专利名称：一种电刷接触力测试仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种接触力测试仪，特别是一种电刷接触力测试仪。
背景技术：
目前的接触力测试仪包括弹簧秤和“L”型钢丝挂钩，“L”型钢丝挂钩固定在弹簧秤下端，利用“L”型钢丝挂钩勾住电刷，然后通过操作者手提弹簧秤来测量电刷与转子分离瞬间的力值。这种测试仪虽然能进行接触力测量，但是需要靠肉眼分辨电刷与转子，且依靠手动操作弹簧秤，测量精度极低，测量成功率不高，操作者很容易疲劳。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电刷接触力测试仪，解决目前的接触力测试仪测量精度低、测量成功率不高、操作者容易疲劳的问题。一种电刷接触力测试仪，包括挂钩，还包括直流电源、电信号放大电路、数码管显示模块、步进电机驱动器、拉力传感器、受控开关、直线步进电机、滑座、光轴、支撑座。滑座为长方体，滑座的下表面有三个孔，滑座的中心为螺纹盲孔，螺纹盲孔的两侧对称分布有螺纹通孔和圆通孔。支撑座的下方水平板有三个圆通孔，三个圆通孔的位置与滑座下表面的三个孔位置相对应，支撑座的上方水平板有两个圆通孔，且位置与支撑座下方水平板两侧的两个圆通孔位置对应。光轴穿过滑座的圆通孔，并与滑座直线轴承配合，光轴的上端置于支撑座上方水平板的圆通孔中，光轴的下端置于支撑座下方水平板的圆通孔中，且光轴的两端与支撑座刚性连接。直线步进电机置于支撑座上方的水平板上并螺纹固定，直线步进电机的转轴穿过支撑座上方水平板的圆通孔、滑座的螺纹通孔、支撑座下方水平板的圆通孔，直线步进电机的转轴与滑座螺纹配合，直线步进电机的转轴末端与支撑座轴承固定。拉力传感器上端的螺杆穿过支撑座下方水平板的中心圆通孔后，置于滑座的螺纹盲孔中并螺纹固定。挂钩与拉力传感器下端的螺杆螺纹连接。直流电源的输出端分别与电信号放大电路的电源输入端、受控开关的电源输入端连接。受控开关的电源输出端与步进电机驱动器的电源输入端连接，步进电机驱动器的输出端与直线步进电机输入端连接，被测电刷的端口与受控开关的控制端连接。拉力传感器的输出端与电信号放大电路的电信号输入端连接，电信号放大电路的显示输出端与数码管显示模块的输入端连接。接触力测试仪工作时，光轴与直线步进电机固定在支撑座上静止不动，外部正向转动信号指令步进电机驱动器控制直线步进电机的转轴正向转动，在直线步进电机转轴与滑座间的螺纹配合下，直线步进电机的转轴将驱动滑座沿光轴向上运动，进而牵引拉力传感器及挂钩随滑座向上移动，挂钩将逐渐勾起电刷，在电刷与转子分离瞬间，受控开关供电立刻被切断，受控开关动作，切断直流电源与步进电机驱动器之间的连接，使直线步进电机停止转动，挂钩停止上移，电刷将维持在分离位置。此时，拉力传感器向电信号放大电路发送电信号，经电信号放大电路运算处理后，通过数码管显示模块显示。外部反向转动信号指令步进电机驱动器控制直线步进电机的转轴反向转动，驱动滑座沿光轴向下运动，重力作 用下拉力传感器和挂钩向下移动，直到挂钩与电刷分离后停止外部反向转动信号，电刷回 归原始位置。
本发明利用电刷与转子分离与否控制受控开关动作，达到控制拉力传感器的目 的，能准确找到电刷与转子分离点，同时利用拉力传感器实现精确测量，并自动显示测量数 据，即可以满足电刷接触力测量精度要求，也能确保测量一次成功，并缓解操作者疲劳。
