專(zhuān)利名稱(chēng)：一種柔性材料繞制設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及柔性材料繞制技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種柔性材料繞制設(shè)備。
背景技術(shù)：
柔性材料繞制設(shè)備，如繞線(xiàn)機(jī)，是自動(dòng)將柔性材料(如繩索、電纜電線(xiàn)、毛線(xiàn)等)繞到套筒上的機(jī)器。目前，已有的繞線(xiàn)機(jī)大多針對(duì)電子電力行業(yè)的線(xiàn)圈繞制，通常采用平繞或蜂繞兩種繞線(xiàn)方式，很少甚至不用考慮線(xiàn)圈拆開(kāi)的方便性，如中國(guó)專(zhuān)利CN1564^4A公開(kāi)的一種適用于繞制變壓器、繼電器、交流接觸器、繞線(xiàn)電阻、電感、儀器儀表等線(xiàn)圈的繞線(xiàn)機(jī)。 但對(duì)于一些實(shí)時(shí)性要求高的特殊用途，如緊急救援、爆破引線(xiàn)等，就要考慮將成捆的線(xiàn)繩迅速拆解開(kāi)，而這類(lèi)線(xiàn)圈或繩捆大多采用簡(jiǎn)單的人工繞制，線(xiàn)圈排線(xiàn)不整齊，加上繩或線(xiàn)等柔性材質(zhì)極易粘捻打結(jié)，不能迅速有效的拆解開(kāi)，嚴(yán)重阻礙了救援等工作的順利進(jìn)行。目前柔性材料繞制設(shè)備的功能較為單一，只能進(jìn)行簡(jiǎn)單的平繞、蜂繞、圓形繞制， 而對(duì)線(xiàn)圈類(lèi)型變化方面的通用性不高，如中國(guó)專(zhuān)利CN102136364A公開(kāi)的一種蜂繞和平繞兩用繞線(xiàn)機(jī)。此外，中國(guó)專(zhuān)利201368706Y提供了一種雷管腳線(xiàn)繞線(xiàn)設(shè)備，包括機(jī)架、減速電機(jī)、 傳動(dòng)模塊、繞線(xiàn)模塊、注塑模塊、脫線(xiàn)打靶模塊以及控制模塊等，采用齒輪傳動(dòng)完成所有旋轉(zhuǎn)動(dòng)作，利用推進(jìn)凸輪和定位凸輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)尺寸固定的繞八字動(dòng)作，其結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，若調(diào)整尺寸須更換凸輪；若8字運(yùn)動(dòng)行程較長(zhǎng)，則需更換成尺寸較大的凸輪，造成設(shè)備重量增加；另外其繞8字動(dòng)作完成后，需要人工完成束腰，剪斷等工序，自動(dòng)化程度不高。

發(fā)明內(nèi)容
要解決的技術(shù)問(wèn)題為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種柔性材料繞制設(shè)備。技術(shù)方案本發(fā)明的技術(shù)方案為所述一種柔性材料繞制設(shè)備，其特征在于包括工作臺(tái)，水平運(yùn)動(dòng)單元，垂直運(yùn)動(dòng)單元和束腰裝置；水平運(yùn)動(dòng)單元包括水平底座，水平伺服電機(jī)，水平絲杠絲母組件，水平滑軌以及水平滑塊；水平滑軌安裝在水平底座上，水平伺服電機(jī)安裝在水平滑軌一端；水平伺服電機(jī)與水平絲杠一端通過(guò)聯(lián)軸器連接，水平伺服電機(jī)帶動(dòng)水平絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)；水平絲杠與水平滑軌平行安裝，水平滑軌上安裝有水平滑塊；在水平絲母上還固定有水平絲母支架；垂直運(yùn)動(dòng)單元包括垂直底座，垂直伺服電機(jī)，垂直絲杠絲母組件，垂直滑軌以及垂直滑塊；垂直底座固定在水平滑塊和水平絲母支架上；垂直滑軌安裝在垂直底座上，垂直伺服電機(jī)安裝在垂直底座一端；垂直伺服電機(jī)與垂直絲杠一端通過(guò)聯(lián)軸器連接，垂直伺服電機(jī)帶動(dòng)垂直絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)；垂直絲杠與垂直滑軌平行安裝，且垂直絲杠垂直于水平絲桿，垂直滑軌上安裝有垂直滑塊；在垂直絲母上還固定有垂直絲母支架；
