一种碳刷连供电机及其碳刷更换方法技术

技术编号:20277916 阅读:25 留言:0更新日期:2019-02-02 05:41
本发明专利技术公开了一种碳刷连供电机及其碳刷更换方法,属于电机技术领域。本发明专利技术包括机壳本体、夹持单元、切换单元和导电单元;其中夹持单元的碳刷架包含两对以上套筒,套筒固定在支撑环外侧上,且在套筒内部设有碳刷,电机工作时,只有一对碳刷通过切换单元的碳刷伸出孔与环状换向器相接触,保证电机工作;本发明专利技术在支撑环内侧通过卷簧连接于后端盖上,当碳刷磨损快要用尽时,卷簧带动碳刷架转动,将备用碳刷与环状换向器相接触,实现自动更换碳刷。该结构设计能够及时的对碳刷进行自动更换,减轻了每一次碳刷用尽后都需要人工更换碳刷的工作量,提高了工作效率,降低了劳动力,此外,也防止碳刷用尽后因工作人员未及时更换碳刷而损害电机。

【技术实现步骤摘要】
一种碳刷连供电机及其碳刷更换方法
本专利技术涉及电机
,更具体地说,涉及一种碳刷连供电机及其碳刷更换方法。
技术介绍
目前在有刷电动机或发电机中一般都设有电刷,该电刷是电动机或发电机或其他旋转机械的固定部分和转动部分之间传递能量或信号的装置,现有技术中大多采用碳刷作为电刷支持电机工作,在有刷电机工作过程中,碳刷与转换器表面接触,电机转子转动,将电信号通过转换器输送给转子的线圈。由于碳刷主要的成分是碳,在使用过程中易磨损,需要定期维护更换,但更换过程中存在以下的问题:(1)碳刷使用周期短,人为频繁更换碳刷会降低了电机的工作效率,无法实现连续性的生产;(2)由于碳刷用尽后未能及时更换碳刷而损害电机,缩短电机使用寿命。因此需要设计一种能够及时自动更换碳刷的电机。经检索,中国专利号ZL201120072002.3,授权公告日:2011年3月18日,专利技术创造名称:一种碳刷马达的可换式碳刷结构,该申请案包括刷盒、碳刷、蜗状弹簧、支架和刷盒底板,所述刷盒底板与刷盒、碳刷、蜗状弹簧固定组装成一整体碳刷组件;所述刷盒底板包括配合结构A、C、E,配合结构A为一种方形口结构,配合结构C为一种倒角结构,配合结构E为一种凸形结构;所述支架包括配合结构B、D、F,配合结构B为一种倒扣结构,配合结构D为一种卡槽结构,配合结构F为一种平台结构,碳刷组件通过配合结构A与B、C与D、E与F的配合,与支架可拆卸地连接在一块。该申请案中当碳刷磨完,可将刷盒底板结构整体取出,换上新的刷盒继续使用,但该申请案不是同时安装多个备用碳刷,因而碳刷使用周期短,需要人为定期更换,浪费大量的劳动力。中国专利号ZL201310304641.1,授权公告日:2015年6月17日,专利技术创造名称:一种碳刷组件及采用该碳刷组件的碳刷总成,该申请案包括碳刷架和安装于所述碳刷架上的多个碳刷,碳刷架包括第一底座、弹性件、第二底座、第三底座以及多根连接杆,弹性件的一端连接第一底座;第二底座连接于弹性件的另一端;第三底座通过转轴转动连接于第二底座上;连接杆沿周向设置于第三底座上并且垂直于转轴设置;碳刷对应连接于所述连接杆。该申请案中的碳刷组件在其转动方向周向设置的多个电刷,其中一个电刷磨损殆尽时,第三底座转动使另一个电刷迅速转动,与换向器接触,从而使电能通过换向器源源不断的输送至线圈,但该申请案在旋转电刷的过程中,会发生一个碳刷组件上的两个电刷同时与换向器接触,导致电流在两个电刷之间产生回路,影响线圈的转动。
技术实现思路
1.专利技术要解决的技术问题本专利技术的目的在于解决现有技术中碳刷在使用结束后不能及时自动更换的问题,提供了一种碳刷连供电机及其碳刷更换方法;本专利技术在电机内部设有多个碳刷,其中两个为工作碳刷,该工作碳刷与换向器相接触,剩余的碳刷为备用电刷,当工作电刷发生磨损不能继续使用后,在卷簧的扭力作用下,旋转碳刷架,使备用碳刷与换向器相接触,保证电机持续工作。2.