集包括17-18根线。作为另一示例，线的横截面直径可以是0.09-0.14mm。作为又一示例，每根线的绝缘层和结合(或粘合剂)层的组合厚度可以是例如10-20微米(μm)。每根线具有绝缘层并可具有结合(或粘合剂层)。这些层的目的在下文中进一步描述。线90的示例性横截面直径d6和绝缘层94与结合层96的对应的组合厚度t1在图25中示出。
在一个实施例中，线是38号美国线规(awg38)的线，其中每根线的绝缘层和对应的结合层的组合厚度为15μm。作为再一示例，填充因子可以是(i)58-65％，如果使用结合层或结合剂；或(ii)66-74％，如果使用结合层或结合剂。结合剂或清漆可以被施加到绝缘层，以提供结合层。
对线集的包含(其中每个线集具有在预定范围(例如，15-18)内的线数，并且线的横截面直径在第二预定范围(例如，0.10-0.12mm)内)提供具有增加水平的导电材料、减少的相集电阻、减少的电流损耗和因此减少的发热量的填充因子。在高负载和/或高速操作条件期间尤其是这样。在低负载和/或低速操作条件下，通过提供在每个线集中的线数在预定范围之一中的马达而使涡电流损耗最小化。涡电流损耗随着填充因子增加而增加。
如下文结合图7的方法进一步描述的，线集被压缩和彼此熔合，以增加线圈的填充因子。结合剂可以在与线圈主体的制造相关联的缠绕、压缩和/或熔合任何之前和/或期间施加到线。结合剂可以用来帮助将线熔合在一起，以提供在高速自旋期间具有最小挠曲的刚性结构。在一个实施例中，不使用结合剂。线的压缩和熔合使得线圈主体可以不被支撑构件居中地和/或在近端和/或远端处支撑。近侧、远侧和居中定位的支撑构件的移除使得在相同尺寸的空间内可以包含额外的导电材料。这使得可以在线圈主体的线圈中额外缠绕线和/或对每个线集增加数量的线。
本文所公开的线圈主体(或线圈组件)可以使用图7的方法制造。图7示出了构造马达的多相集线圈组件的方法。虽然主要结合图1至图6的实施描述了以下任务，但可容易地修改任务以适用于本公开的其它实施。该任务可以反复地执行。
该方法可以始于200。在202中，压力机100(图24中示出)被预热至预定温度达预定时间。压力机100可以呈蛤壳形式，其具有基部102(或蛤壳底部)和压缩块104(或蛤壳顶部)。预定温度可以是例如200℃。预定时间可以是例如2小时。
在204中，隔离层106可以被施加到经润滑的芯轴108(或其它经润滑的圆柱形棒)，如图8所示。在一个实施例中，步骤204被跳过，并且隔离层106不被施加到芯轴108。芯轴108可以是圆柱形的，并且包括两组孔110、112的两个集。每一个孔集包括预定数量的孔(例如，每个集6个孔)。孔110、112的每个集中的孔110、112以60°的增量(或间隔)围绕芯轴108均匀地分布。每个孔集可以垂直于芯轴108的中心纵向轴线或相对于中心纵向轴线成其它角度(例如，30-60°度)，使得孔朝芯轴108的近端和/或远端向外成角度。隔离层106可以被施加到芯轴108，其中隔离层106的粘合剂侧向外背对芯轴108，并且隔离层106的非粘合剂侧面向芯轴108。例如，隔离层106可包括聚酰亚胺膜层和粘合剂层。粘合剂层提供隔离层106的粘合剂侧。
在206中，销118、120的两个集被插入芯轴108中的孔110、112中。这包括在芯轴108中的孔110、112处的隔离层106中打孔。图9示出了孔110、112中的销118、120。当在孔110、112中时，销118、120径向向外延伸，并且为线集提供缠绕点，如下文进一步所述。
在208中，带有隔离层106和销118、120的芯轴108经由安装托架132安装在旋转设备130上。例如，旋转设备130可包括马达134、旋转卡盘136、控制模块138和计数器140，如图10所示。芯轴108由安装托架132保持，安装托架132经由旋转卡盘136旋转。芯轴108可以经由螺钉142连接到安装托架132，螺钉142延伸穿过安装托架132的一部分并且进入芯轴108的第一端部144。马达134可以使旋转卡盘136自旋。这可以由控制模块138基于由计数器140指示的计数来控制。当形成线圈组件的每个线圈时，控制模块138可以使芯轴108径向地旋转预定次数。当计数器140达到预定次数时，控制模块138可以停止旋转芯轴108。该旋转如下文在212中描述那样执行。
