一种触头磨损监测装置和接触器的制作方法

1.本技术涉及低压电器技术领域，具体而言，涉及一种触头磨损监测装置和接触器。


背景技术：

2.随着经济的快速发展，人们生活水平的快速提高，对于用电安全有了更高的需求。接触器是一种可快速切断交流与直流主回路且可频繁地接通与关断大电流控制电路的装置，接触器不仅能接通和切断电路，而且还具有低电压释放保护作用。接触器控制容量大，适用于频繁操作和远距离控制，是自动控制系统中的重要元件之一。
3.现有接触器中存在可相互接触或分离的动触头和静触头，但是随着使用时间的增长，动触头和静触头之间的银点会被持续磨损，当磨损过度后，会影响接触器的稳定性和安全性。


技术实现要素：

4.本技术的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种触头磨损监测装置和接触器，以实现对触头磨损情况的监测，避免出现触头磨损过度而不自知的现象。
5.为实现上述目的，本技术实施例采用的技术方案如下：
6.本技术实施例的一方面，提供一种触头磨损监测装置，包括基座，在基座上设置有静触头以及受驱与静触头接触或分离的动触头组件，在基座上还设置有与动触头组件驱动配合的位移组件，在位移组件和基座上分别设置有磁体以及位于磁体磁场中的霍尔元件，在动触头组件与静触头的接触位置偏移时，动触头组件驱动位移组件以改变霍尔元件在磁体磁场中的位置。
7.可选的，磁体固定设置于位移组件远离动触头组件的一端，且磁体位于霍尔元件和动触头组件之间；或，霍尔元件固定设置于位移组件远离动触头组件的一端，且霍尔元件位于磁体和动触头组件之间。
8.可选的，磁体固定设置于位移组件，霍尔元件设置于基座，在基座上还设置有信号处理电路，信号处理电路与霍尔元件电连接。
9.可选的，在位移组件上设置有安装槽，安装槽用于容置磁体或霍尔元件。
10.可选的，在安装槽的槽口还设置有限位件，限位件用于将磁体或霍尔元件限制于安装槽内。
11.可选的，动触头组件包括第一弹性件以及分别与第一弹性件相对两端连接的动触头支架和动触头，动触头滑动设置于动触头支架，动触头支架受驱带动动触头与静触头接触，且动触头支架继续运动以使第一弹性件储能；位移组件与动触头驱动配合。
12.可选的，位移组件包括第二弹性件和滑动设置于动触头支架的传递组件，第二弹性件与传递组件连接，第二弹性件用于向传递组件提供与动触头抵接的作用力，磁体或霍尔元件设置于传递组件。
13.可选的，传递组件包括第一传递件、第二传递件和第三弹性件，第一传递件滑动设
置于动触头支架且与第二弹性件连接，第二传递件滑动设置于基座，第三弹性件的相对两端分别与第二传递件和基座连接，第一传递件和第二传递件配合驱动，磁体或霍尔元件设置于第二传递件远离第一传递件的一端。
14.可选的，在动触头支架靠近第二传递件的端部设置有容置第一传递件的滑孔，第一传递件的一端与动触头抵接、另一端延伸至滑孔外部且与第二传递件对应。
15.本技术实施例的另一方面，提供一种接触器，包括上述任一种的触头磨损监测装置。
16.本技术的有益效果包括：
17.本技术提供了一种触头磨损监测装置和接触器，包括基座，在基座上设置有静触头以及受驱与静触头接触或分离的动触头组件，在基座上还设置有与动触头组件驱动配合的位移组件，在位移组件和基座上分别设置有磁体以及位于磁体磁场中的霍尔元件，在动触头组件与静触头的接触位置偏移时，动触头组件驱动位移组件以改变霍尔元件在磁体磁场中的位置。对应的，霍尔元件所感知的磁场强度会发生变化，由此，通过将磁场强度的变化量与位移组件的位移量对应起来，实现对位移组件的位移量的检测。从而对触头磨损情况进行监测，方便用户及时掌握触头的磨损情况，实现提前预警。
附图说明
18.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
19.图1为本技术实施例提供的一种触头磨损监测装置的轴侧图；
20.图2为本技术实施例提供的一种触头磨损监测装置的剖面图；
21.图3为本技术实施例提供的一种触头磨损监测装置处于分闸位置的结构示意图；
22.图4为本技术实施例提供的一种动触头组件和静触头刚接触时的状态示意图；
23.图5为本技术实施例提供的一种触头磨损监测装置处于合闸位置的结构示意图；
