CN102544961A - 一种滑环 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种滑环，包括转子部件和定子部件。该定子部件包括有壳体、设置于该壳体内的插针；该转子部件包括壳体连接部件、中空的主轴、设置与该主轴内的插座以及连接与主轴尾端的主轴顶盖；插座的一端设置有插孔，插针插入该插座的插孔内，且通过壳体连接部件与壳体相连，将定子部件和转子部件连接；其中，主轴顶盖上设置有出线管，且出线管与主轴成设定角度，该设定角度大于0度且小于180度。通过该滑环将与天线和发射机相连的同轴电缆连接在一起，可以防止同轴电缆被扭伤或扭断，而且滑环与同轴电缆之间具有连接性较好，不易由于天线和发射机的相对旋转而出现同轴电缆与滑环之间出现连接错位的现象。

Description

一种滑环

技术领域

本发明涉及机电一体化技术领域，更具体的说是涉及一种滑环。

背景技术

滑环也叫导电环、集成环、集流环、导电滑环、旋转关节或旋转电气关节等，被广泛应用于安防、风力发电、工厂自动化、电力、金融、仪表等机电设备上。滑环一般用在要求连续旋转，且需要从固定位置到旋转位置传输电源和信号的机电系统中。

随着通信技术的发展，在通信领域中滑环的应用也日益广泛。一般在通信技术进行信号接收和发送的过程中，都需要用到天线和发射机装置。天线和发射机装置之间是通过射频同轴电缆相连接的，但是如果仅仅用同轴电缆将该天线和发射机装置连接的话，则会由于天线和发射机之间的相互旋转，造成同轴电缆被扭断。虽然现有技术中也会在天线和发射机之间设置滑环，但是同轴电缆被扭断情况仍然很严重，而且也经常出现滑环与同轴电缆之间发生错位，导致射频信号无法顺利馈送到天线的情况出现。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种滑环，通过该滑环将与天线和发射机相连的同轴电缆连接在一起，可以防止同轴电缆被扭断，而且滑环与同轴电缆之间具有连接性较好，不易由于天线和发射机的相对旋转而出现同轴电缆与滑环之间出现连接错位的现象。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种滑环，包括定子部件和转子部件；

