[发明专利]一种回转式自行车电动机绕线机

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于电动机线圈绕制的绕线机，尤其是能够实现高密度多槽铁心线圈绕制的回转式自行车电动机绕线机。

背景技术

电机转子特别是电动自行车和摩托车等一体化电机的转子铁芯，通常种类繁多，结构复杂，目前，电动自行车最常用的电动机为有刷无齿电动机和无刷无齿电动机。有刷电机与无刷电机的区别在于，有刷电机是由炭刷与换向器进行机械换向，而无刷电机则是通过霍耳元件感应信号并由控制器完成电子换向。

有刷无齿电动机的种类较多，有刷无齿电动机主要由转子线圈、定子磁钢、左右侧盖、碳刷、换向器、电动机轴和轴承等组成。有刷无齿电动机定子上的磁钢通常为5～7对，转子电枢的槽数通常为39～57个。转子绕组与换向片相连，经换向器和碳刷与外电路接通。转子绕组通电后产生的磁场与定子磁钢的磁场相作用而驱动转子转动。有刷无齿电动机属于低速电动机，由于转子在电动机外部，故称之为外转子式电动机。有刷无齿电机没有齿轮减速机构，其动力性能和爬坡能力相对较弱，但冲击力小、运行安全，由于速度较低，电刷磨损通常只有有刷有齿电机的1/16左右，因无齿轮减速装置噪音也较小。此外，由于电枢绕组固定在轮子外壳内，借助转动的外壳和辐条，热量容易散发。

无刷无齿电动机主要由转子磁钢、定子绕组、轴承和左右侧盖等组成。无刷无齿电动机的定子绕组通常通过一定的规律镶嵌在绕组支承体的槽内而形成三相绕组，三相绕组的接线常采用星形连接。定子绕组通电后在电动机转子与定子的气隙内产生磁场并与永久磁钢的磁场相作用而产生转矩，驱使电动机转动。无刷无齿电动机也属于低速电动机。无刷电机由于采用电子换向装置，不仅转速精度高，而且从根本上消除了电刷磨损，不需要到期更换电刷，并且噪音很小。无刷无齿电机虽然电路复杂，造价也相对较高，但优势明显。

上述低速自行车电动机通常槽数较多，槽间隙很小，最小的甚至不到2mm，给自动绕制带来很大困难。由于传统绕线机主要适用于绕制圆筒式线圈，目前国内外主要采用手工方法绕制自行车电动机绕组，在中国市场尚未见自行车电动机自动绕制设备销售。

自行车电动机绕组自动绕制的难点在于绕组支承体铁芯结构复杂、槽间隙很小、绕线空间不充裕，绕制过程中由于转速较快，张力较大，可能出现绝缘层损坏和断线现象，绕制速度的变化还可能导致槽内线圈的松弛和紊乱，另外，绕制完成后的绕组还存在槽内空隙较大，填充系数较低等问题。

200510087484.9公开了日本产业株式会社申请的“电枢线圈绕线机及绕线方法”。该专利申请针对较薄的电枢绕制，提供了一种高密度圈绕线圈、同时在有限空间内限制线圈端头的绕线机和使用该绕线机绕线的方法。该发明采用活动模、带飞旋器的模滑座和整形结构等实现圈绕动作。虽然该专利能够基本实现高密度圈绕动作，但结构复杂，成本较高，而且效率也不高。

本发明针对自行车电动机绕组绕制的上述现状，提供了一种回转式自行车电动机自动绕线机装置及绕制方法。

发明内容

技术问题：为实现高密度多槽自行车电动机绕组的绕制，本发明针对传统绕线机主要适用于绕制圆筒式绕组和现有自行车电动机绕线机专利结构复杂、成本较高及效率较低等问题，提供一种回转式自行车电动机绕线机，该绕线机结构简单，成本低廉，可有效解决现有自行车电动机不能自动绕制的难题。

技术方案：本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：通过旋转臂的回转运动实现绕制动作，并通过分置于支回架两侧的圆弧面靠模导引漆包线使其自然嵌入到槽中，同时通过下压机构调整所绕线圈的高度以实现均匀绕制。绕完一个支回架后，与电动机铁芯相连的步进电机可以驱动铁芯正向或反向旋转一定角度，使铁芯上待绕的下一个支回架处于待绕工位，从而开始下一个支回架的绕制。

本发明所提供的自行车电动机绕线机主要由回转绕线机构、压线运动机构、压线支承架高度调整机构、自行车电动机铁芯转动机构、计数机构和张紧机构等几个功能模块组成。

回转绕线机构是本发明的主运动机构，该机构主要有主电动机、减速传动轮、绕线盘和绕线管等组成。回转绕线机构能够模仿人手的绕线动作，通过回转运动将引线孔中的漆包线经绕线管缠绕在自行车电动机铁芯的支回架上。

压线运动机构是由凸轮机构驱动的压线架(即摆杆)，其原理是通过回转运动的凸轮驱动弯曲的压线架左右摆动，从而实现压线架的间隙压线动作。

压线支承架高度调整机构由螺杆驱动。绕制过程中，随着绕制的进程变化，绕制在支回架上的漆包线高度需要同步改变，只有同步调节压线支承架高度，才能实现线圈的均匀绕制。为防止支承架转动，通过导杆对其旋转运动进行约束。