一种导电滑环接触电阻测试装置及方法与流程

本发明涉及电接触测试设备，特别是指一种导电滑环接触电阻测试装置及方法。

背景技术：

1、导电滑环是实现相对转动部件间电信号与功率无限制传输的核心关键器件，可通过360°连续旋转避免线路缠绕，广泛应用于航空航天、军工雷达、精密仪器及工业自动化等领域。接触电阻作为反映滑环接触副（导电环与刷丝）导电可靠性与稳定性的核心指标，其特性直接决定了旋转系统的信号传输质量与功率传输效率。

2、在传统测试中，测量导电滑环接触副的接触电阻通常在整机状态下进行，将导电环和刷丝所连接导线通过夹具与接触电阻测试仪连接，直接测量接触电阻数值。然而，现有技术存在以下问题：

3、其一，在整机集成状态下开展接触电阻测量，整机结构会引入额外接触电阻与结构干扰，无法精准获取刷丝与导电环接触界面的真实电阻值，导致测量结果准确性不足。

4、其二，刷丝与导电环的接触压力由刷丝弹力、装配公差决定，难以精准控制和调整，每组导电环与刷丝的接触压力固定，研究不同压力下的接触电阻规律成本较高。

5、其三，整机中导电环与刷丝的种类、尺寸、数量固定，研究不同导电环与刷丝接触规律成本较高，传统定位卡具仅能适配单一尺寸刷丝，规格切换成本高，装置通用性不足。

6、其四，现有测试装置无法实时检测丝环接触电阻，模拟导电滑环实际工作中的旋转摩擦状态，测试数据与实际工作场景脱节。

7、此外，由于刷丝与导电环的接触电阻多为毫欧甚至微欧量级，测试时产生的接触压降仅为微伏级别，极易受到外界环境、结构振动及部件摩擦的干扰，导致电阻信号采集失真，信号抗干扰难度大。

技术实现思路

1、针对上述背景技术中的不足，本发明提出一种导电滑环接触电阻测试装置，能够将导电滑环接触副从整机结构中独立出来，实现集压力与电阻协同测试、位移精准调控、动态工况模拟于一体的接触电阻精准测量装置。

2、本发明的技术方案是这样实现的：

3、一种导电滑环接触电阻测试装置，包括基座，还包括设置于所述基座上的三维调节台，所述三维调节台的承载端设置有导电环旋转装置，所述导电环旋转装置的转动端与导电环相配合；所述基座上设有立式支架，立式支架上固定设置有压力传感器，所述压力传感器的测试端设有连接件，且通过连接件与刷丝夹持装置相连接，所述刷丝夹持装置上可拆卸设置有刷丝，所述刷丝与导电环相配合；所述三维调节台能够用于调节所述导电环与刷丝的相对空间位置，所述导电环旋转装置能够用于驱动导电环转动从而改变导电环与刷丝的配合点位；所述导电环及刷丝分别与接触电阻测试仪相连接，形成接触电阻测试回路。通过将接触副从整机结构中独立并直接形成测试回路，消除了整机结构引入的额外接触电阻和结构干扰，能够精确获得刷丝与导电环接触界面的真实电阻值。

4、优选的，所述导电环旋转装置包括固定设置在三维调节台上的驱动电机，所述驱动电机的输出端设有转轴，所述导电环套设在绝缘衬套上且通过绝缘衬套套设在转轴上，且转轴上可拆卸设有分别用于限定绝缘衬套轴向位置的绝缘压盖。通过绝缘衬套彻底隔断导电环与转轴之间的导电通路，防止转轴对接触电阻测试回路产生干扰；绝缘压盖防止导电环在旋转过程中发生轴向窜动，保证旋转传动的稳定性。

5、优选的，所述立式支架上通过螺栓连接有传感器安装座，所述传感器安装座与压力传感器通过法兰连接，所述传感器安装座与立式支架的连接面之间或传感器安装座与压力传感器的连接面之间设置有绝缘垫片。通过法兰连接与绝缘垫片的配合，既保证传感器安装的稳固性与同轴度，又阻断传感器与支架之间的导电通路，避免电信号干扰，确保压力测量的准确性。

6、优选的，所述连接件与压力传感器之间通过法兰连接，所述连接件与刷丝夹持装置可拆卸连接。通过可拆卸连接方式，便于根据不同测试需求快速更换刷丝夹持装置，提升装置的维护便捷性与适配灵活性。

