CN107069366B - 一种电旋转连接器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电旋转连接器，包括能相对转动的旋转轴和支撑架，旋转轴上设置有一个或两个以上沿旋转轴轴向布置的接触环，支撑架上设置有与接触环个数对应的接触丝对，电旋转连接器还包括与接触丝相连的第一连接器和与接触环相连的第二连接器，电旋转连接器还包括相对支撑架固定的电阻检测单元，电阻检测单元包括至少一个与对应接触丝对中的两个接触丝相连的电压接口。本发明解决了现有技术中操作人员无法获知接触丝与接触环之间的磨损情况导致可能影响信号传输质量的问题。

Description

一种电旋转连接器
技术领域
本发明涉及用于信号传输的电旋转连接器。
背景技术
现有的电旋转连接器包括可相对转动的旋转轴和支撑架，旋转轴上沿轴向布置有多个接触环，支撑架上设置有与接触环个数一致的接触丝对，每个接触丝对均包括布置于旋转轴两侧的两个接触丝。电旋转连接器还包括与各接触丝相连的第一连接器和与各接触环相连的第二连接器。使用时，第一连接器、第二连接器分别与可相对转动的两个部件相连，通过接触丝与接触环的滑动接触实现第一连接器、第二连接器之间电信号的传输。现有的这种电连接器存在的问题在于：接触丝和接触环均为金属，其旋转寿命往往要达到几百万转，长时间的转动会造成接触丝和接触环之间相对压力的变化和金属的磨损，最终会造成电旋转连接器低电平接触电阻增大，从而影响信号的传输质量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电旋转连接器，以解决现有技术中操作人员无法获知接触丝与接触环之间的磨损情况导致可能影响信号传输质量的问题。
为了解决上述问题，本发明的技术方案为：
一种电旋转连接器，包括能相对转动的旋转轴和支撑架，旋转轴上设置有一个或两个以上沿旋转轴轴向布置的接触环，支撑架上设置有与接触环个数对应的接触丝对，电旋转连接器还包括与接触丝相连的第一连接器和与接触环相连的第二连接器，电旋转连接器还包括相对支撑架固定的电阻检测单元，电阻检测单元包括至少一个与对应接触丝对中的两个接触丝相连的电压接口。
电压接口为由电压检测电路提供的电压检测接口，电阻检测单元包括向对应接触丝对中的两个接触丝提供恒定电流的供电电源。
供电电源与第一连接器的对应接触件电连接。
支撑架包括上安装板和下安装板，每对接触丝中的两个接触丝分别设置于上安装板和下安装板上，支撑架上于上、下安装板的左侧设置有第一电路板，支撑架上于上、下安装板的右侧设置有通过导线与第一电路板相连的第二电路板，供电电源设置于第一电路板上，电压检测电路设置于第二电路板上。
电阻检测单元还包括微处理器，微处理器设置于第一电路板上。
电阻检测单元还包括微处理器，第一连接器上设有与微处理器的信号输出端相连的电阻检测输出接触件。
接触丝对的个数有多个，供电电源与多个接触丝对的对应接触丝电连接。
供电电源与偶数个接触丝对的对应接触丝电连接，其中一半接触丝对的通入电流方向与另外一半接触丝对的通入电流方向相反。
本发明的有益效果为：本发明中，通过将对应接触丝对中的两个接触丝连接在电阻检测单元的电压接口上，来检测对应接触丝对中的两个接触丝之间的电路电阻，以判断接触丝与接触环之间的磨损情况，从而避免接触丝与接触环过渡磨损而导致影响传输质量的问题；电阻检测单元、支撑架和接触丝相对固定，更容易设置电阻检测单元与接触丝之间的连接结构。
进一步的，电阻检测单元的供电电源向多个接触丝对提供恒定电流，通过电压检测电路来检测对应两个接触丝之间的电压，根据欧姆定律来计算出接触丝与接触环之间的接触电阻，多个数据采集，获得平均数值，这样可以获得更为准确的电阻值测量结果。
进一步的，对偶数个接触丝对进行电阻检测，其中一半接触丝对的通入电流方向与另外一半接触丝对的通入电流方向相反，相反电流方向的热电势得到中和，这样可以减少“电势热”对测量结果的影响，进一步的保证了测量精度。
附图说明
图1是本发明的一个实施例的结构示意图；
图2是图1中支撑架与各印制板的配合示意图；
图3是图2的C-C向剖视图；
图4是图3的左视图；
图5是图3的右视图；
图6是图2的立体图；
图7是本发明中的电阻测量原理图；
图8是本发明中电阻检测单元的电路原理图。
具体实施方式
电旋转连接器的实施例如图1~8所示：包括外壳及与外壳相对转动装配的旋转轴8，外壳包括套筒3和固定于套筒3端部的套筒端盖6，外壳上固定设置有第一连接器，旋转轴上固定设置有第二连接器1，旋转轴上设置有多个沿旋转轴轴向布置的接触环9，接触环与第二连接器1上的对应接触件电连接。外壳上固定设置有支撑架12，支撑架上设有与接触环个数对应的接触丝对11，支撑架包括设置于旋转轴两侧的上安装板2和下安装板13，每个接触丝对中的一个接触丝设置于上安装板上，另外一个接触丝设置于下安装板上。第一连接器包括第一插座4和第二插座5，第一插座4的对应接触件与上安装板2上的接触丝电连接，第二插座5的对应接触件与下安装板13上的接触丝电连接。使用时第一插座4、第二插座5与转动件上的对应两个插头插接，第二连接器1则与固定件上的对应插头插接，通过接触丝与接触环9的滑动接触实现固定件、转动件间的信号传输。电旋转连接器还包括相对支撑架固定的电阻检测单元，电阻检测单元包括通过螺钉固定于支撑架上的第一电路板10和第二电路板14，第一电路板10处于上、下安装板的左侧，第二电路板14处于上、下安装板的右侧，第一电路板上设置有微处理器15和供电电源18，第二电路板14上设置有电压检测电路19，供电电源18包括恒流源电路16，供电电源通过导线与第一连接器的对应接触件的尾端电连接，实现电源信号的接入。第一电路板10和第二电路板14之间通过导向连接，来实现信号互联，供电电源通过导线与对应被测接触丝对11中的两个接触丝相连，实现对待测环路提供恒定电流，本实施例中恒定电流为80mA，电压检测电路具有电压检测接口，被测接触丝对中的两个接触丝与电压检测接口相连，以实现低电平接触电阻信号的采集。本实施例中，为了得到更为准确的检测数据，供电电源对四个接触丝对供电，同样的电压检测接口也采集对应四个接触丝对的电压信号，为了能使数据更加具有代表性，四个被测接触丝对在整个接触丝对中分散布置，相邻两个被测接触丝对中间可以间隔4~7个接触丝对，定义四个被测接触丝对分别为沿轴向顺序布置的第一被测接触丝对11-1、第二被测接触丝对11-2、第三被测接触丝对11-3和第四被测接触丝对11-4，被测接触丝对中的两个接触丝及两个接触丝之间的接触环可以称为被测环路，供电电源分别通过导线与这四个被测接触丝对中的两个接触丝电连接，电压检测电路的电压检测接口也分别通过导线与这四个被测接触丝对中的两个接触丝电连接。另外，本发明中为了减少“电势热“的影响，第一被测接触丝对11-1、第三被测接触丝对的电流通入方向一致，第二被测接触丝对11-2、第四被测接触丝对的电流通入方向与第一、第三被测接触丝对的电流通入方向相反，如图3所示，第一、第三被测接触丝对的电流通入方向为由下端至上端，第二、第四被测接触丝对的电流通入方向为由上端至下端，得到的四个测量值相加取平均值用来表示被测环路的低电平接触电阻。图7中U1表示第一被测接触丝对的检测电压，U2表示第二被测接触丝对的检测电压；图1中项7表示与第二连接器固定相连的连接法兰。
本发明的测试原理如图4所示：电源信号通过导线从第一连接器输入到第一电路板的供电电源上，供电电源将电源信号提供给第二电路板的电压检测电路，同时供电电源的恒流源电路为被测环路提供80mA的恒定电流，电压检测电路的信号放大电路部分，将从被测环路采集的微弱电压信号放大到微处理器的输入电压，输送给微处理器，微处理器对接收到的信号进行处理，转化为RS-232信号输送到RS-232通信电路部分12，第一连接器上设有与微处理器的信号输出端相连的电阻检测输出接触件，RS-232通信电路部分将接收到的信号通过导线从电阻检测输出接触件输出，最终传输至相应上位机，从而实现对低电平接触电阻信号的监测。
在本发明的其它实施例中：在检测精度要求不高时，各被测接触丝对的电流通入方向也可以一致，此时被测接触丝对的个数并不局限于偶数个，比如说也可以奇数个；RS-232通信电路部分获得的电阻信号也可以不通过第一连接器实现向外部传输，比如说直接通过导线将该信号引出；在电旋转连接器整体尺寸较大时，供电电源和电压检测电路也可以置于同一块电路板上；也可以不通过第一连接器向供电电源提供电源信号，比如说可以在电旋转连接器中设置供电电池来向各电路供电；电压接口也可以不是电压检测接口，比如说电压接口为向对应被测环路进行电压加载的电压加载接口，此时电阻检测单元可以包括电流检测电路，通过欧姆定律同样可以计算出被测环路的电阻值；第一连接器也可以仅包括一个插座，此时各接触丝均与该插座的对应接触件相连。

