一種金屬絲自動上絲機構的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種金屬絲自動上絲機構。該金屬絲自動上絲機構由輥輪送絲模塊、定夾頭模塊、動夾頭模塊和動夾頭驅動模塊組成。通過該四部分協調工作，能夠實現金屬絲在位于定夾頭模塊與動夾頭模塊上的兩電極間連續送絲、拉絲、夾持、放電等動作，特別適合應用于電爆炸金屬絲斷路開關實驗、電爆炸絲噴涂應用等場合。本發明裝置極大減少人工干預程度，提高工作效率，降低工作強度，且該裝置的各種參數方便易調，便于推廣應用。
【專利說明】
一種金屬絲自動上絲機構
技術領域
[0001]本發明屬于機械電子領域，特別涉及一種金屬絲自動上絲機構。
【背景技術】
[0002]電爆炸金屬絲是指金屬絲通過瞬時的脈沖強流時，其溫度急劇上升，很快達到金屬恪點，并開始氣化，體積急劇膨脹，產生聲、光、電磁福射等的一種物理現象。由于電爆炸金屬絲能夠極快的切斷電路，因而作為斷路開關廣泛地應用在電感儲能型脈沖功率系統中，并且其伴隨的聲、光、電磁輻射等物理現象，產生了很多相關的應用，例如電爆炸噴涂，制備納米粉末，軟X射線源等。
[0003]電爆炸金屬絲的相關應用需要通過電極夾持金屬絲的兩端，施加脈沖強流后進行放電，每次放電之后需要更換金屬絲，重新夾持。傳統的方法是人工換絲，費時，費力，且無法精確控制金屬絲的張緊度和長度，無法把電爆炸絲置放于密閉環境中，對電爆炸金屬絲的高效應用非常不利。
[0004]為了提高電爆炸金屬絲的應用效率，拓展其在特殊領域的應用，提高電爆炸金屬絲的連續放電速度，必須要解決金屬絲連續自動上絲的問題。通過計算機控制相關機械裝置，自動完成金屬絲的連續送絲，拉絲，夾持，放電等操作，由于此種自動上絲方法能夠避免人工操作，因而能夠把整個機械裝置置放于氣密性環境中，并且具備自動，高速，精確控制等優點。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是提供一種金屬絲自動上絲機構，該自動上絲機構能夠在計算機控制下，自動完成金屬絲的連續送絲，拉絲，夾持，放電等操作，能為電爆炸金屬絲的相關應用，如電爆炸金屬絲斷路開關、電爆炸絲噴涂、納米粉末制備等，提供自動連續運行的操作機構，且能夠為納米粉末制備等應用提供氣密性實驗環境，提升電爆炸金屬絲的應用效率。
[0006]本發明是這樣實現的:一種金屬絲自動上絲機構，由輥輪送絲模塊、定夾頭模塊、動夾頭模塊和動夾頭驅動模塊組成，它們依次安裝在安裝底板上。
[0007]輥輪送絲模塊由輥輪驅動電機、聯軸器甲、輥輪驅動電機安裝板、上輥輪安裝板、輥輪和下輥輪安裝板組成，輥輪驅動電機通過輥輪驅動電機安裝板固定在安裝底板上，輥輪由彈簧螺釘固定在上輥輪安裝板和下輥輪安裝板之間；定夾頭模塊由金屬絲導向座、定夾頭絕緣安裝板、左定夾頭絕緣安裝支架、電磁鐵甲、右定夾頭絕緣安裝支架和線圈甲組成，定夾頭模塊的零件均安裝在定夾頭絕緣安裝板上，定夾頭絕緣安裝板固定在安裝底板上;動夾頭模塊包括動夾頭絕緣安裝板、左動夾頭絕緣安裝支架、電磁鐵乙、右動夾頭絕緣安裝支架、線圈乙和金屬絲檢測傳感器，動夾頭模塊的零件均安裝在動夾頭絕緣安裝板上；動夾頭驅動模塊包括絲杠螺母、絲杠、聯軸器乙、往復運動驅動電機、往復運動驅動電機安裝座、直線導軌和滑塊，往復運動驅動電機通過往復運動驅動電機安裝座安裝在安裝底板上，直線導軌也安裝在安裝底板上，動夾頭模塊通過動夾頭絕緣安裝板與滑塊和絲杠螺母固定在一起。
