CN205120884U - 一种滑环瞬断检测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种滑环瞬断检测系统，包括电源(1)、瞬断检测单元(2)、驱动控制单元(3)、驱动电机(4)、驱动轴系(5)、滑环(6)以及取样电阻，导电滑环应用的领域很广，在需要电路旋转连接的地方都需要滑环，在精密机电控制系统中，如惯导系统及惯导测试转台上，需要大量使用滑环。在惯导和惯导测试系统中对滑环的瞬断要求很高。本实用新型的滑环瞬断检测系统，能够准确地，全面的，长时间的检测出滑环瞬断情况，从而可以为惯导和惯导测试转台系统提供高可靠的导电滑环。
Description
技术领域：
本发明涉及导电滑环性能质量检测方法，具体的说是一种滑环瞬断检测系统。
背景技术：
导电滑环是一种实现线路旋转连接的元件，其应用非常广泛。其中一个重要的应用领域是导航系统测试及运动模拟转台。这个领域应用的滑环通道数量多，要求高可靠性。在导航系统测试转台的应用中，通过滑环要传输几十路甚至更多的模拟信号、数字脉冲信号和供电电源。这些滑环通道用于连接转台的测控系统和被测导航系统的测控系统。根据实践经验，瞬断是滑环最易出现、对转台系统和被测导航系统影响最严重的问题，特别是许多导航系统需要长时间连续检测。在检测期间出现的滑环瞬断问题会造成检测中断、测试数据严重失真。甚至带来设备损失。因此对滑环进行长时间的瞬断检测成为滑环质量控制的重要手段。
检索中国专利，找到两件有关滑环检测的专利。发明专利CN201210195352“一种导电滑环质量检测方法”，该专利所述的检测和计算方法实际上就是检测滑环的动态接触电阻并根据动态电阻模型计算动态接触电阻。
实用新型CN201120355677“导电环自动检测系统”，该实用新型实际上是一种自动进行环道切换，对环道接触电阻和绝缘电阻进行测量、存储测试数据的自动测试系统。这两件专利都没有对环道瞬断进行检测。
发明内容：
本发明的目的是对滑环在转动中出现的瞬断进行监测，特别是对长时间摇摆转动的滑环进行瞬断监测。
本发明包括电源(1)、瞬断检测单元(2)、驱动控制单元(3)、驱动电机(4)、驱动轴系(5)、滑环(6)以及取样电阻(7)，如图1。
所述的驱动单元包括驱动控制电路、电机和测试轴系，驱动单元拖动安装在测试轴系上的滑环按一定的方式转动，最重要的一种转动方式就是摇摆方式，所谓摇摆方式就是滑环在有限转角范围内的往复转动的转动方式，此外还可以包括匀速、变速、定位、步进等转动方式。驱动单元的实现有很多种方案。其中一种是基于计算机的运动控制器，它能由操作者编程，实现复杂的运动方式。也可以是简单的非智能的机电系统，如电机和齿轮传动系统组成，还可以由电机和皮带传动系统组成。
如图2中提供一种滑环瞬断检测系统，包括电源(1)、瞬断检测单元(2)、驱动控制单元(3)、驱动电机(4)、驱动轴系(5)、滑环(6)以及取样电阻(7)；
其中，驱动电机(4)受驱动控制单元(3)控制，驱动电机(4)通过驱动轴系(5)与滑环(6)动力联接；
滑环(6)具有至少N个环片，N为大于零的任意一个偶数，其中的第n个环片与第n+1个环片通过导线短接，其中的第n+1个环片对应的刷丝与第n+2个环片对应的刷丝通过导线短接，n分别取值为大于零的所有奇数，且n小于N；将第N个环片对应的刷丝连接到取样电阻的一端；
将电源的一端连接到取样电阻的另一端，将电源的另一端连接到第1个环片对应的刷丝，形成回路；
将瞬断检测单元与取样电阻并联，瞬断检测单元用于检测并获得所述取样电阻(7)或滑环(6)两端的电压状态。
如图3中提供另一种滑环瞬断检测系统，包括电源(1)、瞬断检测单元(2)、驱动控制单元(3)、驱动电机(4)、驱动轴系(5)、滑环(6)以及取样电阻(7)；
其中，驱动电机(4)受驱动控制单元(3)控制，驱动电机(4)通过驱动轴系(5)与滑环(6)动力联接；
滑环(6)具有至少N个环片，N为大于零的任意一个偶数，其中的第n个环片对应的刷丝与第n+1个环片对应的刷丝通过导线短接，其中的第n+1个环片与第n+2个环片通过导线短接，n分别取值为大于零的所有奇数，且n小于N；第N个环片连接取样电阻的一端；