技术方案为达到上述目的,本专利技术提供的技术方案为:本专利技术的一种碳刷连供电机,包括机壳本体、夹持单元和切换单元,其中机壳本体内设置有定子,定子的内侧转动设置有转子,转子安装在输出轴上;夹持单元包括后端盖和碳刷架,所述的后端盖固定安装于机壳本体的一端;所述的碳刷架包含两对以上套筒,套筒沿支撑环外侧壁周向等间隔设置,且在套筒背向支撑环一端设置有开口,套筒内部设有碳刷,该碳刷由套筒内前推块夹持,碳刷能在该开口处进行伸缩;所述的支撑环内侧安装有卷簧,支撑环通过卷簧连接在后端盖上;切换单元包括切换控制环和环状换向器,所述的切换控制环与后端盖固定连接,且设置在碳刷架与环状换向器之间,该切换控制环上开设有一对碳刷伸出孔,碳刷能从该碳刷伸出孔伸出与环状换向器接触;当碳刷磨损至其从碳刷伸出孔伸出后,所述前推块沿切换控制环转动。作为本专利技术的更进一步改进,还包括导电单元,该导电单元包括导电棒、电触点、压片和接线柱,所述的接线柱设置在后端盖上;所述压片的一端与接线柱相连,另一端弹性抵靠在电触点上,该电触点固定设置在支撑环顶部;所述导电棒沿套筒长度方向上设置在套筒的顶端,且导电棒一端与电触点相连,另一端穿过套筒顶部开设的接电孔与套筒内部的碳刷滑动电接触。作为本专利技术的更进一步改进,所述的前推块前端通过碳刷夹夹持碳刷;该前推块后端通过拉力弹簧与套筒内的后推块相连;所述的后推块通过压力弹簧与支撑环相连,且该后推块上顶面或/和下底面上设有限位柱;且后推块上设置有限位块,套筒侧壁开设与限位块滑动配合的限位槽。作为本专利技术的更进一步改进,所述的碳刷伸出孔的出口端设有凸台,且凸台的前端面的一侧边通过坡面与切换控制环的外侧面相连;所述的碳刷伸出孔的进口端的一内壁通过导向面与切换控制环的内侧面过渡相连,该导向面为圆弧面。作为本专利技术的更进一步改进,所述的凸台的厚度E为切换控制环的外侧面与环状换向器内侧面之间距离的1/k,k取值为2-5。作为本专利技术的更进一步改进,所述的坡面(3112)和凸台(3111)的前端面(3113)之间的夹角a为20°-45°。作为本专利技术的更进一步改进,所述的凸台的侧壁宽度D1与相邻两个开口之间距离之比为1/j,j取值为j>1。作为本专利技术的更进一步改进,所述的插头长度L1、插孔的深度L2和拉力弹簧的极限伸长量L3均大于导向面的上下两端之间的垂直距离h。作为本专利技术的更进一步改进,当套筒内部的碳刷在工作时,该套筒内部的限位柱和前推块底面之间的距离L4与切换控制环壁厚之比为m,m取值为0.15-0.5,且L4>E。本专利技术的一种碳刷连供电机的碳刷更换方法,其过程为:电机在工作时,其中一对碳刷从碳刷伸出孔伸出与环状换向器相接触,其他碳刷在切换控制环内部作为备用;当碳刷磨损至碳刷的后端与凸台的前端面齐平时,在卷簧的扭力作用下,带动碳刷架转动,在转动时,后推块上的限位柱沿着导向面移动至切换控制环的内侧面,同时,碳刷的后端从凸台的前端面沿着坡面移动至切换控制环的外侧面;备用碳刷转动至碳刷伸出孔,在压力弹簧的作用下,使碳刷从碳刷伸出孔伸出进而与环状换向器相接触,保证电机持续工作。3.有益效果采用本专利技术提供的技术方案,与已有的公知技术相比,具有如下显著效果:(1)本专利技术的一种碳刷连供电机,其碳刷架包含两对以上套筒,套筒沿支撑环外侧壁周向等间隔设置,且在套筒,内部设有碳刷,电机工作时,只有一对碳刷通过碳刷伸出孔与环状换向器相接触;支撑环内侧通过卷簧连接于空心立柱,该空心立柱固定在后端盖上;当碳刷磨损不能使用时,碳刷刚好与凸台的前端面齐平,碳刷与碳刷伸出孔之间无作用力,在卷簧的扭力作用下,带动碳刷架转动,直到下一组碳刷从碳刷伸出孔伸出,与环状换向器相接触,该结构设计实现碳刷磨损快要用尽时,能够及时的自动进行更换,减轻了每一次碳刷用尽后都需要人工更换碳刷的工作量,提高了工作效率,降低了劳动力,此外,也防止碳刷用尽后因工作人员未及时更换碳刷而损害电机。(2)本专利技术的一种碳刷连供电机,其套筒内部沿轴向滑动设置有前推块和后推块两者之间通过拉力弹簧,且后推块上设置有限位块,该限位块能够在套筒侧壁上的限位槽进行滑动;当自动更换碳刷时,碳刷架转动,备用碳刷转至碳刷伸出孔,由于没有切换控制环的阻碍,碳刷在压力弹簧的作用下,推动后推块上的限位块沿着限位槽进行滑动,进而推动碳本文档来自技高网
...