[0008]輥輪驅動電機通過聯軸器甲驅動輥輪轉動，輥輪轉動時帶動金屬絲向定夾頭模塊和動夾頭模塊方向運動，并穿過金屬絲導向座，最終送到動夾頭模塊上，完成向定夾頭模塊和動夾頭模塊送絲的動作。
[0009]定夾頭模塊在送絲過程中通過金屬絲導向座完成金屬絲的導向動作，金屬絲在輥輪送絲模塊的送絲和定夾頭模塊的導向作用下向動夾頭模塊送絲，送絲完成后控制電路給線圈甲通電，電磁鐵甲吸合，左定夾頭絕緣安裝支架和右定夾頭絕緣安裝支架相對運動，定夾頭模塊完成對金屬絲的夾持動作，使金屬絲連接高壓脈沖電源的地電極;定夾頭模塊與其他模塊之間絕緣。
[0010]動夾頭模塊在動夾頭驅動模塊的驅動下沿直線導軌往復運動，當金屬絲檢測傳感器檢測到金屬絲時，控制電路給線圈乙通電，電磁鐵乙吸合，左動夾頭絕緣安裝支架和右動夾頭絕緣安裝支架相對運動，夾持金屬絲，并沿直線導軌運動到指定距離，完成拉絲動作；同時動夾頭模塊夾持金屬絲時與高壓脈沖電源的高壓電極連接;動夾頭模塊與其他模塊之間絕緣。
[0011]往復運動驅動電機通過聯軸器乙驅動絲桿轉動，動夾頭模塊在直線導軌和滑塊的作用下沿直線導軌往復運動，當動夾頭模塊的運動距離達到預設值時，往復運動驅動電機停止轉動，完成拉絲動作，并能夠精確控制拉絲長度。
[0012]本發明的金屬絲自動上絲機構能夠取得以下有益效果:
1、能夠實現全自動上絲，極大減少人工干預，提高工作效率，降低工作強度。
[0013]2、整套自動上絲機構能夠放置在密閉腔內，實現自動上絲機構工作在特定氣體氛圍或弱真空環境下。
[0014]3、能夠通過編程精確控制金屬絲上絲長度和張緊度，以滿足實驗或應用研究對準確度的高要求。
[0015]4、能夠方便控制自動上絲機構的工作頻率，以滿足不同應用對上絲速度的要求。
[0016]5、金屬絲的夾持采用彈性或磁力壓緊的方式，能夠適應不同直徑金屬絲的自動上絲。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發明金屬絲自動上絲機構的整體結構圖。
[0018]圖2為本發明金屬絲自動上絲機構的輥輪送絲模塊結構圖。
[0019]圖3為本發明金屬絲自動上絲機構的定夾頭模塊結構圖。
[0020]圖4為本發明金屬絲自動上絲機構的動夾頭模塊結構圖。
[0021]圖5為本發明金屬絲自動上絲機構的動夾頭驅動模塊結構圖。
[0022]圖中標記:1-輥輪送絲模塊;2-定夾頭模塊;3-動夾頭模塊;4-動夾頭驅動模塊;5-安裝底板；101-輥輪驅動電機；102-聯軸器甲；103-輥輪驅動電機安裝板；104-上輥輪安裝板；105-輥輪；106-下輥輪安裝板；107-金屬絲；201-金屬絲導向座；202-定夾頭絕緣安裝板;203-左定夾頭絕緣安裝支架;204-電磁鐵甲；205-右定夾頭絕緣安裝支架;206-線圈甲；301-動夾頭絕緣安裝板;302-左動夾頭絕緣安裝支架;303-電磁鐵乙；304-右動夾頭絕緣安裝支架；305-線圈乙；401-絲杠螺母；402-絲杠；403-聯軸器乙；404-往復運動驅動電機；405-往復運動驅動電機安裝座;406-直線導軌;407-滑塊。
【具體實施方式】
[0023]實施例:
以下將結合附圖1?5對金屬絲自動上絲機構的【具體實施方式】進行說明。
[0024]如圖1所示，本實施例的金屬絲自動上絲機構由輥輪送絲模塊1、定夾頭模塊2、動夾頭模塊3和動夾頭驅動模塊4組成，他們均依次安裝在安裝底板5上，安裝底板5的材質為招合金。
