CN105048235A - 一种光电气组合滑环 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光电气组合滑环，包括电滑环固定支架(1)、电滑环旋转轴(2)、光滑环转子(3)、光滑环定子(4)、光滑环固定拨叉(5)、端盖(6)、第一电刷支架(101)、第一电刷丝(111)、导电环片(12)、绝缘环片(13)、绝缘套筒(14)、第一法兰(16)、第二法兰(17)、第二轴承(18)、套筒(19)、第二电刷支架(102)和第二电刷丝(112)；在电滑环固定支架(1)上开有轴向通孔(201)；在第一法兰(16)上开有第一L形通孔(202)；在电滑环旋转轴(2)的大端开有第二L形通孔(203)；轴向通孔(201)、第一L形通孔(202)、第二L形通孔(203)相接，形成供气通路。本发明结构紧凑，方便安装，可同时实现光、电、气路的旋转连接。

Description

一种光电气组合滑环

技术领域

本发明涉及一种光电气组合滑环，属于旋转信号传输领域。

背景技术

在气浮测试转台中，根据被测件的特点，需要同时传输光电信号；此外，由于采用气浮轴承，还需要提供供气通路；当转台要求连续旋转时，在轴系设计时，需要同时考虑光信号、电信号，以及气路的旋转连接。

光电滑环可以同时实现光电信号的旋转传输。气电滑环可以同时实现电信号和气路的旋转连接。若将气路旋转接头与现有的光电滑环直接连接，由于现有的光电滑环内孔安装了光滑环，无法再使气管通过；若将光滑环与现有的气电滑环直接连接，由于气电滑环内孔内穿电缆或气管，也无法为光滑环提供安装位置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种结构紧凑，方便安装的用于气浮测试转台的光电气组合滑环，可同时实现光信号、电信号、以及气路的旋转连接。

本发明的技术方案是：

一种光电气组合滑环，包括电滑环固定支架、电滑环旋转轴、光滑环转子、光滑环定子、光滑环固定拨叉、端盖、锁紧螺母、第一轴承、第一电刷支架、第一电刷丝、导电环片、绝缘环片、绝缘套筒、第一法兰、第二法兰、第二轴承、套筒、第二电刷支架和第二电刷丝；

电滑环固定支架、第一法兰、第二法兰均为环状结构且顺次连接固定，套筒套在电滑环固定支架的小端、第一法兰、第二法兰的外表面上，并与电滑环固定支架固定连接；电滑环旋转轴插入电滑环固定支架、第一法兰和第二法兰内孔中，并通过第一轴承和第二轴承相对电滑环固定支架旋转；第一轴承套在电滑环旋转轴的小端，第二轴承套在电滑环旋转轴的大端，锁紧螺母套在电滑环旋转轴的小端，通过锁紧螺母将第一轴承固定在电滑环固定支架内部；第二轴承通过电滑环旋转轴大端轴肩固定在第二法兰内部；端盖与电滑环固定支架的大端固定连接；

绝缘套筒套在电滑环旋转轴的中部外侧，导电环片和绝缘环片间隔套在绝缘套筒上；在电滑环固定支架中部的上下安装面分别安装第一电刷支架和第二电刷支架；第一电刷丝一端安装在第一电刷支架上，第一电刷丝另一端与导电环片导电接触；第二电刷丝一端安装在第二电刷支架上，另一端与导电环片导电接触；

在电滑环旋转轴内部有过中心轴线的通孔，光滑环转子从电滑环旋转轴的小端插入通孔中，并与电滑环旋转轴固定连接，能够随电滑环旋转轴旋转；光滑环定子与光滑环转子相对，通过光滑环固定拨叉实现与电滑环固定支架的固定连接；

在电滑环固定支架用于安装第一电刷支架的安装面外侧开有与电滑环旋转轴中心轴线平行的轴向通孔；在第一法兰上开有第一L形通孔，第一L形通孔与电滑环固定支架相接处为轴向通孔，与电滑环旋转轴相接处为径向通孔；在电滑环旋转轴的大端开有第二L形通孔，第二L形通孔在电滑环旋转轴端面处为轴向通孔，第二L形通孔在与第一法兰相接处为径向通孔；第一L形通孔的轴向开孔与电滑环固定支架的轴向通孔相接，第一L形通孔的径向开孔与第二L形通孔的径向开孔相接，第二L形通孔的轴向开孔与电滑环旋转轴中心轴线平行，形成供气通路，第二L形通孔随电滑环旋转轴旋转；第一L形通孔相对电滑环固定支架固定；电滑环旋转轴与第一法兰之间留有间隙。

