扁线定子绕组转移装置以及夹取扁线定子绕组的方法与流程

本发明涉及发卡电机的定子绕组加工，具体涉及到一种扁线定子绕组转移装置以及夹取扁线定子绕组的方法。

背景技术：

现有的发卡电机采用扁线定子绕组，扁线定子绕组通常包括多个如图1所示的u型线圈。该u型线圈由截面为非圆形的扁线制成，包括两根直立导线以及连接在两根直立导线之间的横向连接导线。扁线定子绕组中，各u型线圈的直立导线与其他的u型线圈的直立导线连接，构成完整的绕组。

组装扁线定子绕组的过程中，需要将各u型线圈的直立导线插入定子铁心的插槽中。现有技术中该过程通常由人工完成，然而扁线定子绕组结构复杂，人工装配的效率以及成品率均不理想，因此需要使用机器进行自动化的装配。

在自动化装配的过程中，需要将总的扁线定子绕组分为若干个单层或多层的扁线定子绕组进行分层装配。每层扁线定子绕组呈筒形，包括若干个叠瓦状排列的u型线圈。在分层装配的过程中，各u型线圈需要在专用治具中进行装配形成单层或多层的扁线定子绕组，装配完成后再将扁线定子绕组转移至定子铁心中，然而现有技术中缺项相应的转移装置。

技术实现要素：

本发明针对现有技术中存在的问题，提供了一种扁线定子绕组转移装置，该装置利用夹持机构对扁线定子绕组进行夹取，解决了现有技术中缺乏转移扁线定子绕组的装置的问题。具体方案如下：

一种扁线定子绕组转移装置，扁线定子绕组(1)呈圆筒形，包括多数量开口朝向同一方向、且相互呈叠瓦式排列的u型线圈(11)；

所述扁线定子绕组转移装置包括设置在所述扁线定子绕组(1)的内侧、呈圆柱状的柱状内撑机构(2)和设置在所述扁线定子绕组外侧呈圆环形的环状外支撑机构(3)；

所述柱状内撑机构(2)的外圈由多个可向中心收缩和向外推伸移动的顶推单元(21)构成，整体收缩时可从所述扁线定子绕组(1)顶部的开口伸入或移出，整体外推时所述顶推单元(21)抵住圆筒形扁线定子绕组(1)内侧；

所述环状外支撑机构(3)的内圈为可收张结构，由通过夹取驱动机构(31)驱动且与顶推单元(21)相对设置的多数量取件外夹(32)构成圆弧内圈，在向内收紧状态时与整体外推的所述柱状内撑机构(2)配合，夹持所述扁线定子绕组(1)的u型线圈(11)。

本发明的进一步改进在于，所述柱状内撑机构(2)包括多个以圆周排列、并夹持在两个导向板之间的顶推单元(21)；

两个所述导向板平行配置，可以围绕所述导向板的中心相对旋转；

所述顶推单元(21)的上侧或下侧以圆柱销插入所述导向板上开设的圆弧滑槽或斜向滑槽；

所述顶推单元(21)的另一侧以凸条或凹槽结构与另一导向板上呈放射状排列的凹槽或凸条构成径向滑动结构；

两所述导向板相对旋转时，所述顶推单元(21)在上下复合轨迹作用下向外侧推移或收缩。

本发明的进一步改进在于，所述顶推单元(21)的两侧设置有翼板(213)，相邻所述顶推单元(21)的翼板(213)交叠设置；所述翼板(213)延伸至所述顶推单元(21)与所述扁线定子绕组(1)接触的端面。

本发明的进一步改进在于，开设有所述圆弧滑槽或斜向滑槽的导向板的中心开设有通孔；一固定轴穿过所述通孔与另一所述导向板的中心固定连接；所述固定轴的外侧套设有筒形轴，所述筒形轴与中心开设有通孔的导向板的中部固定连接。

本发明的进一步改进在于，所述取件外夹(32)朝向所述扁线定子绕组(1)的一侧设置有若干个限位齿(323)；夹持扁线定子绕组(1)时，所述限位齿(323)插设在所述扁线定子绕组(1)中相邻直立导线(111)之间的空隙中。