所述定子部件包括有壳体、设置于该壳体内的插针；

所述转子部件包括壳体连接部件、中空的主轴、设置与所述主轴内的插座以及连接与所述主轴尾端的主轴顶盖；

所述插座的一端设置有插孔，所述插针插入所述插座的插孔内，且通过所述壳体连接部件与所述壳体相连，将所述定子部件和转子部件连接；

所述主轴顶盖上设置有出线管，且所述出线管与所述主轴成设定角度，该设定角度大于0度且小于180度。

优选的，所述壳体靠近所述转子部件的一端的外壁上设置有螺纹；

所述主轴靠近所述转子部件的一端的外壁上设置有螺纹；

所述壳体连接部件包括：法兰盘、轴承和螺母；

其中，所述法兰盘的内侧壁上设置有与壳体外壁上的螺纹相匹配的螺纹；所述轴承的外径与所述壳体的腔体内径相同；

所述法兰盘套设于所述主轴外壁上，其靠近远离主轴顶盖的一端设置有支撑所述轴承的凸起；

通过所述螺母与所述主轴的螺纹啮合旋紧，将所述轴承、法兰盘与主轴固定连接；

通过所述法兰盘内侧的螺纹与所述壳体外壁上的螺纹啮合，将所述主轴与所述壳体连接，并将所述轴承套设于所述壳体腔体内，且所述轴承与所述壳体的腔体内部相接触。

优选的，所述主轴内还设置有绝缘底座和第一绝缘套筒；

所述绝缘底座的一端与所述主轴尾端相接触，另一端与所述绝缘套筒接触；

所述插座插设于所述绝缘底座和绝缘套筒内。

优选的，所述定子部分还包括：与所述壳体远离主轴的一端相连的尾套、设置于所述壳体内的第二绝缘套筒和设置于所述壳体内的连接器；

所述尾套与所述第二绝缘套筒相连，且所述第二绝缘套筒外套设有所述连接器；

所述插针设置于所述第二绝缘套筒与尾套构成的通孔内；

当所述转子部件和定子部件连接在一起时，所述连接器插入所述主轴的空腔内，且与所述主轴空腔的腔体相接触。

优选的，所述转子部分还包括：套设于所述出线管外的第一金属套筒。

优选的，所述定子部分还包括：套设于所述尾套外的第二金属套筒。

优选的，所述出线管与所述主轴所成的角度为90度。

优选的，所述插针和插座的材质均为铍铜。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种滑环，包括定子部件和转子部件；定子部件包括有壳体、设置于该壳体内的插针；转子部件包括壳体连接部件、中空的主轴、设置与主轴内的插座以及连接与主轴尾端的主轴顶盖；插座的一端设置有插孔，插针插入所述插座的插孔内，且通过壳体连接部件与壳体相连，将定子部件和转子部件连接，由于插针插入插座上设置的插孔内，使得二者的连接更加稳定，保证了该滑环的内部的导通性能。同时，该滑环的主轴顶盖上设置有出线管，且出线管与所述主轴成设定角度，该设定角度大于0度且小于180度，当将该滑环的两端与同轴电缆相连时，由于该滑环主轴与出线口之间有一定的角度，可以降低由于旋转力对同轴电缆的扭动力，从而防止同轴电缆被扭断，减少了同轴电缆与滑环之间出现错位的情况。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1示出了本发明一种滑环的外部结构示意图；

图2示出了本发明一种滑环实施例1的组成结构示意图；

图3示出了本发明一种滑环的剖面结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开了一种滑环，包括和转子部件和定子部件。该定子部件包括有壳体、设置于该壳体内的插针；该转子部件包括壳体连接部件、中空的主轴、设置与该主轴内的插座以及连接与主轴尾端的主轴顶盖；插座的一端设置有插孔，插针插入该插座的插孔内，且通过壳体连接部件与壳体相连，将定子部件和转子部件连接；其中，主轴顶盖上设置有出线管，且出线管与主轴成设定角度，该设定角度大于0度且小于180度。通过该滑环将与天线和发射机相连的同轴电缆连接在一起，可以减少同轴电缆被扭断的机率，而且滑环与同轴电缆之间具有连接性较好，不易由于天线和发射机的相对旋转而出现同轴电缆与滑环之间出现连接错位的现象。

下面结合附图对本发明的滑环将进行详细介绍。

参见图1，示出了本发明一种滑环的外部结构示意图，该滑环包括转子部件1和定子部件2。

该定子部件2由壳体21和设置与壳体内的插针(图1中未画出)组成。

该转子部件1由中空的主轴11、设置于该主轴内的插座(图1中未画出)、连接于该主轴尾端的主轴顶盖19以及壳体连接部件组成。其中，插针和插座由金属材料制成，具体的可以根据需要设定。优选的，在本发明中该插针和插座可以选用铍铜材料制成。

通过壳体连接部件与壳体21相连，从而将定子部件2和转子部件1连接在一起。该壳体连接部件可以有多种，可以为现有技术中连接定子部件和转子部件的连接装置，如可以包括法兰盘和轴承组等部件。

其中，该定子部件2的壳体为内部中空的腔体，在该腔体内设置有插针，该壳体靠近转子部件的一端设置开口，另一端设置有接线端22，该接线端可以设置成一个出线口，在该接线端与同轴电缆相连。转子部件中的主轴为内部中空且靠近定子部件一端开设有口径的部件。在该主轴内设置有插座，该插座的顶端设置有插孔，该插孔的孔径大小与插针相匹配，当定子部件和转子部件通过相应的壳体部件连接到一起时，该定子部件的插针将插入该转子部件中插座的插孔内，使得插针和插座的紧密接触，从而保证了滑环在实际工作中能够有很好的导通性。

在转子部件的尾端即远离定子部件的一端，设置有主轴尾盖19，该主轴尾盖上设置有出线管18，通过该出线管18接同轴电缆，将转子部件与同轴电缆相连。现有的转子部件的出线端一般为直通式的，这样在当滑环与同轴电缆相连后，随着天线与发射机的扭动，转子部件虽然能减少一部分扭动力，但是由于扭动力较大，也很容易带动该出线端的同轴电缆扭转，从而使得同轴电缆被扭断或者出现同轴电缆错位的现象发生，与现有的转子部件的出线端的设计不同，本发明中，该出线管与主轴之间成设定角度，该设定角度为大于0°但小于180°的某一个角度。由于出线管与主轴之间存在一定的角度，从而当天线与发射机之间的扭转力较大时，该转子部分的转动传递给该出线管端的扭转力会得到缓冲，从而降低了连接与天线和发射机上的同轴电缆之间的扭转力，减少了同轴电缆被扭断的概率。同时主轴与尾盖上的出线管的这种设计方式也减少了同轴电缆出线错位的概率。

为实际应用中，为了能够保证该滑环内的插针和插座连接的稳固性，该滑环内还可以设置有支撑固定插座的绝缘底座和绝缘套筒，以及固定插针的绝缘套筒和连接器，同时连接器还可以起到与主轴之间的连通。参见图2，示出了本发明一种滑环实施例1的组成结构示意图。

