CN110806309B - 用于接触器的测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于接触器的测试装置，包括：壳体；致动模块，安装到壳体，在外力的作用下移动；传动模块，与致动模块和接触器的动触头组件连接，将致动模块的运动传递到动触头组件；传感器模块，安装到传动模块，经由传动模块测量动触头组件的位移量和动触头组件受到的动触头组件弹簧的反力大小，在测试装置的操作期间，致动模块在外力的作用下移动，导致传动模块运动，进而使动触头组件运动，当动触头组件移动到预定位置时停止运动，然后释放外力，此时动触头组件会在动触头组件弹簧的作用下运动，动触头组件弹簧的反力大小及动触头组件的位移量会经由传动模块通过传感器模块输出，通过动触头组件的位移量与反力大小的关系，确定接触器的超程。

Description

用于接触器的测试装置

技术领域

本发明涉及一种用于接触器的测试装置。

背景技术

接触器是一种生产量大，应用面广的电气控制元件，可用来频繁通断交直流主电路和大容量控制电路。配合继电器可以实现定时操作、联锁控制、定量控制、施压和欠压保护等功能。接触器机械性能(主要指触头超程)的好坏将直接影响其电气寿命。例如主触头因为过度烧蚀导致超程不足，若无法及时发现，极有可能造成触头融焊，严重时会导致系统损坏。目前接触器只有在使用过程中出现触头融焊或者缺相等失效状况时才能被动地被更换，这对于电气线路安全和使用者人身安全造成极大的隐患。现有的接触器的检测方式为人工检测，检测设备为电表，只能简单检测接触器通断状态，无法对触头烧蚀做精确检测；如果用大型专用设备，需要将接触器拆下，耗费时间长，人工成本贵，工作效率较低，劳动强度大。

接触器的机械性能之一反映在触头的超程上，随着使用次数的增加，触头超程不断减小，触头压力随之减小，严重时会造成触头的熔焊和烧毁，造成设备损坏甚至电气线路瘫痪。故在使用期间，接触器损坏之前能及时诊断触头超程的情况显得尤为必要。

因此，需要一种能够在接触器处于安装位置时测试接触器的测试装置，给用户是否需要及时更换新的接触器提供可靠地参考依据，从而避免因接触器损坏而造成的电气事故。

发明内容

本发明涉及一种用于接触器的测试装置，所述测试装置安装到接触器，用于对接触器的机械性能进行测试，其特征在于，所述测试装置包括：壳体；致动模块，安装到壳体，能够在外力的作用下移动；传动模块，与致动模块和接触器的动触头组件连接，将致动模块的运动传递到动触头组件，使动触头组件运动；传感器模块，安装到传动模块，能够经由传动模块测量动触头组件的位移量和动触头组件受到的动触头组件弹簧的反力大小，其中，在测试装置的操作期间，致动模块在外力的作用下移动，导致传动模块运动，进而使动触头组件运动，当动触头组件移动到预定位置时停止运动，然后释放外力，此时动触头组件会在动触头组件弹簧的作用下运动，动触头组件弹簧的反力大小及动触头组件的位移量会经由传动模块通过传感器模块输出，通过动触头组件的位移量与所述反力大小的关系，确定接触器的超程。

优选地，所述致动模块包括：按钮，其安装到壳体的顶部；磁铁组件，包括磁铁和磁铁保持架，磁铁位于磁铁保持架中；以及复位弹簧，围绕磁铁组件设置，用于在测试装置操作结束之后，使致动模块复位。

优选地，所述传感器模块包括：压力传感器，其一侧连接到磁铁保持架，另一侧连接到传动模块，能够测量动触头组件弹簧的反力大小；角度传感器，其连接到传动模块，经由传动模块测量对应于动触头组件的位移量的角度值。

优选地，所述传动模块包括：齿条，其一端与动触头组件连接，能够在按钮受到按压时移动，从而使动触头组件移动，另一端与压力传感器连接，能够将动触头组件受到的反力通过压力传感器输出；齿轮，固定到角度传感器，并且与齿条啮合，使得齿轮在齿条移动的同时旋转，将齿条的平移运动转换为旋转运动，并由角度传感器输出。

优选地，所述传感器模块还包括角度传感器支架，用于容纳角度传感器。

优选地，所述测试装置还包括保护机构，其配置成当对压力传感器的压力大小超过压力传感器的阈值时，中断压力向压力传感器的传递，从而保护压力传感器。

优选地，所述致动模块包括：旋钮，其安装到壳体的顶部；滑杆，其与旋转钮连接；复位弹簧，设置在旋钮和滑杆之间，用于在测试装置操作结束之后，使旋钮复位。

优选地，所述传动模块包括：丝杠，在其外表面具有螺旋状凹槽，并且具有容纳滑杆的开口，滑杆的旋转能够导致丝杠沿竖直方向移动；齿条，与丝杠连接，能够随着丝杠一起移动；齿轮，与齿条啮合，使得齿轮在齿条移动的同时旋转，将齿条的平移运动转换为旋转运动；保持架，容纳丝杠、齿条和齿轮。

