CN103762475B - 高频滑环装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种高频滑环装置。该高频滑环装置包括：主轴（1），主轴（1）为金属主轴；多个滑环部，多个滑环部套设在主轴（1）上；每个滑环部包括信号环道（11）和两个屏蔽环道（12）；两个屏蔽环道（12）分别设置在信号环道（11）的相对两侧。应用本发明的高平滑环装置，解决了现有技术中滑环间存在电信号泄露、信号屏蔽效果不佳的技术问题。

Description

高频滑环装置

技术领域

本发明涉及电信号传输技术领域，具体而言，涉及一种高频滑环装置。

背景技术

有些天线雷达常使用特殊高频频段信号，现有技术中的高频滑环装置的信号屏蔽效果不佳，容易泄漏。

发明内容

本发明旨在提供一种高频滑环装置，以解决现有技术中高频滑环装置存在电信号泄露、信号屏蔽效果不佳的技术问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种高频滑环装置包括：主轴，主轴为金属主轴；多个滑环部，多个滑环部套设在主轴上；每个滑环部包括信号环道和两个屏蔽环道；两个屏蔽环道分别设置在信号环道的相对两侧。

进一步地，高频滑环装置还包括同轴电缆，同轴电缆的线芯连接在信号环道上，同轴电缆外侧包裹有屏蔽网，屏蔽网连接在两个屏蔽环道上，屏蔽网用于防止同轴电缆的信号泄漏。

进一步地，信号环道与两侧的屏蔽环道之间均设置有绝缘片。

进一步地，每个滑环部均设置有第一挡板和第二挡板，第一挡板和第二挡板均固定设置在主轴上并与主轴紧密配合，第一挡板和第二挡板配合夹紧滑环部。

进一步地，主轴的底部的进线口处装配有防止该处信号外泄的铜管，同轴电缆穿设在铜管内，铜管的内壁与屏蔽网焊接，铜管的外壁焊接在主轴上。

进一步地，每个滑环部还包括刷架和刷丝束，刷丝束电连接在刷架上，刷丝束抵接在信号环道上，刷架在通电工作时相对于滑环部旋转。

进一步地，刷架上设置有第一端盖和第二端盖，第一端盖和第二端盖通过螺栓固定连接，第一端盖和第二端盖夹紧刷架并随刷架转动。

进一步地，第一端盖与第一挡板之间、第二端盖与第二挡板之间均通过减摩环间隔设置，减摩环与相配合的各抵接面之间弧面接触。

进一步地，减摩环为铍铜材质。

进一步地，刷丝束为两个，两个刷丝束与信号环道的两个接触点之间沿信号环道的周向方向呈180度间隔设置。

进一步地，信号环道内的第一弧段焊接有导线，导线与同轴电缆电连接，刷丝束在第一弧段旋转到相应的工作位置时与相应的导线接触。

进一步地，信号环道上开设有容纳导线的凹槽，凹槽的长度大于导线的长度，凹槽的槽底设有通孔，同轴电缆的线芯穿设在通孔内。

应用本发明的技术方案，该高频滑环装置包括主轴和多个滑环部，主轴为金属主轴，多个滑环部套设在主轴上；每个滑环部包括信号环道和两个屏蔽环道；信号环道设置在滑环部的中间位置，信号环道用于传输电信号；两个屏蔽环道分别设置在信号环道的相对两侧，两个屏蔽环道将信号环道夹紧，两个屏蔽环道均用于对信号环道进行信号电屏蔽。信号环道接收或者传输电信号的过程中，信号会部分地向外泄露，为了避免信号环道的信号泄露，用两个屏蔽环道将信号环道夹紧，依靠屏蔽环道的信号屏蔽作用，将可能泄露的电信号屏蔽掉，尽可能多地将信号环道传输的信号屏蔽，防止电信号的泄露，提高信号屏蔽的效果。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了本发明的高频滑环装置的实施例的剖面结构示意图；

图2示出了本发明的高频滑环装置的实施例的滑环部的剖面结构示意图；

图3示出了本发明的高频滑环装置的实施例的刷架结构示意图；以及

图4示出了本发明的高频滑环装置的实施例的信号环道内部结构示意图。

附图标记：

1、主轴；11、信号环道；111、同轴电缆；12、屏蔽环道；13、绝缘片；14a、第一挡板；14b、第二挡板；15、刷架；151、刷丝束；16a、第一端盖；16b、第二端盖；17、减摩环；18、铜管；19、屏蔽网；20、轴承；31、第一夹盖；32、第二夹盖；40、外套层；50、导线。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