Claims (6)

1.一种电旋转连接器，包括能相对转动的旋转轴和支撑架，旋转轴上设置有两个以上沿旋转轴轴向布置的接触环，支撑架上设置有与接触环个数对应的接触丝对，电旋转连接器还包括与接触丝相连的第一连接器和与接触环相连的第二连接器，其特征在于：电旋转连接器还包括相对支撑架固定的电阻检测单元，电阻检测单元包括至少一个与对应接触丝对中的两个接触丝相连的电压接口；支撑架包括上安装板和下安装板，每对接触丝中的两个接触丝分别设置于上安装板和下安装板上，支撑架上于上、下安装板的左侧设置有第一电路板，支撑架上于上、下安装板的右侧设置有通过导线与第一电路板相连的第二电路板，供电电源设置于第一电路板上，电压检测电路设置于第二电路板上；供电电源与偶数个接触丝对的对应接触丝电连接，其中一半接触丝对的通入电流方向与另外一半接触丝对的通入电流方向相反。
2.根据权利要求1所述的电旋转连接器，其特征在于：电压接口为由电压检测电路提供的电压检测接口，电阻检测单元包括向对应接触丝对中的两个接触丝提供恒定电流的供电电源。
3.根据权利要求2所述的电旋转连接器，其特征在于：供电电源与第一连接器的对应接触件电连接。
4.根据权利要求1所述的电旋转连接器，其特征在于：电阻检测单元还包括微处理器，微处理器设置于第一电路板上。
5.根据权利要求1所述的电旋转连接器，其特征在于：电阻检测单元还包括微处理器，第一连接器上设有与微处理器的信号输出端相连的电阻检测输出接触件。
6.根据权利要求2~3任意一项所述的电旋转连接器，其特征在于：接触丝对的个数有多个，供电电源与多个接触丝对的对应接触丝电连接。
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