电源的一端与取样电阻的另一端连接，电源的另一端与第1个环片连接，形成回路；
将瞬断检测单元与取样电阻并联，瞬断检测单元用于检测并获得所述取样电阻两端的电压状态。
所述的瞬断检测单元，由具有峰值检测和记忆的电路或仪器实现。其中一种方案是使用具有峰值检测和存储显示功能的数字示波器。示波器能完成两种功能：捕捉到非常短暂的瞬断；记录瞬断波形。实现记忆的另一种方案是使用计数器记录瞬断发生的次数。
所述的检测方法是
1.将数字示波器的采集方式设置为峰值检测
2.将数字示波器的显示保持时间设置为∞
3.将数字示波器的触发方式设置为自动触发方式
4.在测试前人为的使检测回路断路，示波器捕获下降沿和上升沿，记录其波形
5.正式检测时，用示波器记录瞬断波形，根据波形甄别瞬断
由于电路中存在的杂散电容和示波器探头中的电容，断路检测回路的等效电路图如图4，图中V0是电源的电压，C是杂散电容和示波器探头电容的总和。电源上电后取样电阻两端电压为V0，滑环出现瞬断时，取样电阻两端电压按电容放电的规律下降。瞬断过后电容C重新充电。由于滑环的接触电阻远小于取样电阻，因此Vx的波形上升沿远快于下降沿。
附图说明：
图1是本系统的连接原理示意图；
图2为本系统的一种连接示意图；
图3为本系统的另一种连接示意图；
图4为检测回路等效电路图；
图5为检测回路瞬断波形图；
其中：1-电源、2-瞬断检测单元、3-驱动控制单元、4-驱动电机、5-驱动轴系、6-滑环、7-取样电阻、8-环片、9-导线、10-导电刷丝。
具体实施方式
图2中提供了一种具体的实施方式为：一种滑环瞬断检测系统，包括电源1、瞬断检测单元2、驱动控制单元3、驱动电机4、驱动轴系5、滑环6以及取样电阻7；
其中，驱动电机4受驱动控制单元3控制，通过驱动轴系5带动滑环6做转动；
滑环由多个彼此绝缘的导电通路组成，每个导电通路由一个导电环片和一根具有弹力的导电刷丝接触连接，环片和刷丝分别与滑环的转子和定子固定连接。转子相对于定子转动过程中，导电环片和导电刷丝始终保持弹性接触，从而始终维持电路的连接。滑环6具有多个环片，选取其中的N个环片，N为大于零的偶数，将选取的第n个环片与第n+1个环片通过导线短接，将第n+1个环片对应的刷丝与第n+2个环片对应的刷丝通过导线短接，n为大于零的奇数且n小于N；将第N个环片对应的刷丝连接到取样电阻的一端；
将电源的一端连接到取样电阻的另一端，将电源的另一端连接到第1个环片对应的刷丝，形成回路；
将瞬断检测单元与取样电阻并联，瞬断检测单元用于检测并获得所述取样电阻或滑环6两端的电压状态。
滑环6正常时，滑环6两端是导通的，取样电阻7上有电压。当滑环6出现瞬断时，检测回路断开，取样电阻7上没有电压。瞬断检测单元2就并联在取样电阻7两端。
图3中提供了另一具体实施方式为：一种滑环瞬断检测系统，包括电源1、瞬断检测单元2、驱动控制单元3、驱动电机4、驱动轴系5、滑环6以及取样电阻7；
其中，驱动电机4受驱动控制单元3控制，通过驱动轴系5带动滑环6做转动；
滑环6具有至少N个环片，N为大于零的任意一个偶数，其中的第n个环片与第n+1个环片通过导线短接，其中的第n+1个环片对应的刷丝与第n+2个环片对应的刷丝通过导线短接，n分别取值为大于零的所有奇数，且n小于N；将第N个环片对应的刷丝连接到取样电阻的一端；
将电源的一端连接到取样电阻的另一端，将电源的另一端连接到第1个环片，形成回路；
或者，滑环(6)具有至少N个环片，N为大于零的任意一个偶数，其中的第n个环片对应的刷丝与第n+1个环片对应的刷丝通过导线短接，其中的第n+1个环片与第n+2个环片通过导线短接，n分别取值为大于零的所有奇数，且n小于N；第N个环片连接取样电阻的一端；
电源的一端与取样电阻的另一端连接，电源的另一端与第1个环片连接，形成回路；
将瞬断检测单元与取样电阻并联，瞬断检测单元用于检测并获得所述取样电阻或滑环6两端的电压状态。