24.图6为本技术实施例提供的一种触头磨损监测装置处于极限磨损的状态示意图。
25.图标：100-基座；110-动触头；111-动触头的银点；120-静触头；121-静触头的银点；130-位移组件；131-第一传递件；132-第二弹性件；133-第二传递件；134-第三弹性件；135-限位件；140-动触头支架；141-通孔；142-凸轨；150-第一弹性件；160-磁体；170-霍尔元件。
具体实施方式
26.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术的实施例中的各个特征可以相互结合，结合后的实施例依然在本技术的保护范围内。
27.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了
便于描述本技术和简化描述，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
28.在本技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
29.本技术实施例的一方面，提供一种触头磨损监测装置，如图1所示，包括基座100、动触头组件、静触头120、位移组件130、磁体160和霍尔元件170，其中，静触头120固定设置于基座100，动触头组件则活动设置于基座100。在对电路进行控制时，可以由外力驱动动触头组件相对基座100运动，从而使得动触头组件与静触头120接触或分离，以此实现电路的接通和切断。例如：当需要进行电路的接通时，可以由外力驱动动触头组件朝向静触头120运动，直至动触头组件与静触头120接触(如图5所示状态)，以完成合闸，此时电路接通；当需要对电路进行切断时，可以使得动触头组件朝向远离静触头120的方向运动，即使得动触头组件与静触头120分离，直至动触头组件复位(如图2或图3所示状态)，从而完成分闸，此时电路切断。
30.应当理解的是，动触头组件的合闸和分闸可以由电磁铁加弹性件实现，例如动触头组件与电磁铁的动铁芯驱动连接，由此，在电磁铁通电时，由动铁芯带动动触头组件与静触头120接触从而完成合闸，弹性件与动触头组件连接，在合闸过程中，可以使弹性件进行储能；在需要分闸时，可以使得电磁铁失电，此时，弹性件释能，从而带动动触头组件和动铁芯复位。
31.为了保证动静触头120的良好接触，在动触头组件和静触头120上分别对应设置有银点，由此，如图5所示，在动触头组件和静触头120接触时，动触头组件中动触头的银点111会与静触头的银点121接触。在长期使用中，随着合分闸的次数增多以及电弧影响，会对动触头组件和静触头120上的银点产生磨损，由此，本技术加入了位移组件130、磁体160和霍尔元件170，从而对磨损情况进行监测，方便用户及时掌握触头的磨损情况，实现提前预警。
32.具体的，如图2所示，在基座100上还设置有与动触头组件驱动配合的位移组件130，在触头未被磨损前，如图5所示，当动触头组件和静触头120接触时，位移组件130和动触头组件抵接。随着触头的磨损加剧，动触头组件与静触头120接触的位置会逐渐发生偏移，即动触头组件与静触头120接触的位置逐渐由动触头110朝向静触头120的方向移动(如图6所示)，换言之，动触头组件每次合闸的路径也逐渐增长(增长量即为磨损量)，在此过程中，动触头组件在每次合闸时会同步驱动位移组件130产生位移，位移组件130产生的位移即为动触头组件和静触头120之间的磨损量，换言之，可以由位移组件130产生的位移量来直接表征触头的磨损量。
33.在对位移组件130的位移量进行检测时，可以通过磁体160和霍尔元件170实现，即将磁体160和霍尔元件170中的一者固定设置于位移组件130上，将另一者则对应固定设置于基座100，霍尔元件170位于磁体160所产生的磁场内。随着触头的磨损加剧，动触头组件与静触头120接触的位置会逐渐发生偏移，在偏移过程中会驱动位移组件130产生位移，同时，位于位移组件130上的磁体160或霍尔元件170相对设置于基座100上的磁体160或霍尔