该滑环包括：转子部件和定子部件。

该转子部件包括主轴11，主轴的尾端连接有主轴顶盖19，该主轴顶盖19开设有出线管18，该出线管与该主轴所成的角度为90度。当然，主轴和出线管之间所成的角度也可以设计成其他角度，只要是能够使得该主轴和出线管不在同一直线上即可。通过该出线管将同轴电缆相连，进而实现转子部件中主轴与同轴电缆的连接。进一步的，该出线管外还套设有第一金属套筒181。该第一金属套筒181用于固定连接于转子端的同轴电缆。

该主轴为中空部件，且靠近定子部件的一端设有开口，在主轴内且紧邻尾端处设置有绝缘底座17，也就是说该绝缘底座为该主轴内部尾端相接触，。同时该主轴内还设置有第一绝缘套筒16，该第一绝缘套筒16与该绝缘底座17相接触。该绝缘底座17和第一绝缘套筒16为设置有通孔的部件，绝缘底座17和第一绝缘套筒16内部通孔的孔径大小以及长度可以分别依据插座12的外径以及长度进行设定。组装该转子部件时，该插座置于该绝缘底座17和第一绝缘套筒16连接形成的通孔内。

对应的，定子部件包括外壳21，该外壳21为两端开口的腔体，且远离该转子部件的一端设置有接线端，通过该接线端与同轴电缆相连，进而使得定子部件连接有同轴电缆。在本实施例中，该接线端可以具体设置为外壳的尾套22，该尾套22两端开口，且该尾套22的一端口与外壳21远离主轴的一端相连。具体的，该尾套前端置于该设置于该外壳的内部且与壳体的尾端相连，而尾套的末端则置于该外壳的外部。

在定子部分的外壳21内设置有第二绝缘套筒23、连接器24和插针25。

其中，该第二绝缘套筒23与置于外壳21内的尾套22的一端相接触。在尾套和该第二绝缘套筒内放置所述插针25。在该第二绝缘套筒外套设有连接器24。

当定子部件和转子部件被组装到一起时，插针25插入插座12顶端(即远离该主轴顶盖的一端)开设的插孔内，该插孔与该插针相匹配，进而使得插针和插座接触良好，形成内导通。同时，该连接器也插入到主轴的空腔内，且与主轴空腔的腔体内壁相接触，使得主轴和连接器构成外导通。

其中，在本发明中插针和插座可以为铜合金制成。为了减少该滑环过程中，插针和插座之间的摩擦力，并增强插针和插座的使用寿命，该插针和插座可以选用铍铜材料制成。在具体制作过程中可以对插针和插座进行热处理，并在插针和插座表面进行镀金处理，以增强插针和插座的导通性。该主轴和外壳的外表面采用镀锌工艺处理。

另外，在该定子部件的接线端还设置有第二金属套筒26，具体的该第二金属套筒26套设于该尾套22外。该第二金属套筒26用于固定连接于定子端的同轴电缆。

在本实施例中，连接定子部件和转子部件的壳体连接部件可以包括法兰盘13、轴承14和螺母15。为了利用这些壳体连接部件完成定子部件和转子部件的组装连接，在该壳体靠近转子部件的一端的外壁上还设置有螺纹，对应的，该法兰盘的内侧壁上设置有与壳体外壁上的螺纹相匹配的螺纹。

在主轴11靠近转子部件的一端(主轴的顶端)的外壁上设置有螺纹，主轴上的螺纹与该螺母15内的螺纹相匹配。

该法兰盘13的中心孔径与所述主轴的外径相匹配，轴承14的外径与壳体21的内径相同，同时轴承14的内径与主轴的外径相同。

在连接定子部件和转子部件的过程中，该法兰盘套设于该主轴外壁上，在该法兰盘远离主轴顶盖19的一端设置有支撑轴承14的凸起。

该法兰盘套设于该主轴外壁上，并将该轴承14与该法兰盘上的凸起相匹配放置后，通过螺母15与主轴11顶端的螺纹啮合旋紧，将轴承14、法兰盘13与主轴固定连接。同时通过该法兰盘内侧的螺纹与该壳体21的顶端的螺纹啮合旋紧，将主轴11与壳体21连接，进而使得转子部件和定子部件连接到一起。在主轴11和壳体21连接的同时，将法兰盘凸起处的轴承插入该壳体的腔体内，且该轴承与壳体的腔体内部相接触。与此同时，插针穿过该螺母和轴承中间的孔径传入到主轴内部的插座内，将插针与插座相连。