本发明的进一步改进在于，所述夹取驱动机构(31)包括平行设置的固定导向环板(311)以及旋转导向环板(312)；

各所述取件外夹(32)设置在固定导向环板(311)以及旋转导向环板(312)之间，沿着所述固定导向环板(311)的内边缘呈圆周状排列；

所述取件外夹(32)的一侧以导向滚轮(322)插入所述旋转导向环板(312)上的圆弧滑槽或斜向滑槽；

所述取件外夹(32)的另一侧以凸条或凹槽结构与所述嵌入固定导向环板(311)上呈放射状排列的凹槽或凸条构成径向滑动结构；

所述固定导向环板(311)以及旋转导向环板(312)相对转动时，各所述取件外夹(32)在所述固定导向环板(311)以及旋转导向环板(312)的复合作用下向中心收缩或向外推伸移动。

本发明的进一步改进在于，所述夹取驱动机构(31)包括两个所述固定导向环板(311)以及一个旋转导向环板(312)；两个所述固定导向环板(311)相对设置，所述旋转导向环板(312)设置在两个所述固定导向环板(311)之间；所述旋转导向环板(312)与两个所述固定导向环板(311)之间均设置有取件外夹(32)。

本发明还包括一种夹取扁线定子绕组的方法，其包括以下步骤：

将环状外支撑机构(3)套设在扁线定子绕组(1)的外侧，并将柱状内撑机构(2)插入所述扁线定子绕组的内侧，使得环状外支撑机构(3)的取件外夹(32)与柱状内撑机构(2)的顶推单元(21)相对设置；

控制所述柱状内撑机构(2)的顶推单元(21)向外侧扩张，使得所述顶推单元(21)顶推所述扁线定子绕组(1)的内侧，并通过夹取驱动机构(31)驱动取件外夹(32)向内顶推扁线定子绕组(1)的外侧，以实现对所述扁线定子绕组(1)的夹取。

本发明的优点在于：

(1)柱状内撑机构与环状外支撑机构相配合，可以将装配完成的扁线定子绕组完整地夹起并转移；

(2)柱状内撑机构的外径与环状外支撑机构的内径均可通过顶推单元以及取件外夹的伸缩距离进行改变，使得绕组转移装置可适应不同尺寸的扁线定子绕组，具有较好的泛用性；

(3)在转运过程中，取件外夹上的限位齿可以使得相邻的直立导线保持间距，便于各直立导线插入定子铁芯的导线槽中；

(4)柱状内撑机构与环状外支撑机构的轴线长度较短，占用空间小，可使得设备更加紧凑。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为u型线圈的立体视图；

图2为扁线定子绕组的立体视图；

图3为扁线定子绕组转移装置的立体视图；

图4为柱状内撑机构的立体视图；

图5为柱状内撑机构的爆炸图；

图6为第二导向板朝向第一导向板一侧的示意图；

图7为环状外支撑机构的爆炸图；

图8为取件外夹的立体视图。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的步骤以及详细的结构，以便阐释本发明的技术方案。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。

如图1、2所示，本发明的实施例包括一种扁线定子绕组转移装置，该装置用于在将收紧后的扁线定子绕组1从治具向定子铁心转移的过程中夹取扁线定子绕组1，防止扁线定子绕组1中的各u型线圈11错位散开。扁线定子绕组1包括多个u型线圈11，各u型线圈11开口朝向同一方向，相互呈叠瓦式排列形成筒形结构。每个u型线圈11包括两根直立导线111，各直立导线111位于上述筒形结构的侧壁，且与筒形结构的轴线平行。

如图3、4所示，本发明实施例中，扁线定子绕组转移装置包括圆柱形的柱状内撑机构2以及圆环形的环状外支撑机构3。柱状内撑机构2用于设置在扁线定子绕组1的内侧，环状外支撑机构3的内缘呈环形，用于套设在扁线定子绕组1的外侧。柱状内撑机构2以及环状外支撑机构3相配合可以夹持扁线定子绕组1，以便将扁线定子绕组1从装配治具中转移至定子铁芯中。