【技术保护点】
1.一种碳刷连供电机,包括机壳本体(100),机壳本体(100)内设置有定子(110),定子(110)的内侧转动设置有转子(120),转子(120)安装在输出轴(130)上,其特征在于:还包括夹持单元(200)和切换单元(300);夹持单元(200)包括后端盖(220)和碳刷架(210),所述的后端盖(220)固定安装于机壳本体(100)的一端;所述的碳刷架(210)包含两对以上套筒(211),套筒(211)沿支撑环(212)外侧壁周向等间隔设置,且在套筒(211)背向支撑环(212)一端设置有开口(215),套筒(211)内部设有碳刷(2113),该碳刷(2113)由套筒(211)内前推块(213)夹持,碳刷(2113)能在该开口(215)处进行伸缩;所述的支撑环(212)内侧安装有卷簧(223),支撑环(212)通过卷簧(223)连接在后端盖(220)上;切换单元(300)包括切换控制环(310)和环状换向器(320),所述的切换控制环(310)与后端盖(220)固定连接,且设置在碳刷架(210)与环状换向器(320)之间,该切换控制环(310)上开设有一对碳刷伸出孔(311),碳刷(2113)能从该碳刷伸出孔(311)伸出与环状换向器(320)接触;当碳刷(2113)磨损至其从碳刷伸出孔(311)伸出后,所述前推块(213)沿切换控制环(310)转动。...

【技术特征摘要】
1.一种碳刷连供电机,包括机壳本体(100),机壳本体(100)内设置有定子(110),定子(110)的内侧转动设置有转子(120),转子(120)安装在输出轴(130)上,其特征在于:还包括夹持单元(200)和切换单元(300);夹持单元(200)包括后端盖(220)和碳刷架(210),所述的后端盖(220)固定安装于机壳本体(100)的一端;所述的碳刷架(210)包含两对以上套筒(211),套筒(211)沿支撑环(212)外侧壁周向等间隔设置,且在套筒(211)背向支撑环(212)一端设置有开口(215),套筒(211)内部设有碳刷(2113),该碳刷(2113)由套筒(211)内前推块(213)夹持,碳刷(2113)能在该开口(215)处进行伸缩;所述的支撑环(212)内侧安装有卷簧(223),支撑环(212)通过卷簧(223)连接在后端盖(220)上;切换单元(300)包括切换控制环(310)和环状换向器(320),所述的切换控制环(310)与后端盖(220)固定连接,且设置在碳刷架(210)与环状换向器(320)之间,该切换控制环(310)上开设有一对碳刷伸出孔(311),碳刷(2113)能从该碳刷伸出孔(311)伸出与环状换向器(320)接触;当碳刷(2113)磨损至其从碳刷伸出孔(311)伸出后,所述前推块(213)沿切换控制环(310)转动。2.根据权利要求1所述的一种碳刷连供电机,其特征在于:还包括导电单元(400),该导电单元(400)包括导电棒(410)、电触点(411)、压片(420)和接线柱(430),所述的接线柱(430)设置在后端盖(220)上;所述压片(420)的一端与接线柱(430)相连,另一端弹性抵靠在电触点(411)上,该电触点(411)固定设置在支撑环(212)顶部;所述导电棒(410)沿套筒(211)长度方向上设置在套筒(211)的顶端,且导电棒(410)一端与电触点(411)相连,另一端穿过套筒(211)顶部开设的接电孔(2112)与套筒(211)内部的碳刷(2113)滑动电接触。3.根据权利要求2所述的一种碳刷连供电机,其特征在于:所述的前推块(213)前端通过碳刷夹(2131)夹持碳刷(2113);该前推块(213)后端通过拉力弹簧(2134)与套筒(211)内的后推块(214)相连;所述的后推块(214)通过压力弹簧(216)与支撑环(212)相连,且该后推块(214)上顶面或/和下底面上设有限位柱(2141);且后推块(214)上设置有限位块(2142),套筒...

【专利技术属性】
技术研发人员:朱志勇彭磊
申请(专利权)人:安徽工业大学
类型:发明
国别省市:安徽,34

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1