具备自动绕线功能的电机软磁材料磁性能测试设备

技术领域

本发明涉及磁性材料测试技术领域，具体是具备自动绕线功能的电机软磁材料磁性能测试设备。

背景技术

软磁材料是一种磁性材料，其矫顽力较小，磁导率较高，易于磁化和退磁；因为这些特性，它们被广泛应用于电力设备和电子设备中。在对环形软磁样件进行测量时，由于样件内径比较小，没有合适的绕线设备进行自动绕线，所以通常需要人工操作，然而人工绕线过程中可能会出现漆包线长度估算错误和绕线圈数出错等问题，这些问题会导致需要重新绕线，不仅影响测试结果的稳定性，而且浪费大量人力和时间。

因此，需要开发具备自动绕线功能的电机软磁材料磁性能测试设备以解决上述问题。

发明内容

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：具备自动绕线功能的电机软磁材料磁性能测试设备，包括：

底座；

测试仪，安装于所述底座上；

至少一个旋转定位组件，其设置于所述测试仪的顶部，用于水平定位待测软磁材料环形样件并驱动其转动；

旋转驱动组件，安装于所述底座上，用于驱动弧板进行转动，所述弧板垂直于所述待测软磁材料环形样件，所述弧板在转动过程中能够穿过所述待测软磁材料环形样件；以及供线组件，其设置于所述弧板的一侧，且能够保持竖直向上；其中，所述测试仪、旋转定位组件、旋转驱动组件均由控制器进行统一控制。

进一步，作为优选，所述供线组件包括：

筒体，其一侧垂直延伸有延伸筒，所述延伸筒转动设置于所述弧板的一侧；

转轴，其转动设置于所述筒体中；

绕线轴，其固定于所述转轴上，且所述绕线轴上绕设有两段导线；以及增重块，其固定于所述筒体的底部。

进一步，作为优选，所述绕线轴的顶部固定有挡板。

进一步，作为优选，利用所述旋转定位组件定位所述待测软磁材料环形样件后，所述待测软磁材料环形样件的底部与弧板的圆心所在的水平面之间存在距离为D

进一步，作为优选，所述供线组件的运动轨迹经过所述待测软磁材料环形样件的圆心。

进一步，作为优选，所述弧板包括：

板体，其具有一开口；

基轴，其垂直固定于所述板体的一侧，用于通过轴承转动连接所述延伸筒；以及开设于所述板体外周侧的导槽。

进一步，作为优选，所述基轴上固定有棘轮，所述延伸筒中铰接有对应于棘轮的棘爪，所述棘爪的中部与延伸筒之间设置有支撑弹簧。

进一步，作为优选，所述旋转驱动组件包括：

弧架，其固定于所述底座上；

三个等间距分布且转动设置于所述弧架上的导轮，三个导轮对应于导槽，以便共同承载所述板体，并驱动所述板体转动；以及电机，其固定于所述底座上，所述电机的输出端以及位于底部的两个导轮之间采用皮带传动相连。

进一步，作为优选，所述旋转定位组件包括：

滑槽，其固定于所述测试仪的顶部；

滑座，其滑动设置于所述滑槽中，且由第一伸缩杆驱动；以及设置于所述滑座上的第一转轮和第二转轮，所述第一转轮和第二转轮之间的间距可调。

进一步，作为优选，所述第一转轮转动设置于第一轴座上且具有转动动力，所述第一轴座固定于所述滑座上，所述第二转轮转动设置于第二轴座上，所述第二轴座滑动设置于所述滑座上，所述第二轴座与第一轴座之间设置有第二伸缩杆。

