CN108566019B - 一种智能补偿碳刷的碳刷架 - Google Patents

Abstract

一种智能补偿碳刷的碳刷架，包括底座、碳刷及若干个刷盒，刷盒内设置有补偿警报装置，该补偿警报装置包括常规碳刷安装座、补偿碳刷安装座、长碳刷、短碳刷、限位件、扭簧、弹性驱动件及行程开关，通过上述设置，在长碳刷未磨损殆尽时，短碳刷处于不与换向环接触的位置，在长碳刷磨损殆尽后，通过限位件、扭簧、常规碳刷安装座、补偿碳刷安装座及弹性驱动件的联动配合作用下，短碳刷及时移动至与换向环摩擦的位置，替补长碳刷的作用，同时在限位件、扭簧及行程开关的联动配合下，及时给予车辆中央控制系统警告信号，完成补偿碳刷及警报的功能，更换完长碳刷后，补偿警报状恢复初始状态，可以反复使用。

Description

一种智能补偿碳刷的碳刷架

技术领域

本发明涉及一种有刷电机上的零部件，具体涉及一种汽车、摩托车电机上的智能补偿碳刷的碳刷架。

背景技术

发电的原理是磁场切割导线后，在导线产生电流。发电机是采用让磁场旋转的方法切割导线的。旋转磁场是转子，被切割的导线是定子。为了让转子产生磁场，必须向转子的线圈输入厉磁电流。碳刷就是用来将厉磁发电机产生的厉磁电流送入转子线圈的。只有换向器或者滑环的电机里面才有碳刷，通称有刷电机。

碳刷在电机中的作用：1.将外部电流(励磁电流)通过碳刷而加到转动的转子上(输入电流)2.将大轴上的静电荷经过碳刷引入大地(接地碳刷)(输出电流)3.将大轴(地)引至保护装置供转子接地保护及测量转子正负对地电压4.改变电流方向(在整流子电机中，电刷还起着换向作用)换向器由电刷和换向环组成，碳刷就是电刷的一种。由于转子的转动，电刷始终与换向环进行摩擦，且在换向的瞬间还会产生电火花灼蚀，所以碳刷是直流电机里的易损件。

有刷电机一般1至2年需要更换一次碳刷，通过例行保养来保证碳刷没有过渡磨损。然后这种周期的检测存在严重隐患，一是车辆如果易主，新车主无法完全掌握车辆检修情况，难以把握碳刷更换周期，二是一些车辆存在其他问题，例如转子的换向器光洁度不够、跳动大、严重点跳片、转子动平衡大导致后盖轴承/轴衬磨损或是碳刷本身质量问题时，会导致碳刷磨损过快，无法周期性预料。这些情况都会导致碳刷磨损后没有提示，无法将电流引人起动机的励磁绕组及电枢绕组，如果在高速行驶时预定这类情况，对车辆驾驶造成严重安全隐患。现有汽车的中央控制系统虽然能显示许多车辆预警检测、故障的警报，却没有关于碳刷损耗量的警报。

发明内容

本发明为了解决上述技术的不足，提供了一种可以对碳刷磨损完毕时对车辆中央控制系统进行警报，并具有同时紧急自动补救措施的碳刷架。

本发明的技术方案：一种智能补偿碳刷的碳刷架，包括底座、碳刷及若干个刷盒，所述底座开设有中心通孔，所述若干个刷盒围绕中心通孔圆周排列设置于底座一侧端面上，所述刷盒朝向中心通孔一侧端面上设有安装碳刷的开口槽，所述刷盒开口槽内设置有补偿警报装置，该补偿警报装置包括常规碳刷安装座、补偿碳刷安装座、长碳刷、短碳刷、限位件、扭簧、弹性驱动件及行程开关，所述开口槽中央设有分隔板，该分隔板将开口槽分隔为上腔室及下腔室，所述常规碳刷安装座、补偿碳刷安装座分别设置于上腔室及下腔室中做滑动配合，所述常规碳刷安装座、补偿碳刷安装座与开口槽槽底之间均压缩设置有弹性驱动件，所述弹性驱动件驱动常规碳刷安装座、补偿碳刷安装座朝开口槽槽口方向滑动，所述长碳刷一端固定设置于常规碳刷安装座上，另一端延伸至开口槽外与换向环摩擦抵触；

所述分隔板靠近开口槽槽口一侧设有限位断口，所述限位件设置于限位断口内做旋转配合，所述常规碳刷安装座、补偿碳刷安装座均位于限位件与开口槽槽底之间，所述限位件包括中轴端、延伸至上腔室的上挡块及延伸至下腔室的下挡块，所述补偿碳刷安装座受弹性驱动件作用与下挡块抵触，所述限位件上设有扭簧，该扭簧驱动下挡块阻挡补偿碳刷安装座朝槽口移动，所述短碳刷一端与补偿碳刷安装座固定配合，另一端延伸至开口槽槽口，所述行程开关设置于下挡块旋转路径内，该行程开关与车辆中央控制系统信号连接。

