碳刷架的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種碳刷架，其技術(shù)方案要點是包括安裝座，所述安裝座兩側(cè)固接有刷盒，刷盒內(nèi)設有碳刷空腔，所述刷盒側(cè)壁設有滑槽，滑槽內(nèi)滑移連接有滑條，滑條一端與碳刷之間設有彈性部件并固接有齒條，齒條長度大于彈性部件的壓縮長度，滑條與碳刷通過彈性部件連接，刷盒上固接有延伸架，延伸架上固接有電機，電機上固接有齒輪，齒輪與齒條嚙合，所述刷盒內(nèi)設有用于控制電機工作的控制電路。本實用新型適能夠在溫度過高時自動彈回碳刷。
【專利說明】碳刷架

【技術(shù)領域】
[0001]本實用新型涉及一種中心集電器配件，更具體地說，它涉及一種碳刷架。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著中國機械裝備工業(yè)的飛速發(fā)展，大型移動供電設備的應用越來越廣泛，而且設備的智能化手段越來越高，對設備控制的精準度也越來越高，因此傳輸?shù)囊笠苍絹碓礁?，很多場合需要用光纖來實現(xiàn)，但是眾所周知光纖是不能打折的，這就使得旋轉(zhuǎn)傳輸信號需要特定的設備，為此中心集電器孕育而生。
[0003]目前，市場上的中心集電器，包括旋轉(zhuǎn)軸和碳刷架，旋轉(zhuǎn)軸上固接有集電環(huán)，碳刷架包括安裝座，所述安裝座兩側(cè)固接有刷盒，刷盒內(nèi)設有碳刷空腔，刷盒內(nèi)所訴可拆卸連接有碳刷，碳刷與集電環(huán)抵接，集電環(huán)在旋轉(zhuǎn)時與碳刷摩擦，會產(chǎn)生熱量，同時集電環(huán)上會有碳粉殘留，當溫度到達一定程度時，碳刷依舊和集電環(huán)抵接，會發(fā)生短路或燃燒現(xiàn)象。
實用新型內(nèi)容
[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實用新型的目的在于提供一種能夠在溫度過高時自動收回碳刷的碳刷架。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案，包括安裝座，所述安裝座兩側(cè)固接有刷盒，刷盒內(nèi)設有碳刷空腔，所述刷盒側(cè)壁設有滑槽，滑槽內(nèi)滑移連接有滑條，滑條一端與碳刷之間設有彈性部件并固接有齒條，齒條長度大于彈性部件的壓縮長度，滑條與碳刷通過彈性部件連接，刷盒上固接有延伸架，延伸架上固接有電機，電機上固接有齒輪，齒輪與齒條嚙合，所述刷盒內(nèi)設有用于控制電機工作的控制電路；
[0006]所述控制電路包括:
[0007]熱量檢測單元，檢測碳刷的溫度并在其輸出端輸出一控制信號；
[0008]電機控制單元，具有輸入端以及輸出端，其中輸入端耦接至所述熱量檢測單元的輸出端以接收該控制信號，輸出端耦接至所述電機的電源接線端。
[0009]較佳的，熱量檢測單元包括:
[0010]檢測部，具有第一輸出端，輸出第一電位信號，以及第二輸出端，輸出第二電位信號;
[0011]比較部，具有同相輸入端、反相輸入端以及輸出端，其中同相輸入端耦接至所述第二輸出端，反相輸入端I禹接至所述第一輸入端，輸出端輸出控制信號。
[0012]較佳的，檢測部包括:
[0013]第一分壓部，由一第一電阻與一熱敏電阻串聯(lián)構(gòu)成；
[0014]第二分壓部，由一第二電阻與一第三電阻串聯(lián)構(gòu)成。
[0015]較佳的，電機控制單元包括:
[0016]正轉(zhuǎn)控制部，具有輸入端、負輸出端以及正輸出端，其中輸入端耦接于所述熱量檢測單元的輸出端，負輸出端與電機的電源接線端的負極連接；
