[发明专利]一种线圈成型装置

说明书

本发明涉及一种线圈成型装置，包括龙门支架，用以支撑线圈成型装置各部件在竖直空间内的位置及相互之间的装配；平面旋转部，固定在与龙门平面相正交的水平平面内，平面旋转部采用中空圆环型旋转体，中空圆环型旋转体中心为中空通道，用于待成型线圈的基体通过；垂直移动部，用于使得基体在竖直平面内的任意位置或姿势的变动；末端执行部，固定设置在平面旋转部上，能够沿中空通道周向运动，用于将电磁线成型于基体表面；控制部，用于控制垂直移动部和末端执行部运动，通过控制末端执行部始终垂直接触于待成型线圈的基体表面，并通过控制垂直移动部实现基体在竖直平面内的任意位置或姿势的变动，以完成电磁线在基体表面的成型工作。

技术领域

本发明是关于一种线圈成型装置，涉及线圈加工领域。

背景技术

电磁线圈广泛用于核磁共振、靶向给药、磁热疗及粒子加速器等领域中。但是随着科学技术发展，需要设计的三维磁场结构越来越复杂，相应的电磁线圈也要绕制成复杂三维结构，如Cos(nθ)型线圈、斜螺线管型线圈、蛇型线圈等。特别是在粒子加速器中，需要多种复杂的三维场来控制和约束带电粒子，例如粒子加速器中需要设置二极、四极和六极磁场，这就需要设置例如马鞍型等形状的线圈。

现有技术中，虽然有自动绕线的绕线机，但是此种绕线机通常只能将线圈绕制成横截面为圆型的普通线圈。对于复杂结构的线圈，通常还是通过半自动或纯人工绕制的方式制作完成，生产效率低，费时费力，且电磁线圈绕制质量依赖于工人的经验和责任心，不能很好地满足核磁共振、靶向给药、磁热疗及粒子加速器等精密装置的需要。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种能够将电磁线绕制成任意形状，提高复杂结构线圈的生产效率和合格率的线圈成型装置。

为了解决上述问题，本发明采用的技术方案为：一种线圈成型装置，该装置包括：

龙门支架，用以支撑所述线圈成型装置各部件在竖直空间内的位置及相互之间的装配；

平面旋转部，固定在与龙门平面相正交的水平平面内，所述平面旋转部采用中空圆环型旋转体，所述中空圆环型旋转体中心为中空通道，用于待成型线圈的基体通过，且所述中空通道的内壁和基体外壁之间具有间隙；

垂直移动部，用于使得基体在竖直平面内的任意位置或姿势的变动；

末端执行部，固定设置在所述平面旋转部上，能够沿中空通道周向运动，用于将电磁线成型于基体表面；

控制部，用于控制所述垂直移动部和末端执行部的运动，通过控制所述末端执行部始终垂直接触于待成型线圈的基体表面，并通过控制所述垂直移动部实现所述基体在竖直平面内的任意位置或姿势的变动，以完成电磁线在所述基体表面的成型工作。

进一步地，所述龙门支架包括底板、支撑架和龙门柱，所述底板顶部固定设置若干组支撑架，每一组所述支撑架上固定插设一根龙门柱。

进一步地，所述垂直移动部包括由若干个可独立运动的滑块、若干个臂杆和若干个滑轨，每一所述滑轨均固定设置在所述龙门柱，每一所述滑轨上滑动设置有两所述滑块，每一所述滑块通过相应臂杆连接所述基体。

进一步地，每一所述龙门柱上设置有用于精确定位的光栅尺和驱动所述滑块运动的丝杠和伺服电机，所述控制部通过控制伺服电机使得所述滑块运动。

进一步地，所述控制部通过控制所述滑块使得基体中心轴始终过中空通道中心，且所述末端执行部与基体始终保持垂直接触，以保证线圈成型精度。

进一步地，所述中空圆环型旋转体的顶部活动设置有用于固定所述末端执行部的载物台。

进一步地，所述基体为直管或弯管。

进一步地，所述弯管的弯曲角度为10°～60°。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：