CN102520673A - 一种电工触点电性能实验智能运动控制装置 - Google Patents

一种电工触点电性能实验智能运动控制装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种电工触点电性能实验智能运动控制装置。由动触点往复运动机构、触点行程调整机构、触点闭合压力调整机构、定触点安装与调整机构、动触点安装与调整机构和嵌入式智能控制模块组成。动触点往复运动由伺服电机的正反转带动往复运动滑块实现；定触点水平角和方向角、动触点垂直角均可由相应调整机构调整后锁紧，定触点和动触点均与装置其它部分绝缘；实验电源由定触点安装夹具接入；由嵌入式智能控制模块控制动触点的运动速度、周期和触点闭合时间，进行触点电参数的智能检测。本发明的装置提供了一种电工触点电性能智能/自动实验的一种实现方法，提高了电工触点电性能实验的自动化程度和实验结果的可靠性。

Description

一种电工触点电性能实验智能运动控制装置
技术领域
本发明涉及一种电工触点电性能实验智能运动控制装置的实现方法。
背景技术
触点是开关、继电器和接触器等电工器件的关键部件，触点的电性能直接影响这些电器的整体性能。触点电性能包括静态性能和动态性能两方面内容，触点电性能实验主要是所需要的特定应用环境和负荷状态，在不改变触点失效机理的条件下，用实验装置以适当的速度快速地驱动触点运动机构进行重复的闭合与分断运动，在尽可能短的时间内获得包括触点电寿命参数在内的各项电性能参数。触点的应用环境主要包括触点闭合压力、间隙、超行程、触点运动频率，负载状态主要包括电压、电流、功率因数。当前的触点电性能实验主要为机械式半自动方式，需要人工较多干预，由于实验过程长，实验环境差，这种方式要完整的实验数据和及时处理异常状况均比较困难。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电工触点电性能实验智能运动控制装置的实现方法。
本发明给出一种基于微处理器的电工触头电性能实验单元智能运动控制装置，它由嵌入式智能控制模块进行控制，自动完成实验过程的各种运动，记录实验结果，识别并处理实验过程出现的异常状态。
本发明是这样实现的：
(1)智能运动控制装置由动触点往复运动机构、触点行程调整机构、触点闭合压力调整机构、定触点安装与调整机构、动触点安装与调整机构和嵌入式智能控制模块组成；
(2)动触点往复运动机构由直线导轨、垫块、伺服电机、动触点直线运动滑块和动触点安装支架构成，伺服电机和垫块安装在底板上，往复运动直线导轨安装在垫块上，动触点直线运动滑块安装在往复运动直线导轨上，动触点安装支架安装在动触点直线运动滑块上；伺服电动机使用带光电编码器的直流伺服电动机，由智能控制模块通过可逆伺服电路对伺服电机的转速、旋转方向、角位移进行控制；
(3)触点行程调整机构由触点行程调整直线导轨、触点行程调整滑块、螺杆、调节螺母和直线位移传感器构成，由调节螺母通过螺杆调整触点行程直线滑块的位置来调整动触点间的行程，直线位移传感器检测对触点行程进行检测，检测信号用于控制和间隙值显示；
(4)触点闭合压力调整机构由弹簧、螺杆、调节螺母、直线导轨和触点闭合压力调整滑块构成；通过调节螺母调节弹簧的预压力来调整触点的闭合压力，触点闭合压力和分断拉力由拉压力传感器检测，检测信号送嵌入式智能控制模块用于控制和显示；
(5)定触点安装与调整机构由定触点安装夹具、绝缘安装支架、水平角调整机构和旋转角度调整机构构成，其中水平调整机构由安装支架、水平转轴和调节螺钉构成，旋转角度调整机构由旋转角调整垫块、旋转角调整转轴和调节螺钉构成；定触点安装夹具由黄铜材料制成，除安装定触点外，还有两个独立的接线端子，用于连接实验电源；定触点安装夹具安装在绝缘安装支架上，绝缘安装支架安装在安装支架上，水平角调整机构中的调节螺钉对称分布在水平转轴两边，水平调整机构安装在旋转角调整垫块上，旋转角度调整机构通过调节螺钉调整旋转角；
(6)动触点安装与调整机构由动触点安装夹具和动触点垂直调整机构构成，其中动触点垂直角调整机构由两个垂直角调整螺钉、垂直角转轴和绝缘安装板构成；动触点安装夹具由黄铜材料制成，动触点和安装在动触点安装夹具上并实现电的连接，动触点安装夹具安装在绝缘安装板上，实现动触点的绝缘；绝缘安装板安装在动触点安装支架上，动触点垂直调整机构通过调整两个调节螺钉使绝缘安装板沿垂直角转轴转动实现动触点垂直角的调整，从而使动触点与定触点能够有效的接触；
(7)使用C8051F120处理器为核心构成嵌入式智能控制模块，可由编程逻辑电路构成直线位移传感器位移信号处理电路，由分压电阻、线性光偶和AD转换器构成电压检测电路，由LEM电流传感器、集成运算放大器、AD转换器构成电流检测电路，由拉压力传感器、集成运算放大器、AD转换器构成信号处理电路，由光电隔离的RS485通信接口和光纤隔离RS232接口构成通信接口电路，往复运动伺服电机控制电路使用PWM伺服控制电路，通过运行智能控制软件实现动触点的智能运动控制。
