专利名称：按拔式断路器机械性能自动检测装置及方法
技术领域：
本发明涉及一种按拔式断路器机械性能自动检测装置及方法，属于断路器机械特性测试技术。
背景技术：
工业、农业、国防和日常生活中的各种各样电器设备，大量使用了断路器，它是一种应用最广泛的保险装置；同时，也是一种重要的自动控制设备。按拔式断路器是一种应用在航空、船舶和特殊车辆上的供电保护与自动化控制装置，它的机械性能对运行的飞机、轮船和车辆有重要的影响，是在生产过程中必须要保证的技术指标。
目前对断路器机械性能的测量是在手动方式下让断路器开始工作，进行测量，一般有两种方式，一是对未密封或开放式断路器，将传感器直接安装在外露的触头上进行测量；另外一种是采用振动式传感器进行测量，两种方法测量参数都极为有限。而按拔式断路器机械性能的测量是成品的最终检验，断路器处于完全密封状态，测量参数多而复杂，单一测量方法和手工方式难以实现。因此，必须设计一种高精度、多参数和全自动的测量仪器以满足按拔式断路器机械性能的测量要求，提高测量效率，保证产品质量，满足批量生产和日益扩大的市场需要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种按拔式断路器机械性能自动检测装置及方法，该装置使用性能可靠，测量内容丰富，测试精度高，是确保按拔式断路器产品质量的手段之一。
本发明是通过以下技术方案加以实现的，一种按拔式断路器机械性能自动检测装置，该装置包括一个工作台1、工作台上的基板2、基板上设置由定块、动夹头和可移动垫块组组成用于固定不同型号的断路器的夹具8、夹具夹持待测按拔式断路器7、工作台上还设置断路器供电电源9和工控计算机13，其特征在于，还包括基板上在夹具的一侧设置由伺服系统3驱动的精密线性模组4、伺服系统与伺服控制卡12连接，在精密线性模组4上安装力传感器5，在力传感器上安装测试杆6，在计算机的控制下，伺服系统的电机转动，并带动力传感器与精密线性模组一起运动，测试杆推/拉按拔式断路器工作，工作台中安装电压传感器10、工控计算机中设置时钟14及数据采集卡11，该数据采集卡的输入端分别与力传感器、电压传感器、时钟和伺服系统的光电码盘相连，它的输出端与工控计算机相连。
采用上述的装置自动检测按拔式断路器机械性能的方法，其特征在于包括以下过程1.按压接通过程的机械特性参数的测量通过计算机自动控制伺服电机和精密线性模组及测试杆，为被测断路器提供正向的直线匀速运动和外驱动按压力，采用电压传感器和数据采集卡，测量相电压接通时的电位跳变信号，配合光电码盘，获取每相接通时的起始位置，采用力传感器和数据采集卡测量按压力的变化，获取接通过程中力的动态变化曲线、接通力和锁定力，当力曲线变化达到设定的阈值时，视为断路器锁定，配合光电码盘，获取每相锁定位置，锁定位置减去起始位置即为单相备用行程，利用装置的三路并行电压传感器，一路共用的力传感器、一路共用的光电码盘(位置采集)完成按压时的三相备用程的同步性测量；2.拉拔断开过程的机械特性参数的测量接通过程测量完毕后，通过计算机自动控制伺服电机和精密线性模组及测试杆，为被测断路器提供反向的直线匀速运动和外驱动拉拔力，采用电压传感器和数据采集卡，测量相电压断开时的电位跳变信号，配合时钟，获取每相断开时的起始时刻信号，采用力传感器和数据采集卡采集拉拔力的变化，获取断开过程拉拔力的动态变化曲线、断开力和脱扣力，当力曲线变化达到设定的阈值时，视为断路器脱扣，配合时钟，采集此时的脱扣时刻，脱扣时刻减去起始时刻，即为单相脱扣时间，利用装置的三路并行电压传感器，一路共用的力传感器、一路共用的时钟(时刻采集)完成拉拔时的三相脱扣时间同步性测量。
本发明的优点在于待测断路器安装方便、测量功能全、测量速度快、测量精度高、测量可靠；可以将断路器诸多的机械特性的测量集于一体，大大简化了测量过程，避免人力、物力的浪费；同时还可以作为断路器设计人员的分析工具，分析断路器接通、断开过程中力的变化过程和断路器接通、断开过程中的机械振动对断路器本身的影响等设计参数。
图1是本发明检测装置的结构框图。
图中1-工作台，2-基板，3-伺服系统，4-精密线性模组，5-力传感器，6-测试杆，7-待测断路器，8-夹具，9-断路器供电电源，10-电压传感器，11-数据采集卡，12-伺服控制卡，13-工控机，14-时钟图2是本发明检测装置的照片。
具体实施例方式
