CN204043903U - 一种模拟人手的电源开关旋转试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种模拟人手的电源开关旋转试验装置，包括开关固定支架、旋转工装、传动杆、传动支架、传动齿轮、步进电机和开关试验台架，步进电机经传动齿轮驱动传动杆进行转动，旋转工装固定连接于传动杆的前端，旋转工装内嵌有梯形凹槽，电源开关固定安装于开关固定支架上，并使其所包括的开关板柄伸入梯形凹槽内，且梯形凹槽能够为开关板柄自某档位的转动临界角弹射到下一档位提供缓冲空间。本实用新型通过创新设置内嵌梯形凹槽的旋转工装，为开关扳柄预留了足够的缓冲空间，避免了开关扳柄在试验中长时间受力所导致的故障问题，实现了与人手工操作完全吻合的模拟试验动作，大大提高了电源开关的试验效率、准确性和试验结果的可信度。

Description

一种模拟人手的电源开关旋转试验装置

技术领域

本实用新型涉及开关试验技术领域，更具体的涉及一种模拟人手的电源开关旋转试验装置。

背景技术

目前，在进行汽车电源开关耐久试验的过程中，常用机械工装夹紧电源开关并带动电源开关进行旋转的方式进行耐久试验，这种电源开关如附图1所示的，包括开关接线柱001、开关本体002和开关扳柄003，并具有on和off两种档位，每个档位之间的转化角度为90°，开关扳柄003可在360°范围内按照每次旋转90°的方式控制电源开关处于on或off档位，而且现有的这种电源开关在其开关扳柄003旋转超过45°临界角时，由于内部弹簧的作用，开关扳柄会自动由45°角位置加速弹到90°位置，也就是说在实际上在off和on档之间切换操作时，只需将开关扳柄003由一个档位位置旋转45°角即可。现有技术中在对这种电源开关进行的耐久试验中，往往采用内嵌矩形凹槽的夹紧工装进行试验，直接将开关扳柄003插入到矩形凹槽中，并被矩形凹槽完全夹紧，在整个试验过程中开关扳柄始终都受到矩形凹槽的外力作用，在矩形凹槽中并没有为开关扳柄预留任何缓冲空间，这样开关扳柄即使在旋转超过45°角时，也不能加速弹射到下一个相应的on或off档位置，而是必须与其夹紧工装一同缓慢的匀速旋转至对应档位，不但使得开关内部弹簧失去了应有的弹射作用，而且在试验过程中开关扳柄因长时间受到外力作用会导致电源开关内部弹性触点的损坏，另外实质上也无法对开关的这种弹性跳档本身进行试验，大大降低了电源开关试验效率和试验结果的准确性和可信度，往往会出现下述情况：用于监测开关试验样件状态的电脑数据显示电源开关出现了故障，此时将电源开关从试验台上拆下，保持线束正常连接，用手代替原有内嵌矩形凹槽的夹紧工装模拟试验台对电源开关重新进行通断操作试验，电脑数据显示电源开关的状态又恢复正常，进一步说明了内嵌矩形凹槽的夹紧工装不能准确的模拟人工手旋转的动作对电源开关进行有效试验操作，严重影响了开关试验的准确性及可靠性。

实用新型内容

本实用新型为增强电源开关在开关耐久试验台上的试验准确性、提高试验结果的可信度，创新的提出一种模拟人手的电源开关旋转试验装置，所述电源开关旋转试验装置通过创新设置内嵌梯形凹槽的旋转工装，为电源开关的开关扳柄预留了足够的缓冲跳档空间，避免了开关扳柄在试验中长时间受力作用所导致的故障问题，同时所述电源开关旋转试验装置整体实现了与人手工操作完全吻合的模拟试验动作，大大提高了电源开关的试验效率和准确性，并提高了试验结果的可信度。

本实用新型解决上述技术问题所采取的技术方案如下：

一种模拟人手的电源开关旋转试验装置，包括开关固定支架1、旋转工装3、传动杆9、传动支架10、传动齿轮、步进电机13和开关试验台架14，所述开关固定支架1和传动支架10固定于所述开关试验台架14上，所述步进电机13设置于所述传动支架10上，所述传动杆9安装于所述传动支架10上，所述步进电机13经所述传动齿轮驱动所述传动杆9进行转动，所述旋转工装3固定连接于所述传动杆9的前端，并能够随传动杆一同进行转动，且所述旋转工装3内嵌有梯形凹槽，待试验的电源开关固定安装于所述开关固定支架1上，并使其所包括的开关板柄伸入所述梯形凹槽内，且所述梯形凹槽能够为所述开关板柄自某档位的转动临界角弹射到下一档位提供缓冲空间。