元件170的位置就会对应改变，即霍尔元件170在磁场中的位置会对应发生变化，对应的，霍尔元件170所感知的磁场强度会发生变化，由此，通过将磁场强度的变化量与位移组件130的位移量对应起来，实现对位移组件130的位移量的检测。由此，实现对触头磨损情况进行监测，方便用户及时掌握触头的磨损情况，实现提前预警。由于本技术仅需设置一个磁体160产生单磁场，因此，单磁场的磁路较为简单和稳定，方便霍尔元件170进行磁场强度的准确感知。同时，由于磁体160和霍尔元件170无需接触，因此，还可以有效提高检测的寿命，简化结构，提高检测的准确度。
34.在一些实施方式中，为了提高检测的准确度，应当在动触头组件完成合闸后，再由霍尔元件170对所处磁场位置的磁场强度进行采集。此外，在动触头组件和静触头120未发生磨损前，可以先进行初始标定，即使得动触头组件和静触头120初次接触时，对霍尔元件170所处磁场位置的磁场强度进行采集，将其作为基准，由此也实现了对位移组件130此时所处的初始位置进行标定，在后续产生磨损后，可以将基准的磁场强度和磨损后的霍尔元件170在磁场中所采集的磁场强度进行比较，实现位移组件130位移量的检测。
35.为了使得磁场强度的变化量和位移组件130的位移量进行准确对应，还可以随着磨损量的加剧，使得位移组件130的位移量和磁场强度的变化量呈线性单调递减或单调递增。当然，在其它实施方式中，位移组件130的位移量和磁场强度的变化量还可以呈其它函数关系，本技术对其不做限定。
36.在一些实施方式中，当位移组件130的运动方式是平动时，如图2所示，可以将霍尔元件170和磁体160均设置于位移组件130位移路径所在的位移方向上；当然，在其它实施方式中，也可以将设置于基座100上的磁体160或霍尔元件170不设置于位移组件130位移路径所在的位移方向上，本技术对其不做限制。
37.可选的，如图3所示，磁体160固定设置于位移组件130远离动触头组件的一端，且磁体160位于霍尔元件170和动触头组件之间，由此，能够使得磁体160和霍尔元件170距离动触头组件较远，从而降低动触头组件对磁体160所产生的磁场的影响，提高霍尔元件170和磁体160配合时对位移组件130位移量检测的精确度。
38.当然，还可以将霍尔元件170固定设置于位移组件130远离动触头组件的一端，且霍尔元件170位于磁体160和动触头组件之间，其同样具有与上一实施例类似的效果。
39.可选的，如图2所示，磁体160固定设置于位移组件130，霍尔元件170固定设置于基座100，在基座100上还设置有信号处理电路，信号处理电路与霍尔元件170电连接，由此，能够避免需要连接信号处理电路的霍尔元件170移动所导致的线路连接故障，有效提高了稳定性和可靠性。信号处理电路可以将霍尔元件170所感知的信号进行处理得出磁场强度，并根据磁场强度与基准的磁场强度的变化，得出位移组件130的位移量。
40.可选的，如图3所示，在位移组件130上设置有安装槽，当磁体160设置于位移组件130上时，安装槽用于容置磁体160；当霍尔元件170设置于位移组件130上时，安装槽用于容置霍尔元件170。
41.可选的，如图3所示，在安装槽的槽口还设置有限位件135，限位件135用于将安装槽内的磁体160或霍尔元件170限制于安装槽内，避免其在使用中掉落。此外，限位件135还可以配合安装槽的内壁对安装槽内的磁体160或霍尔元件170进行固定，避免其可能发生的晃动，由此，能够进一步的提高检测的准确度。
42.可选的，如图1和图2所示，动触头组件包括第一弹性件150以及分别与第一弹性件150相对两端连接的动触头支架140和动触头110，动触头110滑动设置于动触头支架140，由此，在动触头110与静触头120分离时，第一弹性件150可以驱动动触头110和动触头支架140相互抵接，在动触头支架140受驱带动动触头110与静触头120接触时，动触头支架140可以继续运动以便于实现超程，具体的：如图3所示，动触头支架140和动触头110在第一弹性件150的作用下相互抵接以形成整体结构，且整体结构处于分闸位置，当需要合闸时，外力驱动动触头支架140朝向静触头120运动，在动触头110与动触头支架140接触之前，动触头110和动触头支架140保持同步运动。