[0025]輥輪送絲模塊I由輥輪驅動電機101、聯軸器甲102、輥輪驅動電機安裝板103、上輥輪安裝板104、輥輪105和下輥輪安裝板106組成，輥輪驅動電機101通過輥輪驅動電機安裝板103固定在安裝底板5上，輥輪105由彈簧螺釘固定在上輥輪安裝板104和下輥輪安裝板106之間；定夾頭模塊2由金屬絲導向座201、定夾頭絕緣安裝板202、左定夾頭絕緣安裝支架203、電磁鐵甲204、右定夾頭絕緣安裝支架205和線圈甲206組成，定夾頭模塊2的零件均安裝在定夾頭絕緣安裝板202上，定夾頭絕緣安裝板202固定在安裝底板5上;動夾頭模塊3包括動夾頭絕緣安裝板301、左動夾頭絕緣安裝支架302、電磁鐵乙303、右動夾頭絕緣安裝支架304、線圈乙305和金屬絲檢測傳感器，動夾頭模塊3的零件均安裝在動夾頭絕緣安裝板301上;動夾頭驅動模塊4包括絲杠螺母401、絲杠402、聯軸器乙403、往復運動驅動電機404、往復運動驅動電機安裝座405、直線導軌406和滑塊407，往復運動驅動電機404通過往復運動驅動電機安裝座405安裝在安裝底板5上，直線導軌406也安裝在安裝底板5上，動夾頭模塊3通過動夾頭絕緣安裝板301與滑塊407和絲杠螺母401固定在一起。
[0026]自動上絲機構在開始工作時，由輥輪驅動電機101通過聯軸器甲102驅動輥輪105轉動，輥輪105轉動時帶動金屬絲107向定夾頭模塊2和動夾頭模塊3方向運動，并穿過金屬絲導向座201，最終送到動夾頭模塊3上，完成向定夾頭模塊2和動夾頭模塊3送絲的動作。
[0027]定夾頭模塊2在送絲過程中通過金屬絲導向座201完成金屬絲107的導向動作，金屬絲107在輥輪送絲模塊I的送絲和定夾頭模塊2的導向作用下向動夾頭模塊3送絲，送絲完成后控制電路給線圈甲206通電，電磁鐵甲204吸合，左定夾頭絕緣安裝支架203和右定夾頭絕緣安裝支架205相對運動，定夾頭模塊2完成對金屬絲107的夾持動作，使金屬絲107連接高壓脈沖電源的地電極;定夾頭模塊2與其他模塊之間絕緣。
[0028]動夾頭模塊3在動夾頭驅動模塊4的驅動下沿直線導軌407往復運動，當金屬絲檢測傳感器檢測到金屬絲107時，控制電路給線圈乙305通電，電磁鐵乙303吸合，左動夾頭絕緣安裝支架302和右動夾頭絕緣安裝支架304相對運動，夾持金屬絲107，并沿直線導軌407運動到指定距離，完成拉絲動作；同時動夾頭模塊3夾持金屬絲107時與高壓脈沖電源的高壓電極連接;動夾頭模塊3與其他模塊之間絕緣。
[0029]往復運動驅動電機404通過聯軸器乙403驅動絲桿402轉動，動夾頭模塊3在直線導軌406和滑塊407的作用下沿直線導軌406往復運動，當動夾頭模塊3的運動距離達到預設值時，往復運動驅動電機404停止轉動，完成拉絲動作；由于采用的往復運動驅動電機404為步進電機，其控制電路能夠通過控制復運動驅動電機404的轉動圈數來準確控制動夾頭模塊3的運動距離，從而能夠精確控制拉絲長度。
[0030]定夾頭模塊2和動夾頭模塊3的金屬絲夾頭分別連接高壓脈沖電源的地電極和高壓電極，這就意味著當動夾頭模塊3和定夾頭模塊2分別完成對金屬絲107的夾持后，金屬絲107兩端分別連接高壓脈沖電源的地電極和高壓電極。此后，控制電路給高壓脈沖電源發送觸發信號，則高壓脈沖電源中的空氣開關閉合，脈沖能量釋放到金屬絲107上，完成放電動作。
[0031]放電完成后，定夾頭模塊2和動夾頭模塊3里的線圈甲和線圈乙(206和305)斷電，電磁鐵甲和電磁鐵乙(204和303)釋放，夾頭分開，控制電路控制往復運動驅動電機404反向轉動，動夾頭模塊3沿直線導軌406向定夾頭模塊2運動到初始位置，完成一次自動上絲的循環。
【主權項】