进一步的根据本实用新型所述的电源开关旋转试验装置，其中所述旋转工装3具有内嵌等腰梯形凹槽的圆柱结构，并在圆柱端表面上沿径向开设形成所述等腰梯形凹槽，且所述等腰梯形凹槽的对称中心面为过圆柱轴线的圆柱对称面，同时所述等腰梯形凹槽的高度小于圆柱的高度。

进一步的根据本实用新型所述的电源开关旋转试验装置，其中待试验的电源开关包括开关接线柱001、开关本体002和开关扳柄003，所述开关接线柱001和开关扳柄003处于所述开关本体002的两侧，在所述开关本体002上开设有开关固定螺栓孔，所述电源开关具有on档和off档两种档位，通过开关扳柄003每次旋转90°实现on档和off档之间的切换，同时所述开关扳柄003自某档位起转动超过预设的临界角后会自动加速弹射到下一档位，所述电源开关通过其开关本体002固定安装于所述开关固定支架1上。

进一步的根据本实用新型所述的电源开关旋转试验装置，其中所述旋转工装3的等腰梯形凹槽的上底和下底的宽度均大于所述开关扳柄003的厚度，且上底的宽度小于所述开关扳柄003的长度。

进一步的根据本实用新型所述的电源开关旋转试验装置，其中所述临界角为45°角，所述旋转工装3的等腰梯形凹槽能够带动开关扳柄003自某一档位起旋转至45°临界角位置，同时又不会对开关扳柄003自45°临界角位置自动弹射到90°档位位置造成外力干涉。

进一步的根据本实用新型所述的电源开关旋转试验装置，其中所述旋转工装3通过传动连接件5固定连接于所述传动杆9的前端。

进一步的根据本实用新型所述的电源开关旋转试验装置，其中所述传动支架10包括前支撑臂和后支撑臂，所述前支撑臂和后支撑臂上相对应的开设有传动杆穿孔，所述传动杆9通过轴承滚动安装于所述传动杆穿孔上。

进一步的根据本实用新型所述的电源开关旋转试验装置，其中所述传动齿轮包括大齿轮11和小齿轮12，所述大齿轮11固定于所述传动杆9上，所述小齿轮12固定安装于所述步进电机13的输出转轴上，所述大齿轮11和小齿轮12相互啮合在一起。

进一步的根据本实用新型所述的电源开关旋转试验装置，其中还包括有限位机构6和限位传感器7，所述限位机构6固定安装于所述传动杆9上，所述限位传感器7安装于所述传动支架10上并处于所述限位机构6的下方。

进一步的根据本实用新型所述的电源开关旋转试验装置，其中所述限位传感器7通过传感器支架8安装于所述传动支架10的前支撑臂，所述限位传感器7为位移感应器，所述限位机构具有180°的扇形结构，并随所述传动杆一同转动，且所述限位机构6处于所述限位传感器7的正上方。

通过本实用新型的技术方案至少能够达到以下技术效果：

1)、本实用新型创新的提出一种模拟人手的电源开关旋转试验装置，通过创新设置内嵌梯形凹槽的旋转工装，为电源开关的开关扳柄预留了足够的缓冲跳档空间，避免了开关扳柄在试验中长时间受力作用所导致的内部弹性触点损坏等故障问题，保证了试验效率和质量。

2)、本实用新型所述电源开关旋转试验装置整体实现了与人手工操作完全吻合的模拟试验动作，同时对电源开关进行了包括弹性跳档等在内的全性能试验，大大提高了电源开关的试验效率、准确性和试验结果的可信度。

3)、本实用新型所述旋转试验装置能够适用于各种电源开关的试验，整个装置将开关固定支架、旋转工装、传动系统等部件进行了创新结合，各部件的协同工作使得整个试验操作过程简便，降低了开关试验成本和工作强度，具有较强的市场推广使用前景。