优选地，所述传感器模块包括：压力传感器，其一侧连接到丝杠，另一侧连接到齿条，能够测量动触头组件弹簧的反力大小；角度传感器，其连接到齿轮，经由齿轮测量对应于动触头组件的位移量的角度值。

优选地，所述保护机构包括：调节旋钮，设置在保持架中，与保持架螺纹连接，能够相对于保持架运动；调节弹簧，与调节旋钮连接；滚珠，与调节弹簧连接，容纳在螺旋状凹槽，从而使得滚珠沿螺旋状凹槽相对地运动，使滑杆的旋转导致丝杠沿竖直方向移动，调节弹簧压缩在调节旋钮和滚珠之间，调节弹簧的预设压力等于压力传感器的阈值，当外力所传递到压力传感器的压力大于压力传感器的阈值时，会导致滚珠从螺旋状凹槽脱出，从而使得滑杆的进一步旋转不会导致丝杠的进一步移动，从而不会将压力传递到压力传感器。

附图说明

下面结合附图详细描述的本发明的优选实施方式中，本发明的优点和目的可以得到更好地理解。为了在附图中更好地显示各部件的关系，附图并非按比例绘制。附图中:

图1示出本发明的测试装置，其中测试装置安装到接触器；

图2示出根据本发明的实施例的测试装置的分解图；

图3示出根据本发明的实施例的测试装置的剖视图，其中，测试装置处于非工作状态；

图4示出根据本发明的实施例的测试装置的剖视图，其中，测试装置处于工作状态；

图5示出根据本发明的实施例的测试装置测试的接触器的位移与压力的关系图表；

图6-8分别示出在接触器的动触头组件的触头厚度为100％、80％和50％的情况下，通过测试装置测试的接触器的位移与压力的关系图表；

图9示出根据本发明的另一实施例的测试装置的分解图；

图10示出根据本发明的另一实施例的的测试装置的透视图；以及

图11示出根据本发明的另一实施例的测试装置的一部分的剖视图。

具体实施方式

将参照附图详细描述根据本发明的各个实施例。这里，需要注意的是，在附图中，将相同的附图标记赋予基本上具有相同或类似结构和功能的组成部分，并且将省略关于它们的重复描述。如果没有特别说明，术语“依次包括A、B、C等”仅指示所包括的部件A、B、C等的排列顺序，并不排除在A和B之间和/或B和C之间包括其它部件的可能性。。

本说明书的附图为示意图，辅助说明本发明的构思，示意性地表示各部分的形状及其相互关系。

下面，参照图1至图11，详细描述根据本发明的优选实施方式。

首先，参见图1，其示出测试装置1安装到接触器2，具体地，测试装置安装到接触器的动触头组件(如下详细描述)。动触头组件包括动触头支架和动触头，动触头组件对于本领域技术人员来说是熟知的，因此，在本文中不再赘述。

图2示出根据本发明的实施例的测试装置的分解图。测试装置1包括壳体11，壳体具有上壳体111和下壳体112，上壳体安装到下壳体。当然，上壳体111与下壳体112也可以一体成形。致动模块12包括按钮121、磁铁122、磁铁保持架123和复位弹簧124，按钮安装到上壳体111的顶部，磁铁122容纳在磁铁保持架123中，从而形成磁铁组件，磁铁保持架123连接到按钮，复位弹簧围绕磁铁组件设置，能够在测试装置操作结束之后使按钮复位。传感器模块13包括压力传感器131和角度传感器132，压力传感器131的第一部分连接到磁铁保持架，并受到磁铁的吸引而与压力传感器的第二部分分离，压力传感器的131第二部分连接到传动模块14的齿条141。齿条141安装到动触头组件，能够在外力的作用下，与动触头组件一起向下移动。在测试装置的非工作状态，为了避免动触头组件的弹簧对压力传感器产生压力而影响测试效果，设置了磁铁来吸引压力传感器的第一部分，使该第一部分远离压力传感器的第二部分，从而使压力传感器不会输出压力。传动模块14的齿轮142安装到角度传感器132的转轴，使得角度传感器132能够测量齿轮的旋转角度。齿轮142与齿条141啮合，使得齿条141移动时，齿轮会相应地旋转，进而通过角度传感器输出对应于齿条的移动量(也即动触头组件的移动量)的角度值。

