CN114114004A - Balance Force电磁继电器吸反力特性和簧片有效刚度测试装置及方法 - Google Patents

Balance Force电磁继电器吸反力特性和簧片有效刚度测试装置及方法 Download PDF

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Abstract

Balance Force电磁继电器吸反力特性和簧片有效刚度测试装置及方法，它属于Balance Force电磁继电器吸反力特性及簧片有效刚度测试技术领域。本发明解决了现有方法只能测得Balance Force电磁继电器的电磁部分在吸合和释放位置下的吸力值的问题。本发明的电磁继电器夹持方式运用三维夹持法，可从三个维度对电磁继电器进行夹持，保证稳固性，利用激光位移传感器测试衔铁的位移值，同时利用电子数显测力计测试衔铁在对应位置的力值，测试完成后，将每个测试点的位移值和力值进行组合，获得电磁部分的完整吸力特性曲线。本发明可以应用于Balance Force电磁继电器吸反力特性及簧片有效刚度测试。

Description

Balance Force电磁继电器吸反力特性和簧片有效刚度测试 装置及方法
技术领域
本发明属于Balance Force电磁继电器吸反力特性及簧片有效刚度测试技术领域，具体涉及一种用于Balance Force电磁继电器吸反力特性和簧片有效刚度测试装置及方法。
背景技术
Balance Force电磁继电器的电磁部分的吸力曲线非线性度高，直接决定吸合/释放电压及衔铁保持力等重要特性参数。目前厂家在产品生产过程中采用手持测力计的方式，只能测得Balance Force电磁继电器的电磁部分在吸合和释放位置下的吸力值，无法获取整条吸力曲线，因此无法确定吸反力曲线是否交叉，进而无法判断电磁部分与触簧部分组装成整机后是否会有吸合/释放二步问题(二步问题会使吸合电压升高、释放电压降低)，导致在批生产过程中无法对电磁部分吸力一致性进行有效保障，致使整机组装后特性参数的分散性大、调试难度大，严重影响批次产品质量一致性。在批生产过程中仅能通过筛选保证簧片零件的一致性，而无法保证簧片组装到触簧部分后的一致性，直接影响批次产品质量一致性。
综上所述，亟需一种可准确测试Balance Force电磁继电器吸反力特性和簧片有效刚度的测试装置，在批生产过程中有效保障电磁部分、触簧部分及整机特性参数的质量一致性。
发明内容
本发明的目的是为解决现有方法只能测得Balance Force电磁继电器的电磁部分在吸合和释放位置下的吸力值的问题，而提出一种Balance Force电磁继电器吸反力特性和簧片有效刚度测试装置及方法。
本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案是：
基于本发明的一个方面，一种Balance Force电磁继电器吸反力特性和簧片有效刚度测试装置，所述装置包括夹持组件、位移检测组件、测力组件和基台座，其中：
所述夹持组件包括第一个三维滑台、X方向第一夹持件、X方向第二夹持件、Y方向第一夹持件、Y方向第二夹持件和Z方向夹持件；
所述第一个三维滑台固定设置于基台座上；
所述X方向第一夹持件、X方向第二夹持件、Y方向第一夹持件、Y方向第二夹持件和Z方向夹持件固定在第一个三维滑台螺纹正向安装面上；
且X方向第二夹持件固定连接于第一个三维滑台的X轴滑台上，X轴滑台带动X方向第二夹持件向X方向第一夹持件运动；
所述Z方向夹持件位于X方向第二夹持件上；
所述Y方向第一夹持件与Z方向夹持件相连，Y方向第二夹持件与X方向第一夹持件通过螺栓连接；
所述位移检测组件包括激光位移传感器、激光位移传感器转接板和Z轴滑台；
所述Z轴滑台固定设置于基台座上；
所述激光位移传感器转接板固定设置于Z轴滑台螺纹正向安装面上；
所述激光位移传感器固定在激光位移传感器转接板上；
所述测力组件包括电子数显测力计、测力计转接板和第二个三维滑台；
所述第二个三维滑台固定设置于基台座上；
所述测力计转接板固定在第二个三维滑台螺纹正向安装面上；