[0017]反轉(zhuǎn)控制部，具有輸入端、負輸出端以及正輸出端，其中輸入端耦接于所述熱量檢測單元的輸出端，正輸出端與電機的電源接線端的負極連接；
[0018]切換開關，具有固定觸點、第一活動觸點以及第二活動觸點，所述固定觸點耦接至所述電機的電源接線端的正極，所述第一活動觸點耦接至所述正轉(zhuǎn)控制部的正輸出端，第二活動觸點耦接至所述反轉(zhuǎn)控制部的負輸出端。
[0019]較佳的，正轉(zhuǎn)控制部包括:
[0020]一三極管，其基極耦接于所述熱量檢測單元的輸出端，發(fā)射極耦接于所述第一活動觸點，
[0021]一第一電源，其正極與所述三極管的集電極連接，其負極耦接于所述負輸出端。
[0022]一反向器，其輸入端耦接于所述熱量檢測單元的輸出端，輸出端耦接于所述三極管的基極。
[0023]較佳的，延伸架靠近齒條一側(cè)設有行程槽，行程槽頂壁和底壁各設有一行程開關，滑條上一體設有行程塊，行程塊滑移連接于行程槽內(nèi)。
[0024]本實用新型相對現(xiàn)有技術(shù)相比具有:刷盒側(cè)壁設有滑槽，滑槽內(nèi)滑移連接有滑條，滑條一端與碳刷之間設有彈性部件并固接有齒條，齒條長度大于彈性部件的壓縮長度，滑條與碳刷通過彈性部件連接，刷盒上固接有延伸架，延伸架上固接有電機，電機上固接有齒輪，齒輪與齒條嚙合，所述刷盒內(nèi)設有用于控制電機工作的控制電路。集電環(huán)在旋轉(zhuǎn)時與碳刷摩擦，產(chǎn)生熱量，熱量通過碳刷傳遞給控制電路，當達到一定溫度時，控制電路控制電機工作，從而使碳刷與集電環(huán)分離；當碳刷冷卻到一定溫度時，控制電路再通過電機驅(qū)動碳刷與集電環(huán)抵接。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1為本實用新型碳刷架結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2為刷盒剖視圖；
[0027]圖3為圖2中A部放大圖；
[0028]圖4為圖2中B部放大圖；
[0029]圖5為碳刷收回時刷盒剖視圖；
[0030]圖6為控制電路圖；
[0031]圖7為熱量檢測單元電路圖；
[0032]圖8為熱量檢測單元的分壓部電路圖；
[0033]圖9為電機控制單元電路圖；
[0034]圖10為控制電路圖二。
[0035]附圖標記:1、電機，2、安裝座，3、刷盒，31、滑條，311、行程塊，32、齒輪，33、齒條，34、延伸架，341、行程槽，4、彈簧，5、碳刷。

【具體實施方式】
[0036]參照圖1至圖10對本實用新型碳刷架實施例做進一步說明。
[0037]一種碳刷5架，包括安裝座2，所述安裝座2兩側(cè)固接有刷盒3，刷盒3內(nèi)設有碳刷5空腔，如圖2所示，所述刷盒3側(cè)壁設有滑槽，滑槽內(nèi)滑移連接有滑條31，滑條31 —端與碳刷5之間設有彈性部件并固接有齒條33，齒條33長度大于彈性部件的壓縮長度，滑條31與碳刷5通過彈性部件連接，如圖1所示，刷盒3上固接有延伸架34，延伸架34上固接有電機1，電機I上固接有齒輪32，齒輪32與齒條33嚙合，回看圖2，熱敏電阻Rt設置在碳刷5出口處，可以與碳刷5抵接，使傳熱性能更好。熱量可以通過碳刷5傳遞給熱敏電阻Rt，當達到一定溫度時，控制電路控制電機I工作，電機I帶動齒輪32，齒輪32帶動齒條33，齒條33帶動滑條31，當彈簧4恢復原長后帶動碳刷5，從而使碳刷5與集電環(huán)分離；當碳刷5和熱敏電阻Rt冷卻到原來溫度時，控制電路再通過電機I驅(qū)動碳刷5與集電環(huán)抵接。