参见图3和图4，其分别示出了测量装置处于非工作状态和工作状态的剖视图。从附图中可以看出，测试装置在接触器处于安装位置的情况下安装到接触器，从而不需要将接触器从安装位置拆卸下来，节省了时间，简化了操作。测试装置的操作过程如下：首先，通过人力或者任何其它外力向下按压按钮121，这导致齿条141向下移动，进而使动触头组件向下移动，当动触头组件的移动到预定位置时，释放对按钮施加的外力，此时动触头组件会在动触头组件的弹簧的作用下向上移动，并且按钮会在复位弹簧的作用下复位，在该过程期间，动触头组件的弹簧对动触头组件的反力会通过齿条传递到压力传感器，从而经由压力传感器输出，另外，由于齿轮142与齿条141啮合，所以动触头组件的移动量会被转换成齿轮的旋转量，从而经由角度传感器输出。

应当明白的是，本发明的实施例利用角度传感器来间接测量动触头组件的位移量，但是，可以使用其它位移传感器来直接测量动触头组件的位移量，在该情况下，可以省略齿轮等部件。

图5示出根据本发明的实施例的测试装置测试的接触器的位移与压力的关系图表，横坐标代表位移，纵坐标代表压力。A点表示接触器的动触头组件的第一个动触头与静触头接触，B点表示接触器的动触头组件的最后一个动触头与静触头接触，C点表示动触头组件在电磁力的作用下被吸合至最大位置，即动触头组件移动到了预定位置。在理想情况下，即动触头组件的弹簧的位移是线性的，并且各个弹簧之间的相关系数为0且摩擦力为0，动触头组件的所有动触头会在同一时刻与静触头接触，此时A点和B点在图5的曲线图中会重合，C点的横坐标与B点的横坐标之差即为接触器的超程S，即S＝X_C-X_B。在实际情况下，实际超程S’＝k*S，其中k为预定确定的修正系数。

下面参见图6-8来描述在动触头组件的触头厚度为100％、80％和50％的情况下，通过测试装置测试的接触器的位移与压力的关系图表。通过图6-8可以看出，随着触头厚度的逐渐减小(比如触头厚度因磨损而逐渐减小)，超程S＝X_C-X_B逐渐减小。因此，通过位移与压力曲线图，可以提供接触器的超程的相关信息，从而在接触器损坏之前能及时诊断触头超程的情况，及时更换触头。

图9-11示出根据本发明的另一实施例的测试装置。类似地，该测试装置包括壳体11’、致动模块12’、传感器模块13’和传动模块14’。致动模块12’包括旋钮121’、滑杆125、复位弹簧124’，旋钮安装到壳体11’的上壳体111’的顶部，滑杆125与旋钮连接，能够与旋钮一起旋转，复位弹簧124’位于滑杆和旋钮之间，能够在测试装置操作结束之后，使旋钮复位。压力传感器131’的一侧连接到传动模块的丝杠143，另一侧与齿条141’连接。丝杠143具有开口，用于容纳滑杆。丝杠143的外表面具有螺旋状凹槽1431，一滚珠144可容纳到该螺旋状凹槽内。如图11所示，调节旋钮145设置在保持架146中，与保持架螺纹连接，能够相对于保持架沿左右方向运动，调节弹簧147压缩在调节旋钮145和滚珠144之间，并且调节弹簧的该预设压力等于压力传感器的阈值。

该测试装置的操作过程如下：将用外力旋转旋钮121’时，会带动滑杆125旋转，进而导致丝杠也旋转，随着滚珠144在螺旋状凹槽内相对地移动，丝杠在旋转的同时会向下运动，导致齿条也向下运动，带动动触头组件向下运动，齿条的运动通过齿轮142’转换为旋转运动，并经由角度传感器132’输出，而动触头组件的弹簧对动触头组件的反力大小经由压力传感器131’输出。应注意，调节旋钮、调节弹簧、滚珠和丝杠一起组成了保护机构，当外力所传递到压力传感器的压力达到压力传感器的阈值时，会克服调节弹簧的预设压力使滚珠向左移动，而使滚珠脱离螺旋状凹槽，这导致即使外力仍然施加到旋钮而使丝杠旋转，由于滚珠脱离螺旋状凹槽，丝框不能向下继续移动，从而保护压力传感器不会受到损坏。

另外，对于不同型号的接触器，通过调节调节旋钮，可以调节调节弹簧对滚珠的预设压力，从而实现了滚珠在不同的压力下脱离螺旋状凹槽。

通过利用本发明的测试装置，可以以简单的结构和低成本实现对接触器的机械性能尤其是超程的测试，从而防止在接触器损害之前及时发现，避免因接触器损坏而造成电气事故。

以上说明仅仅是对本发明的解释，使得本领域普通技术人员能完整地实施本方案，但并不是对本发明的限制。上述披露的各技术特征并不限于已披露的与其它特征的组合，本领域技术人员还可根据发明目的进行各技术特征之间的其它组合，以实现本发明之目的为准。