所述电子数显测力计固定在测力计转接板上。
进一步地，所述Y方向第一夹持件的设计形状为U型。
基于本发明的另一个方面，一种Balance Force电磁继电器吸反力特性和簧片有效刚度测试方法，所述方法具体包括以下步骤：
步骤一、将电磁继电器放置于夹持组件上；
步骤二、利用X方向第一夹持件和X方向第二夹持件对电磁继电器进行X方向夹紧，利用Z方向夹持件和第一个三维滑台的Z轴滑台配合对电磁继电器进行Z方向夹紧，利用Y方向第一夹持件和Y方向第二夹持件对电磁继电器进行Y方向固定；
步骤三、在电磁系统下，利用第一个三维滑台带动刚性探针运动，刚性探针推动衔铁运动，通过测试衔铁的位移值和力值得到电磁继电器电磁部分的吸力特性曲线；
步骤四、将电磁部分与触簧部分装配为整机状态，待调试完成后，测得整机合力；
步骤五、将整机合力减去电磁部分的吸力，得到触簧部分的反力特性曲线；
步骤六、在整机状态下，通过第一个三维滑台调整刚性探针位置，得到簧片有效刚度曲线。
进一步地，所述步骤三的具体过程为：
当提供的电压达到衔铁保持在吸合状态的电压时，利用第一个三维滑台带动刚性探针运动将衔铁由吸合位置移动到释放位置，滑台每移动单位距离，均通过激光位移传感器测试一次衔铁的位移值，同时通过电子数显测力计测试衔铁的力值，测试完成后，将每个测试点的位移值和力值进行组合，获得力值随位移值变化的曲线，即获得电磁部分的吸力特性曲线。
更进一步地，所述步骤三的具体过程为：
当提供的电压无法保持衔铁吸合状态时，刚性探针推动衔铁直接到达吸合或释放位置，通过从释放或吸合位置反向推动，得到电磁部分的完整吸力特性曲线。
本发明的有益效果是：
本发明的电磁继电器夹持方式运用三维夹持法，可从三个维度对电磁继电器进行夹持，保证稳固性，利用激光位移传感器测试衔铁的位移值，同时利用电子数显测力计测试衔铁在对应位置的力值，测试完成后，将每个测试点的位移值和力值进行组合，获得电磁部分的完整吸力特性曲线，克服了现有方法只能测得Balance Force电磁继电器的电磁部分在吸合和释放位置下的吸力值的问题。
而且，本发明利用整机合力减去电磁部分的吸力，可以得到触簧部分的反力特性曲线。并且，本发明可以获得簧片的有效刚度曲线。
附图说明
图1为本发明测试装置的示意图；
图2为夹持组件的示意图；
图3为位移检测组件的示意图；
图4为测力组件的示意图；
图5为吸力特性曲线的示意图。
具体实施方式
具体实施方式一、结合图1、图2、图3和图4说明本实施方式。本实施方式所述的一种Balance Force电磁继电器吸反力特性和簧片有效刚度测试装置，所述装置包括夹持组件、位移检测组件、测力组件和基台座13，其中：
所述夹持组件包括第一个三维滑台12、X方向第一夹持件1、X方向第二夹持件2、Y方向第一夹持件3、Y方向第二夹持件4和Z方向夹持件5；
所述第一个三维滑台12固定设置于基台座13上；
所述X方向第一夹持件1、X方向第二夹持件2、Y方向第一夹持件3、Y方向第二夹持件4和Z方向夹持件5固定在第一个三维滑台12螺纹正向安装面上；
且X方向第二夹持件2固定连接于第一个三维滑台12的X轴滑台上，X轴滑台带动X方向第二夹持件2向X方向第一夹持件1运动用于实现电磁继电器的X方向夹紧；
所述Z方向夹持件5位于X方向第二夹持件2上，Z方向夹持件5与第一个三维滑台12的Z轴滑台配合实现对电磁继电器的Z轴方向夹紧；
所述Y方向第一夹持件3与Z方向夹持件5相连，Y方向第二夹持件4与X方向第一夹持件1通过螺栓连接，Y方向第一夹持件3和Y方向第二夹持件4用于对电磁继电器的Y轴方向固定；
所述位移检测组件包括激光位移传感器6、激光位移传感器转接板7和Z轴滑台8；
所述Z轴滑台8固定设置于基台座13上；
所述激光位移传感器转接板7固定设置于Z轴滑台8螺纹正向安装面上；
所述激光位移传感器6固定在激光位移传感器转接板7上；
所述测力组件包括电子数显测力计9、测力计转接板10和第二个三维滑台11；
所述第二个三维滑台11固定设置于基台座13上；
所述测力计转接板10固定在第二个三维滑台11螺纹正向安装面上；
所述电子数显测力计9固定在测力计转接板10上。
