一种电机换向器检测装置的制作方法

本发明涉及电机领域，更具体地讲，涉及一种电机换向器检测装置。

背景技术：

换向器是直流和脉流牵引电动机特有的重要部件，其作用是在发电机状态下将电枢绕组中产生的交变电势整流成电刷间的直流电势在电动机状态下将输入的直流电流逆变成电枢绕组中的交变电流，以产生单方向的电磁转矩。换向器是电机的重要部件，在电动工具、家用电器、汽车和电机等行业应用很广，其质量的优劣直接影响到电机的噪声、寿命和产品的使用性能。电机运行时，换向器既要通过很大的电流，又承受各种机械应力，随着电机制造技术的发展和日常生活水平的不断改善，对电机换向器的材料要求越来越高，同时对它的工作效率、噪声性能等技术指标提出了新的要求。

换向器在实际应用中的作用非常明显，在制造过程中十分注重换向器的质量检测，它的径向跳动量就是个十分重要的技术指标，换向器的质量是电机高效率工作的重要保障，电机换向器跳动量的检测是保障电机安全工作和高效运行的关键环节，而电机换向器具有换向片数量较多，间隔圆周分布等特点，增加了高精度跳动量测试的难度，而且现行的用于测量电枢和换向器跳动所采用的方法还是手动，对操作技能的要求非常严格，检测成本很高，因此亟需一种高效准确的电机换向器检测装，以解决实际使用的需要。

技术实现要素：

因此，针对现有技术上存在的不足，提供本发明的示例以基本上解决由于相关领域的限制和缺点而导致的一个或更多个问题，安全性和可靠性大幅度提高，有效的起到保护设备的作用。

按照本发明提供的技术方案，本发明公开的电机换向器检测装置包括底座，底座上设有驱动组件，驱动组件用于驱动电枢的中心轴旋转，驱动组件的一侧设有检测组件，检测组件上设有传感机构，用于对换向器的跳动进行测量，驱动组件的前方设有定位组件，定位组件用于对电枢进行装夹定位，驱动组件包括基底，基底上设有立柱，立柱通过转动件可转动的连接有下接板，下接板上连接有中接板，中接板上连接有上接板，其中，下接板、中接板、上接板三者呈“z”字型分布，下接板上连接有齿轮调速电机，齿轮调速电机的驱动轴穿过上接板与驱动轮相连，中接板与基底之间连接有气弹簧，上接板上还设有驱动手柄，齿轮调速电机外还设有电机罩。

进一步的，检测组件设有横向基座，横向基座上设有横向导轨，横向导轨由横向电机驱动，横向导轨上设有横向支持板，横向支持板上设有纵向基座，纵向基座上设有纵向导轨，纵向导轨上设有纵向支持板，纵向支持板上设有装配块，装配块上设有连接梁，连接梁通过连接件装配有传感器支持臂，传感器支持臂的前端设有定位孔，定位孔内装配有传感机构，传感机构包括有传感器。

进一步的，定位组件包括左夹具机构和右夹具机构，左夹具机构包括左夹具主体，右夹具机构包括右夹具主体，底座上设有滑动轨道，左夹具主体和右夹具主体均能够在滑动轨道上滑动，左夹具主体上设有至少一个左装配块，右夹具主体上设有至少一个右装配块，其中，左装配块和右装配块相向设置，左夹具主体上设有控制手柄。

进一步的，齿轮调速电机的驱动轴与驱动轮之间还装配有联轴器和轴承组件，驱动轮上设有o型圈，驱动轮上设有驱动孔，驱动孔能够通过装配过渡件与电枢的中心轴装配。

进一步的，传感器为涡流传感器，传感器支持臂和连接梁的装配孔内均设有磁性件。

进一步的，底座上设有刻度标尺。

进一步的，左夹具机构还包括左滑块，控制手柄能够穿过左夹具主体与左滑块连接，从而使得左夹具主体与左滑块装配，右夹具机构包括第一右滑块和第二右滑块，第一右滑块和第二右滑块分别通过紧固螺栓与右夹具主体装配。

进一步的，左装配块内设有左转动件，右装配块内设有右抵件。

进一步的，控制手柄和紧固螺栓均能够将对应的左夹具机构和右夹具机构锁止在底座上。。

本发明提供了一种电机换向器检测装置，电机换向器检测装置包括底座、驱动组件、检测组件、定位组件和操作台，其中，底座位于操作台上，底座上设有驱动组件，驱动组件用于驱动电枢的中心轴旋转，驱动组件的一侧设有检测组件，检测组件上设有传感机构，用于对换向器的跳动进行测量，驱动组件的前方设有定位组件，定位组件用于对电枢进行装夹定位，适用于电机换向器跳动量检测的测试技术，检测电机换向器换向片在电机基轴转动时片间、片内的径向跳动量，能够判断换向器的跳动量是否在公差范围内，并能够及时地诊断出故障类型以及位置，测量精度复合要求。