技术术语解释：

导电滑环：是可360度无限制旋转，同时在静止平台与旋转平台之间传输多通路各种电流及信号的电连接装置；导电滑环是天线雷达系统中的关键部件，旋转端连接旋转的天线，静止端连接信息控制中心，它的性能很大程度上决定了整个系统的安全性和可靠性。

如图1和2所示，根据本发明的实施例，该高频滑环装置包括主轴1和多个滑环部，主轴1为金属主轴，多个滑环部套设在主轴1上；每个滑环部包括信号环道11和两个屏蔽环道12；信号环道11设置在滑环部的中间位置，信号环道11用于传输电信号；两个屏蔽环道12分别设置在信号环道11的上下两侧，两个屏蔽环道12将信号环道11夹紧，两个屏蔽环道12均用于对信号环道11进行信号电屏蔽。

信号环道11接收或者传输电信号的过程中，信号会部分地向外泄露，为了避免信号环道11的信号泄露，用两个屏蔽环道12将信号环道11夹紧，依靠屏蔽环道12的信号屏蔽作用，将可能泄露的电信号屏蔽，尽可能地将信号环道11传输的信号屏蔽掉，防止电信号的泄露，提高信号屏蔽的效果。

具体地，本实施例的高频滑环装置的滑环部共设置有5个，每个滑环部都是独立构成的。高频滑环装置的壳体上对应滑环部设置了射频接头，高频滑环装置通过射频接头接收或传送信号，该高频滑环装置可同时双向地传输多通路高频信号，信号频率满足50MHz-100MHz。高频滑环装置还包括同轴电缆111，同轴电缆111的线芯连接在信号环道11上；信号通过射频接头接收以后，再经由同轴电缆111进行传输。包裹同轴电缆111的屏蔽网19连接在两个屏蔽环道12上，屏蔽网19用于防止信号在经过同轴电缆111时向外泄露。当信号经过同轴电缆111，屏蔽网19将电信号有效地屏蔽住，在屏蔽环道12的基础上进一步提高信号屏蔽的效果。

进一步地，滑环部还包括绝缘片13，绝缘片13设置在信号环道11与两侧的屏蔽环道12之间，使得信号环道11与屏蔽环道12之间绝缘效果得到充分的保证。在信号环道11与屏蔽环道12充分绝缘的基础上，屏蔽环道12与主轴1是导通的，从而形成一个可靠的电密封结构。

每个滑环部均设置有第一挡板14a和第二挡板14b，第一挡板14a和第二挡板14b均固定设置在主轴1上，第一挡板14a和第二挡板14b与主轴1紧密配合，第一挡板14a和第二挡板14b配合夹紧滑环部。主轴1的底部的进线口处装配有铜管18，铜管18防止该处信号外泄，同轴电缆111穿设在铜管18内，铜管18的内壁与屏蔽网19焊接，铜管18的外壁锡焊在主轴1上。同轴电缆111从进线口处的铜管18穿进高频滑环装置的内部，由于同轴电缆111的屏蔽网19焊接在铜管18的内壁上，因此铜管18能够起到稳定同轴电缆111的作用。通过铜管18在进线口处的屏蔽作用，进一步地将电信号屏蔽，防止信号的泄露。

结合参见图3和4所示，每个滑环部还包括刷架15和刷丝束151，刷丝束151电连接在刷架15上，刷丝束151抵接在信号环道11上，刷架15相对于滑环部旋转。信号环道11内的第一弧段焊接有导线50，在本实施例中，信号环道11内的第一弧段的弧度角约为90度（如图4所示的λ角度），此外，信号环道11的内圈避空100度，夹角位置的弧段内焊接0.5平方厘米的导线50。导线50与同轴电缆111电连接，刷丝束151在第一弧段旋转到相应的工作位置时与处于该工作位置的相应的导线50接触。刷丝束151为两个，两个刷丝束151是与信号环道11接触的，而且两个刷丝束151与信号环道11之间的两个接触点在信号环道11的周向上呈180度弧度角间隔设置。刷丝束151采用聚四氟乙烯将导电金属丝套筒成束组合完成后安装在刷架15上，成束的刷丝束151与导线50的接触更加完全，在刷架15旋转的时候，刷丝束151与导线50的电导通效果也会更好。这样的结构，能减半信号传输时的相位变化，保证了极小的相位变化。