[0038]參見圖5，刷盒3內(nèi)設有用于控制電機I工作的控制電路，控制電路包括熱量檢測單元100以及電機I控制單元200。熱量檢測單元100，用來檢測碳刷5的溫度，然后在其輸出端輸出一控制信號；電機I控制單元300，具有輸入端以及輸出端，其中輸入端耦接至所述熱量檢測單元的輸出端以接收該控制信號，輸出端耦接至所述電機I的電源接線端。在溫度正常時，熱量檢測單元100輸出一個低電位信號，電機I控制單元200的輸入端接收到一個低電位信號，輸出端輸出一個斷路控制信號，電機I不工作，而齒輪32固接在電機I上，齒輪32不動，也就卡住齒條33不動，使得滑條31不動，碳刷5正常工作。
[0039]碳刷5與集電環(huán)抵接，集電環(huán)在旋轉(zhuǎn)時與碳刷5摩擦，產(chǎn)生熱量，熱量傳遞給熱敏電阻Rt，熱敏電阻Rt溫度升高到一定程度時，熱量檢測單元100輸出端輸出一個高電位信號，電機I控制單元200的輸入端接收到一個高電位信號，輸出端也就輸出一個通路控制信號，電機I工作，通過電機I軸的傳動來帶動齒輪32轉(zhuǎn)動，齒輪32帶動滑條31滑出，使得碳刷5與集電環(huán)分開。
[0040]參見圖6，熱量檢測單元分100為檢測部110、比較部120兩個部分。檢測部110為一個電橋，如圖7所不，電橋分為:第一分壓部111，由熱敏電阻Rt和第一電阻Rl串聯(lián)構(gòu)成；第二分壓部112，由第二電阻R2和第三電阻R3串聯(lián)構(gòu)成。其中，第一電阻R1、第二電阻R2以及第三電阻R3的阻值相等，電橋由熱敏電阻Rt、第一電阻R1、第二電阻R2以及第三電阻R3依次串聯(lián)構(gòu)成，一個VCC電源耦接至熱敏電阻Rt和第一電阻Rl之間，接地端耦接至第二電阻R2和第三電阻R3之間，VCC電源為5V。第一輸出端耦接至熱敏電阻Rt與第一電阻Rl之間，用來輸出檢測到的第一電位信號，第二輸出端耦接至第二電阻R2與第三電阻R3之間，用來輸出檢測到的第二電位信號。
[0041]回看圖6，比較部120是一個運算放大器，型號為LM358，它具有:一個同相輸入端
a,率禹接至檢測部的第二輸出端；一個反相輸入端b, f禹接在檢測部的第一輸入端；一個輸出端，用來輸出高、低電位的控制信號。
[0042]碳刷5溫度不高時，熱敏電阻Rt阻值較小，檢測部110的第一輸出端輸出高電位信號，輸入到運算放大器的反相輸入端b,此時第二輸出端輸出一個高電位信號,輸入到同相輸入端a，運算放大器的輸出端輸出一個低電位控制信號。當碳刷5溫度快到危險溫度時，熱敏電阻Rt阻值較大，檢測部110的第一輸出端輸出一個低電位信號,輸入到運算放大器的反相輸入端b,此時第二輸出端輸出一個高電位信號，輸入到同相輸入端a,運算放大器的輸出端就能輸出一個高電位控制信號。這樣就能通過熱敏電阻Rt來實現(xiàn)對電機I控制單元300自動控制的目的。
[0043]電機I控制單元200分為正轉(zhuǎn)控制部210、反轉(zhuǎn)控制部320以及切換開關230三個部分。正轉(zhuǎn)控制部210包括:一個NPN型三極管，其基極耦接在熱量檢測單元100的輸出端上；一個第一電源Ea，其正極和三極管的集電極連接，其負極耦接至電機I的電源接線端的負極；反轉(zhuǎn)控制部220包括:一個NPN型三極管，其發(fā)射極耦接在電機I的電源接線端的負極；一個第二電源Eb，其正極和三極管的集電極連接；一個反相器，型號為⑶4001，其輸入端耦接至熱量檢測單元100的輸出端，輸出端耦接在三極管的基極上；一個切換開關230具有:一個固定觸點S0，耦接至電機I的電源接線端的正極；一個第一活動觸點SI，耦接至正轉(zhuǎn)控制部210三極管的發(fā)射極；一個第二活動觸點S2，耦接至第二電源Eb的負極。