附图说明

图1为本发明的机构总体示意图。

图2为本发明的驱动组件整体示意图。

图3为本发明的驱动组件装配示意图。

图4为本发明的检测组件整体示意图。

图5为本发明的检测组件装配示意图。

图6为本发明的定位组件整体示意图。

图7为本发明的定位组件装配示意图。

图8为本发明的操作台示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。下面结合附图及具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。

跳动公差是实际被测要素绕基准轴线回转一周或连续回转时，由指示装置在给定的测量方向上对该实际被测要素测得的最大与最小示值之差。直流电机电刷与换向器的滑动接触状态是影响电机的换向性能的主要因素。换向器表面较小的径向圆跳动偏差有利于电机运行状态下换向器与电刷建立比较稳定的接触面积，这是良好的滑动接触的前提。但是，在电机实际使用运行当中，经常会出现径向圆跳动偏差变大的现象，尤其是换向器在高转速或过热出现动态变形的情况下，由此导致滑动接触变差，电机换向对实际使用造成严重的影响。

对于作为工业源动力的电机而言，对零部件的可靠性的要求极高，而换向器正是这样的关键部件。换向器表面的换向片不理想会引起电刷与换向器之间产生过热现象甚至产生火花故障。因此，换向片安装到换向器后整个圆表面的跳动量成为了电机能否正常工作的重要因素，基于此，本发明的电机换向器检测装置主要由如下几个部件构成：底座1、驱动组件2、检测组件3、定位组件4和操作台5，具体的，底座1位于操作台5上，底座1上设有驱动组件2，驱动组件2用于驱动电枢的中心轴旋转，驱动组件2的一侧设有检测组件3，检测组件3上设有传感机构，用于对换向器的跳动进行测量，驱动组件2的前方设有定位组件4，定位组件4用于对电枢进行装夹定位。

对于本申请的驱动组件2而言，驱动组件2包括基底2-1，基底2-1上设有立柱2-2，立柱2-2通过转动件可转动的连接有下接板2-3，下接板2-3上连接有中接板2-4，中接板2-4上连接有上接板2-5，其中，下接板2-3、中接板2-4、上接板2-5三者呈“z”字型分布，下接板2-3上连接有齿轮调速电机2-6，齿轮调速电机2-6的驱动轴穿过上接板2-5与驱动轮2-7相连，中接板2-4与基底2-1之间连接有气弹簧2-8，上接板2-5上还设有驱动手柄2-9，齿轮调速电机2-6外还设有电机罩2-10。

齿轮调速电机2-6的驱动轴与驱动轮2-7之间还装配有联轴器2-11和轴承组件2-12，驱动轮2-7上设有o型圈，驱动轮2-7上设有驱动孔，驱动孔能够通过装配过渡件与电枢的中心轴装配。

本申请的驱动组件2负责驱动且以一致的速度旋转电枢，基底2-1能够牢固地安装到底座1上并起到稳定的作用，下接板2-3能够在立柱2-2相对转动，这样能够适应不同尺寸的电枢带来的空间的需要，而且还可以在更换电枢时操作人员能够方便的拆装驱动轮以适应不同的电枢，下接板2-3转动的动作是通过销轴实现的，符合人体工程学的球形或者杆状的驱动手柄2-9为操作人员提供了充分的杠杆来操作整个驱动组件2。气弹簧2-8不仅有助于稳定整个驱动组件2，还提供了一个夹紧力，该夹紧力增加了驱动轮2-7和电枢中心轴之间的驱动，同时该弹簧还将“z”字型分布的板件牢固地锁定在直立位置，从而使操作人员可以安全地更换电枢，对于本发明而言，齿轮调速电机2-6通过装配过渡件诸如联轴器安装在驱动轮上，该装配过渡件可防止由于未对准引起的损坏，该装配过渡件在齿轮调速电机2-6的最大扭矩和转速下可使用300小时。齿轮调速电机2-6的驱动轴本身由联轴器2-11和滚珠轴承支撑，驱动轮2-7包含一个硬化的钢芯，该钢芯被紧紧包裹的o型圈包围，该o型圈能够提高驱动轮2-7的表面光洁度和使用寿命。当然，驱动轮2-7对电枢的中心轴的驱动方式还可以采用其他方式，诸如带传动等，这里不再赘述。

