CN104779504B - 一种大功率滚动汇流环装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种大功率滚动汇流环装置，包括滚环转子组件、固定支座和若干滚块组件，滚环转子组件包括主轴、若干导电环、若干隔离环和紧固件，导电环与隔离环间隔套设在主轴上，主轴通过轴承Ⅰ与固定支座连接；滚块组件包括支架、两个导向杆、两个调整螺母、两个压簧、底盘、两个挡圈Ⅰ、滚块和若干柔性环，支架与固定支座连接，导向杆与支架连接，调整螺母、压簧、底盘、挡圈Ⅰ依次套设在导向杆上，调整螺母与导向杆螺接，滚块的转轴通过轴承Ⅱ与底盘连接，柔性环嵌设在滚块内侧，滚块的外侧与导电环接触。本发明通过导电环与滚块及滚块与柔性环的滚动接触来进行电讯号和功率的传输，磨损低且无磨损碎片，寿命长，电性能好。
Description
技术领域
本发明涉及一种汇流环装置，特别涉及一种大功率滚动汇流环装置。
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讯号的传输，以避免相对转动时把导线缠绕扭断。
目前，比较常用的汇流环装置主要是通过固定的丝刷(或碳刷)与转动的环道进行摩擦接触来实现这种传输功能。但这种汇流环工作时，接触面间形成滑动摩擦，随着工作时间的延长，会产生磨屑，磨屑不断堆积在接触面上，会降低汇流环装置的电性能，缩短汇流环装置的使用寿命。
发明内容
本发明目的在于提供一种大功率滚动汇流环装置，以解决目前的汇流环装置通过固定的丝刷(或碳刷)与转动的环道进行摩擦接触来实现电功率或电讯号的传输，这种汇流环装置工作时，接触面间形成滑动摩擦，随着工作时间的延长，会产生磨屑，磨屑不断堆积在接触面上，会降低汇流环装置的电性能，缩短汇流环装置的使用寿命的技术性问题。
本发明目的通过以下的技术方案实现：
一种大功率滚动汇流环装置，包括滚环转子组件、固定支座和若干滚块组件，其中，
所述滚环转子组件包括主轴、若干导电环、若干隔离环和紧固件，所述导电环与所述隔离环间隔套设在所述主轴上，所述紧固件用于将所述导电环与隔离环固定连接在所述主轴上，所述主轴设有内腔，所述导电环上设有内导线，所述内导线穿过所述主轴上的通孔后经所述内腔引出，所述主轴通过两个轴承Ⅰ与所述固定支座连接；
所述滚块组件包括支架、两个导向杆、两个调整螺母、两个压簧、底盘、两个挡圈Ⅰ、滚块和若干柔性环，所述支架与所述固定支座固定连接，所述导向杆与所述支架固定连接，所述调整螺母、压簧、底盘、挡圈Ⅰ依次套设在所述导向杆上，所述调整螺母与所述导向杆螺接，所述压簧的一端与所述调整螺母抵接，另一端与所述底盘抵接，所述滚块的转轴通过轴承Ⅱ与所述底盘的伸出轴连接，所述柔性环嵌设在所述滚块内侧，所述柔性环可贴着所述底盘的伸出轴外侧与所述滚块的内侧形成的滚道滚动，所述滚块的外侧与所述导电环接触，所述底盘上连接有外导线。
优选地，多个滚块组件沿径向分布于所述固定支座上。
优选地，多个滚块组件沿轴向分布于所述固定支座上。
优选地，多个滚块组件沿径向和轴向分布于所述固定支座上。
优选地，所述汇流环装置还包括固定支座端盖、轴承端盖Ⅰ和轴承端盖Ⅱ，所述固定支座端盖与所述固定支座的顶部连接，所述轴承端盖Ⅰ、轴承端盖Ⅱ分别设置在两个轴承Ⅰ的侧面，所述轴承端盖Ⅰ与所述固定支座端盖连接，所述轴承端盖Ⅱ与所述固定支座连接。
优选地，所述汇流环装置还包括外罩，所述固定支座的底部设有连接法兰，所述外罩罩设在所述固定支座外侧，所述连接法兰上设有可容所述外罩的底部卡入的卡槽，所述外罩的顶部与所述固定支座端盖固定连接。
优选地，所述外罩的侧面设有若干开窗。
优选地，所述滚块的转轴上设有挡圈Ⅱ，所述挡圈Ⅱ与所述轴承Ⅱ抵接。
优选地，所述紧固件为螺母压块，所述螺母压块与所述主轴螺接。
与现有技术相比，本发明有以下有益效果：
1)本发明通过导电环与滚块及滚块与柔性环的滚动接触来进行电讯号和功率的传输，磨损低且无磨损碎片，寿命长，电性能好，且定位精度高，转矩低；
2)本发明通过在固定支座的径向和轴向均布多个滚块组件以形成多个导电回路，使得电阻抗噪音低，可实现大功率传输，能量转换效率高；