本发明的扁线定子绕组转移装置的工作原理为：柱状内撑机构2的外圈由多个可向中心收缩和向外推伸移动的顶推单元21构成。各顶推单元21的外端面214组合形成类圆柱面，柱状内撑机构2的外圈整向外推伸移动时，各顶推单元21外端面214抵住扁线定子绕组1的内侧面。柱状内撑机构2的外圈整向中心收缩时，各顶推单元21向内移动，使得柱状内撑机构2可以从扁线定子绕组1顶部的开口伸入或移出。环状外支撑机构3的内圈为可收张结构，由夹取驱动机构31驱动的多个取件外夹32构成圆弧内圈。环状外支撑机构3在向内收紧状态时与整体外推的柱状内撑机构2配合，以夹持所述扁线定子绕组1周边的u型线圈11。在夹持过程中，柱状内撑机构2的顶推单元21与环状外支撑机构3的取件外夹32相对设置。

如图4、5、6所示，本实施例中，柱状内撑机构2的各顶推单元21同步运动。为了驱动顶推单元21向中心收缩和向外推伸移动，柱状内撑机构2还包括两个导向板221、222；各顶推单元21夹持在导向板221以及导向板222之间。导向板221以及导向板222平行配置，导向板222可围绕其中心与另一导向板221相对旋转。

顶推单元21的上侧或下侧以圆柱销212插入导向板222上开设的圆弧滑槽或斜向滑槽中，顶推单元21的另一侧以凸条或凹槽结构与另一导向板221上呈放射状排列的凹槽或凸条构成径向滑动结构。当导向板221与导向板222相对旋转时，导向板222上的圆弧滑槽或斜向滑槽通过圆柱销212推动顶推单元21移动，而顶推单元21与导向板221构成的径向滑动结构限制了顶推单元21的运动方向，因此顶推单元21会在上下复合轨迹作用下向外侧推移或收缩。

在一个具体实施例中，导向板221朝向另一导向板222的一侧开设有多个呈放射状排列的凹槽224，各凹槽224沿着圆形的导向板221的径向延伸。凹槽224的数目与顶推单元21的数目相同，各顶推单元21上设置有与凹槽224相适配的凸条211。顶推单元21的凸条211嵌设在相对的凹槽224中，使得顶推单元21与导向板221构成径向滑动结构。

在另一个具体实施例中，导向板221上设置沿径向方向延伸的凸条(与凹槽224的分布方式相同)，顶推单元21上开设有与凸条相对应的凹槽结构，导向板221的凸条嵌设在顶推单元21的凹槽结构中，使得顶推单元21与导向板221构成径向滑动结构。

在另外一个具体实施例中，导向板222朝向另一导向板221的一侧开设有多个圆弧滑槽225，各圆弧滑槽225均匀环绕分布在导向板222的中心周围；各圆弧滑槽225形状相同，使得各顶推单元21可以同步伸缩。

在该实施例中，导向板221以及导向板222均为圆形。在导向板222的中心开设有通孔。柱状内撑机构2还包括内轴227、外轴226以及外轴驱动电机(图中未示出)。内轴227的端部与导向板221的圆心处垂直固定连接；外轴226套接在内轴227的外侧，其端部与导向板222固定连接，外轴驱动电机与外轴226传动连接。外轴驱动电机通过驱动外轴226转动，带动导向板222转动，此时导向板221保持静止，各顶推单元21会在导向板222以及导向板221相对转动的作用下同步地向中心收缩或向外推伸移动。

如图4、5所示，在该实施例中，顶推单元21的主体呈条形，顶推单元21的两侧设置有翼板213，相邻顶推单元21的翼板213交叠设置。翼板213延伸至顶推件21与扁线定子绕组1接触的外端面214。翼板213交叠设置，可以避免各顶推单元21向外推伸运动时各顶推单元21之间出现空隙，还可避免各顶推单元21向中心收缩时相互发生干涉。

柱状内撑机构2的实现方式不限于上述的顶推单元21单层分布的实现方式。在一些实施例中，可采用两个固定的导向板221以及一个旋转的导向板222，导向板222位于两个平行的导向板221之间；在导向板222与任意一个导向板221之间均可分布一层顶推单元21，各顶推单元21呈放射状分布，且两层顶推单元21可交错分布，使得柱状内撑机构2的直径更小，还可使得柱状内撑机构2采用行程更大的顶推单元21。