附图说明

附图1为待试验的电源开关的结构示意图；

附图2为本实用新型所述模拟人手的电源开关旋转试验装置的整体结构示意图；

附图3为本实用新型所述电源开关旋转试验装置中旋转工装的俯视结构示意图；

附图4为附图3所示旋转工装的左侧视结构示意图；

附图5为试验前电源开关在本实用新型所述电源开关旋转试验装置中的所处状态示意图；

附图6为试验后电源开关在本实用新型所述电源开关旋转试验装置中的所处状态示意图；

图中各附图标记的含义如下：

001-开关接线柱、002-开关本体、003-开关扳柄。

1-开关固定支架，2-电源开关，3-旋转工装，4-连接螺栓，5-传动连接件，6-限位机构，7-限位传感器，8-传感器支架，9-传动杆，10-传动支架，11-大齿轮，12-小齿轮，13-步进电机，14-开关试验台架。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的技术方案进行详细的描述，以使本领域技术人员能够更加清楚的理解本实用新型的方案，但并不因此限制本实用新型的保护范围。

首先如附图1所示的，应用于本实用新型所述旋转试验装置中的电源开关2包括开关接线柱001、开关本体002和开关扳柄003，所述电源开关具有on和off两种档位，在on档位时两个接线柱接通，在off档位时两个接线柱断开。每个档位之间的转化角度为90°，即开关扳柄003可在360°范围内(附图1垂直纸面平面内)按照每次旋转90°的方式控制电源开关在on档和off档之间进行切换，4次旋转为一个周期，电源开关档位转化为on-off-on-off，而且在电源开关的内部设置有弹簧，使得开关扳柄003自on档或off档位置起旋转超过45°临界角时，开关扳柄003会自动由45°角位置加速弹到90°位置，也就是说在实际上在off和on档之间切换操作时，只需将开关扳柄003由一个档位位置旋转45°角即可利用其弹簧作用自动进行切换，这种设置能够大大方便使用操作。在结构上所述的开关接线柱001和开关扳柄003处于所述开关本体002的两侧，且在所述开关本体002上开设有开关固定螺栓孔。

结合附图2，本实用新型所述的旋转试验装置包括开关固定支架1、旋转工装3、连接螺栓4、传动连接件5、限位机构6、限位传感器7、传感器支架8、传动杆9、传动支架10、大齿轮11、小齿轮12、步进电机13和开关试验台架14，所述的开关试验台架14放置于试验台上，在开关试验台架14的前侧上表面固定有L形的开关固定支架1，所述开关固定支架1上设置有电源开关2的固定螺栓孔和供电源开关中开关板柄003穿过的通孔，所述电源开关2的开关本体002通过螺栓固定于开关固定支架1的一侧面上，并使其开关板柄003穿过开关固定支架1上的通孔而露出于开关固定支架1的另一侧面。所述开关试验台架14的后侧上表面固定有传动支架10，所述传动支架10包括前后两个支撑臂，所述传动杆9滚动支撑于两个支撑臂上，优选的在所述前后两个支撑臂上相对应的开设传动杆穿孔，所述传动杆9通过轴承安装于所述穿孔上，在所述传动杆9的后部固定连接有大齿轮11，在所述传动支架10的后部设置有步进电机13，所述步进电机13的输出转轴固定连接于小齿轮12，所述小齿轮12和大齿轮11相互啮合在一起，从而步进电机13输出转矩带动小齿轮12转动，小齿轮12的转动将带动大齿轮11进行同步转动，而大齿轮的转动则带动传动杆9在传动支架的支撑臂上进行转动，因此通过控制步进电机13即可控制传动杆进行转动。进一步的在所述传动杆9上固定连接有限位机构6，所述限位机构优选设置于传动支架的两个支撑臂之间，进一步优选的所述限位机构具有180°的扇形结构，随着传动杆可进行每个动作90°的旋转。在所述的限位机构6的正下方设置有限位传感器7，所述限位传感器7通过传感器支架8固定安装于传动支架的前支撑臂上，优选的所述限位传感器7是一个圆柱型的位移感应器，整体穿过传感器支架8，并可根据与限位机构的距离大小进行上下滑动调节，直至调节到合适的距离。由于所述限位机构6中心被传动杆9直接穿过且固定在传动杆上，因此限位机构6随传动杆9的转动而进行同步旋转，这样通过限位传感器实时监测限位机构是否运行到设定位置而监测传动杆是否转动到设定位置，从而通过这种限制传感器和限位机构准确的获知了步进电机带动传动杆的转动是否符合试验要求，如果不符合则可进行报警提醒。所述传动杆的前端穿过传动支架10的前支撑臂而伸出于前支撑臂外，在所述传动杆9的前端固定连接有旋转工装3，具体的所述传动杆9的前端通过传动连接件5固定连接于旋转工装3，即所述传动杆9的前端固定连接于传动连接件5，所述传动连接件5通过连接螺栓4固定连接于旋转工装3的后表面，这样旋转工装3和传动杆形成一体连接结构，并能够随传动杆进行同步转动，从而通过步进电机即可控制旋转工装的转动状态，利用旋转工装的转动进行电源开关的试验。