在210中，第一(或当前)线集(例如，线148)被分组在一起并且与芯轴108上的两个销150、152(销118、120的每个集各一个)对齐。其示例在图11中示出。图11示出了线递送系统154。线递送系统154作为示例给出，并且可以用另一个线递送系统代替。线递送系统154包括线轴156、线轴张紧器158和支撑托架160。线的第一端部161可以打结在一起以提供结162，并且经由例如条带164保持到芯轴108的第一端部144。线的第一端部161可以用标签标以“xin”，以指示该端为当前线集中的输入端(或接收功率的端部)，其中x表示将包括在线圈组件中的线集的编号。线可以分别卷绕在线轴156上并从线轴156延伸至芯轴108，在芯轴处，线接着被分组在一起并打结，如图所示。
线轴156可以被安装在支撑托架160上。每个线轴156可具有和/或分别连接到线轴张紧器158，以在线上提供均匀的和/或预定水平的张力。在一个实施例中，线轴张紧器158在每根线上提供相同量的张力。在另一个实施例中，线轴张紧器158在线上提供不同水平的张力。线轴张紧器158可以经由相应的轴166连接到线轴。作为对线轴张紧器158的附加或替代方案，线轴后张紧器157可以用来在线离开线轴时向下“挤压”线。线轴后张紧器157可以位于线轴和芯轴108之间。在线被拉离线轴156时，由线的挤压提供的摩擦提供张力。当不使用线轴张紧器158而使用线轴后张紧器157时，线轴156松弛地安装在支撑托架160上，以自由地旋转。虽然未示出，线轴后张紧器157可以安装在支撑托架160上和/或由支撑托架160支撑。支撑托架可以相对于旋转设备130刚性地保持在位。
线在芯轴108的第一端部144上的附接和在芯轴108的第二端部168处的线上的张力允许将线紧密地且均匀地缠绕在芯轴108上，而在线中没有扭结和/或未设计的弯曲。线可以以平行延伸方式保持，或者可以扭绞在一起。在一个实施例中，在线上的张力通过图10的控制模块138或连接到线轴张紧器158的其它控制模块来控制。
在212中，第一(或当前)线集被缠绕在四个(或第一组)销周围(四个销中的两个在第一销集118中，另两个销在第二销集120中)。每个销集中的两个销彼此间隔开120°。旋转卡盘136被旋转，以使芯轴108径向地旋转，并且将线缠绕在四个销上并提供线圈组件的第一(或当前)相集的第一线圈170。可以对线进行缠绕直到计数器140达到预定次数(或预定匝数)。例如，预定次数可以是18。图12示出了缠绕在四个销上的线的示例。
在214中，在缠绕线圈组件的当前相集的第二线圈172之前，芯轴108被轴向地旋转180°。这可包括逆时针旋转芯轴108，如从芯轴108的第一端部144处的安装托架132看到的。线然后与第二组销对齐。
在215中，芯轴108被径向地旋转，以缠绕线圈组件的当前相集的第二线圈。图13示出了通过将线围绕第二组销进行缠绕而形成的第二线圈172。
在216中，线在芯轴108的第二端部168附近被切割，以提供切割(或第二)端部176。线的第二端部176可以被打结并标以“xout”，以指示第二端部176是当前线集的输出端。图13示出了在第二端部处切割的线。
在218中，如果要将线圈组件的另一个相集添加至芯轴108，则执行任务220，否则执行任务222。对于3-相集线圈组件，任务210-216可以执行3次。
在220中，芯轴108被轴向地旋转120°，以开始对线圈组件的下一个相集的缠绕，并且计数器140可以被重置。这可以是计数器顺时针旋转，如在安装托架132和/或芯轴108的第一端部144处看到的。对于3-相集线圈组件，任务220可以执行两次。在任务202-220完成时，可能已形成线圈的多个(例如，3个)相集。相集中的每一个可以彼此异相120°。相集中的每个线圈可以与相邻线圈异相60°，并且与相同相集的另一线圈异相180°。图14示出了在任务202-220完成之后安装在芯轴108上的3-相集线圈组件178。
