[發明專利]一種導電刷絲載流摩擦試驗裝置和試驗方法

在審

• 申請號: 202011181924.8
• 申請日: 2020-10-29
• 公開（公告）號: CN112326487A
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發明（設計）人: 張燕燕;宋晨飛;孫超;李家偉;陳天驊;王帥;上官寶;張永振
• 申請（專利權）人: 河南科技大學
• 主分類號: G01N3/56
• 分類號: G01N3/56;G01N3/02
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 賈東東

本發明涉及一種導電刷絲載流摩擦試驗裝置和試驗方法，將待試驗的導電刷絲一端固定、另一端懸伸壓接在加載凸輪的加載外周面上以形成摩擦副，由加載電源向加載凸輪和導電刷絲供電以形成載流回路，在加載凸輪回轉過程中，由加載外周面頂推導電刷絲浮動，實現對導電刷絲的動態加載。利用可導電的加載凸輪在回轉過程中向導電刷絲直接提供穩定、可控的動態加載力，并且，由加載電源向加載凸輪和導電刷絲供電，形成載流回路，實現載流條件下的動態加載模擬試驗，采用加載凸輪提供動態的加載力，可提前設計、加工好加載外周面的形狀，以滿足合適的振動基值、振動幅值和振動頻率的動態加載要求，方便在動態加載條件下研究動態刷絲的性能。

技術領域

本發明涉及一種導電刷絲載流摩擦試驗裝置和試驗方法。

背景技術

導電刷絲作為典型的載流摩擦副，一直是航天器太陽帆板驅動機構的必備部件。近年來，控制力矩陀螺、掃描微波輻射計、激光通信指向機構等也開始大量使用導電刷絲，使得航天器在軌機動能力、信號覆蓋范圍獲得顯著提升。

為檢測導電刷絲材料的相關性能以及開發新型的電接觸材料，需要采用相應的載流摩擦試驗機進行試驗，如申請公布號為CN106323786A的專利文獻中公開了一種臥式多功能載流摩擦磨損試驗機，主軸由伺服電機驅動，主軸驅動絲環回轉，在絲環的兩側對稱設置有絲狀樣品固定板，絲狀樣品固定板上設有線路板，線路板上焊接連接絲狀樣品，測試時，位于絲環兩側的絲狀樣品如刷絲之間的夾角為90°且絲狀樣品與絲環直徑垂直，對應兩絲狀樣品設置有電源加載線路和測量線路，其中，電源加載線路包括加載電源和加載線接頭，兩個絲狀樣品分別連接有一個加載線接頭，然后與加載電源的正負極連通，以通過絲環形成完整的加載回路，而測量線路則包括電流傳感器、電壓傳感器、信息處理器及數據采集卡、電腦等。進行試驗時，由伺服電機通過主軸驅動絲環轉動，實現載流磨損試驗。

但是，與地面載流摩擦相比，由于在軌環境惡劣、工況復雜，使得空間載流摩擦磨損過程更加復雜。長期服役條件下，導電刷絲載流摩擦副之間的接觸處于非平穩狀態，導電刷絲受力呈動態變化，而上述專利文獻中的試驗機中，絲環為圓環形，其所提供的平穩載荷，屬于靜態加載，不能提供動態載荷，也就無法利用上述試驗機研究導電刷絲在動態載荷下的性能。而導電刷絲的動態演變規律及失效機制已成為航天器設計開發及制造的關鍵，需要開展深入的科學研究來為優化設計和提高工藝控制水平提供指導。而在柔性接觸條件下的導電刷絲的載流摩擦穩定性、異常磨損等問題已嚴重制約著航天器在軌可靠地運行，迫切需要開展深入地研究以采取有效措施消除故障隱患。

發明內容

本發明的目的在于提供一種導電刷絲載流摩擦試驗研究裝置，以解決現有技術中的載流摩擦磨損試驗機中的絲環為圓環而不能提供動態加載的技術問題；同時，本發明的目的還在于提供一種導電刷絲載流摩擦試驗研究方法，以在動態加載條件下展開對導電刷絲的研究工作。

為實現上述目的，本發明所提供的導電刷絲載流摩擦試驗研究裝置的技術方案是：一種導電刷絲載流摩擦試驗裝置，包括：

刷絲固定件，用于固定導電刷絲的一端，以使得導電刷絲形成懸伸結構；

芯軸，用于由電機驅動轉動；

可導電的加載凸輪，同軸固設在所述芯軸上，所述加載凸輪具有加載外周面，用于供導電刷絲相應端懸伸壓接以形成摩擦副，在加載凸輪跟隨芯軸轉動時，加載外周面頂推導電刷絲浮動，以形成動態加載；

加載電源，用于與所述加載凸輪和導電刷絲導電連接，使得導電刷絲在載流狀態下進行試驗。

有益效果是：本發明所提供的載流摩擦試驗研究裝置中，利用可導電的加載凸輪在回轉過程中向導電刷絲直接提供穩定、可控的動態加載力，并且，由加載電源向加載凸輪和導電刷絲供電，形成載流回路，實現載流條件下的動態加載模擬試驗，采用加載凸輪提供動態的加載力，可提前設計、加工好加載外周面的形狀，以滿足合適的振動基值、振動幅值和振動頻率的動態加載要求，方便在動態加載條件下研究動態刷絲的性能。