3)本发明的大功率滚动汇流环装置结构简单，制造方便，运行可靠，免维护，试验、调试方便，循环周期成本低，具有很好的经济性。
附图说明
图1为本发明的大功率滚动汇流环装置的剖视图；
图2为本发明的大功率滚动汇流环装置的半剖示意图；
图3为本发明的大功率滚动汇流环装置的剖视图；
图4为本发明的滚环转子组件的结构示意图；
图5为本发明的滚块组件的结构示意图；
图6为本发明的滚块组件的剖视图。
具体实施方式
以下结合附图，具体说明本发明。为了使本领域的技术人员能够清楚、完整的知晓本发明的内容并可以实施本发明的技术方案，实施例中公开了大量的细节。但是，很显然地，没有这些细节本领域的技术人员也能够实施本发明的技术方案，达到本发明的目的，实现本发明的效果。这些细节是发明人经过大量的实验而选择的最优的实施方式，并不用来限制本发明的保护范围。本发明的保护范围以权利要求书的内容为准，本领域的技术人员根据本申请文件公开的内容无需创造性劳动而得到的技术方案也在本发明的保护范围内。
请参阅图1-6，一种大功率滚动汇流环装置，包括滚环转子组件1、固定支座3和若干滚块组件2。所述滚环转子组件1包括主轴11、若干导电环14、若干隔离环15和螺母压块12，所述导电环14与所述隔离环15间隔套设在所述主轴11上，所述螺母压块12与所述主轴11螺接，所述螺母压块12用于将所述导电环14与隔离环15固定连接在所述主轴11上，所述主轴11设有内腔，所述导电环14上设有内导线17，所述内导线17穿过所述主轴11上的通孔后经所述内腔引出，所述主轴11通过两个轴承Ⅰ15、16与所述固定支座3连接，所述滚环转子组件1还可包括一个平端隔离环13，所述平端隔离环13套设在所述主轴11上，所述平端隔离环13位于所述螺母压块12与所述导电环14之间。所述内导线17与设备的转动部分连接。所述导电环和隔离环的数量可根据传输需要而设置。
所述滚块组件2包括支架22、两个导向杆25、两个调整螺母23、两个压簧24、底盘26、两个挡圈Ⅰ29、滚块27和若干柔性环28，所述支架22通过螺栓与所述固定支座3固定连接，所述导向杆25与所述支架22固定连接，所述调整螺母23、压簧24、底盘26、挡圈Ⅰ29依次套设在所述导向杆25上，所述调整螺母23与所述导向杆25螺接，所述压簧24的一端与所述调整螺母23抵接，另一端与所述底盘26抵接，所述滚块27的转轴273通过轴承Ⅱ271与所述底盘26的伸出轴261连接，所述2个轴承Ⅱ271分别从所述底盘26的伸出端的两端装入后，插在所述滚块27的转轴上，所述柔性环28嵌设在所述滚块27内侧，所述柔性环28可贴着所述底盘的伸出轴外侧与所述滚块27的内侧形成的滚道滚动，所述滚块27的外侧与所述导电环14接触，所述底盘26上连接有外导线21，所述滚块27的转轴上设有挡圈Ⅱ272，所述挡圈Ⅱ272与所述轴承Ⅱ271抵接以防止所述轴承Ⅱ271窜动。通过调节调整螺母23的位置，可改变压簧24的压缩量，进而推动底盘26移动，再带动滚块27移动，使滚块27和导电环14有效接触，从而形成导电回路。
本发明通过导电环与滚块及滚块与柔性环的滚动接触来进行电讯号和功率的传输，磨损低且无磨损碎片，寿命长，电性能好，且定位精度高，转矩低。进一步地，多个滚块组件2可沿径向分布于所述固定支座3上；也可沿轴向分布于所述固定支座3上；也可沿径向和轴向分布于所述固定支座3上。滚块组件的数量和分布方式可根据传输需要而设置。本发明可根据需要调整滚块组件的数量和分布方式，进而改变导电环路数来调节传输功率，传输功率范围广，可实现大功率传输。本发明通过在固定支座的径向和轴向均布多个滚块组件以形成多个回路，使得电阻抗噪音低，可实现大功率传输，能量转换效率高。
进一步地，所述汇流环装置还包括固定支座端盖51、轴承端盖Ⅰ52和轴承端盖Ⅱ53，所述固定支座端盖51通过螺钉与所述固定支座3的顶部连接，所述轴承端盖Ⅰ52、轴承端盖Ⅱ53分别设置在两个轴承Ⅰ15、16的侧面，所述轴承端盖Ⅰ52通过螺钉与所述固定支座端盖51连接，所述轴承端盖Ⅱ53与通过螺钉所述固定支座3连接。通过设置固定支座端盖51、轴承端盖Ⅰ52和轴承端盖Ⅱ53可防止灰尘进入轴承Ⅱ及滚环转子组件1内。