在222中，线集的端部被(i)剥皮(通过热、化学品或机械设备，具体取决于线上所用绝缘物的类型)，以从线的端部移除绝缘层，和(ii)涂布。线集的端部可以被加热至预定温度(例如，400℃)，以移除线集端部的绝缘层。绝缘层未被从线集的其余部分移除。对端部的涂布可包括对端部镀锡。在一个实施例中，线集的端部被浸入焊锡槽中以进行涂布并将由于热剥离而暴露的导电细丝结合在一起。在一个实施例中，热剥离和涂布同时进行。涂层材料的温度可以足够高(大于或等于预定温度)，以移除绝缘层并且同时涂布线集的端部。图15示出了焊锡槽180和线集184的带涂层的端部179。在替代实施例中，线集184的剥离和涂布略有变化，使得不形成线中的打结。在一个实施例中，每个线集184的端部179通过接线端(或连接器)保持在一起。接线端可以连接到印刷电路板(pcb)。作为另一替代方案，线集184可以端接于pcb。
在224中，销集(例如，第二销集118)(这与图9中的编号冲突，在图9中，120朝向芯轴的长侧)被从芯轴108的第二端部168移除，并且线圈的第一部分181被缠绕和压缩。图16示出了第二销集118被移除。其它销集(即，第一销集120)保留在芯轴108中。线圈的第一部分181可以从线圈的中心182沿着芯轴108延伸至线圈的远端183。第一部分181可以例如用第一保护层的第一部分184来缠绕，然后通过扎线带185(或绑扎带)压缩。第一保护层的第一部分181可包括纸。扎线带185可以置于纸上并且围绕线圈的第一部分181且拉紧，以保持在位并压缩线圈的第一部分181。图17示出了被包裹和压缩的第一部分181。
在226中，其它销集(例如，第一销集120)被从芯轴108的第一端部144移除，并且线圈的第二部分186被缠绕和压缩。图18示出了第一销集120被移除。线圈的第二部分186可以从线圈的中心182沿着芯轴108延伸至线圈的近端187。第二部分186可以例如用第一保护层的第二部分188来缠绕，然后通过第二扎线带189压缩。第一保护层的第二部分188可包括纸。第二扎线带189可以置于纸上并且围绕线圈的第二部分186且拉紧，以保持在位并压缩线圈的第二部分186。图19示出了被缠绕并压缩的第二部分。
在228中，电阻被测量。相集中的每一个的电阻(例如，3-相集线圈组件的r1、r2和r3)可以被测量。串联连接的各相的总电阻rtot可以被测量。在相集之间的电阻可以被测量。在相集中的每一个和芯轴108之间的电阻(例如，r1m、r2m、r3m，其中1、2和3为相集编号，并且m是指芯轴)也可以被测量。所述电阻可以为参考目的而被测量，然后验证以检查相集在任务230-246期间是否已损坏，和/或监测由于执行任务230-246导致的电阻中的变化。
在230中，从线圈移除第一保护层和扎线带185、189。在231中，保持层190被施加到中心部分和线圈的外部(或外表面)上，以将线圈保持在位。保持层190可包括聚酰亚胺膜。这在图20中示出。
在232中，热电偶192和第二保护层193被施加到线圈(或线圈主体194)。热电偶192被施加以监测在线圈的压缩和/或熔合期间线圈的温度，如在以下任务中执行的。第二保护层193可包括聚酰亚胺膜并防止刮伤线圈的线。例如，温度可以由图10的控制模块138或由另一个控制模块来监测。在以下任务中，如果由热电偶192所指示的温度超出预定温度，则可以停止压缩和/或熔合，和/或可以减少施加到线圈的电流。供应至线圈的功率和/或电流可以经由功率源233(图10中示出)提供，功率源233可以经由控制模块138或其它控制模块来控制。功率源233可以直接连接到线圈，或者可以经由控制模块连接到线圈。
热电偶192可以被施加到线圈的任何部分和/或连接到控制模块138(或其它控制模块)。热电偶192可以被施加到线圈主体194的近端，以便在以下任务期间不妨碍线圈主体194的压缩。热电偶192可以在任务231期间或另一任务期间施加。可以施加和监测多于一个热电偶。
图21示出了施加在线圈的远侧部分和/或中心部分上的第二保护层193。图22示出了施加到(i)线圈的远侧部分和中心部分以及(ii)线圈的近侧部分的一部分的第二保护层193。虽然未示出，但第二保护层可以覆盖线圈的近侧部分的全部。第二保护层193被施加在线圈的外部(或外表面)上。
