CN103151670B - 一种适用于大功率传输的滚动汇流环装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于大功率传输的滚动汇流环装置，其包括内导线、外导线、内轴、若干层汇流组件以及安装组件，所述内轴设有内腔；其中所述若干层汇流组件分别与所述外导线以及内导线连接，所述内导线穿设于所述内轴的内腔，所述若干层汇流组件与所述外导线连接，所述若干层汇流组件之间相互绝缘，所述内导线、外导线、内轴以及若干层汇流组件通过所述安装组件固定形成一整体结构；所述若干层汇流组件分别通过外导线连接外部功率电路对所述外部功率电路进行汇流至所述内导线。本发明可以根据具体使用环境，灵活配置汇流组件以提高导电功率；同时摩擦力矩小、寿命长，还具有可靠性高、结构紧凑、适宜大功率传输等特点。

Description

一种适用于大功率传输的滚动汇流环装置

技术领域

本发明涉及汇流环装置技术领域，具体涉及一种适用于需要大功率传输的滚动汇流环装置。

背景技术

汇流环在航天、航空、航海以及各种精密仪器领域都有广泛的需求。汇流环用以实现两个相对转动的部件间的电功率或电信号的传输，以避免相对转动时把导线缠绕扭断。

根据摩擦方式的不同，汇流环可分为固体滑动式汇流环、液体滑动式汇流环和滚动汇流环三种。尽管目前固体滑环的制造技术比较成熟，而且正被广泛应用在各种旋转接口上，但滑环摩擦力矩较大、滑动接触表面磨损严重、波动电阻较大，这些将难以满足更高水平传递信号的需要。而液体滑环尽管性能很好，但作为导体的水银易挥发，对环境要求较为苛刻；更重要的是水银在当其处于失重状态时，无法形成表面张力，水银就会从缝隙中流出来，因而该种滑环不适于应用在空间站上。因此为了有效的降低摩擦力矩和提高接触电阻动态性能，降低成本、减小体积，国内外均从滚动方面出发，以期探索出性能优越的滚动汇流环。

滚动汇流环改善了固体滑环的缺陷，它使用一个或多个滚动挠性体内外环道来代替电刷和滑环环道，以滚动接触来代替滑动接触，从而使摩擦力矩显著减少。同时，由于挠性体的变形，使接触面积增大，接触压力稳定，大大改善了电阻的波动性能。常规的滚动汇流环在传输每路功率电路的时候，每环只有一个滚环作为导电元件。为了保持滚环的弹性，滚环一般比较薄，而导电能力与导体通电的横截面积成正比的。因此，常规的滚动汇流环在传递大功率电路方面存在困难。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明提供一种适用于大功率传输的滚动汇流环装置，其包括内导线、外导线、内轴、若干层汇流组件以及安装组件，所述内轴设有内腔；

其中所述若干层汇流组件分别与所述外导线以及内导线连接，所述内导线穿设于所述内轴的内腔，所述若干层汇流组件分别与所述外导线连接，所述若干层汇流组件之间相互绝缘，所述内导线、外导线、内轴以及若干层汇流组件通过所述安装组件固定形成一整体结构；

所述若干层汇流组件分别通过外导线连接多个外部功率电路将所述外部功率电路进行汇流至所述内导线；

所述各层汇流组件分别包括若干组滚环装置、小轴承、导电柱、轴承端盖、摆杆、安装块以及外环。

较佳地，所述滚环装置包括滚动盘以及若干金属滚环，所述若干金属滚环设于所述滚动盘内部；

所述小轴承、导电柱、轴承端盖、摆杆分别与所述滚环装置连接，所述摆杆设有圆柱孔，所述摆杆插在所述圆柱孔内，每组滚环装置通过一弹簧拉紧，实现所述滚环装置与外环在转动过程中的导电接触，所述安装快通过螺钉固定安装在所述内轴上。

较佳地，所述安装块内部开槽，所述开槽的槽底开有沉孔，该安装快可以通过螺钉固定在所述内轴上，所述开槽的槽壁开有螺纹孔，所述开槽通过一螺钉实现与摆杆的固定，所述摆杆与所述螺钉间隙配合。