7、优选的，所述刷丝夹持装置包括夹持本体，所述夹持本体上端与连接件螺栓连接或销接，所述夹持本体下端设有u型槽，所述u型槽的开口端设有用于分别与刷丝两端配合实现对刷丝位置锁定的锁定件。通过u型槽与双侧锁定件的配合，实现刷丝的双侧夹紧固定，有效避免测试过程中刷丝因受力不均发生晃动、偏移，使接触力控制更加准稳，接触状态始终保持稳定。

8、优选的，所述u型槽的开口端均设有用于限定刷丝位置的v型槽，所述锁定件包括设在夹持本体上且与刷丝配合锁定的压紧块，所述压紧块通过绝缘螺栓与夹持本体相连接。通过v型槽实现刷丝的精准定位与有效拉紧，避免刷丝松动影响测试效果；同时v型槽的设计还能够适配一定直径范围内的刷丝夹紧需求，满足更多测试场景使用需求。

9、优选的，夹持本体上设置有第一接线柱，刷丝与第一接线柱相连接，所述导电环侧壁固定设置有第二接线柱，所述刷丝和导电环分别通过第一接线柱和第二接线柱与接触电阻测试仪相连接。通过接线柱形成独立的导电回路，便于连接，同时优化信号传输路径，减少外部干扰对测试数据的影响。

10、优选的，还包括控制与数据采集系统，控制与数据采集系统分别与压力传感器、导电环旋转装置电性连接。通过控制与数据采集系统实现压力、位移、接触电阻及转速数据的同步采集与闭环控制，完成三个关键参数的统一调控与数据同步分析，提升测试效率和操作便捷性。

11、本发明还提供一种使用上述导电滑环接触电阻测试装置进行导电滑环接触电阻测试的方法，包括以下步骤：

12、s1：安装待测的导电环与刷丝组件，并通过所述三维调节台调整所述导电环的空间位置，使所述刷丝的接触端与所述导电环的预期接触区域对正；

13、s2：控制所述三维调节台运动，使所述导电环接触刷丝，并通过观察所述压力传感器的反馈，将接触压力调节至一预设目标值；

14、s3：在所述接触压力稳定在所述预设目标值的状态下，启动所述接触电阻测试仪，测量并记录当前压力下的接触电阻值；

15、s4：改变所述预设目标压力值，重复步骤s2-s3，获得不同接触压力下的接触电阻数据。

16、通过上述方法，在将接触副从整机独立的基础上，利用三维调节台与压力传感器的协同配合，实现接触压力的精准闭环控制，从而精确探究不同压力下的接触电阻规律，解决了传统测试中压力难以精准控制与调整的问题。

17、优选的，还包括步骤s5：通过导电环旋转装置驱动导电环稳定旋转，模拟实际工作旋转摩擦工况，实时监测动态接触电阻变化，开展摩擦寿命测试。通过动态测试步骤，解决了传统测试装置无法模拟动态工况、无法开展寿命测试的痛点，丰富了测试功能，为产品性能优化提供更全面的试验依据。

18、本发明具有以下有益效果：

19、本发明通过将导电滑环的刷丝-导电环接触副从整机结构中独立出来，并构建包含三维调节台、压力传感器、导电环旋转装置及接触电阻测试仪的一体化测试装置，直接形成接触电阻测试回路，消除了整机结构引入的额外接触电阻和结构干扰，能够精确获得刷丝与导电环接触界面的真实电阻值，显著提升了测量结果的准确性。

20、通过三维调节台调节导电环与刷丝的相对空间位置，实现接触角度、接触深度及水平/垂直位移的精准控制，同时通过压力传感器实时反馈将接触压力调节至预设目标值，实现了接触压力与接触位置的精准协同调控，解决了刷丝接触位置易偏移及接触压力难以精准控制的问题，保证了接触状态的稳定性和测试数据的重复性。

21、通过导电环旋转装置驱动导电环转动从而改变导电环与刷丝的配合点位，在精确控制接触压力的前提下实现导电环的稳定旋转，能够模拟实际工作旋转摩擦工况，实时监测动态接触电阻变化并开展摩擦寿命测试，解决了传统测试无法模拟动态工况、测试数据与实际工作场景脱节的痛点，显著丰富了测试功能。