在234中，线圈的远侧部分和中心部分以及芯轴108的第一端部144滑入套管中。套管可以是c形的，并且由例如不锈钢形成。套管可以基于线圈的最终预定尺寸被定位在线圈上。例如，套管可以最多滑动至线圈的近端(或近侧部分)，而不滑动到线圈的近端上。这是因为线圈的近端在接下来的任务期间可能未被压缩，或者可能被最少地压缩。因此，线圈的近端可具有比线圈的远侧部分和中心部分的外径更大的外径。这可以基于其中放置有线圈的马达外壳中的内部尺寸。套管的施加可以至少部分地压缩线圈的远侧部分和中心部分。图22示出了在线圈的远侧部分和中心部分上的c形套管195的示例。
在236中，相集被串联地连接，并且预定量的电流被施加到相集以将线预熔合在一起。例如，20安培(a)的直流电流可以被施加到相集，以加热并熔合线。
在238中，线圈、套管和芯轴108被放入和/或推入压力机100的基部102中。套管可以被放入基部102中，使得套管的开口(或口部)239面向上和/或面朝基部102之外，并可从基部102的顶部看到。这在图23中示出。基部102的一些内部尺寸匹配或类似于线圈和套管的外部尺寸。基部102可以是蛤壳形或c形的，如图所示，并且具有开口，线圈、套管和芯轴108通过该开口来设置。由于任务236，当被放入基部102中时，线圈、套管和/或芯轴108的温度可以大于预定温度。
在240中，压力机的压缩块104被放入基部102的开口中以及线圈、套管和芯轴108上。压缩块104的一些内部尺寸可以匹配或类似于线圈主体的外部尺寸。压力被施加在压缩块104上并因此施加到套管，以压缩线圈。压缩块104可以被向下推入基部102中，直到压缩块104的顶部表面196(i)高出基部102的顶部表面197第一预定量，(ii)与基部102的顶部表面197齐平，或(iii)低于基部102的顶部表面197第二预定量。在压缩块104上的压力可以增加至预定量，以提供预定量的压缩。图24示出了压力机100，其中压缩块104在线圈、套管和芯轴108上和基部102上方。芯轴108的第二端部168和线集的端部延伸到在压力机的一侧199上的开口198之外。
在241中，线圈被第二次熔合。电流被施加到相集。相集可以如任务236中那样被串联连接，和/或可以仍从任务236起被串联连接。直流电流被施加到相集以将线加热至预定温度。这可以通过控制模块138和/或另一个控制模块来控制。功率可以经由功率源233提供。预定温度可以是例如200℃±10℃。直流电流可以以预定速率缓慢地斜坡上升至最多预定的电流水平，以提供对线的均匀加热。预定的电流水平和预定温度可以保持预定的时间段。
在242中，压缩块104被进一步向下推入基部102中。施加到压缩块104的压力可以与在240中施加的压力量相同或更大。压缩块104可以被向下推入基部102中，直到压缩块104的顶部表面196与基部102的顶部表面197齐平或低于基部102的顶部表面197第三预定量。第三预定量可以与第二预定量相同或不同。
在243中，如果线圈、套管和芯轴108要被旋转，则可以执行任务244，否则可以执行任务245。在244中，压缩块104可以从基部102被移除，并且线圈、套管和/或芯轴108可以在基部102中轴向地旋转。任务234可以在任务244之后执行。
任务234-244可以被重复预定次数，使得线圈、套管和/或芯轴108被旋转和压缩预定次数，以在线圈上提供均匀量的压缩，使得线圈主体具有圆的外部尺寸。线圈的每次旋转可包括轴向地旋转线圈上的套管。
在245中，压缩块104被从基部102移除，并且线圈、套管和芯轴108被从压力机100移除。在246中，套管被从线圈移除，并且线圈被从芯轴108移除。这可包括从线圈主体194移除所述一个或多个热电偶和第二保护层193。线圈可以被扭绞以从芯轴分开线圈。
在248中，在228中测量的电阻可以被重新测量并与在228中测量的电阻相比较。如果第二次测量的电阻相比第一次测量的对应电阻超出预定范围，则线和/或线圈中的一者或多者可能被损坏。电阻可以在从芯轴108移除线圈之前被测量，以便获得相集和芯轴108之间的电阻(例如，电阻r1m、r2m和r3m)。在248中，线圈主体194的尺寸可以被测量并与预定尺寸相比较，以确保线圈主体194在预定尺寸的预定范围内。这可包括测量线圈主体194的长度、外径和内径。该方法可以在250中结束。
以上所述的任务意在示例性的说明；各任务在重叠时间段期间可被顺序地、同步地、同时地、连续地执行，或根据应用而以不同次序执行。另外，根据实施和/或时间的顺序，可以不执行或跳过任何一个任务。