如图8所示，在一个具体实施例中，取件外夹32朝向扁线定子绕组1的一侧设置有两个限位齿323，两个限位齿323之间的间距与u型线圈11的直立导线111的线宽相适配。夹持扁线定子绕组1时，限位齿323插设在所述扁线定子绕组1中相邻直立导线111之间的空隙中。限位齿323可以在夹取扁线定子绕组1的过程中使得直立导线111保持适当的间隙，避免直立导线111错位，使得各直立导线111的底脚的位置与定子铁心的线槽位置相匹配。

如图3、7所示，各取件外夹32可同步运动，为了驱动取件外夹32同步运动，环状外支撑机构3的夹取驱动机构31包括平行设置的固定导向环板311以及旋转导向环板312。各取件外夹32设置在固定导向环板311以及旋转导向环板312之间，沿固定导向环板311的内边缘呈圆周状分布，并环绕固定导向环板311的中心。

固定导向环板311以及旋转导向环板312相对转动时，各取件外夹32向中心收缩和向外推伸移动，取件外夹32的运动方向由旋转导向环板312的旋转方向决定。

为了实现这一功能，取件外夹32的一侧以导向滚轮322插入所述旋转导向环板312上的圆弧滑槽或斜向滑槽，导向滚轮322可降低取件外夹32运动过程中的阻力。取件外夹32的另一侧以凸条或凹槽结构与所述嵌入固定导向环板311上呈放射状排列的凹槽或凸条，并与固定导向环板311构成径向滑动结构。固定导向环板311以及旋转导向环板312相对转动时，各取件外夹32在所述固定导向环板311以及旋转导向环板312的复合作用下向中心收缩或向外推伸移动。

在一个具体实施例中，夹取驱动机构31包括两个固定导向环板311以及一个旋转导向环板312，两个固定导向环板311相对平行设置；旋转导向环板312设置在两个固定导向环板311之间，并与两个固定导向环板311相互平行。

取件外夹32的主体呈条形，在固定导向环板311上开设有呈放射状排列的凹槽314，取件外夹31的主体作为凸条结构嵌设在凹槽314中，使得取件外夹32与固定导向环板311构成径向滑动结构。

旋转导向环板312上开设有圆弧滑槽315，每个取件外夹32上设置有一个导向滚轮322。每个导向滚轮322与一个圆弧滑槽315相对应。当旋转导向板转动322时，圆弧滑槽315通过导向滚轮322推动取件外夹32移动，受限于取件外夹32与固定导向环板311构成径向滑动结构，使得取件外夹32在固定导向环板311以及旋转导向环板312的复合作用下向中心收缩或向外推伸移动。为了使得各取件外夹32可以同步运动，旋转导向环板312上的各圆弧滑槽315需要形状相同且均匀分布在旋转导向环板312的云心周围。

夹取驱动机构31的组成方式不限于上述实施例的方式；夹取驱动机构31还可采用两片旋转导向环板312以及一片固定导向环板311的构型。在此构型下，固定导向环板311设置在两个旋转导向环板312之间，取件外夹32分布在固定导向环板311于旋转导向环板312之间。为了确保各取件外夹32同步运动，两个旋转导向环板311也需要同步转动。在各实施例中，旋转导向环板311均需要驱动器转动的旋转驱动机构(附图中未示出)。

本发明的实施例还包括一种使用上述扁线定子绕组转移装置的夹取扁线定子绕组的方法，其包括以下步骤：

(1)将环状外支撑机构3套设在扁线定子绕组1的外侧，并将柱状内撑机构2插入扁线定子绕组1的内侧，使得环状外支撑机构3的取件外夹32与柱状内撑机构2的顶推单元21相对设置；

(2)控制柱状内撑机构2的顶推单元21向外侧扩张，使得顶推单元21顶推所述扁线定子绕组1的内侧，并通过夹取驱动机构31驱动取件外夹32向内顶推扁线定子绕组1的外侧，以实现对所述扁线定子绕组1的夹取。

本发明的实施例的有益技术效果为：柱状内撑机构2的各顶推单元21的移动距离可通过第二导向板222的旋转角度进行调节；而环状外支撑机构3的取件外夹32的移动距离可通过旋转导向环板312的转动角度进行调节。因此，通过控制第二导向板222以及旋转导向环板312的旋转角度，可使得取件外夹32以及顶推单元21适应不同外径和内径的扁线电机定子绕组，增强了扁线定子绕组转移装置的泛用性。

以上对本发明的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本发明的实质内容。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。