图1-3详细表示了断路检测回路的连接关系，虚线框代表滑环6，每个常闭开关代表一路滑环通道。图中数字代表通道号。检测时，可以一个一个通道的检测，也可以将滑环的所有通道串联在一起。在实际检测中要长时间的连续检测，因此将所有的通道串联在一起可以大大缩短检测时间，使瞬断检测实际上成为可能。这样可以获得“测试期间所有的通道都未出现瞬断的结论”。当然也可以采用其他串并联组合连接方式。
图3与图2的区别是瞬断检测单元分别并联在滑环与取样电阻两端，图2的连接性能上具有优势
图4和图5是检测回路示意图，图中V0是电源的电压，R是检测回路的取样电阻，C是杂散电容和示波器探头电容的总和，Vx是瞬断检测电路输入端的电压。图中负脉冲是瞬断的波形。其上升沿和下降沿曲线都是电容充放电曲线，由于取样电阻R远大于滑环接触电阻，脉冲的上升沿的速率远大于下降沿的速率。
Claims (2)
1.一种滑环瞬断检测系统，包括电源(1)、瞬断检测单元(2)、驱动控制单元(3)、驱动电机(4)、驱动轴系(5)、滑环(6)以及取样电阻(7)；
其中，驱动电机(4)受驱动控制单元(3)控制，驱动电机(4)通过驱动轴系(5)与滑环(6)动力联接；
滑环(6)具有至少N个环片，N为大于零的任意一个偶数，其中的第n个环片与第n+1个环片通过导线短接，其中的第n+1个环片对应的刷丝与第n+2个环片对应的刷丝通过导线短接，n分别取值为大于零的所有奇数，且n小于N；第N个环片对应的刷丝连接取样电阻的一端；
电源的一端连接取样电阻的另一端，电源的另一端与第1个环片对应的刷丝连接，形成回路；
将瞬断检测单元与取样电阻并联，瞬断检测单元用于检测并获得所述取样电阻(7)或滑环(6)两端的电压状态。
2.一种滑环瞬断检测系统，包括电源(1)、瞬断检测单元(2)、驱动控制单元(3)、驱动电机(4)、驱动轴系(5)、滑环(6)以及取样电阻(7)；
其中，驱动电机(4)受驱动控制单元(3)控制，驱动电机(4)通过驱动轴系(5)与滑环(6)动力联接；
滑环(6)具有至少N个环片，N为大于零的任意一个偶数，其中的第n个环片对应的刷丝与第n+1个环片对应的刷丝通过导线短接，其中的第n+1个环片与第n+2个环片通过导线短接，n分别取值为大于零的所有奇数，且n小于N；第N个环片连接取样电阻的一端；
电源的一端与取样电阻的另一端连接，电源的另一端与第1个环片连接，形成回路；
将瞬断检测单元与取样电阻并联，瞬断检测单元用于检测并获得所述取样电阻两端的电压状态。
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| CN201520793806.0U CN205120884U (zh) | 2015-10-14 | 2015-10-14 | 一种滑环瞬断检测系统 |
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| CN201520793806.0U Active CN205120884U (zh) | 2015-10-14 | 2015-10-14 | 一种滑环瞬断检测系统 |
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108710050A (zh) * | 2018-07-29 | 2018-10-26 | 西北工业大学深圳研究院 | 一种大功率滑环性能测试装置与方法 |
| CN108828343A (zh) * | 2018-04-08 | 2018-11-16 | 歌尔股份有限公司 | 一种检测接插件有无瞬断现象的方法 |
| CN110048784A (zh) * | 2019-04-23 | 2019-07-23 | 上海微小卫星工程中心 | 一种用于模拟导电滑环的模拟器及相应模拟方法 |
| CN110361624A (zh) * | 2019-07-22 | 2019-10-22 | 深圳市奋达科技股份有限公司 | 一种检测旋转连接器的电路和方法 |
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2015
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