如附图3和附图4所示的，所述旋转工装3整体具有内嵌等腰梯形凹槽的圆柱结构，通过在圆柱的端表面上沿径向开设梯形凹槽来形成，且所述梯形凹槽的对称中心面为过圆柱轴线的圆柱对称面，同时梯形凹槽的高度小于圆柱的高度，梯形凹槽上底和下底的宽度均大于开关扳柄003的厚度，且上底的宽度小于开关扳柄003的扳动长度，从而当开关扳柄003安装于梯形凹槽内时，所述梯形凹槽为开关扳柄003预留有足够的弹性缓冲空间，能够保证在带动开关扳柄003由某一档位起旋转至45°临界角的同时，又不会对开关扳柄003在超过45°角后自动加速到90°位置的弹射造成阻档，这一条件也是本实用新型根据电源开关中开关扳柄003的尺寸设置所述旋转工装3中内嵌梯形凹槽结构尺寸的依据。这种旋转工装内嵌的梯形凹槽的特点为，不但可以保证传动杆带动旋转工装开始旋转时对电源开关的开关扳柄施加相同的旋转力，使开关板柄与旋转工装同步转动，而且可以保证开关扳柄在旋转超过45°临界角时，为其自动弹射到下一个档位预留了足够的缓冲空间，使其在试验过程中不会一直受到外力的作用。同时在所述旋转工装3的梯形凹槽两侧加工有螺栓孔，以通过连接螺栓4将所述旋转工装3固定连接于所述传动连接件5上。旋转工装采用圆形一方面为了减少试验过程中的阻力，另一方面也便于观察电源开关在运行过程中是否到达固定的档位。

采用本实用新型所述旋转试验装置进行电源开关的试验过程为：首先在电源开关试验前，进行电源开关和旋转试验装置的安装调试，将传动连接件5、限位机构6、传动杆9、大齿轮11、小齿轮12及步进电机13等按照上述结构描述安装为一个整体机构固定在传动支架10上，将传动支架10通过2个螺栓固定在开关试验台架14上，将旋转工装3通过连接螺栓4固定连接于传动连接件5的前端，并保持其梯形凹槽朝向开关固定支架且水平设置，可借助限位传感器的感应监测旋转工装是否调整到合适的位置。接着将电源开关2固定在开关固定支架1上，其中电源开关的开关接线柱201处于开关固定支架1的前侧并连接于试验电源，电源开关的开关扳柄伸出至开关固定支架1的后侧并水平置于旋转工装2的梯形凹槽内。然后将开关固定支架1用螺栓固定在开关试验台架14上，完成电源开关的安装和固定。接下来进行电源开关的具体试验工作过程：同时结合附图5和附图6，对电源开关施加电流负载，按照预设试验参数启动步进电机13，经小齿轮12、大齿轮11带动传动杆9进行转动，传动杆的转动直接带动旋转工装3进行转动，其中内嵌的梯形凹槽将带动电源开关的开关扳柄003进行转动，因为电源开关每个档位之间的转换角度为90°，故设定每次传动杆的旋转参数为90°角，由限位传感器7实时监控，如果检测到限位机构6未旋转到设定角度位置时，电脑软件会进行报警提示，后通过人工操作进行微调保证试验精度。由于所述电源开关内部弹簧的作用，其开关扳柄003在旋转工装带动下转动超过45°临界角时会自动加速弹到90°的档位，而不再跟着传动杆进行匀速旋转，由于所述旋转工装内嵌的梯形凹槽为开关扳柄的这种加速弹跳预留了足够的缓冲空间，因此当旋转工装带动开关扳柄转动超过45°临界角时，开关板柄能够在其梯形凹槽的缓冲空间内自动弹射至下一档位，不在持续受到旋转工装的外力作用，避免了试验过程中电源开关内部触点的损坏，同时也对电源开关内部的弹簧进行了对应的弹射试验，最后旋转工装的梯形凹槽在旋转至附图6所示的垂直位置，完成对电管开关的试验。