进一步，作为优选，所述第一转轮和第二转轮的结构相同，所述第一转轮包括：

轮体；

环垫，其套设于所述轮体上；以及承载盘，其固定于所述轮体的底部，且所述承载盘的外径大于环垫的外径。

与现有技术相比，本发明提供了具备自动绕线功能的电机软磁材料磁性能测试设备，具备以下有益效果：

本设备中，旋转定位组件能够适应多种参数的待测软磁材料环形样件并调整其水平位置，直至所述供线组件的运动轨迹经过所述待测软磁材料环形样件的圆心，如此则在所述供线组件穿过其中时减少与所述待测软磁材料环形样件产生干涉的情况发生，并且，供线组件能够保持竖直向上，在有限的直径范围内，可以适当的增加供线组件的长度，从而使其具有足够的位置来预先被缠绕足量的导线并能够顺利地穿过待测软磁材料环形样件；本装置整体自动化水平高，且可自由的调节绕线的圈数，操作简便易行。

附图说明

图1为具备自动绕线功能的电机软磁材料磁性能测试设备的平面结构示意图；

图2为具备自动绕线功能的电机软磁材料磁性能测试设备的立体结构示意图；

图3为具备自动绕线功能的电机软磁材料磁性能测试设备中旋转定位组件的平面结构示意图；

图4为具备自动绕线功能的电机软磁材料磁性能测试设备中旋转定位组件的立体结构示意图；

图5为具备自动绕线功能的电机软磁材料磁性能测试设备中第一转轮的立体结构平面示意图；

图6为具备自动绕线功能的电机软磁材料磁性能测试设备中旋转驱动组件的立体结构示意图；

图7为具备自动绕线功能的电机软磁材料磁性能测试设备中弧板的平面结构示意图；

图8为具备自动绕线功能的电机软磁材料磁性能测试设备中弧板的立体结构示意图；

图9为具备自动绕线功能的电机软磁材料磁性能测试设备中供线组件的平面结构示意图；

图10为具备自动绕线功能的电机软磁材料磁性能测试设备中供线组件的立体结构示意图；

图11为具备自动绕线功能的电机软磁材料磁性能测试设备中供线组件的状态示意图一；

图12为具备自动绕线功能的电机软磁材料磁性能测试设备中供线组件的状态示意图二；

图13为具备自动绕线功能的电机软磁材料磁性能测试设备中供线组件的状态示意图三；

图14为具备自动绕线功能的电机软磁材料磁性能测试设备中棘轮与棘爪的平面示意图；

图中：1、底座；2、测试仪；3、控制器；4、旋转定位组件；5、旋转驱动组件；6、弧板；7、供线组件；41、滑槽；42、滑座；43、第一伸缩杆；44、第一轴座；45、第一转轮；46、第二轴座；47、第二伸缩杆；48、第二转轮；451、轮体；452、环垫；453、承载盘；51、弧架；52、导轮；53、电机；61、板体；62、开口；63、基轴；64、导槽；65、棘轮；71、筒体；72、延伸筒；73、转轴；74、绕线轴；75、增重块；76、棘爪。

具体实施方式

实施例一：请参照图1-图13，本发明实施例中，提供了具备自动绕线功能的电机软磁材料磁性能测试设备，包括：

底座1；

测试仪2，安装于所述底座1上；

至少一个旋转定位组件4，其设置于所述测试仪2的顶部，用于水平定位待测软磁材料环形样件并驱动其转动；

旋转驱动组件5，安装于所述底座1上，用于驱动弧板6进行转动，所述弧板6垂直于所述待测软磁材料环形样件，所述弧板6在转动过程中能够穿过所述待测软磁材料环形样件；以及供线组件7，其设置于所述弧板6的一侧，且能够保持竖直向上；其中，所述测试仪2、旋转定位组件 4、旋转驱动组件 5均由控制器 3 进行统一控制。

其中，所述测试仪2为电磁特性测量仪，其能够准确、高效地评估软磁材料的磁性能；

所述供线组件7可同时提供两股导线，在利用供线组件7供给导线时，可采用胶带将两股导线的一端贴附在待测软磁材料环形样件上，然后在驱动供线组件7进行转动，从而实现绕线动作；