本发明的装置提供了一种电工触点电性能智能/自动实验的一种实现方法，提高了电工触点电性能实验的自动化程度和实验结果的可靠性。
附图说明
图1为本发明智能运动控制装置结构主视图。
图2为本发明智能运动控制装置俯视图。
图3为本发明智能运动控制装置A-A方向局部视图。
图4为本发明智能运动控制装置动触点垂直调整机构局部视图。
图5为本发明主视图图1中C-C位置局部视图。
图6为本发明动触点往复运动控制电路原理图。
图中标记：1-动触点；2-定触点；3-动触点安装夹具；4-动触点；5-定触点；6-定触点安装夹具；7-往复运动直线导轨；8-伺服电机；9-嵌入式智能控制模块；10-电流检测电路；11-电压检测电路；12-旋转角调整转轴；13-旋转角调整垫块；14-水平转轴；15-绝缘安装板；16-动触点安装支架；17-安装支架；18-调节螺钉；19-拉压力传感器；20-调节螺钉；21-弹簧；22-螺杆；23-调节螺母；24-螺杆；25-调节螺母；26-垫块；27-动触点直线运动滑块；28-触点行程调整直线导轨；29-直线位移传感器；30-直线导轨；31-触点闭合压力调整滑块；32-触点行程调整滑块；33-底板；34-垂直角调整螺钉；35-垂直角转轴；36-垂直角调整螺钉；37-接线端子；38-绝缘安装支架；39-接线端子。
具体实施方式
实施例：
(1)智能运动控制装置由动触点往复运动机构、触点行程调整机构、触点闭合压力调整机构、定触点安装与调整机构、动触点安装与调整机构和嵌入式智能控制模块组成；
(2)如图1-3所示，动触点往复运动机构由直线导轨7、垫块26、伺服电机8、动触点直线运动滑块27和动触点安装支架16构成，伺服电机8和垫块26安装在底板33上，往复运动直线导轨7安装在垫块26上，动触点直线运动滑块27安装在往复运动直线导轨7上，动触点安装支架16安装在动触点直线运动滑块27上；伺服电动机8使用带光电编码器的直流伺服电动机，由智能控制模块通过可逆伺服电路对伺服电机的转速、旋转方向和角位移进行控制；
(3)如图1、3所示，触点行程调整机构由触点行程调整直线导轨28、触点行程调整滑块32、螺杆24、调节螺母25和直线位移传感器29构成，由调节螺母25通过螺杆24调整触点行程直线滑块32的位置来调整动触点间的行程，直线位移传感器29检测对触点行程进行检测，检测信号用于控制和间隙值显示；
(4)如图1、3所示，触点闭合压力调整机构由弹簧21、螺杆22、调节螺母23、直线导轨30和触点闭合压力调整滑块31构成。通过调节螺母23调节弹簧的预压力来调整触点的闭合压力，触点闭合压力和分断拉力由拉压力传感器19检测，检测信号送嵌入式智能控制模块用于控制和显示；
(5)如图1、2、5所示，定触点安装与调整机构由定触点安装夹具6、绝缘安装支架38、水平角调整机构和旋转角度调整机构构成，其中水平调整机构由安装支架17、水平转轴14和调节螺钉18构成，旋转角度调整机构由旋转角调整垫块13、旋转角调整转轴12和调节螺钉20构成；定触点安装夹具6由黄铜材料制成，除安装定触点2和5外，还有两个独立的接线端子37和39，用于连接实验电源；定触点安装夹具6安装在绝缘安装支架38上，绝缘安装支架38安装在安装支架17上，水平角调整机构中的调节螺钉18由两颗螺钉构成对称分布在水平转轴14两边，水平调整机构安装在旋转角调整垫块13上；旋转角度调整机构通过调节螺钉20调整旋转角；
(6)如图1、4所示，动触点安装与调整机构由图1的动触点安装夹具3、动触点垂直调整机构构成，其中动触点垂直角调整机构由两个垂直角调整螺钉34和36、垂直角转轴35及绝缘安装板15构成；动触点安装夹具3由黄铜材料制成，动触点1和4安装在动触点安装夹具3上并实现电的连接，动触点安装夹具3安装在绝缘安装板15上，实现动触点的绝缘；绝缘安装板15安装在动触点安装支架16上，动触点垂直调整机构通过调整两个调节螺钉34和36使绝缘安装板15沿垂直角转轴35转动实现动触点垂直角的调整，从而使动触点与定触点能够有效的接触；
(7)使用C8051F120处理器为核心构成图6所示的嵌入式智能控制模块，可由编程逻辑电路构成直线位移传感器位移信号处理电路，由分压电阻、线性光偶和AD转换器构成电压检测电路，由LEM电流传感器、集成运算放大器、AD转换器构成电流检测电路，由拉压力传感器、集成运算放大器、AD转换器构成信号处理电路，由光电隔离的RS485通信接口和光纤隔离RS232接口构成通信接口电路，往复运动伺服电机控制电路使用PWM伺服控制电路，通过运行智能控制软件实现动触点的智能运动控制。