电滑环固定支架、电滑环旋转轴、第一法兰之间安装有第一唇形密封件实现径向旋转动态密封，第一唇形密封件的开口朝向第一法兰；电滑环旋转轴、第一法兰、第二法兰之间安装有第二唇形密封件实现径向旋转动态密封，第二唇形密封件开口朝向第一法兰。

滑环固定支架与第一法兰之间安装有第二O形密封圈实现轴向静态密封。电滑环旋转轴轴向通孔未与第一法兰连接端为螺纹孔，同时螺纹孔外侧为凹槽，凹槽内安装第一O形密封圈，作为连接气管的接口。

第二L形通孔的轴向开孔侧为螺纹孔，同时螺纹孔外侧为凹槽，凹槽内安装第三O形密封圈，作为连接气管的接口。

本发明与现有技术相比，具有如下技术效果：

本发明的光电气组合滑环包括电滑环固定支架、电滑环旋转轴、光滑环转子、光滑环定子、光滑环固定拨叉、端盖、锁紧螺母、第一轴承、第一电刷支架、第一电刷丝、导电环片、绝缘环片、绝缘套筒、第一法兰、第二法兰、第二轴承、套筒、第二电刷支架和第二电刷丝；电滑环旋转轴在不安装导电环片、绝缘环片、绝缘套筒的另一端，开有L形通孔；电滑环固定支架在第一电刷支架安装面外侧，开有轴向通孔；电滑环固定支架没有电缆出线的一端连接第一法兰，电滑环旋转轴置于第一法兰内孔中，且两者间留有间隙；第一法兰内开有L形通孔；电滑环旋转轴内L形通孔、第一法兰内L形通孔、电滑环固定支架内轴向通孔形成供气通路。本发明通过上述结构形式和供气通路设计，实现了光信号、电信号、以及气路的组合旋转连接，且这种一体式滑环结构紧凑，方便安装，可以用于需实现光电气组合旋转传输的设备中。

附图说明

图1为本发明的光电气组合滑环结构示意图。

图2为图1的左视图(剖视)。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述。

如图1所示，本发明的光电气组合滑环，包括电滑环固定支架1、电滑环旋转轴2、光滑环转子3、光滑环定子4、光滑环固定拨叉5、端盖6、第一O形密封圈71、锁紧螺母8、第一轴承9、第一电刷支架101、第一电刷丝111、导电环片12、绝缘环片13、绝缘套筒14、第二O形密封圈72、第一唇形密封件151、第一法兰16、第二唇形密封件152、第三O形密封圈73、第二法兰17、第二轴承18、套筒19、第二电刷支架102和第二电刷丝112。

电滑环固定支架1、第一法兰16、第二法兰17均为环状结构且顺次连接固定，套筒19套在电滑环固定支架1的小端、第一法兰16、第二法兰17的外表面上，并与电滑环固定支架1固定连接；电滑环旋转轴2插入电滑环固定支架1、第一法兰16和第二法兰17内孔中，并通过第一轴承9和第二轴承18相对电滑环固定支架1旋转；第一轴承9套在电滑环旋转轴2的小端，第二轴承18套在电滑环旋转轴2的大端，锁紧螺母8套在电滑环旋转轴2的小端，通过锁紧螺母8将第一轴承9固定在电滑环固定支架1内部；第二轴承18通过电滑环旋转轴2大端轴肩固定在第二法兰17内部；端盖6与电滑环固定支架1的大端固定连接；

绝缘套筒14套在电滑环旋转轴2的中部外侧，导电环片12和绝缘环片13间隔套在绝缘套筒14上；在电滑环固定支架1中部的上下安装面分别安装第一电刷支架101和第二电刷支架102；第一电刷丝111一端安装在第一电刷支架101上，第一电刷丝111另一端与导电环片12导电接触；第二电刷丝112一端安装在第二电刷支架102上，另一端与导电环片12导电接触；

在电滑环旋转轴2内部有过中心轴线的通孔204，光滑环转子3从电滑环旋转轴2的小端插入通孔204中，并与电滑环旋转轴2固定连接，能够随电滑环旋转轴2旋转；光滑环定子4与光滑环转子3相对，通过光滑环固定拨叉5实现与电滑环固定支架1的固定连接；