采用上述技术方案，通过刷盒开口槽内设置的补偿警报装置，开口槽内的分隔板将开口槽分隔为上腔室及下腔室，分别供常规碳刷安装座、补偿碳刷安装座做滑移运动，分隔板靠近开口槽槽口一侧设有限位断口，限位件设置于限位断口内做旋转配合。

因为常规碳刷安装座与长碳刷固定连接，长碳刷在与换向环的抵触作用下，使得常规碳刷安装座尚处于限位件与开口槽槽底之间，未与限位件抵触。

而补偿碳刷安装座因为与短碳刷固定连接，在长碳刷未磨损殆尽，常规碳刷安装座未向开口槽槽口移动撞击到上挡块时，补偿碳刷安装座会被下挡块阻挡，短碳刷是接触不到换向环的，限位件上的扭簧驱使下挡块拦截补偿碳刷安装座，扭簧的扭力与补偿碳刷安装座上的弹力驱动件的弹力相抵消，保持了补偿碳刷安装座的暂时性不动。

在长碳刷被换向环磨损殆尽的过程中，常规碳刷安装座会朝开口槽槽口方向逐渐移动，移动过程中撞击限位件上挡块，撞击力打破限位件与补偿碳刷安装座的平衡，驱动限位件围绕中轴端旋转，上挡块及下挡块旋转收入限位断口内，补偿碳刷安装座不再受到拦截，短碳刷得以伸出开口槽，移动至与换向环摩擦。而设置在下挡块旋转路径内的行程开关，在限位件旋转收入限位断口的过程中，下挡块会撞击行程开关，通过行程开关与车辆中央控制系统的信号连接，给驾驶者提供长碳刷磨损殆尽的警报信号。

通过上述设置，在长碳刷未磨损殆尽时，短碳刷处于不与换向环接触的位置，在长碳刷磨损殆尽后，通过限位件、扭簧、常规碳刷安装座、补偿碳刷安装座及弹性驱动件的联动配合作用下，短碳刷及时移动至与换向环摩擦的位置，替补长碳刷的作用，同时在限位件、扭簧及行程开关的联动配合下，及时给予车辆中央控制系统警告信号，完成补偿碳刷及警报的功能，驾驶者在接受警报及时更换长碳刷后，短碳刷磨损不明显，可以不必更换短碳刷。更换完长碳刷后，补偿警报状恢复初始状态，可以反复使用。

本发明的进一步设置：所述分隔板上的限位断口包括安置中轴端的中凹陷槽、位于上挡块旋转路径上的上凹陷槽、位于下挡块旋转路径上的下凹陷槽，所述限位件旋转后上挡块及下挡块分别没入上凹陷槽及下凹陷槽，所述中凹陷槽设有旋转轴，所述限位件中轴端套设与旋转轴上做旋转配合。

采用上述技术方案，通过在分隔板限位断口位置设置上、中、下凹陷槽，方便限位件在旋转时完全收入分隔板内，不会因为露出部位阻碍碳刷安装座的移动。

本发明的进一步设置：所述行程开关设置于下凹陷槽内并面向下挡块，所述限位件旋转，下挡块没入下凹陷槽后与行程开关接触。

采用上述技术方案，将行程开关设置于下凹陷槽内并面向下挡块，使得限位件的下挡块只有在完全收入下凹陷槽内后，才会触发行程开关，给予车辆中央控制系统警报信号，防止限位件尚未完全旋转完毕时触发，增强了对补充警报装置状态的精准把握。