Claims (1)

1.一种电工触点电性能实验智能运动控制装置，其特征在于智能运动控制装置是这样实现的：
(1)智能运动控制装置由动触点往复运动机构、触点行程调整机构、触点闭合压力调整机构、定触点安装与调整机构、动触点安装与调整机构和嵌入式智能控制模块组成；
(2)动触点往复运动机构由直线导轨(7)、垫块(26)、伺服电机(8)、动触点直线运动滑块(27)和动触点安装支架(16)构成，伺服电机(8)和垫块(26)安装在底板(33)上，往复运动直线导轨(7)安装在垫块(26)上，动触点直线运动滑块(27)安装在往复运动直线导轨(7)上，动触点安装支架(16)安装在动触点直线运动滑块(27)上；伺服电机(8)使用带光电编码器的直流伺服电动机；
(3)触点行程调整机构由触点行程调整直线导轨(28)、触点行程调整滑块(32)、螺杆(24)、调节螺母(25)和直线位移传感器(29)构成，由调节螺母(25)通过螺杆(24)调整触点行程直线滑块(32)的位置来调整动触点间的行程，直线位移传感器(29)检测对触点行程进行检测；
(4)触点闭合压力调整机构由弹簧(21)、螺杆(22)、调节螺母(23)、直线导轨(30)和触点闭合压力调整滑块(31)构成；通过调节螺母(23)调节弹簧的预压力来调整触点的闭合压力，触点闭合压力和分断拉力由拉压力传感器(19)检测；
(5)定触点安装与调整机构由定触点安装夹具(6)、绝缘安装支架(38)水平角调整机构和旋转角度调整机构构成，其中水平调整机构由安装支架(17)、水平转轴(14)和调节螺钉(18)构成，旋转角度调整机构由旋转角调整垫块(13)、旋转角调整转轴(12)和调节螺钉(20)构成；定触点安装夹具(6)由黄铜材料制成，除安装定触点(2)和(5)外，还有两个独立的接线端子(37)和(39)，用于连接实验电源；定触点安装夹具(6)安装在绝缘安装支架(38)上，绝缘安装支架(38)安装在安装支架(17)上，水平角调整机构中的调节螺钉(18)对称分布在水平转轴(14)两边，水平调整机构安装在旋转角调整垫块(13)上，旋转角度调整机构通过调节螺钉(20)调整旋转角；
(6)动触点安装与调整机构由动触点安装夹具(3)和动触点垂直调整机构构成，其中动触点垂直角调整机构由两个垂直角调整螺钉(34)(36)、垂直角转轴(35)和绝缘安装板(15)构成；动触点安装夹具(3)由黄铜材料制成，动触点(1)和(4)安装在动触点安装夹具(3)上并实现电的连接，动触点安装夹具(3)安装在绝缘安装板(15)上，实现动触点的绝缘；绝缘安装板(15)安装在动触点安装支架(16)上，动触点垂直调整机构通过调整两个调节螺钉(34)和(36)使绝缘安装板(15)沿垂直角转轴(35)转动实现动触点垂直角的调整，从而使动触点与定触点能够有效的接触；
(7)使用C8051F120处理器为核心构成嵌入式智能控制模块，可由编程逻辑电路构成直线位移传感器位移信号处理电路，由分压电阻、线性光偶和AD转换器构成电压检测电路，由LEM电流传感器、集成运算放大器、AD转换器构成电流检测电路，由拉压力传感器、集成运算放大器、AD转换器构成信号处理电路，由光电隔离的RS485通信接口和光纤隔离RS232接口构成通信接口电路，往复运动伺服电机控制电路使用PWM伺服控制电路，通过运行智能控制软件实现动触点的智能运动控制。
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