测量时，将待测断路器安装在夹具上，接通断路器两端电源，在计算机测量界面上输入待测断路器的型号和编号，点击界面上“开始”按钮开始测量。测量时，计算机自动控制伺服电机驱动精密线性模组，带动力传感器做正向进给，并由测试杆提供外加按压力，推动被测断路器做接通运动，测量过程中，力传感器自动进行按压过程力的测量，测量界面上实时显示接通过程中力的动态变化过程曲线，待检测到断路器由起始位置到锁定位置整个过程后，控制伺服电机自动停止，并在测量界面上给出锁定力，三相备用行程和同步性等参数。计算机自动控制测量装置停止5秒后，自动控制伺服电机驱动精密线性模组，带动力传感器做反向后退，并由测试杆提供外加拉拔力，拉动被测断路器做断开运动，测量过程中，力传感器自动进行拉拔过程力的测量，测量界面上实时显示断开过程中力的动态变化过程曲线，待检测到断路器由起始时刻到脱扣时刻整个过程后，伺服电机退回到开始测量位置，并在测量界面上显示脱扣力、三相断开时间和同步性等参数。测量时，可以选择是否保存待测断路器的力变化曲线和过程曲线，以作分析之用。
权利要求
1.一种按拔式断路器机械性能自动检测装置，该装置包括一个工作台(1)，工作台上的基板(2)，基板上设置由定块、动夹头和可移动垫块组组成用于固定不同型号的断路器的夹具(8)，具夹持待测按拔式断路器(7)，工作台上还设置断路器供电电源(9)和工控计算机(13)，其特征在于还包括基板上在夹具的一侧设置由伺服系统(3)动的精密线性模组(4)，伺服系统与伺服控制卡(12)连接，在精密线性模组(4)上安装力传感器(5)，在力传感器上安装测试杆(6)，在计算机的控制下，伺服系统的电机转动，并带动力传感器与精密线性模组一起运动，测试杆推/拉按拔式断路器工作，工作台中安装电压传感器(10)、工控计算机中设置时钟(14)及数据采集卡(11)，该数据采集卡的输入端分别与力传感器、电压传感器、时钟和伺服系统的光电码盘相连，它的输出端与工控计算机相连。
2.一种采用权利要求1所述的装置自动检测按拔式断路器机械性能的方法，其特征在于包括以下过程1).按压接通过程的机械特性参数的测量通过计算机自动控制伺服电机和精密线性模组及测试杆，为被测断路器提供正向的直线匀速运动和外驱动按压力，采用电压传感器和数据采集卡，测量相电压接通时的电位跳变信号，配合光电码盘，获取每相接通时的起始位置，采用力传感器和数据采集卡测量按压力的变化，获取接通过程中力的动态变化曲线、接通力和锁定力，当力曲线变化达到设定的阈值时，视为断路器锁定，配合光电码盘获取每相锁定位置，锁定位置减去起始位置即为单相备用行程，利用装置的三路并行电压传感器，一路共用的力传感器、一路共用的光电码盘完成按压时的三相备用程的同步性测量；2).拉拔断开过程的机械特性参数的测量接通过程测量完毕后，通过计算机自动控制伺服电机和精密线性模组及测试杆，为被测断路器提供反向的直线匀速运动和外驱动拉拔力，采用电压传感器和数据采集卡，测量相电压断开时的电位跳变信号，配合时钟，获取每相断开时的起始时刻信号，采用力传感器和数据采集卡采集拉拔力的变化，获取断开过程拉拔力的动态变化曲线、断开力和脱扣力，当力曲线变化达到设定的阈值时，视为断路器脱扣，配合时钟，采集此时的脱扣时刻，脱扣时刻减去起始时刻，即为单相脱扣时间，利用装置的三路并行电压传感器，一路共用的力传感器、一路共用的时钟完成拉拔时的三相脱扣时间同步性测量。
全文摘要
本发明公开了一种按拔式断路器机械性能自动检测装置及方法。装置主要包括夹具、工控机，伺服驱动、精密线性模组、伺服控制卡，力传感器，测试杆，电压传感器、时钟及采集卡。按压测量断路器正向运动加按压力，以电压传感器测量相电压的跳变信号，配合光电码盘获取每相起始位置，以力传感器测量按压力变化，获力曲线、接通力和锁定力，配合光电码盘获取每相锁定位置，单相备用行程和三相同步性；拉拔测量断路器反向运动加拉拔力，以电压传感器测量相电压跳变信号，配合时钟获取每相起始时刻信号，以力传感器测量拉拔力的变化，获拉拔力曲线、断开力和脱扣力，配合时钟获取单相脱扣时间三相同步性。本发明测量功能全、速度快、精度高、可靠。
文档编号G01R31/327GK1687801SQ20051001327
公开日2005年10月26日 申请日期2005年4月5日 优先权日2005年4月5日
发明者曲兴华, 杨学友, 陈勇, 杨晓君 申请人:天津大学