图1 一种电刷接触力测试仪的电路结构示意图；图2 —种电刷接触力测试仪的机械结构主视图；图3 —种电刷接触力测试仪的机械结构左视图。
1.挂钩 2.直流电源 3.电信号放大电路 4.数码管显示模块 5.步 进电机驱动器6.拉力传感器 7.受控开关 8.直线步进电机 9.滑座 10.光轴 11.支撑座。
具体实施方式
一种电刷接触力测试仪，包括挂钩1，还包括直流电源2、电信号放大电路3、数 码管显示模块4、步进电机驱动器5、拉力传感器6、受控开关7、直线步进电机8、滑座9、光 轴10、支撑座11。
滑座9为长方体，在滑座9的下表面有三个孔，滑座9的中心为螺纹盲孔，螺纹盲 孔的两侧对称分布有螺纹通孔和圆通孔。支撑座11的下方水平板有三个圆通孔，三个圆通 孔的位置与滑座9下表面的三个孔位置相对应，支撑座11的上方水平板有两个圆通孔，两 个圆通孔的轴线与支撑座11下方水平板两侧的两个圆通孔同轴。光轴10穿过滑座9的圆 通孔，并与滑座9直线轴承配合，光轴10的上端置于支撑座11上方水平板的圆通孔中，光 轴10的下端置于支撑座11下方水平板的圆通孔中，且光轴10的两端与支撑座11刚性连 接。直线步进电机8置于支撑座11上方的水平板上并螺纹固定，直线步进电机8的转轴穿 过支撑座11上方水平板的圆通孔、滑座9的螺纹通孔、支撑座11下方水平板的圆通孔，直 线步进电机8的转轴与滑座9螺纹配合，直线步进电机8的转轴末端与支撑座11轴承固 定。拉力传感器6上端的螺杆穿过支撑座11下方水平板的中心圆通孔后，置于滑座9的螺 纹盲孔中并螺纹固定。挂钩I与拉力传感器6下端的螺杆螺纹连接。直流电源2的输出端 分别与电信号放大电路3的电源输入端、受控开关7的电源输入端连接。受控开关7的电 源输出端与步进电机驱动器5的电源输入端连接，步进电机驱动器5的输出端与直线步进 电机8输入端连接，被测电刷的端口与受控开关7的控制端连接。拉力传感器6的输出端 与电信号放大电路3的电信号输入端连接，电信号放大电路3的显示输出端与数码管显示 模块4的输入端连接。
接触力测试仪工作时，光轴10与直线步进电机8固定在支撑座11上静止不动，外 部正向转动信号指令步进电机驱动器5控制直线步进电机8的转轴正向转动，通过直线步 进电机8的转轴与滑座9之间的螺纹配合下，直线步进电机8的转轴将驱动滑座9沿光轴 10向上运动，进而牵引拉力传感器6及挂钩I随滑座9向上移动，挂钩I将逐渐勾起电刷，在电刷与转子分离瞬间，受控开关7的供电立刻被切断，受控开关7动作，切断直流电源2与步进电机驱动器5之间的连接,使直线步进电机8停止转动。此时,拉力传感器6向电信号放大电路3发送电信号，经电信号放大电路3运算处理后，通过数码管显示模块4显示。外部反向转动信号指令步进电机驱动器5控制直线步进电机8的转轴反向转动，直线步进电机8的转轴驱动滑座9沿光轴10向下运动，使拉力传感器6和挂钩I向下移动，直到数码管显示模块4显示零值后断开外部反向转动信号，电刷回归原始位置。
权利要求