工作臺(tái)固定在垂直滑塊和垂直絲母支架上，在工作臺(tái)上開(kāi)有出線(xiàn)口 ；束腰裝置包括至少兩個(gè)繞線(xiàn)柱，兩個(gè)懸臂和驅(qū)動(dòng)裝置，在兩個(gè)懸臂上都固定有繞線(xiàn)柱，且所有繞線(xiàn)柱同向平行安裝，都朝向工作臺(tái)；兩個(gè)懸臂的外端部均為圓柱結(jié)構(gòu)，且兩個(gè)懸臂圓柱結(jié)構(gòu)的中心軸線(xiàn)重合；驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)兩個(gè)懸臂沿圓柱結(jié)構(gòu)中心軸線(xiàn)同步轉(zhuǎn)動(dòng)。有益效果本發(fā)明利用相互垂直的兩套運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了工作臺(tái)X軸和Y軸兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)， 可以通過(guò)編程控制兩軸的運(yùn)動(dòng)時(shí)序和行程，能夠進(jìn)行通常的線(xiàn)圈平繞和其他一些線(xiàn)型繞制，如打中國(guó)結(jié)等，而當(dāng)運(yùn)動(dòng)臺(tái)按照[X]形式運(yùn)動(dòng)，能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜的8字繞線(xiàn)，并且增加了束腰裝置，提高了線(xiàn)圈繞制的自動(dòng)化程度。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為垂直運(yùn)動(dòng)單元的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為水平運(yùn)動(dòng)單元的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為束腰裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。其中1、垂直底座；2、垂直伺服電機(jī)；3、垂直聯(lián)軸器；4、垂直絲杠；5、垂直絲母； 6、垂直絲母支架；7、垂直滑軌；8、垂直滑塊；9、水平底座；10、水平伺服電機(jī)；11、水平聯(lián)軸器；12、水平絲杠；13、水平絲母；14、水平絲母支架；15、水平滑軌；16、水平滑塊；17、工作臺(tái)；18、懸臂；19、繞線(xiàn)柱；20、防護(hù)罩；21、懸臂支座；22、懸臂轉(zhuǎn)動(dòng)同步帶；23、傳動(dòng)軸；24、 傳動(dòng)軸支座；25、轉(zhuǎn)軸同步帶；26、步進(jìn)電機(jī)；27、電機(jī)支座；28、出線(xiàn)口。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例描述本發(fā)明參照附圖1，本實(shí)施例中的一種柔性材料繞制設(shè)備包括工作臺(tái)17，水平運(yùn)動(dòng)單元， 垂直運(yùn)動(dòng)單元和束腰裝置。參照附圖3，水平運(yùn)動(dòng)單元包括水平底座9，水平伺服電機(jī)10，水平絲杠絲母組件， 兩條水平滑軌15以及水平滑塊16。水平滑軌通過(guò)螺栓固定安裝在水平底座上，水平伺服電機(jī)安裝在水平滑軌一端，作為水平運(yùn)動(dòng)單元的動(dòng)力源。水平伺服電機(jī)與水平絲杠12—端通過(guò)水平聯(lián)軸器11連接，水平伺服電機(jī)帶動(dòng)水平絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)水平絲母13沿水平絲桿軸向運(yùn)動(dòng)。水平絲杠與水平滑軌平行安裝，水平絲杠處于兩條水平滑軌中間，兩條水平滑軌上分別安裝有兩塊水平滑塊，水平滑塊能夠在水平滑軌上滑動(dòng)。在水平絲母上還固定有水平絲母支架14。