再次参见图4所示，信号环道11上开设有凹槽，导线50容纳在凹槽内，凹槽的长度大于导线50的长度，凹槽的槽底设有通孔，同轴电缆111的线芯穿设在通孔内。

刷架15上设置有第一端盖16a和第二端盖16b，第一端盖16a和第二端盖16b通过螺栓固定连接，第一端盖16a和第二端盖16b夹紧刷架15，第一端盖16a和第二端盖16b随刷架15一起转动。第一端盖16a与第一挡板14a之间、第二端盖16b与第二挡板14b之间均安装有减摩环17，减摩环17用于减小第一端盖16a与第一挡板14a之间、第二端盖16b与第二挡板14b之间相对转动的摩擦。减摩环17采用了弹性极佳、润滑性能良好的铍铜材质，减摩环17与第一端盖16a、减摩环17与第二端盖16b都是紧密配合的；减摩环17与第一挡板14a之间、减摩环17与第二挡板14b之间、减摩环17与第一端盖16a之间、减摩环17与第二端盖16b之间均采用弧面接触，然后第一端盖16a通过减摩环17与第一挡板14a之间、第二端盖16b通过减摩环17与第二挡板14b之间进行相对转动。

第一挡板14a上设置了第一凸缘边，第一凸缘边设置在靠近屏蔽环道12的一侧，第一凸缘边的远离屏蔽环道12的表面与减摩环17接触。第一端盖16a上设置有第二凸缘边，第二凸缘边靠近屏蔽环道12的表面与减摩环17接触。第一凸缘边向第一端盖16a的方向延伸，第一凸缘边与第一端盖16a之间形成间隙；第二凸缘边向第一挡板14a的方向延伸，第二凸缘边与第一挡板14a之间形成间隙。这样，第一挡板14a与第一端盖16a之间通过装配好的减摩环17形成配合，使得第一凸缘边与第一端盖16a之间形成间隙，第二凸缘边与第一挡板14a之间形成间隙，从而使第一挡板14a与第一端盖16a不能直接接触，此时可以利用铍铜材质的减摩环17连接第一挡板14a与第一端盖16a，然后第一挡板14a与第一端盖16a可以相对转动。

进一步地，第二档板14b上具有第三凸缘边，第三凸缘边设置在靠近屏蔽环道12的一侧，第三凸缘边远离屏蔽环道12的表面与减摩环17接触，第二端盖16b上具有第四凸缘边，第四凸缘边的靠近屏蔽环道12的表面与减摩环17接触。第三凸缘边向第二端盖16b的方向延伸，第三凸缘边与第二端盖16b之间形成间隙；第四凸缘边向第二挡板14b的方向延伸，第四凸缘边与第二挡板14b之间形成间隙。这样，第二挡板14b与第二端盖16b之间通过装配好的减摩环17形成配合，使得第三凸缘边与第二端盖16b之间形成间隙，第四凸缘边与第二挡板14b之间形成间隙，从而使第二挡板14b与第二端盖16b不能直接接触，此时可以利用铍铜材质的减摩环17连接第二挡板14b与第二端盖16b，然后第二挡板14b与第二端盖16b可以相对转动。

减摩环17利用铍铜材质，由于铍铜材质具有极佳的弹性和良好的润滑性能，在相对于主轴1旋转时，能很好地减小在刷架15相对于主轴1旋转的时候第一端盖16a与减摩环17之间、第一挡板14a与减摩环17之间、第二端盖16b与减摩环17、第二挡板14b与减摩环17之间相对转动的摩擦。而减摩环17的应用，使得第一端盖16a与第一挡板14a之间、第二端盖16b与第二挡板14b之间的电密封性好，第一端盖16a与第一挡板14a之间、第二端盖16b与第二挡板14b之间的接触力矩小。

第一端盖16a和第二端盖16b的外侧包裹有外套层40，外套层40密封滑环部。第一端盖16a和第二端盖16b的内径与减摩环17紧密配合，第一端盖16a和第二端盖16b的外径与外套层40紧密配合，这样，滑环部的外圈形成了一个较好的电密封结构。