较佳地，所述若干层汇流组件通过绝缘环分隔。

较佳地，所述外环与所述滚环装置连接，所述外环设有滚道，供所述滚环装置滚动。

较佳地，所述安装组件包括上安装体、下安装体，所述各汇流组件通过所述上安装体、下安装体压紧。

较佳地，所述安装组件还包括上轴承、下轴承，所述上轴承设于所述上安装体与所述内轴之间，所述下轴承设于所述下安装体与所述内轴之间。

较佳地，所述安装组件还包括上螺母、下螺母，所述上螺母设于所述上轴承上端，所述下螺母设于所述下轴承下端，所述上螺母用于压紧所述上轴承，所述下螺母用于压紧所述下轴承。

较佳地，所述安装组件还包括上轴承端盖、下轴承端盖，所述上轴承端盖设于所述上安装体上端，所述下轴承端盖设于所述下安装体下端。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明可以根据具体使用环境，灵活配置汇流组件的层数和每层汇流组件中的汇流单元的数量，进一步的提高导电功率；同时具有常规滚动汇流环摩擦力矩小、长寿命等优点，还具有可靠性高、结构紧凑、配置灵活、适宜大功率传输的特点。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

图1是本发明实施例结构示意图；

图2是本发明实施例提供的汇流组件结构示意图；

图3是本发明实施例提供的滚环装置结构示意图；

图4是本发明实施例提供的安装块结构示意图。

具体实施方式

下方结合附图和具体实施例对本发明做进一步的描述。

实施例

本发明提供了一种一种适用于大功率传输的滚动汇流环装置，其包括内导线、外导线、内轴、若干层汇流组件以及安装组件，所述内轴设有内腔；

其中所述若干层汇流组件分别与所述外导线以及内导线连接，所述内导线穿设于所述内轴的内腔，所述若干层汇流组件与所述外导线连接，所述若干层汇流组件之间相互绝缘，所述内导线、外导线、内轴以及若干层汇流组件通过所述安装组件固定形成一整体结构；

所述若干层汇流组件分别通过外导线连接外部功率电路对所述外部功率电路进行汇流至所述内导线。

如图1所示为本实施例提供的高可靠性汇流环结构示意图，每层汇流组件3通过绝缘环7分隔，并通过上安装体9、下安装体6压紧。内轴1和上安装体9、下安装体6之间安装有上轴承2、下轴承5，并通过上螺母13、下螺母14并紧；上轴承端盖10设于所述上安装体上端，下轴承端盖4设于所述下安装体下端，进而整个系统通过上轴承端盖10，下轴承端盖端盖4紧固。外环8外部焊接外导线12。导电组件的摆杆314上焊接有内导线11，内导线11穿过内轴1上的孔引入到内轴1的空腔部分。

如图2所示，为本实施例汇流组件的结构示意图，所述各汇流组件包括若干滚环装置31以及与滚环装置31数量相等的外环8，所述若干层汇流组件3通过绝缘环7分隔，每层汇流组件3可以传输一路功率电路，也可以和其他层并联传输功率电路。各层汇流组件3包括滚环装置31、小轴承316、导电柱315、轴承端盖319、摆杆314、安装块311以及外环8；滚环装置31由滚动盘312和分布在其内部的多层金属滚环313组成，滚环装置31一端通过小轴承316、导电柱315、轴承端盖319与摆杆314固定，一端与外环8接触；摆杆314一端呈圆柱形，插入安装块311内部的圆柱孔，轴承端盖319通过螺钉固定在滚动盘312上；每组滚环装置31用弹簧32连接，实现滚环装置31与外环8的预紧，保证汇流装置在正转或反转时的导电接触。安装块311是非金属材质，通过螺钉318固定在内轴1上。

本发明的主题思想为：本发明提供的一种高可靠的功率汇流环，包括多层汇流组件3；每层汇流组件3可以传输一路功率电路，也可以和其他层并联传输功率电路。每层汇流组件3分布有多个独立的滚环装置31；每个滚环装置31失效后，不影响其他汇流单元的导电能力，可靠性高。滚环装置31内部容纳有多个供导电的滚环313，可以有效的增大导线截面积。滚环装置31一端通过轴承端盖319、导电柱315与摆杆314固定，一端与外环8接触；摆杆314一端呈圆柱形，插入安装块311内部的圆柱孔；安装块311的圆柱孔内部设有处于压缩状态的弹簧317，实现滚环装置31与外环8的导电接触和动态补偿。同时，本发明可以根据具体使用环境，灵活配置汇流组件3的层数和每层汇流组件3中的滚环装置31的数量，进一步的提高导电功率。