上面的描述本质上仅是示例性的并且决不是要限制本公开、其应用或用途。本公开的广义教导可以以各种形式实施。因此，虽然本公开包括具体示例，但本公开的真正范围不应局限于此，因为在研究附图、说明书和随附权利要求书的基础上其它修改将变得显而易见。如本文所用，短语“a、b和c中的至少一个”应被理解为表示逻辑(a或b或c)，使用的是非排它性逻辑关系或；并且不应理解为表示“a中的至少一个、b中的至少一个和c中的至少一个”。应当理解，方法内的一个或多个步骤可以以不同次序(或同时地)执行，而不改变本公开的原理。
在包括以下定义的本申请中，术语“模块”或术语“控制器”可以用术语“电路”代替。术语“模块”可以表示、作为其一部分或包括：专用集成电路(asic)；数字、模拟或模数混合电路；数字、模拟或模数混合集成电路；组合逻辑电路；现场可编程门阵列(fpga)；执行代码的处理器电路(共享、专用或成组)；存储由处理器电路执行的代码的存储器电路(共享、专用或成组)；提供所述功能的其它合适的硬件部件；或上述中的一些或全部的组合，例如在片上系统中。
模块可包括一个或多个接口电路。在一些示例中，接口电路可包括有线或无线接口，其连接到局域网(lan)、互联网、广域网(wan)、或它们的组合。本公开的任何给定模块的功能可以分布在经由接口电路连接的多个模块之间。例如，多个模块可以允许负载平衡。在另一示例中，服务器(也称为远程或云)模块可以代表客户端模块实现一些功能。
上文所用术语“代码”可包括软件、固件和/或微代码，并且可指程序、例程、函数、类、数据结构和/或对象。术语“共享的处理器电路”涵盖执行来自多个模块的一些或全部代码的单个处理器电路。术语“成组的处理器电路”涵盖与附加的处理器电路结合而执行来自一个或多个模块的一些或全部代码的处理器电路。对多个处理器电路的引用涵盖在分立的管芯上的多个处理器电路、在单个管芯上的多个处理器电路、单个处理器电路的多个内核、单个处理器电路的多个线程、或上述的组合。术语“共享的存储器电路”涵盖执行来自多个模块的一些或全部代码的单个存储器电路。术语“成组的存储器电路”涵盖与附加的存储器结合存储来自一个或多个模块的一些或全部代码的存储器电路。
术语“存储器电路”是术语“计算机可读介质”的子集。如本文所用，术语“计算机可读介质”不涵盖通过介质(例如在载波上)传播的暂时性电气或电磁信号；因此，术语“计算机可读介质”可以被视为有形和非暂时性的。非暂时性有形计算机可读介质的非限制性示例为非易失性存储器电路(例如，闪存存储器电路、可擦除可编程只读存储器电路或掩模只读存储器电路)、易失性存储器电路(例如，静态随机存取存储器电路或动态随机存取存储器电路)、磁存储介质(例如，模拟或数字磁带或硬盘驱动器)、以及光学存储介质(例如，cd、dvd或蓝光盘)。
本申请中描述的装置和方法可以由专用计算机部分地或完全地实施，该专用计算机通过将通用计算机构造成执行在计算机程序中具体化的一个或多个特定功能而形成。上述功能框和流程图元素用作软件规范，其可通过技术人员或程序员的例行工作转化为计算机程序。
计算机程序包括存储在至少一个非暂时性有形计算机可读介质上的处理器可执行指令。计算机程序还可包括或依赖于所存储的数据。计算机程序可以涵盖：基本输入/输出系统(bios)，其与专用计算机的硬件交互；设备驱动程序，其与专用计算机的特定设备交互；一个或多个操作系统；用户应用程序；后台服务；后台应用程序等。
计算机程序包括：(i)待解析的描述性文本，例如，html(超文本标记语言)或xml(可扩展标记语言)，(ii)汇编代码，(iii)由编译器从源代码生成的目标代码，(iv)用于由解释器执行的源代码，(v)用于由即时编译器编译和执行的源代码，等等。仅作为示例，源代码可以使用来自包括下列的语言的语法编写：c、c++、c#、objectivec、haskell、go、sql、r、lisp、
权利要求中叙述的元件中没有一个意图表示在35u.s.c.§112(f)的含义内的“装置+功能元件”，除非使用短语“用于...的装置”来明确地叙述元件，或者在使用短语“用于...的操作”或“用于...的步骤”的方法权利要求的情况中。
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