[0044]延伸架34靠近齒條33 —側(cè)設有行程槽341，行程槽341頂壁和底壁各設有一行程開關，滑條31上一體設有行程塊311，行程塊311滑移連接于行程槽341內(nèi)。這兩個行程開關構(gòu)成電機I控制單元中的切換開關230，用來控制電機I工作并實現(xiàn)電機I的正反轉(zhuǎn)。碳刷5溫度不高時，此時第一行程開關Kl的固定觸點SO和第一活動觸點SI接觸，正轉(zhuǎn)控制部210的電路形成一個回路，但由于熱量檢測單元100的輸出端輸出的是低電位信號，而使得正轉(zhuǎn)控制部210的三極管無法導通，電機I不工作。當碳刷5溫度快到危險溫度時，熱量檢測單元100輸出端輸出高電位信號，正轉(zhuǎn)控制部210的三極管導通，電機I工作，帶動齒輪32，從而使滑條31滑出，碳刷5與集電環(huán)分開，滑條31滑出時，行程塊311碰到第二行程開關K2的第二活動觸點S2,使得第二活動觸點S2和固定觸點SO接觸，并且第一行程開關Kl的第一活動觸點SI與固定觸點SO斷開，此時反轉(zhuǎn)控制部220的電路構(gòu)成回路，但由于熱量檢測單元100輸出端和反轉(zhuǎn)控制部220之間耦接有反相器，使得熱量檢測單元100輸出的高電位信號偏轉(zhuǎn)為低電位信號，反轉(zhuǎn)控制部220的三極管無法導通，電機I也不工作。熱敏電阻Rt降溫，到達原來的溫度，熱敏檢測單元100的輸出端輸出低電位信號，經(jīng)反相器偏轉(zhuǎn)后得到一個高電位信號，此時反轉(zhuǎn)控制部220的三極管導通，反轉(zhuǎn)控制部220的電機I中有電流經(jīng)過而且電流的流向與碳刷5溫度高時相反，從而使得電機I反轉(zhuǎn)，滑條31滑入，觸碰第一行程開關K1，使得第一行程開關Kl的第一活動觸點SI與固定觸點SO接觸，并且第二行程開關K2的第二活動觸點S2與固定觸點SO斷開，反轉(zhuǎn)控制部220處于斷路狀態(tài)，而正轉(zhuǎn)控制部210的電路構(gòu)成回路。但是由于此時正轉(zhuǎn)控制部210的三極管輸入的是熱量檢測單元100輸出的低電位信號，三極管無法導通，即正轉(zhuǎn)控制部210的回路中此時無電流，電機I也就不工作，碳刷5處于工作位置。
[0045]參見圖10，熱量檢測單元100可以采用圖10的實施方案，檢測部由熱敏電阻Rt和定值電阻R2串聯(lián)而成，輸出端耦接至熱敏電阻Rt與定值電阻R2之間，用來輸出檢測到的電位信號，一個VCC電源至熱敏電阻Rt，接地端耦接至定值電阻R2，VCC電源為5V。比較部是一個穩(wěn)壓器，型號為TL431，它具有:參考極a，耦接至檢測部的輸出端；一個VCC電源耦接至陽極，接地端耦接至陰極；一個輸出端耦接至電源與陽極之間，用來輸出高、低電位的控制信號。
[0046]碳刷5溫度不高時，熱敏電阻Rt阻值較小，檢測部出端輸出高電位信號，輸入到穩(wěn)壓器，穩(wěn)壓器的輸出端輸出一個低電位控制信號。當碳刷5溫度快到危險溫度時，熱敏電阻Rt阻值較大，檢測部輸出端輸出一個低電位信號，輸入到穩(wěn)壓器，穩(wěn)壓器的輸出端就能輸出一個高電位控制信號。這樣同樣能通過熱敏電阻Rt來實現(xiàn)對電機I控制單元200自動控制的目的。
[0047]還可以將熱量檢測單元100換成溫控開關，來控制滑條31滑出，從而使碳刷5與集電環(huán)分離，當溫度回歸正常后可以通過手動使碳刷5與集電環(huán)再度抵接，繼續(xù)工作。
【權(quán)利要求】