1.一種金屬絲自動上絲機構，其特征在于該金屬絲自動上絲機構由輥輪送絲模塊(I)、定夾頭模塊(2)、動夾頭模塊(3)和動夾頭驅動模塊(4)組成，它們依次安裝在安裝底板(5)上； 輥輪送絲模塊(I)由輥輪驅動電機(I OI)、聯軸器甲(102)、輥輪驅動電機安裝板(103)、上輥輪安裝板(104)、輥輪(105)和下輥輪安裝板(106)組成，輥輪驅動電機(101)通過輥輪驅動電機安裝板(103)固定在安裝底板(5)上，輥輪(105)由彈簧螺釘固定在上輥輪安裝板(104)和下輥輪安裝板(106)之間；定夾頭模塊(2)由金屬絲導向座(201)、定夾頭絕緣安裝板(202)、左定夾頭絕緣安裝支架(203)、電磁鐵甲(204)、右定夾頭絕緣安裝支架(205)和線圈甲(206)組成，定夾頭模塊(2)的零件均安裝在定夾頭絕緣安裝板(202)上，定夾頭絕緣安裝板(202)固定在安裝底板(5)上；動夾頭模塊(3)包括動夾頭絕緣安裝板(301)、左動夾頭絕緣安裝支架(302)、電磁鐵乙(303)、右動夾頭絕緣安裝支架(304)、線圈乙(305)和金屬絲檢測傳感器，動夾頭模塊(3)的零件均安裝在動夾頭絕緣安裝板(301)上;動夾頭驅動模塊(4)包括絲杠螺母(401)、絲杠(402)、聯軸器乙(403)、往復運動驅動電機(404)、往復運動驅動電機安裝座(405)、直線導軌(406)和滑塊(407)，往復運動驅動電機(404)通過往復運動驅動電機安裝座(405)安裝在安裝底板(5)上，直線導軌(406)也安裝在安裝底板(5)上，動夾頭模塊(3)通過動夾頭絕緣安裝板(301)與滑塊(407)和絲杠螺母(401)固定在一起；輥輪驅動電機(101)通過聯軸器甲(102)驅動輥輪(105)轉動，輥輪(105)轉動時帶動金屬絲(107)向定夾頭模塊(2)和動夾頭模塊(3)方向運動，并穿過金屬絲導向座(201)，最終送到動夾頭模塊(3)上，完成向定夾頭模塊(2)和動夾頭模塊(3)送絲的動作； 定夾頭模塊(2)在送絲過程中通過金屬絲導向座(201)完成金屬絲(107)的導向動作，金屬絲(107)在輥輪送絲模塊(I)的送絲和定夾頭模塊(2)的導向作用下向動夾頭模塊(3)送絲，送絲完成后控制電路給線圈甲(206)通電，電磁鐵甲(204)吸合，左定夾頭絕緣安裝支架(203)和右定夾頭絕緣安裝支架(205)相對運動，定夾頭模塊(2)完成對金屬絲(107)的夾持動作，使金屬絲(107)連接高壓脈沖電源的地電極;定夾頭模塊(2)與其他模塊之間絕緣；動夾頭模塊(3)在動夾頭驅動模塊(4)的驅動下沿直線導軌(407)往復運動，當金屬絲檢測傳感器檢測到金屬絲(107)時，控制電路給線圈乙(305)通電，電磁鐵乙(303)吸合，左動夾頭絕緣安裝支架(302)和右動夾頭絕緣安裝支架(304)相對運動，夾持金屬絲(107)，并沿直線導軌(407)運動到指定距離，完成拉絲動作；同時動夾頭模塊(3)夾持金屬絲(107)時與高壓脈沖電源的高壓電極連接;動夾頭模塊(3)與其他模塊之間絕緣； 往復運動驅動電機(404)通過聯軸器乙(403)驅動絲桿(402)轉動，動夾頭模塊(3)在直線導軌(406)和滑塊(407)的作用下沿直線導軌(406)往復運動，當動夾頭模塊(3)的運動距離達到預設值時，往復運動驅動電機(404)停止轉動，完成拉絲動作，并能夠精確控制拉絲長度。
【文檔編號】H01R43/02GK106025751SQ201610495204
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年6月30日
【發明人】楊家志, 蔣存波, 鄧怡辰, 肖鵬
【申請人】桂林理工大學