进一步地，所述汇流环装置还包括外罩4，所述固定支座3的底部设有连接法兰6，所述外罩4罩设在所述固定支座3外侧，所述连接法兰6上设有可容所述外罩4的底部卡入的卡槽，所述外罩4的顶部通过螺钉与所述固定支座端盖51固定连接。通过设置外罩4可防止灰尘进入滚环转子组件1和滚块组件2中，可起到保护作用。所述固定支座3通过所述连接法兰6固定连接在设备的固定部分上。
进一步地，所述外罩4的侧面设有若干开窗。通过开窗可便于引出外导线21。
本发明的大功率滚动汇流环装置结构简单，制造方便，运行可靠，免维护，试验、调试方便，循环周期成本低，具有很好的经济性。
下面对本发明的大功率滚动汇流环装置的工作过程进行描述。
工作时，设备的转动部分进行转动，主轴11转动带动导电环14转动，导电环14与滚块27的表面相接触，为了保持两者之间能够可靠接触，调整压簧24的压缩量，压簧24使得滚块27与导电环14表面可靠接触，形成一对滚动摩擦副。滚块的内侧嵌设的柔性环28可以进行滚动，滚块与柔性环也形成一对滚动摩擦副。柔性环28绕着底盘的伸出轴进行滚动，柔性环与伸出轴也形成一对滚动摩擦副。通过这三组滚动摩擦副，在滚环转子组件与滚块组件之间形成了电流的传输通路，这样就实现了两个相对旋转机构间电讯号的传输。
为了增大汇流环装置的传输功率，可在同一平面上设置3个滚块组件，该三个滚块组件并联起来形成一个导电回路。
以上公开的仅为本申请的几个具体实施例，但本申请并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化，都应落在本申请的保护范围内。
Claims (9)
1.一种大功率滚动汇流环装置，其特征在于，包括滚环转子组件、固定支座和若干滚块组件，其中，
所述滚环转子组件包括主轴、若干导电环、若干隔离环和紧固件，所述导电环与所述隔离环间隔套设在所述主轴上，所述紧固件用于将所述导电环与隔离环固定连接在所述主轴上，所述主轴设有内腔，所述导电环上设有内导线，所述内导线穿过所述主轴上的通孔后经所述内腔引出，所述主轴通过两个轴承Ⅰ与所述固定支座连接；
所述滚块组件包括支架、两个导向杆、两个调整螺母、两个压簧、底盘、两个挡圈Ⅰ、滚块和若干柔性环，所述支架与所述固定支座固定连接，所述导向杆与所述支架固定连接，所述调整螺母、压簧、底盘、挡圈Ⅰ依次套设在所述导向杆上，所述调整螺母与所述导向杆螺接，所述压簧的一端与所述调整螺母抵接，另一端与所述底盘抵接，所述滚块的转轴通过轴承Ⅱ与所述底盘的伸出轴连接，所述柔性环嵌设在所述滚块内侧，所述柔性环可贴着所述底盘的伸出轴外侧与所述滚块的内侧形成的滚道滚动，所述滚块的外侧与所述导电环接触，所述底盘上连接有外导线。
2.如权利要求1所述的大功率滚动汇流环装置，其特征在于，多个滚块组件沿径向分布于所述固定支座上。
3.如权利要求1所述的大功率滚动汇流环装置，其特征在于，多个滚块组件沿轴向分布于所述固定支座上。
4.如权利要求1所述的大功率滚动汇流环装置，其特征在于，多个滚块组件沿径向和轴向分布于所述固定支座上。
5.如权利要求1所述的大功率滚动汇流环装置，其特征在于，所述汇流环装置还包括固定支座端盖、轴承端盖Ⅰ和轴承端盖Ⅱ，所述固定支座端盖与所述固定支座的顶部连接，所述轴承端盖Ⅰ、轴承端盖Ⅱ分别设置在两个轴承Ⅰ的侧面，所述轴承端盖Ⅰ与所述固定支座端盖连接，所述轴承端盖Ⅱ与所述固定支座连接。
6.如权利要求5所述的大功率滚动汇流环装置，其特征在于，所述汇流环装置还包括外罩，所述固定支座的底部设有连接法兰，所述外罩罩设在所述固定支座外侧，所述连接法兰上设有可容所述外罩的底部卡入的卡槽，所述外罩的顶部与所述固定支座端盖固定连接。
7.如权利要求6所述的大功率滚动汇流环装置，其特征在于，所述外罩的侧面设有若干开窗。
8.如权利要求1所述的大功率滚动汇流环装置，其特征在于，所述滚块的转轴上设有挡圈Ⅱ，所述挡圈Ⅱ与所述轴承Ⅱ抵接。
9.如权利要求1所述的大功率滚动汇流环装置，其特征在于，所述紧固件为螺母压块，所述螺母压块与所述主轴螺接。
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