X轴方向的固定件由X方向第一夹持件1和X方向第二夹持件2构成，X方向第一夹持件1固定在底座上，X方向第二夹持件2与第一个三维滑台12的X轴滑台相连，将继电器放置在X方向第一夹持件1和X方向第二夹持件2之间，通过X轴滑台带动X方向第二夹持件2向X方向第一夹持件1运动实现对继电器的X方向夹紧功能，其中X方向第一夹持件1与X方向第二夹持件2与继电器开有槽孔，槽边缘厚度与继电器支架厚度一致，实现了引线功能的同时，保证受力点在轭铁以及线圈两个位置，避免夹紧导致继电器受力变形，Y轴方向的固定组件由Y方向第一夹持件3和Y方向第二夹持件4构成，其中Y方向第一夹持件3与Z方向夹持件5相连，设计形状为U型，不阻碍测量的同时，保证受力点在轭铁以及线圈两个位置夹持，Y方向第二夹持件4与X方向第一夹持件1通过螺钉连接，表面有两个长方形凸起，目的是调节高度差，保证继电器在测试过程始终保在水平面上Z方向夹持件5与Z轴滑台配合实现Z轴方向对继电器的固定功能。
具体实施方式二：本实施方式是对具体实施方式一的进一步限定，所述Y方向第一夹持件3的设计形状为U型。
其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式所述的一种Balance Force电磁继电器吸反力特性和簧片有效刚度测试方法，所述方法具体包括以下步骤：
步骤一、将电磁继电器放置于夹持组件上；
步骤二、利用X方向第一夹持件1和X方向第二夹持件2对电磁继电器进行X方向夹紧，利用Z方向夹持件5和第一个三维滑台12的Z轴滑台配合对电磁继电器进行Z方向夹紧，利用Y方向第一夹持件3和Y方向第二夹持件4对电磁继电器进行Y方向固定；
步骤三、在电磁系统下，利用第一个三维滑台带动刚性探针运动，刚性探针推动衔铁运动，通过测试衔铁的位移值和力值得到电磁继电器电磁部分的吸力特性曲线，得到的吸力特性曲线如图5所示；
步骤四、将电磁部分与触簧部分装配为整机状态，待调试完成后，通过步骤一至步骤三的方法测得整机合力；
步骤五、将整机合力减去电磁部分的吸力，得到触簧部分的反力特性曲线；
步骤六、在整机状态下，通过第一个三维滑台12调整刚性探针位置，得到簧片有效刚度曲线。
在整机状态，通过调整第一个三维滑台12将刚性探针调整至测试簧片合适位置，通过测试可以得到两段曲线，一段曲线为簧片有效刚度(有效刚度为刚性探针拨动簧片，直至簧片与常开触点接触时刻)，另一段曲线为超程(即簧片接触到常开触点后继续走过的路程)。
本发明方法具有如下优势：
1、便于携带、占用空间小。
2、电磁继电器的夹持方式运用三维夹持法，可从三个维度对电磁继电器进行夹持，保证稳固性。
3、夹持组件可更换，可测量不同型号Balance Force电磁继电器的电磁吸力及接触系统有效刚度。
4、电子数显测力计可更换，适应不同量程的电磁继电器测试。
5、利用电子数显测力计进行测量，移动量程小，测试精度高。
6、利用激光位移传感器测量位移更准确，精度更高。
7、本发明可以应用在电磁继电器电磁部分的吸反力测试以及簧片有效刚度测试上，有效的提高了测试效率，减少了簧片的筛选工作，为电磁继电器系统一致性检测及产品试验提供测试技术保障。
具体实施方式四：本实施方式是对具体实施方式三的进一步限定，所述步骤三的具体过程为：
当提供的电压达到衔铁保持在吸合状态的电压时，利用第一个三维滑台带动刚性探针运动将衔铁由吸合位置移动到释放位置，滑台每移动单位距离，均通过激光位移传感器测试一次衔铁的位移值，同时通过电子数显测力计测试衔铁在当前位置下的力值，测试完成后，将每个测试点的位移值和力值进行组合，获得力值随位移值变化的曲线，即获得电磁部分的吸力特性曲线。
其它步骤及参数与具体实施方式三相同。
具体实施方式五：本实施方式是对具体实施方式三或四的进一步限定，所述步骤三的具体过程为：
当提供的电压无法保持衔铁吸合状态时，刚性探针推动衔铁直接到达吸合或释放位置，由于刚性探针需要行走一段行程后才与衔铁接触，因此无法得到整条吸力曲线数据，通过从释放或吸合位置反向推动，将缺失的部分补充回来，两端曲线拼接得到电磁部分的完整吸力特性曲线。