Claims (10)

1.一种用于接触器的测试装置，所述测试装置安装到接触器，用于对接触器的机械性能进行测试，其特征在于，所述测试装置包括：

壳体；

致动模块，安装到壳体，能够在外力的作用下移动；

传动模块，与致动模块和接触器的动触头组件连接，将致动模块的运动传递到动触头组件，使动触头组件运动；

传感器模块，安装到传动模块，能够经由传动模块测量动触头组件的位移量和动触头组件受到的动触头组件弹簧的反力大小，

其中，在测试装置的操作期间，致动模块在外力的作用下移动，导致传动模块运动，进而使动触头组件运动，当动触头组件移动到预定位置时停止运动，然后释放外力，此时动触头组件会在动触头组件弹簧的作用下运动，动触头组件弹簧的反力大小及动触头组件的位移量会经由传动模块通过传感器模块输出，通过动触头组件的位移量与所述反力大小的关系，确定接触器的超程，

其中，所述传感器模块包括压力传感器，该压力传感器一侧连接到致动模块，另一侧连接到传动模块，能够测量动触头组件弹簧的反力大小，

压力传感器包括连接到致动模块的第一部分和连接到传动模块的第二部分，在没有对致动模块施加外力时，压力传感器的第一部分和第二部分彼此分离。

2.如权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述致动模块包括：

按钮，其安装到壳体的顶部；

磁铁组件，包括磁铁和磁铁保持架，磁铁位于磁铁保持架中；以及

复位弹簧，围绕磁铁组件设置，用于在测试装置操作结束之后，使致动模块复位。

3.如权利要求2所述的测试装置，其特征在于，所述传感器模块还包括：

角度传感器，其连接到传动模块，经由传动模块测量对应于动触头组件的位移量的角度值，

其中，压力传感器一侧连接到磁铁保持架，另一侧连接到传动模块。

4.如权利要求3所述的测试装置，其特征在于，所述传动模块包括：

齿条，其一端与动触头组件连接，能够在按钮受到按压时移动，从而使动触头组件移动，另一端与压力传感器连接，能够将动触头组件受到的的反力通过压力传感器输出；

齿轮，固定到角度传感器，并且与齿条啮合，使得齿轮在齿条移动的同时旋转，将齿条的平移运动转换为旋转运动，并由角度传感器输出。

5.如权利要求4所述的测试装置，其特征在于，所述传感器模块还包括角度传感器支架，用于容纳角度传感器。

6.如权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述测试装置还包括保护机构，其配置成当对压力传感器的压力大小超过压力传感器的阈值时，中断压力向压力传感器的传递，从而保护压力传感器。

7.如权利要求6所述的测试装置，其特征在于，所述致动模块包括：

旋钮，其安装到壳体的顶部；

滑杆，其与旋转钮连接；

复位弹簧，设置在旋钮和滑杆之间，用于在测试装置操作结束之后，使旋钮复位。

8.如权利要求7所述的测试装置，其特征在于，所述传动模块包括：

丝杠，在其外表面具有螺旋状凹槽，并且具有容纳滑杆的开口，滑杆的旋转能够导致丝杠沿竖直方向移动；

齿条，与丝杠连接，能够随着丝杠一起移动；

齿轮，与齿条啮合，使得齿轮在齿条移动的同时旋转，将齿条的平移运动转换为旋转运动；

保持架，容纳丝杠、齿条和齿轮。

9.如权利要求8所述的测试装置，其特征在于，所述传感器模块还包括：

角度传感器，其连接到齿轮，经由齿轮测量对应于动触头组件的位移量的角度值，

其中，压力传感器的一侧连接到丝杠，另一侧连接到齿条，能够测量动触头组件弹簧的反力大小。

10.如权利要求9所述的测试装置，其特征在于，所述保护机构包括：

调节旋钮，设置在保持架中，与保持架螺纹连接，能够相对于保持架运动；

调节弹簧，与调节旋钮连接；

滚珠，与调节弹簧连接，容纳在螺旋状凹槽，从而使得滚珠沿螺旋状凹槽相对地运动，使滑杆的旋转导致丝杠沿竖直方向移动，

调节弹簧压缩在调节旋钮和滚珠之间，调节弹簧的预设压力等于压力传感器的阈值，当外力所传递到压力传感器的压力大于压力传感器的阈值时，会导致滚珠从螺旋状凹槽脱出，从而使得滑杆的进一步旋转不会导致丝杠的进一步移动，从而不会将压力传递到压力传感器。

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