在动触头110和静触头120刚接触时(图4所示的状态)，开始进行超程，即动触头支架140继续同向运动，由于动触头110被静触头120阻挡，故，动触头110和动触头支架140发生相对滑动，两者原本的抵接面分开，并且随着两者的相对滑动使得第一弹性件150储能，当动触头支架140运动到超程位置后(图5中所示的状态，此时，动触头110和动触头支架140的两个抵接面之间相距距离t)，超程结束，此时第一弹性件150对动触头110施加作用力，该作用力能够促使动触头110与静触头120保持压紧，从而提高接触的可靠性。同时，随着触头磨损的加剧，动触头110与静触头120的接触位置会逐渐由动触头110朝向静触头120的方向偏移，即动触头110和动触头支架140的两个抵接面之间的距离t会逐渐变小，第一弹性件150每次超程所存储的弹性能也会逐步降低，故，还可以利用超程来补偿触头磨损量，使得在一定磨损量内，依然可以使得动触头110与静触头120可靠接触。如图6所示，当触头磨损达到极限时，位于动触头110和静触头120上的银点全部被磨损，此时，动触头110对应驱动位移组件130产生最大位移量，最大位移量即为触头磨损量的极限。
43.在每次超程结束后，位移组件130均与动触头110抵接，由此，如图5至图6，随着动触头110与静触头120的接触位置会逐渐由动触头110朝向静触头120的方向偏移，动触头110也会逐渐驱动位移组件130产生更大的位移量。如图6所示，由于动触头110的偏移量等同于触头的磨损量，因此，由位移组件130的位移量来表示触头的磨损量更加直接和准确。
44.在一些实施方式中，如图1所示，动触头支架140具有一滑孔，动触头110安装于通孔141，如图1所示，在通孔141的内壁上设置有相对的两条凸轨142，对应的在动触头110的相对两侧分别设置有滑槽，滑槽和凸轨142一一对应，由此，实现动触头110与动触头支架140的相对滑动，第一弹性件150的一端与动触头110抵接，另一端则与滑孔的一端壁抵接，由此，在第一弹性件150的作用下，动触头110具有与滑孔另一端壁抵接的趋势。
45.可选的，如图2所示，位移组件130包括第二弹性件132和滑动设置于动触头支架140的传递组件，第二弹性件132的相对两端分别与传递组件和动触头支架140连接，第二弹性件132用于向传递组件提供与动触头110抵接的作用力，由此，保证传递组件与动触头110的抵接，从而使得传递组件的位移量能够准确表示触头的磨损量。磁体160或霍尔元件170设置于传递组件。
46.请继续参照图2所示，传递组件包括第一传递件131、第二传递件133和第三弹性件134，在动触头支架140靠近静触头120的端部开设滑孔，第一传递件131滑动设置于滑孔内，且第一传递件131远离动触头110的一端则延伸于滑孔外部，方便与滑动设置于基座100上的第二传递件133驱动配合，第二弹性件132的相对两端分别与第一传递件131和动触头支架140连接，第二弹性件132用于向第一传递件131提供与动触头110抵接的作用力，由此，保证第一传递件131与动触头110的抵接，从而使得第一传递件131的位移量能够准确表示触
头的磨损量。
47.第二传递件133滑动设置于基座100，第三弹性件134的相对两端分别与第二传递件133和基座100连接，第一传递件131和第二传递件133配合驱动，磁体160或霍尔元件170设置于第二传递件133远离第一传递件131的一端。由此，能够使得磁体160和霍尔元件170距离动触头组件较远，从而降低动触头组件对磁体160所产生的磁场的影响，提高霍尔元件170和磁体160配合时对位移组件130位移量检测的精确度。
48.当然，在其它实施方式中，还可以使得第二弹性件132位于基座100内，并且在传递组件下方的基座100上设置有定位凸部，第二弹性件132一端套设于定位凸部，另一端则套设于传递组件靠近定位凸部的端部，并且第二弹性件132的相对两端分别与传递组件和基座100抵接，由此，通过第二弹性件132对传递组件提供向上的作用力，通过该作用力使得传递组件与动触头110抵接，从而使得传递组件的位移量能够准确表示触头的磨损量。
49.本技术实施例的另一方面，提供一种接触器，包括上述任一种的触头磨损监测装置。通过在接触器中增加触头磨损监测装置，能够对触头的磨损量进行有效监测，以此方便用户及时掌握接触器中触头的磨损情况，实现提前预警。
50.以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。