本实施方式的方法可以应用于不同电压下的吸力曲线测试，例如，测量0V、吸合电压、释放电压下的吸力特性曲线。
其它步骤及参数与具体实施方式三或四相同。
本发明的上述算例仅为详细地说明本发明的计算模型和计算流程，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (5)

1.Balance Force电磁继电器吸反力特性和簧片有效刚度测试装置，其特征在于，所述装置包括夹持组件、位移检测组件、测力组件和基台座(13)，其中：
所述夹持组件包括第一个三维滑台(12)、X方向第一夹持件(1)、X方向第二夹持件(2)、Y方向第一夹持件(3)、Y方向第二夹持件(4)和Z方向夹持件(5)；
所述第一个三维滑台(12)固定设置于基台座(13)上；
所述X方向第一夹持件(1)、X方向第二夹持件(2)、Y方向第一夹持件(3)、Y方向第二夹持件(4)和Z方向夹持件(5)固定在第一个三维滑台(12)螺纹正向安装面上；
且X方向第二夹持件(2)固定连接于第一个三维滑台(12)的X轴滑台上，X轴滑台带动X方向第二夹持件(2)向X方向第一夹持件(1)运动；
所述Z方向夹持件(5)位于X方向第二夹持件(2)上；
所述Y方向第一夹持件(3)与Z方向夹持件(5)相连，Y方向第二夹持件(4)与X方向第一夹持件(1)通过螺栓连接；
所述位移检测组件包括激光位移传感器(6)、激光位移传感器转接板(7)和Z轴滑台(8)；
所述Z轴滑台(8)固定设置于基台座(13)上；
所述激光位移传感器转接板(7)固定设置于Z轴滑台(8)螺纹正向安装面上；
所述激光位移传感器(6)固定在激光位移传感器转接板(7)上；
所述测力组件包括电子数显测力计(9)、测力计转接板(10)和第二个三维滑台(11)；
所述第二个三维滑台(11)固定设置于基台座(13)上；
所述测力计转接板(10)固定在第二个三维滑台(11)螺纹正向安装面上；
所述电子数显测力计(9)固定在测力计转接板(10)上。
2.根据权利要求1所述的Balance Force电磁继电器吸反力特性和簧片有效刚度测试装置，其特征在于，所述Y方向第一夹持件(3)的设计形状为U型。
3.Balance Force电磁继电器吸反力特性和簧片有效刚度测试方法，其特征在于，所述方法具体包括以下步骤：
步骤一、将电磁继电器放置于夹持组件上；
步骤二、利用X方向第一夹持件(1)和X方向第二夹持件(2)对电磁继电器进行X方向夹紧，利用Z方向夹持件(5)和第一个三维滑台(12)的Z轴滑台配合对电磁继电器进行Z方向夹紧，利用Y方向第一夹持件(3)和Y方向第二夹持件(4)对电磁继电器进行Y方向固定；
步骤三、在电磁系统下，利用第一个三维滑台(12)带动刚性探针运动，刚性探针推动衔铁运动，通过测试衔铁的位移值和力值得到电磁继电器电磁部分的吸力特性曲线；
步骤四、将电磁部分与触簧部分装配为整机状态，待调试完成后，测得整机合力；
步骤五、将整机合力减去电磁部分的吸力，得到触簧部分的反力特性曲线；
步骤六、在整机状态下，通过第一个三维滑台(12)调整刚性探针位置，得到簧片有效刚度曲线。
4.根据权利要求3所述的Balance Force电磁继电器吸反力特性和簧片有效刚度测试方法，其特征在于，所述步骤三的具体过程为：
当提供的电压达到衔铁保持在吸合状态的电压时，利用第一个三维滑台带动刚性探针运动将衔铁由吸合位置移动到释放位置，滑台每移动单位距离，均通过激光位移传感器测试一次衔铁的位移值，同时通过电子数显测力计测试衔铁的力值，测试完成后，将每个测试点的位移值和力值进行组合，获得力值随位移值变化的曲线，即获得电磁部分的吸力特性曲线。
5.根据权利要求3所述的Balance Force电磁继电器吸反力特性和簧片有效刚度测试方法，其特征在于，所述步骤三的具体过程为：
当提供的电压无法保持衔铁吸合状态时，刚性探针推动衔铁直接到达吸合或释放位置，通过从释放或吸合位置反向推动，得到电磁部分的完整吸力特性曲线。
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