在电滑环固定支架1用于安装第一电刷支架101的安装面外侧开有与电滑环旋转轴2中心轴线平行的轴向通孔201；在第一法兰16上开有第一L形通孔202，第一L形通孔202与电滑环固定支架1相接处为轴向通孔，与电滑环旋转轴2相接处为径向通孔；在电滑环旋转轴2的大端开有第二L形通孔203，第二L形通孔203在电滑环旋转轴2端面处为轴向通孔，第二L形通孔203在与第一法兰16相接处为径向通孔；第一L形通孔202的轴向开孔与轴向通孔201相接，第一L形通孔202的径向开孔与第二L形通孔203的径向开孔相接，第二L形通孔203的轴向开孔与电滑环旋转轴2中心轴线平行，形成供气通路，第二L形通孔203随电滑环旋转轴2旋转；第一L形通孔202与通孔201均相对电滑环固定支架1固定；电滑环旋转轴2与第一法兰16之间留有间隙。

通过这种一体化的结构方案和供气通路设计，解决了光电滑环内孔不能通气路，以及气电滑环内孔无法提供光滑环安装位置的问题，实现了光信号、电信号、以及气路的组合旋转连接，且结构紧凑。

电滑环固定支架1、电滑环旋转轴2、第一法兰16之间安装有第一唇形密封件151实现径向旋转动态密封，第一唇形密封件151的开口朝向第一法兰16；电滑环旋转轴2、第一法兰16、第二法兰17之间安装有第二唇形密封件152实现径向旋转动态密封，第二唇形密封件152开口朝向第一法兰16。滑环固定支架1与第一法兰16之间安装有第二O形密封圈72实现轴向静态密封。这种动态密封与静态密封相结合的形式，有效避免了光电气滑环动态旋转、以及整个气路传输中的泄漏问题，进而保证气浮测试转台中的气浮轴承稳定工作。

轴向通孔201未与第一法兰16连接端为螺纹孔，同时螺纹孔外侧为凹槽，凹槽内安装第一O形密封圈71，作为连接气管的接口。

第二L形通孔203的轴向开孔侧为螺纹孔，同时螺纹孔外侧为凹槽，凹槽内安装第三O形密封圈73，作为连接气管的接口。这种气路接口形式安装方便，可以实现与外接气管的快速连接。

端盖6与电滑环固定支架1的大端通过螺钉连接实现端面密封，光滑环定子4、第一电刷丝111和第二电刷丝112的电缆线，以及轴向通孔201所连接的气管，从端盖6引出。光滑环转子3和导电环片12的电缆线，以及第二L形通孔203所连接的气管从电滑环旋转轴2大端引出；套筒19与电滑环固定支架1通过螺钉连接，实现此侧出线端的端面密封和整个光电气滑环的径向密封。

光电气组合滑环与气浮测试转台连接时，采用异侧安装的方式。整个滑环从气浮测试转台的旋转轴内孔中穿过。其中，电滑环固定支架1大端与气浮测试转台的旋转轴连接，在端盖6上以及电滑环固定支架1法兰上分布有配对的通孔，在气浮测试转台的旋转轴分布有配对的螺纹孔，实现螺钉连接。电滑环旋转轴2大端与气浮测试转台的基座连接。气浮测试转台的基座上安装有与光滑环固定拨叉5类似结构的拨叉，电滑环旋转轴2大端外侧开有轴向凹槽，两者连接实现电滑环旋转轴2与气浮测试转台基座的相对固定。

第一电刷丝111、第二电刷丝112、导电环片12和绝缘环片13的数量根据实际传输的信号路数确定。

本发明的工作过程是：导电环片12随电滑环旋转轴2旋转，第一电刷丝111和第二电刷丝112相对电滑环固定支架1固定，通过导电环片12与第一电刷丝111和第二电刷丝112之间的导电接触，实现旋转端与固定端的电信号旋转传输。光滑环转子3随电滑环旋转轴2旋转，光滑环定子4相对电滑环固定支架1固定，实现旋转端与固定端的光信号旋转传输。第二L形通孔203、第一L形通孔202、轴向通孔201形成供气通路。其中，第二L形通孔203在电滑环旋转轴2内随之旋转。第一L形通孔202在第一法兰16内，轴向通孔201在电滑环固定支架1内，第一L形通孔202与轴向通孔201均相对电滑环固定支架1固定，实现旋转端与固定端的气路传输。

本发明未详细介绍的内容属于本领域公知常识。

Claims (5)