1.一種碳刷架，包括安裝座，所述安裝座兩側(cè)固接有刷盒，刷盒內(nèi)設有碳刷空腔，其特征是:所述刷盒側(cè)壁設有滑槽，滑槽內(nèi)滑移連接有滑條，滑條一端與碳刷之間設有彈性部件并固接有齒條，齒條長度大于彈性部件的壓縮長度，滑條與碳刷通過彈性部件連接，刷盒上固接有延伸架，延伸架上固接有電機，電機上固接有齒輪，齒輪與齒條嚙合，所述刷盒內(nèi)設有用于控制電機工作的控制電路， 所述控制電路包括: 熱量檢測單元，檢測碳刷的溫度并在其輸出端輸出一控制信號； 電機控制單元，具有輸入端以及輸出端，其中輸入端耦接至所述熱量檢測單元的輸出端以接收該控制信號，輸出端耦接至所述電機的電源接線端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳刷架，其特征是:所示熱量檢測單元包括: 檢測部，具有第一輸出端，輸出第一電位信號，以及第二輸出端，輸出第二電位信號；比較部，具有同相輸入端、反相輸入端以及輸出端，其中同相輸入端耦接至所述第二輸出端，反相輸入端I禹接至所述第一輸入端，輸出端輸出控制信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的碳刷架，其特征是:所述檢測部包括: 第一分壓部，由一第一電阻與一熱敏電阻串聯(lián)構(gòu)成； 第二分壓部，由一第二電阻與一第三電阻串聯(lián)構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳刷架，其特征是:所述電機控制單元包括: 正轉(zhuǎn)控制部，具有輸入端、負輸出端以及正輸出端，其中輸入端耦接于所述熱量檢測單元的輸出端，負輸出端與電機的電源接線端的負極連接； 反轉(zhuǎn)控制部，具有輸入端、負輸出端以及正輸出端，其中輸入端耦接于所述熱量檢測單元的輸出端，正輸出端與電機的電源接線端的負極連接； 切換開關，具有固定觸點、第一活動觸點以及第二活動觸點，所述固定觸點耦接至所述電機的電源接線端的正極，所述第一活動觸點耦接至所述正轉(zhuǎn)控制部的正輸出端，第二活動觸點耦接至所述反轉(zhuǎn)控制部的負輸出端。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的碳刷架，其特征是:所述正轉(zhuǎn)控制部包括: 一三極管，其基極耦接于所述熱量檢測單元的輸出端，發(fā)射極耦接于所述第一活動觸點， 一第一電源，其正極與所述三極管的集電極連接，其負極耦接于所述負輸出端。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的碳刷架，其特征是:所述反轉(zhuǎn)控制部包括: 一三極管，其發(fā)射極耦接于所述電機的電源接線端的負極； 一第二電源，其正極與所述三極管的集電極連接，其負極耦接于所述負輸出端； 一反向器，其輸入端耦接于所述熱量檢測單元的輸出端，輸出端耦接于所述三極管的基極。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的碳刷架，其特征是:所述切換開關為行程開關，延伸架靠近齒條一側(cè)設有行程槽，行程槽頂壁和底壁各設有一行程開關，滑條上一體設有行程塊，行程塊滑移連接于行程槽內(nèi)。
【文檔編號】H01R39/40GK204030224SQ201420487683
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年8月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月27日
【發(fā)明者】鄭軍地 申請人:臺州市富達機電有限公司