水平滑塊和水平絲母支架連接支撐垂直運(yùn)動(dòng)單元，并帶動(dòng)垂直運(yùn)動(dòng)單元整體沿水平方向運(yùn)動(dòng)。參照附圖2，垂直運(yùn)動(dòng)單元包括垂直底座1，垂直伺服電機(jī)2，垂直絲杠絲母組件， 兩條垂直滑軌7以及垂直滑塊8。垂直底座通過(guò)螺栓固定在水平滑塊和水平絲母支架上，從而實(shí)現(xiàn)垂直運(yùn)動(dòng)單元與水平運(yùn)動(dòng)單元的連接。垂直滑軌通過(guò)螺栓固定安裝在垂直底座上， 垂直伺服電機(jī)安裝在垂直底座一端，作為垂直運(yùn)動(dòng)單元的動(dòng)力源。垂直伺服電機(jī)與垂直絲杠4 一端通過(guò)垂直聯(lián)軸器3連接，垂直伺服電機(jī)帶動(dòng)垂直絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)垂直絲母5沿垂直絲桿軸向運(yùn)動(dòng)。垂直絲杠與垂直滑軌平行安裝，且垂直絲杠垂直于水平絲桿，垂直絲杠處于兩條垂直滑軌中間，兩條垂直滑軌上分別安裝有一塊垂直滑塊，垂直滑塊能夠在垂直滑軌上滑動(dòng)。在垂直絲母上還固定有垂直絲母支架6。垂直滑塊和垂直絲母支架連接支撐工作臺(tái)，并帶動(dòng)工作臺(tái)整體沿垂直方向運(yùn)動(dòng)。在工作臺(tái)上開(kāi)有出線(xiàn)口 28，柔性材料從出線(xiàn)口伸出。通過(guò)外部控制系統(tǒng)設(shè)定好水平運(yùn)動(dòng)單元和垂直運(yùn)動(dòng)單元的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，從而實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)的平面復(fù)雜運(yùn)動(dòng)。參照附圖4，束腰裝置包括兩個(gè)繞線(xiàn)柱19，兩個(gè)懸臂18和驅(qū)動(dòng)裝置，兩個(gè)繞線(xiàn)柱分別固定在兩個(gè)懸臂上，并用螺栓固定，且兩個(gè)繞線(xiàn)柱同向平行安裝，都朝向工作臺(tái)。兩個(gè)懸臂的外端部均采用圓柱結(jié)構(gòu)，且兩個(gè)懸臂圓柱結(jié)構(gòu)的中心軸線(xiàn)重合，當(dāng)束腰裝置工作時(shí)，驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)兩個(gè)懸臂沿圓柱結(jié)構(gòu)中心軸線(xiàn)同步轉(zhuǎn)動(dòng)。本實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)裝置包括步進(jìn)電機(jī) 26和傳動(dòng)軸23，步進(jìn)電機(jī)固定在電機(jī)支座27上，通過(guò)步進(jìn)電機(jī)的動(dòng)力通過(guò)轉(zhuǎn)軸同步帶25 傳遞到傳動(dòng)軸上，傳動(dòng)軸由傳動(dòng)軸支座支撐，傳動(dòng)軸兩端通過(guò)懸臂轉(zhuǎn)動(dòng)同步帶22將動(dòng)力傳遞到兩個(gè)懸臂上，從而能夠帶動(dòng)懸臂轉(zhuǎn)動(dòng)。懸臂由懸臂支座21支撐，在懸臂轉(zhuǎn)動(dòng)同步帶上還套有防護(hù)罩20。當(dāng)本發(fā)明工作時(shí)，柔性材料(如金屬線(xiàn))由出線(xiàn)口引出，并用夾子將線(xiàn)頭在繞線(xiàn)柱上固定后，由工作臺(tái)帶動(dòng)將柔性材料繞制到繞線(xiàn)柱上，當(dāng)達(dá)到規(guī)定的圈數(shù)要求時(shí)，工作臺(tái)停止工作，由步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)懸臂以及懸臂上的繞線(xiàn)柱同時(shí)旋轉(zhuǎn)，完成束腰動(dòng)作。繞線(xiàn)柱的直徑和數(shù)量可根據(jù)實(shí)際要求配置。
權(quán)利要求