本发明中定子部件和转子部件两端所接的同轴电缆可以为50欧姆或者75欧姆的同轴缆线，从而为高频信号的传输提供了良好的媒介。

本实施例中在定子部件和转子部件连接的过程中，先通过螺母与主轴的啮合旋紧，将法兰盘、轴承与主轴固定，并进一步通过法兰盘的螺纹与定子部件的壳体相连，使得轴承均与转子部件的主轴和定子部件的壳体相连接接触，从而限制了转子和定子之间的相对摇摆，且使得转子部件和定子部件的旋转更加灵活，从而防止同轴电缆被扭伤或扭断。同时，由于转子部件中的主轴和出线管成90度，使得整个滑环具有角度变化，进而能更好的适应发射机与天线之间的相对环绕运动。

为了能够清楚的了解本发明的一种滑环各部件的内部连接关系，参见图3，示出了本发明一种滑环的剖面结构示意图。在该图中展示了滑环各部件组装到一起内部的连接关系示意图。

可以看出主轴11和壳体21通过法兰盘连接在一起，在该主轴11和壳体21的内部，设置有轴承14，以及固定轴承14和法兰盘13的螺母15。插针和插座均穿入到该轴承和螺母的中心孔，且插针25插于插座12的插孔内，实现插针和插孔连接。

为了实现插针和插座的稳定连接，在转子部件的主轴11内且设置有套设于插座外绝缘底座17和第一绝缘套筒16。对应的，定子部件的壳体21内设置有套设在该插针外的第二绝缘套筒23，而该插针的尾端还插入到尾套22内，该尾套22的一端穿出该壳体21的尾端开口，该尾套作为出线端，与同轴电缆相连。另外，在该第二绝缘套筒23外套设有连接器24，该连接器24的顶端穿过螺母和轴承的中心孔，使得该连接器与主轴的内壁相接触形成外导通。

在该转子部件的主轴11的尾端还设置有主轴顶盖19，该主轴顶盖上设置有出线管18，该出线管连接有同轴电缆。

为了固定定子部件和转子部件上连接的同轴电缆，在转子部件的出线管上还套设有第一金属套筒181，在定子部件的出现端即尾套22上也套设有第二金属套筒26。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种滑环，其特征在于，包括定子部件和转子部件；

所述定子部件包括有壳体、设置于该壳体内的插针；

所述转子部件包括壳体连接部件、中空的主轴、设置与所述主轴内的插座以及连接与所述主轴尾端的主轴顶盖；

所述插座的一端设置有插孔，所述插针插入所述插座的插孔内，且通过所述壳体连接部件与所述壳体相连，将所述定子部件和转子部件连接；

所述主轴顶盖上设置有出线管，且所述出线管与所述主轴成设定角度，该设定角度大于0度且小于180度。

2.根据权利要求1所述的滑环，其特征在于，所述壳体靠近所述转子部件的一端的外壁上设置有螺纹；

所述主轴靠近所述转子部件的一端的外壁上设置有螺纹；

所述壳体连接部件包括：法兰盘、轴承和螺母；

其中，所述法兰盘的内侧壁上设置有与壳体外壁上的螺纹相匹配的螺纹；所述轴承的外径与所述壳体的腔体内径相同；

所述法兰盘套设于所述主轴外壁上，其靠近远离主轴顶盖的一端设置有支撑所述轴承的凸起；

通过所述螺母与所述主轴的螺纹啮合旋紧，将所述轴承、法兰盘与主轴固定连接；

通过所述法兰盘内侧的螺纹与所述壳体外壁上的螺纹啮合，将所述主轴与所述壳体连接，并将所述轴承套设于所述壳体腔体内，且所述轴承与所述壳体的腔体内部相接触。

3.根据权利要求1或2所述的滑环，其特征在于，所述主轴内还设置有绝缘底座和第一绝缘套筒；

所述绝缘底座的一端与所述主轴尾端相接触，另一端与所述绝缘套筒接触；

所述插座插设于所述绝缘底座和绝缘套筒内。

4.根据权利要求1、2或3所述的滑环，其特征在于，所述定子部分还包括：与所述壳体远离主轴的一端相连的尾套、设置于所述壳体内的第二绝缘套筒和设置于所述壳体内的连接器；

所述尾套与所述第二绝缘套筒相连，且所述第二绝缘套筒外套设有所述连接器；

所述插针设置于所述第二绝缘套筒与尾套构成的通孔内；

当所述转子部件和定子部件连接在一起时，所述连接器插入所述主轴的空腔内，且与所述主轴空腔的腔体相接触。

5.根据权利要求1所述的滑环，其特征在于，所述转子部分还包括：套设于所述出线管外的第一金属套筒。

6.根据权利要求4所述的滑环，其特征在于，所述定子部分还包括：套设于所述尾套外的第二金属套筒。

7.根据权利要求1所述的滑环，其特征在于，所述出线管与所述主轴所成的角度为90度。

8.根据权利要求1所述的滑环，其特征在于，所述插针和插座的材质均为铍铜。

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