本实用新型中所述旋转试验装置真正实现了模拟人手工操作电源开关的动作，确保了电源开关试验过程的准确性，提高了试验结果的可信度。

以上仅是对本实用新型的优选实施方式进行了描述，并不将本实用新型的技术方案限制于此，本领域技术人员在本实用新型的主要技术构思的基础上所作的任何公知变形都属于本实用新型所要保护的技术范畴，本实用新型具体的保护范围以权利要求书的记载为准。

Claims (10)

1.一种模拟人手的电源开关旋转试验装置，其特征在于，包括：开关固定支架(1)、旋转工装(3)、传动杆(9)、传动支架(10)、传动齿轮、步进电机(13)和开关试验台架(14)，所述开关固定支架(1)和传动支架(10)固定于所述开关试验台架(14)上，所述步进电机(13)设置于所述传动支架(10)上，所述传动杆(9)安装于所述传动支架(10)上，所述步进电机(13)经所述传动齿轮驱动所述传动杆(9)进行转动，所述旋转工装(3)固定连接于所述传动杆(9)的前端，并能够随传动杆一同进行转动，且所述旋转工装(3)内嵌有梯形凹槽，待试验的电源开关固定安装于所述开关固定支架(1)上，并使其所包括的开关板柄伸入所述梯形凹槽内，且所述梯形凹槽能够为所述开关板柄自某档位的转动临界角弹射到下一档位提供缓冲空间。

2.根据权利要求1所述的电源开关旋转试验装置，其特征在于，其中所述旋转工装(3)具有内嵌等腰梯形凹槽的圆柱结构，并在圆柱端表面上沿径向开设形成所述等腰梯形凹槽，且所述等腰梯形凹槽的对称中心面为过圆柱轴线的圆柱对称面，同时所述等腰梯形凹槽的高度小于圆柱的高度。

3.根据权利要求2所述的电源开关旋转试验装置，其特征在于，其中待试验的电源开关包括开关接线柱(001)、开关本体(002)和开关扳柄(003)，所述开关接线柱(001)和开关扳柄(003)处于所述开关本体(002)的两侧，在所述开关本体(002)上开设有开关固定螺栓孔，所述电源开关具有on档和off档两种档位，通过开关扳柄(003)每次旋转90°实现on档和off档之间的切换，同时所述开关扳柄(003)自某档位起转动超过预设的临界角后会自动加速弹射到下一档位，所述电源开关通过其开关本体(002)固定安装于所述开关固定支架(1)上。

4.根据权利要求3所述的电源开关旋转试验装置，其特征在于，所述旋转工装(3)的等腰梯形凹槽的上底和下底的宽度均大于所述开关扳柄(003)的厚度，且上底的宽度小于所述开关扳柄(003)的长度。

5.根据权利要求4所述的电源开关旋转试验装置，其特征在于，所述临界角为45°角，所述旋转工装(3)的等腰梯形凹槽能够带动开关扳柄(003)自某一档位起旋转至45°临界角位置，同时又不会对开关扳柄(003)自45°临界角位置自动弹射到90°档位位置造成外力干涉。

6.根据权利要求1-5任一项所述的电源开关旋转试验装置，其特征在于，所述旋转工装(3)通过传动连接件(5)固定连接于所述传动杆(9)的前端。

7.根据权利要求1-5任一项所述的电源开关旋转试验装置，其特征在于，所述传动支架(10)包括前支撑臂和后支撑臂，所述前支撑臂和后支撑臂上相对应的开设有传动杆穿孔，所述传动杆(9)通过轴承滚动安装于所述传动杆穿孔上。

8.根据权利要求7所述的电源开关旋转试验装置，其特征在于，所述传动齿轮包括大齿轮(11)和小齿轮(12)，所述大齿轮(11)固定于所述传动杆(9)上，所述小齿轮(12)固定安装于所述步进电机(13)的输出转轴上，所述大齿轮(11)和小齿轮(12)相互啮合在一起。

9.根据权利要求7所述的电源开关旋转试验装置，其特征在于，还包括有限位机构(6)和限位传感器(7)，所述限位机构(6)固定安装于所述传动杆(9)上，所述限位传感器(7)安装于所述传动支架(10)上并处于所述限位机构(6)的下方。

10.根据权利要求9所述的电源开关旋转试验装置，其特征在于，所述限位传感器(7)通过传感器支架(8)安装于所述传动支架(10)的前支撑臂，所述限位传感器(7)为位移感应器，所述限位机构具有180°的扇形结构，并随所述传动杆一同转动，且所述限位机构(6)处于所述限位传感器(7)的正上方。