本发明的进一步设置：所述扭簧驱动限位件旋转的扭力与弹性驱动件的弹力相同。

采用上述技术发难，扭簧驱动限位件旋转的扭力与弹性驱动件的弹力相同，才能让限位件与补充碳刷安装座保持相对平衡。

本发明的进一步设置：所述弹性驱动件为弹簧，该弹性驱动件两端分别与常规碳刷安装座、补偿碳刷安装座及开口槽槽底固定连接。

采用上述技术方案，利用性驱动件两端分别与常规碳刷安装座、补偿碳刷安装座及开口槽槽底固定连接，可以防止常规碳刷安装座、补偿碳刷收到弹力驱动后，脱离开口槽。

附图说明

图1为本发明实施例的结构图；

图2为本发明实施例的补偿警报装置触发前的结构图；

图3为本发明实施例的补偿警报装置触发后的结构图；

图4为本发明实施例的补偿警报装置爆炸图。

具体实施方式

如图1-4所示，一种智能补偿碳刷的碳刷架，包括底座11、碳刷及若干个刷盒2，所述底座11开设有中心通孔13，所述若干个刷盒2围绕中心通孔13圆周排列设置于底座11一侧端面上，所述刷盒2朝向中心通孔13一侧端面上设有安装碳刷的开口槽21，所述刷盒2开口槽21内设置有补偿警报装置3，该补偿警报装置3包括常规碳刷安装座31、补偿碳刷安装座32、长碳刷33、短碳刷34、限位件4、扭簧35、弹性驱动件36及行程开关37，所述开口槽21中央设有分隔板22，该分隔板22将开口槽21分隔为上腔室23及下腔室24，所述常规碳刷安装座31、补偿碳刷安装座32分别设置于上腔室23及下腔室24中做滑动配合，所述常规碳刷安装座31、补偿碳刷安装座32与开口槽21槽底25之间均压缩设置有弹性驱动件36，所述弹性驱动件36驱动常规碳刷安装座31、补偿碳刷安装座32朝开口槽21槽口27方向滑动，所述长碳刷33一端固定设置于常规碳刷安装座31上，另一端延伸至开口槽21外与换向环摩擦抵触；

所述分隔板22靠近开口槽21槽口27一侧设有限位断口26，所述限位件4设置于限位断口26内做旋转配合，所述常规碳刷安装座31、补偿碳刷安装座32均位于限位件4与开口槽21槽底25之间，所述限位件4包括中轴端41、延伸至上腔室23内的上挡块42及延伸至下腔室24内的下挡块43，所述补偿碳刷安装座受弹性驱动件36作用与下挡块43抵触，所述限位件4上设有扭簧35，该扭簧35驱动下挡块43阻挡补偿碳刷安装座32座朝槽口27移动，所述短碳刷34一端与补偿碳刷安装座32固定配合，另一端延伸至开口槽21槽口27，所述行程开关37设置于下挡块43旋转路径内，该行程开关与车辆中央控制系统信号连接。

通过刷盒2开口槽21内设置的补偿警报装置3，开口槽21内的分隔板22将开口槽21分隔为上腔室23及下腔室24，分别供常规碳刷安装座31、补偿碳刷安装座32做滑移运动，分隔板22靠近开口槽21槽口27一侧设有限位断口26，限位件4设置于限位断口26内做旋转配合。

因为常规碳刷安装座31与长碳刷33固定连接，长碳刷33在与换向环的抵触作用下，使得常规碳刷安装座31尚处于限位件4与开口槽21槽底25之间，未与限位件4抵触。

而补偿碳刷安装座32因为与短碳刷34固定连接，在长碳刷33未磨损殆尽，常规碳刷安装座31未向开口槽21槽口27移动撞击到上挡块42时，补偿碳刷安装座32会被下挡块阻挡，短碳刷34是接触不到换向环的，限位件4上的扭簧35驱使下挡块43拦截补偿碳刷安装座32，扭簧35的扭力与补偿碳刷安装座32上的弹力驱动件的弹力相抵消，保持了补偿碳刷安装座32的暂时性不动。

在长碳刷33被换向环磨损殆尽的过程中，常规碳刷安装座31会朝开口槽21槽口27方向逐渐移动，移动过程中撞击限位件4上挡块42，撞击力打破限位件4与补偿碳刷安装座32的平衡，驱动限位件4围绕中轴端41旋转，上挡块42及下挡块旋转收入限位断口26内，补偿碳刷安装座32不再受到拦截，短碳刷34得以伸出开口槽21，移动至与换向环摩擦。而设置在下挡块旋转路径内的行程开关37，在限位件4旋转收入限位断口26的过程中，下挡块会撞击行程开关37，通过行程开关37与车辆中央控制系统的信号连接，给驾驶者提供长碳刷33磨损殆尽的警报信号。

通过上述设置，在长碳刷33未磨损殆尽时，短碳刷34处于不与换向环接触的位置，在长碳刷33磨损殆尽后，通过限位件4、扭簧35、常规碳刷安装座31、补偿碳刷安装座32及弹性驱动件36的联动配合作用下，短碳刷34及时移动至与换向环摩擦的位置，替补长碳刷33的作用，同时在限位件4、扭簧35及行程开关37的联动配合下，及时给予车辆中央控制系统警告信号，完成补偿碳刷及警报的功能，驾驶者在接受警报及时更换长碳刷33后，短碳刷34磨损不明显，可以不必更换短碳刷34。更换完长碳刷33后，补偿警报状恢复初始状态，可以反复使用。