如图3所示，为本实施例滚环装置的结构示意图，其中滚动盘312内部设有滚道，每个滚道内部容纳一个滚环313；滚动盘312外部设有凸起的环状部分。摆杆314上依次安装小轴承316、轴承端盖319和导电柱315。轴承端盖319通过螺钉固定在滚动盘312上，并压紧小轴承316的外圈。导电柱315上分布有与滚动盘312向对应的滚道，通过螺纹与摆杆314固连。

如图4所示，安装块[311]是非金属材质，并具有良好的绝缘性。安装块311内部开槽，槽底开有沉孔，可以通过螺钉318将安装块311固定在内轴1上。槽壁开有螺纹孔，通过螺钉317实现摆杆314的固定。摆杆314与螺钉317间隙配合。

本发明实施例的电流的流通过程如下：电流通过外导线12传入外环8，外环8传入滚动盘312，滚动盘312传给滚环313，滚环313与导电柱315接触，传入摆杆314，摆杆314再把电流传入内导线11，进而实现电流从固定部分传入转动部分。本电路也可以实现反向导电。

本发明可以根据具体使用环境和要求，灵活配置汇流组件3的层数和每层汇流组件3中的滚环装置31的数量，进一步的提高导电功率；同时具有常规滚动汇流环摩擦力矩小、长寿命等优点，还具有可靠性高、结构紧凑、配置灵活、适宜大功率传输的特点。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (8)

1.一种适用于大功率传输的滚动汇流环装置，其特征在于，包括内导线、外导线、内轴、若干层汇流组件以及安装组件，所述内轴设有内腔；

其中所述若干层汇流组件分别与所述外导线以及内导线连接，所述内导线穿设于所述内轴的内腔，所述若干层汇流组件之间相互绝缘，所述内导线、外导线、内轴以及若干层汇流组件通过所述安装组件固定形成一整体结构；

所述若干层汇流组件分别通过外导线连接多个外部功率电路将所述外部功率电路进行汇流至所述内导线；

所述各层汇流组件分别包括若干组滚环装置、小轴承、导电柱、轴承端盖、摆杆、安装块以及外环；

所述滚环装置包括滚动盘以及若干金属滚环，所述若干金属滚环设于所述滚动盘内部；

所述小轴承、导电柱、轴承端盖、摆杆分别与所述滚环装置连接，所述安装块设有圆柱孔，所述摆杆插在所述圆柱孔内，每组滚环装置通过一弹簧拉紧，实现所述滚环装置与外环在转动过程中的导电接触，所述安装块通过螺钉固定安装在所述内轴上。

2.如权利要求1所述的适用于大功率传输的滚动汇流环装置，其特征在于，所述安装块内部开槽，所述开槽的槽底开有沉孔，所述开槽的槽壁开有螺纹孔，所述开槽通过一螺钉实现与摆杆的固定，所述摆杆与所述螺钉间隙配合。

3.如权利要求1所述的适用于大功率传输的滚动汇流环装置，其特征在于，所述若干层汇流组件通过绝缘环分隔。

4.如权利要求1所述的适用于大功率传输的滚动汇流环装置，其特征在于，所述外环与所述滚环装置连接，所述外环设有滚道，供所述滚环装置滚动。

5.如权利要求1所述的适用于大功率传输的滚动汇流环装置，其特征在于，所述安装组件包括上安装体、下安装体，所述各汇流组件通过所述上安装体、下安装体压紧。

6.如权利要求5所述的适用于大功率传输的滚动汇流环装置，其特征在于，所述安装组件还包括上轴承、下轴承，所述上轴承设于所述上安装体与所述内轴之间，所述下轴承设于所述下安装体与所述内轴之间。

7.如权利要求6所述的适用于大功率传输的滚动汇流环装置，其特征在于，所述安装组件还包括上螺母、下螺母，所述上螺母设于所述上轴承上端，所述下螺母设于所述下轴承下端，所述上螺母用于压紧所述上轴承，所述下螺母用于压紧所述下轴承。

8.如权利要求7所述的适用于大功率传输的滚动汇流环装置，其特征在于，所述安装组件还包括上轴承端盖、下轴承端盖，所述上轴承端盖设于所述上安装体上端，所述下轴承端盖设于所述下安装体下端。