两股导线同时绕设于待测软磁材料环形样件上后，其中一股导线作为励磁绕组并与测试仪2电连，另一股导线作为测量绕组并与测试仪2电连，通过测试仪2可实现对于待测软磁材料环形样件的测量；

应当注意的是，待测软磁材料环形样件的内径较小，而供线组件7又必须不断的穿过待测软磁材料环形样件才能够实现绕线动作，并且，为了达到绕线圈数的要求，供线组件7又必须预先被缠绕足量的导线，如此可能会导致供线组件7难以穿过待测软磁材料环形样件；

为了解决该问题，本实施例中，将供线组件7设置于所述弧板6的一侧，且能够保持竖直向上；

也就是说，本实施例中，在有限的直径范围内可以适当的增加供线组件7的长度，从而使其具有足够的位置来预先被缠绕足量的导线；

所述有限的直径范围内指的是：待测软磁材料环形样件的内径较小，而供线组件7需要穿过其中，因此供线组件7整体的外径受待测软磁材料环形样件限制；

因此，在这种限制下，由于供线组件7能够保持竖直向上，因此，可以适当的增加供线组件7的长度。

即使供线组件7的长度较长，由于供线组件7能够保持竖直向上，因此供线组件7依然能够顺利地穿过待测软磁材料环形样件。

更进一步的，所述供线组件7包括：

筒体71，其一侧垂直延伸有延伸筒72，所述延伸筒72转动设置于所述弧板6的一侧；

转轴73，其转动设置于所述筒体71中；

绕线轴74，其固定于所述转轴73上，且所述绕线轴74上绕设有两段导线；以及增重块75，其固定于所述筒体71的底部。

也就是说，本实施例中，将所述供线组件7整体配置为轴状结构，这种结构的优点在于：

在有限的直径范围内尽可能多的被预先缠绕线体；

另外，在保障刚度的情况下，绕线轴74的直径可以尽量小。

为了保证供线组件7能够顺利地穿过待测软磁材料环形样件，所述延伸筒72转动设置于所述弧板6的一侧，并在增重块75的作用下，能够保持供线组件7处于竖直状态；

当然，如图11-图13是供线组件7穿过待测软磁材料环形样件的过程，供线组件7是否始终处于竖直状态取决于供线组件7在穿过待测软磁材料环形样件后供线组件7的顶部是否会与待测软磁材料环形样件产生干涉；

为了减少该干涉，利用所述旋转定位组件4定位所述待测软磁材料环形样件后，所述待测软磁材料环形样件的底部与弧板6的圆心所在的水平面之间存在距离为D

更进一步的讲，在设计所述供线组件7、旋转定位组件4时应尽量缩短待测软磁材料环形样件与供线组件7的底部之间的距离（当所述增重块75处于最高位置时），进而增加待测软磁材料环形样件与供线组件7的顶部之间的距离（当所述增重块75处于最低位置时）；

所述供线组件7的运动轨迹经过所述待测软磁材料环形样件的圆心，如此也能够尽量的增加供线组件7所能够预先绕设导线的圈数；

作为较佳的实施例，所述绕线轴74的顶部固定有挡板；

本实施例中，如图7和图8，所述弧板6包括：

板体61，其具有一开口62，通过设置开口62，使得所述板体61能够穿过待测软磁材料环形样件；

基轴63，其垂直固定于所述板体61的一侧，用于通过轴承转动连接所述延伸筒72；以及开设于所述板体61外周侧的导槽64。

另外，所述旋转驱动组件5包括：

弧架51，其固定于所述底座1上；

三个等间距分布且转动设置于所述弧架51上的导轮52，三个导轮52对应于导槽64，以便共同承载所述板体61，并驱动所述板体61转动；以及电机53，其固定于所述底座1上，所述电机53的输出端以及位于底部的两个导轮52之间采用皮带传动相连。