所述分隔板22上的限位断口26包括安置中轴端41的中凹陷槽261、位于上挡块42旋转路径上的上凹陷槽262、位于下挡块43旋转路径上的下凹陷槽263，所述限位件4旋转后上挡块42及下挡块43分别没入上凹陷槽262及下凹陷槽263，所述中凹陷槽261设有旋转轴264，所述限位件4中轴端41套设与旋转轴264上做旋转配合。

通过在分隔板22限位断口26位置设置上、中、下凹陷槽263，方便限位件4在旋转时完全收入分隔板22内，不会因为露出部位阻碍碳刷安装座的移动。

所述行程开关37设置于下凹陷槽263内并面向下挡块43，所述限位件4旋转，下挡块43没入下凹陷槽263后与行程开关37接触。

将行程开关37设置于下凹陷槽263内并面向下挡块43，使得限位件4的下挡块只有在完全收入下凹陷槽263内后，才会触发行程开关37，给予车辆中央控制系统警报信号，防止限位件4尚未完全旋转完毕时触发，增强了对补充警报装置状态的精准把握。

所述扭簧35驱动限位件4旋转的扭力与弹性驱动件36的弹力相同。

扭簧35驱动限位件4旋转的扭力与弹性驱动件36的弹力相同，才能让限位件4与补充碳刷安装座保持相对平衡。

所述弹性驱动件36为弹簧，该弹性驱动件36两端分别与常规碳刷安装座31、补偿碳刷安装座32及开口槽21槽底25固定连接。

利用性驱动件两端分别与常规碳刷安装座31、补偿碳刷安装座32及开口槽21槽底25固定连接，可以防止常规碳刷安装座31、补偿碳刷收到弹力驱动后，脱离开口槽21。

Claims (5)

1.一种智能补偿碳刷的碳刷架，包括底座、碳刷及若干个刷盒，所述底座开设有中心通孔，所述若干个刷盒围绕中心通孔圆周排列设置于底座一侧端面上，所述刷盒朝向中心通孔一侧端面上设有安装碳刷的开口槽，其特征在于：所述刷盒开口槽内设置有补偿警报装置，该补偿警报装置包括常规碳刷安装座、补偿碳刷安装座、长碳刷、短碳刷、限位件、扭簧、弹性驱动件及行程开关，所述开口槽中央设有分隔板，该分隔板将开口槽分隔为上腔室及下腔室，所述常规碳刷安装座、补偿碳刷安装座分别设置于上腔室及下腔室中做滑动配合，所述常规碳刷安装座、补偿碳刷安装座与开口槽槽底之间均压缩设置有弹性驱动件，所述弹性驱动件驱动常规碳刷安装座、补偿碳刷安装座朝开口槽槽口方向滑动，所述长碳刷一端固定设置于常规碳刷安装座上，另一端延伸至开口槽外与换向环摩擦抵触；

所述分隔板靠近开口槽槽口一侧设有限位断口，所述限位件设置于限位断口内做旋转配合，所述常规碳刷安装座、补偿碳刷安装座均位于限位件与开口槽槽底之间，所述限位件包括中轴端、延伸至上腔室的上挡块及延伸至下腔室的下挡块，所述补偿碳刷安装座受弹性驱动件作用与下挡块抵触，所述限位件上设有扭簧，该扭簧驱动下挡块阻挡补偿碳刷安装座朝槽口移动，所述短碳刷一端与补偿碳刷安装座固定配合，另一端延伸至开口槽槽口，所述行程开关设置于下挡块旋转路径内，该行程开关与车辆中央控制系统信号连接。

2.根据权利要求1所述的一种智能补偿碳刷的碳刷架，其特征在于：所述分隔板上的限位断口包括安置中轴端的中凹陷槽、位于上挡块旋转路径上的上凹陷槽、位于下挡块旋转路径上的下凹陷槽，所述限位件旋转后上挡块及下挡块分别没入上凹陷槽及下凹陷槽，所述中凹陷槽设有旋转轴，所述限位件中轴端套设与旋转轴上做旋转配合。

3.根据权利要求2所述的一种智能补偿碳刷的碳刷架，其特征在于：所述行程开关设置于下凹陷槽内并面向下挡块，所述限位件旋转，下挡块没入下凹陷槽后与行程开关接触。

4.根据权利要求1或3所述的一种智能补偿碳刷的碳刷架，其特征在于：所述扭簧驱动限位件旋转的扭力与弹性驱动件的弹力相同。

5.根据权利要求4所述的一种智能补偿碳刷的碳刷架，其特征在于：所述弹性驱动件为弹簧，该弹性驱动件两端分别与常规碳刷安装座、补偿碳刷安装座及开口槽槽底固定连接。

Images