主轴1的两端设置有轴承20，轴承20外分别套设有第一夹盖31和第二夹盖32。第一夹盖31和第二夹盖32夹紧处于第一夹盖31和第二夹盖32之间的相应部件，这样，高频滑环装置内的所用刷架15就能够一起相对于主轴1转动。

目前，滑环为了提高隔离度，将相邻信号间的物料距离延长，导致产品的高度过高。本发明的实施例通过设计合金滑环来实现封闭腔体，解决了产品的高度问题。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

1、该高频滑环装置能防止电信号的泄露，提高信号屏蔽的效果。

2、该高频滑环装置能减半信号传输时的相位变化，保证了极小的相位变化。

3、该高频滑环装置大大地降低了产品的高度。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高频滑环装置，其特征在于，包括：

主轴(1)，所述主轴(1)为金属主轴；

多个滑环部，所述多个滑环部套设在所述主轴(1)上；

每个所述滑环部包括信号环道(11)和两个屏蔽环道(12)；

所述两个屏蔽环道(12)分别设置在所述信号环道(11)的相对两侧；

所述高频滑环装置还包括同轴电缆(111)，所述同轴电缆(111)的线芯连接在所述信号环道(11)上，所述同轴电缆(111)外侧包裹有屏蔽网(19)，所述屏蔽网(19)连接在所述两个屏蔽环道(12)上，所述屏蔽网(19)用于防止所述同轴电缆(111)的信号泄漏；

所述主轴(1)的底部的进线口处装配有防止该处信号外泄的铜管(18)，所述同轴电缆(111)穿设在所述铜管(18)内，所述铜管(18)的内壁与所述屏蔽网(19)焊接，所述铜管(18)的外壁焊接在所述主轴(1)上。

2.根据权利要求1所述的高频滑环装置，其特征在于，所述信号环道(11)与两侧的所述屏蔽环道(12)之间均设置有绝缘片(13)。

3.根据权利要求2所述的高频滑环装置，其特征在于，每个所述滑环部均设置有第一挡板(14a)和第二挡板(14b)，所述第一挡板(14a)和所述第二挡板(14b)均固定设置在所述主轴(1)上并与所述主轴(1)紧密配合，所述第一挡板(14a)和所述第二挡板(14b)配合夹紧所述滑环部。

4.根据权利要求3所述的高频滑环装置，其特征在于，每个所述滑环部还包括刷架(15)和刷丝束(151)，所述刷丝束(151)电连接在所述刷架(15)上，所述刷丝束(151)抵接在所述信号环道(11)上，所述刷架(15)在通电工作时相对于所述滑环部旋转。

5.根据权利要求4所述的高频滑环装置，其特征在于，所述刷架(15)上设置有第一端盖(16a)和第二端盖(16b)，所述第一端盖(16a)和所述第二端盖(16b)通过螺栓固定连接，所述第一端盖(16a)和所述第二端盖(16b)夹紧所述刷架(15)并随所述刷架(15)转动。

6.根据权利要求5所述的高频滑环装置，其特征在于，所述第一端盖(16a)与所述第一挡板(14a)之间、所述第二端盖(16b)与所述第二挡板(14b)之间均通过减摩环(17)间隔设置，所述减摩环(17)和与其相配合的各抵接面之间弧面接触。

7.根据权利要求6所述的高频滑环装置，其特征在于，所述减摩环(17)为铍铜材质。

8.根据权利要求4所述的高频滑环装置，其特征在于，所述刷丝束(151)为两个，所述两个刷丝束(151)与所述信号环道(11)的两个接触点之间沿所述信号环道(11)的周向方向呈180度间隔设置。

9.根据权利要求8所述的高频滑环装置，其特征在于，所述信号环道(11)内的第一弧段焊接有导线(50)，所述导线(50)与所述同轴电缆(111)电连接，所述刷丝束(151)在所述第一弧段旋转到相应的工作位置时与相应的所述导线(50)接触。

10.根据权利要求9所述的高频滑环装置，其特征在于，所述信号环道(11)上开设有容纳所述导线(50)的凹槽，所述凹槽的长度大于所述导线(50)的长度，所述凹槽的槽底设有通孔，所述同轴电缆(111)的线芯穿设在所述通孔内。