1. 一種柔性材料繞制設(shè)備，其特征在于包括工作臺(tái)，水平運(yùn)動(dòng)單元，垂直運(yùn)動(dòng)單元和束腰裝置；水平運(yùn)動(dòng)單元包括水平底座，水平伺服電機(jī)，水平絲杠絲母組件，水平滑軌以及水平滑塊；水平滑軌安裝在水平底座上，水平伺服電機(jī)安裝在水平滑軌一端；水平伺服電機(jī)與水平絲杠一端通過(guò)聯(lián)軸器連接，水平伺服電機(jī)帶動(dòng)水平絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)；水平絲杠與水平滑軌平行安裝，水平滑軌上安裝有水平滑塊；在水平絲母上還固定有水平絲母支架；垂直運(yùn)動(dòng)單元包括垂直底座，垂直伺服電機(jī)，垂直絲杠絲母組件，垂直滑軌以及垂直滑塊；垂直底座固定在水平滑塊和水平絲母支架上；垂直滑軌安裝在垂直底座上，垂直伺服電機(jī)安裝在垂直底座一端；垂直伺服電機(jī)與垂直絲杠一端通過(guò)聯(lián)軸器連接，垂直伺服電機(jī)帶動(dòng)垂直絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)；垂直絲杠與垂直滑軌平行安裝，且垂直絲杠垂直于水平絲桿，垂直滑軌上安裝有垂直滑塊；在垂直絲母上還固定有垂直絲母支架；工作臺(tái)固定在垂直滑塊和垂直絲母支架上，在工作臺(tái)上開(kāi)有出線(xiàn)口 ； 束腰裝置包括至少兩個(gè)繞線(xiàn)柱，兩個(gè)懸臂和驅(qū)動(dòng)裝置，在兩個(gè)懸臂上都固定有繞線(xiàn)柱， 且所有繞線(xiàn)柱同向平行安裝，都朝向工作臺(tái)；兩個(gè)懸臂的外端部均為圓柱結(jié)構(gòu)，且兩個(gè)懸臂圓柱結(jié)構(gòu)的中心軸線(xiàn)重合；驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)兩個(gè)懸臂沿圓柱結(jié)構(gòu)中心軸線(xiàn)同步轉(zhuǎn)動(dòng)。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種柔性材料繞制設(shè)備，包括工作臺(tái)，水平運(yùn)動(dòng)單元，垂直運(yùn)動(dòng)單元和束腰裝置；垂直運(yùn)動(dòng)單元連接支撐在水平運(yùn)動(dòng)單元上，并由水平運(yùn)動(dòng)單元帶動(dòng)垂直運(yùn)動(dòng)單元整體水平運(yùn)動(dòng)，工作臺(tái)連接支撐在垂直運(yùn)動(dòng)單元上，從而工作臺(tái)由水平運(yùn)動(dòng)單元和垂直運(yùn)動(dòng)單元帶動(dòng)實(shí)現(xiàn)平面復(fù)雜運(yùn)動(dòng)，束腰裝置包括繞線(xiàn)柱、懸臂和驅(qū)動(dòng)裝置，實(shí)現(xiàn)繞線(xiàn)后的束腰裝置。本發(fā)明利用相互垂直的兩套運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了工作臺(tái)X軸和Y軸兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)，可以通過(guò)編程控制兩軸的運(yùn)動(dòng)時(shí)序和行程，能夠進(jìn)行通常的線(xiàn)圈平繞和其他一些線(xiàn)型繞制，如打中國(guó)結(jié)等，而當(dāng)運(yùn)動(dòng)臺(tái)按照形式運(yùn)動(dòng)，能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜的8字繞線(xiàn)，并且增加了束腰裝置，提高了線(xiàn)圈繞制的自動(dòng)化程度。
文檔編號(hào)B65H54/06GK102556761SQ20121002643
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2012年2月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月7日
發(fā)明者劉建平, 張娜, 李樹(shù)軍, 王增翠, 王潤(rùn)孝, 秦現(xiàn)生, 譚小群 申請(qǐng)人:西北工業(yè)大學(xué)