1.一种电刷接触力测试仪，包括挂钩(I )，其特征在于还包括直流电源(2)、电信号放大电路(3)、数码管显示模块(4)、步进电机驱动器(5)、拉力传感器(6)、受控开关(7)、直线步进电机(8)、滑座(9)、光轴(10)和支撑座(11)； 滑座(9)为长方体，在滑座(9)的下表面有三个孔，滑座(9)的中心为螺纹盲孔，螺纹盲孔的两侧对称分布有螺纹通孔和圆通孔；支撑座(11)的下方水平板有三个圆通孔，三个圆通孔的位置与滑座(9)下表面的三个孔位置相对应，支撑座(11)的上方水平板有两个圆通孔，两个圆通孔的轴线与支撑座(11)下方水平板两侧的两个圆通孔同轴；光轴(10)穿过滑座(9)的圆通孔，并与滑座(9)直线轴承配合，光轴(10)的上端置于支撑座(11)上方水平板的圆通孔中，光轴(10)的下端置于支撑座(11)下方水平板的圆通孔中，且光轴(10)的两端与支撑座(11)刚性连接；直线步进电机(8)置于支撑座(11)上方的水平板上并螺纹固定，直线步进电机(8)的转轴穿过支撑座(11)上方水平板的圆通孔、滑座(9)的螺纹通孔、支撑座(11)下方水平板的圆通孔，直线步进电机(8)的转轴与滑座(9)螺纹配合，直线步进电机(8)的转轴末端与支撑座(11)轴承固定；拉力传感器(6)上端的螺杆穿过支撑座(11)下方水平板的中心圆通孔后，置于滑座(9)的螺纹盲孔中并螺纹固定；挂钩(I)与拉力传感器(6)下端的螺杆螺纹连接；直流电源(2)的输出端分别与电信号放大电路(3)的电源输入端、受控开关(7)的电源输入端连接；受控开关(7)的电源输出端与步进电机驱动器(5)的电源输入端连接，步进电机驱动器(5 )的输出端与直线步进电机(8 )输入端连接，被测电刷的端口与受控开关(7)的控制端连接；拉力传感器(6)的输出端与电信号放大电路(3)的电信号输入端连接，电信号放大电路(3)的显示输出端与数码管显示模块(4)的输入端连接；接触力测试仪工作时，光轴(10)与直线步进电机(8)固定在支撑座(11)上静止不动，外部正向转动信号指令步进电机驱动器(5)控制直线步进电机(8)的转轴正向转动，通过直线步进电机(8)的转轴与滑座(9)之间的螺纹配合下，直线步进电机(8)的转轴将驱动滑座(9 )沿光轴(10 )向上运动，进而牵弓I拉力传感器(6 )及挂钩(I)随滑座(9 )向上移动，挂钩(I)将逐渐勾起电刷，在电刷与转子分离瞬间，受控开关(7)的供电立刻被切断，受控开关(7)动作，切断直流电源(2)与步进电机驱动器(5)之间的连接，使直线步进电机(8)停止转动；此时，拉力传感器(6)向电信号放大电路(3)发送电信号，经电信号放大电路(3)运算处理后，通过数码管显示模块(4)显示；外部反向转动信号指令步进电机驱动器(5)控制直线步进电机(8)的转轴反向转动，直线步进电机(8)的转轴驱动滑座(9)沿光轴(10)向下运动，使拉力传感器(6)和挂钩(I)向下移动，直到数码管显示模块(4)显示零值后断开外部反向转动信号，电刷回归原始位置。
全文摘要
本发明公开了一种电刷接触力测试仪，包括挂钩(1)，还包括直流电源(2)、电信号放大电路(3)、数码管显示模块(4)、步进电机驱动器(5)、拉力传感器(6)、受控开关(7)、直线步进电机(8)、滑座(9)、光轴(10)、支撑座(11)。接触力测试仪工作时，外部正转信号指令直线步进电机(8)的转轴正转，驱动滑座(9)提升拉力传感器(6)和挂钩(1)，当挂钩(1)将电刷与转子分离瞬间，受控开关(7)切断步进电机驱动器(5)的供电，将电刷维持在分离位置，数码管显示模块(4)显示该位置力值。本发明利用拉力传感器进行电刷与转子分离时的力值测量，满足电刷接触力测量精度要求，确保测量一次成功，缓解疲劳。
文档编号G01L5/00GK103017961SQ20121049622
公开日2013年4月3日 申请日期2012年11月29日 优先权日2012年11月29日
发明者罗剑锋 申请人:中国航天科工集团第二研究院七〇六所