1.一种光电气组合滑环，其特征在于，包括电滑环固定支架(1)、电滑环旋转轴(2)、光滑环转子(3)、光滑环定子(4)、光滑环固定拨叉(5)、端盖(6)、锁紧螺母(8)、第一轴承(9)、第一电刷支架(101)、第一电刷丝(111)、导电环片(12)、绝缘环片(13)、绝缘套筒(14)、第一法兰(16)、第二法兰(17)、第二轴承(18)、套筒(19)、第二电刷支架(102)和第二电刷丝(112)；

电滑环固定支架(1)、第一法兰(16)、第二法兰(17)均为环状结构且顺次连接固定，套筒(19)套在电滑环固定支架(1)的小端、第一法兰(16)、第二法兰(17)的外表面上，并与电滑环固定支架(1)固定连接；电滑环旋转轴(2)插入电滑环固定支架(1)、第一法兰(16)和第二法兰(17)内孔中，并通过第一轴承(9)和第二轴承(18)相对电滑环固定支架(1)旋转；第一轴承(9)套在电滑环旋转轴(2)的小端，第二轴承(18)套在电滑环旋转轴(2)的大端，锁紧螺母(8)套在电滑环旋转轴(2)的小端，通过锁紧螺母(8)将第一轴承(9)固定在电滑环固定支架(1)内部；第二轴承(18)通过电滑环旋转轴(2)大端轴肩固定在第二法兰(17)内部；端盖(6)与电滑环固定支架(1)的大端固定连接；

绝缘套筒(14)套在电滑环旋转轴(2)的中部外侧，导电环片(12)和绝缘环片(13)间隔套在绝缘套筒(14)上；在电滑环固定支架(1)中部的上下安装面分别安装第一电刷支架(101)和第二电刷支架(102)；第一电刷丝(111)一端安装在第一电刷支架(101)上，第一电刷丝(111)另一端与导电环片(12)导电接触；第二电刷丝(112)一端安装在第二电刷支架(102)上，另一端与导电环片(12)导电接触；

在电滑环旋转轴(2)内部有过中心轴线的通孔(204)，光滑环转子(3)从电滑环旋转轴(2)的小端插入通孔(204)中，并与电滑环旋转轴(2)固定连接，能够随电滑环旋转轴(2)旋转；光滑环定子(4)与光滑环转子(3)相对，通过光滑环固定拨叉(5)实现与电滑环固定支架(1)的固定连接；

在电滑环固定支架(1)用于安装第一电刷支架(101)的安装面外侧开有与电滑环旋转轴(2)中心轴线平行的轴向通孔(201)；在第一法兰(16)上开有第一L形通孔(202)，第一L形通孔(202)与电滑环固定支架(1)相接处为轴向通孔，与电滑环旋转轴(2)相接处为径向通孔；在电滑环旋转轴(2)的大端开有第二L形通孔(203)，第二L形通孔(203)在电滑环旋转轴(2)端面处为轴向通孔，第二L形通孔(203)在与第一法兰(16)相接处为径向通孔；第一L形通孔(202)的轴向开孔与轴向通孔(201)相接，第一L形通孔(202)的径向开孔与第二L形通孔(203)的径向开孔相接，第二L形通孔(203)的轴向开孔与电滑环旋转轴(2)中心轴线平行，形成供气通路，第二L形通孔(203)随电滑环旋转轴(2)旋转；第一L形通孔(202)与通孔(201)均相对电滑环固定支架(1)固定；电滑环旋转轴(2)与第一法兰(16)之间留有间隙。

2.根据权利要求1所述的光电气组合滑环，其特征在于：电滑环固定支架(1)、电滑环旋转轴(2)、第一法兰(16)之间安装有第一唇形密封件(151)实现径向旋转动态密封，第一唇形密封件(151)的开口朝向第一法兰(16)；电滑环旋转轴(2)、第一法兰(16)、第二法兰(17)之间安装有第二唇形密封件(152)实现径向旋转动态密封，第二唇形密封件(152)开口朝向第一法兰16。

3.根据权利要求1所述的光电气组合滑环，其特征在于：滑环固定支架(1)与第一法兰(16)之间安装有第二O形密封圈(72)实现轴向静态密封。

4.根据权利要求1所述的光电气组合滑环，其特征在于：轴向通孔(201)未与第一法兰(16)连接端为螺纹孔，同时螺纹孔外侧为凹槽，凹槽内安装第一O形密封圈(71)，作为连接气管的接口。

5.根据权利要求1所述的光电气组合滑环，其特征在于：第二L形通孔(203)的轴向开孔侧为螺纹孔，同时螺纹孔外侧为凹槽，凹槽内安装第三O形密封圈(73)，作为连接气管的接口。