检测组件3设有横向基座3-1，横向基座3-1上设有横向导轨，横向导轨由横向电机驱动，横向导轨上设有横向支持板，横向支持板上设有纵向基座3-2，纵向基座3-2上设有纵向导轨，纵向导轨上设有纵向支持板，纵向支持板上设有装配块3-3，装配块3-3上设有连接梁，连接梁通过连接件装配有传感器支持臂3-4，传感器支持臂3-4的前端设有定位孔，定位孔内装配有传感机构，传感机构包括有传感器3-5。

传感器3-5为涡流传感器，传感器支持臂3-4和连接梁的装配孔内均设有磁性件。

本申请的检测组件3的横向基座3-1和纵向基座3-2分别为x、z轴配置的线性平台组件，这两个线性平台组件负责将传感器3-5定位在旋转的换向器下方。横向基座3-1和纵向基座3-2均为配有线性编码器的高精度线性平台，传感器3-5安装在传感器支持臂3-4上，并用尼龙紧定固定到位，通过这样的设置，检测组件3允许沿着换向器的长度运动并且适应换向器的尺寸范围。磁铁施加的夹持力小于滑块或其他组件所需的夹持力，因而为了便于两者装配调整，传感器支持臂3-4和连接梁的装配孔内均设有磁性件。本发明采用的传感器3-5为涡流传感器，具有体积小、操作方便灵活、精度高、成本低廉等特点，既可单独使用，实时测量和观察换向器最大片间跳动和圆周跳动等，还可用来计算换向器的片数。

定位组件4包括左夹具机构和右夹具机构，左夹具机构和右夹具机构用于固定电机电枢。左夹具机构包括左夹具主体4-1，右夹具机构包括右夹具主体4-2，左夹具主体4-1上设有至少一个左装配块4-3，右夹具主体4-2上设有至少一个右装配块4-4，其中，左装配块4-3和右装配块4-4相向设置，这两组装配块均具有装配通孔，左装配块4-3的装配通孔内设有左转动件4-10，右装配块4-4的装配通孔内设有右抵件4-11。

左夹具机构还包括左滑块4-6，控制手柄4-5能够与左滑块4-6连接，从而使得左夹具主体4-1与左滑块4-6装配，右夹具机构包括第一右滑块4-7和第二右滑块4-8，第一右滑块4-7和第二右滑块4-8分别通过紧固螺栓4-9与右夹具主体4-2装配，因而左夹具主体4-1和右夹具主体4-2均能够在底座1上的滑动轨道上滑动。

左夹具主体4-1上还设有控制手柄4-5，控制手柄4-5和紧固螺栓4-9不仅提供了滑动的动力，还均能够通过手动和使用工具的操作，将对应的左夹具机构和右夹具机构锁止在底座1上。

底座1是所有子装配都安装到的零部件，底座1上设有滑动轨道，而且设有刻度标尺，底座1放置于操作台5上，操作台5的桌腿上具有柔软的橡胶脚垫，这可以消除几乎所有可能干扰测量的高频振动，操作台5还设有桌腿之间还设有电器置放平台。

电机换向器偏心、不圆或换向片有毛刺等都会导致电刷与换向器配合不好，电刷与换向器之间的时而接触时而断开使得电流时断时通，进而产生火花，电机换向器径向很微弱的跳动量都将直接影响到电机的质量，本发明所涉及的电机换向器检测装置不但满足采集速率，而且具有很高的测量精度，具体的，本发明的电机换向器检测装置的使用步骤可概括如下：

a.手动操作左夹具机构，将左夹具机构在底座的滑动轨道上滑至指定的位置；

b.手动操作驱动组件，在驱动件和气弹簧的作用下，将驱动组件转动至指定的位置，使得驱动轮与左装配块相对；

c.将电机电枢装配在左夹具机构和驱动组件之间，使得电枢的中心轴的一端与左装配块的左转动件装配，电枢的中心轴的另一端通过装配过渡件与驱动轮装配；

d.手动操作右夹具机构，使得右装配件内的右抵件与驱动组件上的上接板相抵；

e.分别操作左夹具组件上的操控手柄和右夹具组件上的紧固螺栓，使得左夹具组件和右夹具组件锁止在底座上；

f.启动检测组件的齿轮调速电机，从而驱动轮转动，在驱动轮的驱动下，电枢的中心轴跟随转动，从而换向器发生转动；

h.传感器对换向器的跳动进行测量。

本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。