在利用所述旋转驱动组件5驱动所述弧板6进行转动时，在任意时刻应保证至少有两个导轮52同时与弧板6接触，从而保证弧板6运动的稳定性。

本实施例中，如图3-图5所示，所述旋转定位组件4包括：

滑槽41，其固定于所述测试仪2的顶部；

滑座42，其滑动设置于所述滑槽41中，且由第一伸缩杆43驱动；以及设置于所述滑座42上的第一转轮45和第二转轮48，所述第一转轮45和第二转轮48之间的间距可调。

另外，所述第一转轮45转动设置于第一轴座44上且具有转动动力，所述第一轴座44固定于所述滑座42上，所述第二转轮48转动设置于第二轴座46上，所述第二轴座46滑动设置于所述滑座42上，所述第二轴座46与第一轴座44之间设置有第二伸缩杆47。

其中，通过第二伸缩杆47的伸缩能够调节第一轴座44与第二轴座46之间的间距，即调节第一转轮45和第二转轮48之间的间距，从而适应不同的待测软磁材料环形样件的外径与内径；

并且，第一轴座44和第二轴座46均设置于所述滑座42上，而滑座42的位置可调，通过调节滑座42的位置可以调节待测软磁材料环形样件的位置，使其在水平面上移动，直至达到上述要求：所述供线组件7的运动轨迹经过所述待测软磁材料环形样件的圆心。

需要注意的是，在实施时，旋转定位组件4的数量被配置为1-3个，无论旋转定位组件4的数量是多少，其应该位于待测软磁材料环形样件的一侧，以免与供线组件7产生干涉。

作为较佳的实施例，所述第一转轮45和第二转轮48的结构相同，所述第一转轮45包括：

轮体451；

环垫452，其套设于所述轮体451上；以及承载盘453，其固定于所述轮体451的底部，且所述承载盘453的外径大于环垫452的外径。

其中，环垫452能够提升第一转轮45的适应性，以及其与待测软磁材料环形样件之间的摩擦力，保证能够有效的驱动待测软磁材料环形样件进行转动；

而承载盘453则能够在待测软磁材料环形样件的底部托举所述待测软磁材料环形样件，从而进一步提升待测软磁材料环形样件在转动过程中的稳定性。

在实施时包括如下步骤：

第一步：在绕线轴74上预先绕设两股导线；

第二步：利用旋转定位组件4水平夹紧待测量的待测软磁材料环形样件；

第三步：采用胶带将两股导线的一端贴附在待测软磁材料环形样件上；

第四步：通过旋转驱动组件5驱动弧板6以及供线组件7转动，同时旋转定位组件4驱动待测软磁材料环形样件转动，从而实现绕线动作；

第五步：两股导线同时绕设于软磁材料上后，其中一股导线作为励磁绕组并与测试仪2电连，另一股导线作为测量绕组并与测试仪2电连，通过测试仪2可实现对于待测软磁材料环形样件的测量。

实施例二：请参照图14，其与实施例一不同的地方在于：本实施例中，对供线组件7的状态调节进行了优化，其中，所述基轴63上固定有棘轮65，所述延伸筒72中铰接有对应于棘轮65的棘爪76，所述棘爪76的中部与延伸筒72之间设置有支撑弹簧；

并且，棘轮65与棘爪76的具体设置满足：延伸筒72不会相对于基轴逆时针转动；

需要解释的是，当供线组件7位于待测软磁材料环形样件的右侧时，待测软磁材料环形样件上的导线可能存在拉动供线组件7靠近待测软磁材料环形样件的力，这种力可能会导致供线组件7进行偏转而无法保持竖直状态，而本实施例中，通过设置棘轮与棘爪结构可以很好的解决这一问题，使之在该情况下不会产生逆时针偏转。

并且设置的棘轮65与棘爪76又不会影响供线组件7为了保持竖直状态而进行的相对于基轴63的顺时针偏转调节。

以上所述的，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。