CN108899724A - 基于回转式柔性电路板的有限转角导电滑环 - Google Patents

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Abstract

基于回转式柔性电路板的有限转角导电滑环，属于导电滑环技术领域，为解决现有滑环体积大、重量重、摩擦力矩大及同轴度差的问题，包括滑环转子、滑环定子、转子盖板、输入插座、转子压板、输出插座、定子压板、挡环和FPC柔性电路板；滑环转子内壁上设置有输入插座和转子压板；转子盖板设置在滑环转子上圆环面上；滑环定子外壁上设置有输出插座和定子压板，在滑环定子底面设置有挡环；输入插座与输出插座通过FPC柔性电路板实现电连接；转子压板将FPC柔性电路板一端固定在滑环转子上；定子压板将FPC柔性电路板一端固定在滑环定子上；轴与滑环转子连接，轴套与滑环定子连接；轴承设置于轴与轴套之间，并通过轴承内压圈和轴承外压圈固定。

Description

基于回转式柔性电路板的有限转角导电滑环
技术领域
本发明属于导电滑环技术领域，涉及一种基于回转式柔性电路板的有限转角导电滑环。
背景技术
导电滑环又称为集电环、旋转接头、集流环等等，其作用是实现固定部分向旋转部分的电力或者信号传输功能。现在，导电滑环被广泛应用于机械设备中。例如，在二维转台领域，转台在工作时，很容易造成导线相互缠绕，最终限制转台运动，甚至导致导线断线。因此通过导电滑环可以很好的解决上述问题。
虽然导电滑环很多优势，但现有的导电滑环具有体积大、重量重、摩擦力矩大等缺点。
中国专利申请号为“CN201710133849.X”，发明名称为“一种导电滑环”，该发明为一种新型导电滑环，包括转子和设于所述转子外周与其配合的定子。所述转子包括主轴和导电柱,所述主轴周向套设有与所述导电柱连通的环道,相邻所述环道间设有与所述主轴套装的绝缘件。所述绝缘件和所述环道均设有用于放置所述导电柱的通孔,所述主轴与所述环道间、所述导电柱与所述环道间均分别设有转子绝缘套筒。但该导电滑环体积大、重量重、摩擦力矩大、同轴度难以保证，不能满足轻小型化结构对导电滑环的要求。
发明内容
本发明为了解决现有滑环体积大、重量重、摩擦力矩大及同轴度难以保证的问题，提出了一种基于回转式柔性电路板的有限转角导电滑环，在实现固定部分与旋转部分的电源或信号稳定传输的基础上，极大程度降低了体积、重量、摩擦力矩，保证了较高的同轴度。
本发明技术方案为：
一种基于回转式柔性电路板的有限转角导电滑环，其包括：滑环转子、滑环定子、转子盖板、输入插座、转子压板、输出插座、定子压板、挡环和FPC柔性电路板；滑环转子内壁上设置有输入插座和转子压板；转子盖板设置在滑环转子上圆环面上；滑环定子外壁上设置有输出插座和定子压板，在滑环定子底面设置有挡环；输入插座与输出插座通过FPC柔性电路板实现电连接；转子压板将FPC柔性电路板一端固定在滑环转子上；定子压板将FPC柔性电路板一端固定在滑环定子上；滑环转子与滑环定子之间的旋转运动通过轴、轴套、轴承、轴承内压圈和轴承外压圈实现；轴与滑环转子连接，轴套与滑环定子连接；轴承设置于轴与轴套之间，并通过轴承内压圈和轴承外压圈固定。
FPC柔性电路板在由滑环转子和滑环定子形成的舱体内呈回转式排布。
本发明的有益效果是：与现有滑环相比，该导电滑环转子部件与定子部件之间通过FPC柔性电路板实现电连接，代替了传统的铜环-电刷结构。由于该滑环的电连接采用的柔性接触，重量、体积和摩擦力矩都有大幅度降低，同轴度易于保证。FPC柔性电路板采用回转式排布方式，结构可靠性高，摩擦力矩稳定。FPC柔性电路板两端分别与输入插座和输出插座焊接，并且通过压板固定，防止焊接位置直接受力，提高了滑环的可靠性。滑环定子上设置有挡环，对FPC柔性电路板起导向作用，提高了滑环工作状态的稳定性。
附图说明
图1是本发明基于柔性电路板的有限转角导电滑环安装应用结构示意图的剖面图。
图2是本发明基于柔性电路板的有限转角导电滑环安装应用结构示意图的俯视图。
图3是本发明基于柔性电路板的有限转角导电滑环安装应用结构示意图的轴侧图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，对本发明作进一步的说明。
如图1-3所示，基于柔性电路板的有限转角导电滑环，其包括：滑环转子1、滑环定子2、转子盖板3、输入插座4、转子压板5、输出插座6、定子压板7、挡环8和FPC柔性电路板9。
滑环转子1内壁上设置有输入插座4和转子压板5。转子盖板3设置在滑环转子1上圆环面上。滑环定子2外壁上设置有输出插座6、定子压板7，在滑环定子2底面设置有挡环8。输入插座4与输出插座6通过FPC柔性电路板9实现电连接。转子压板5将FPC柔性电路板9一端固定在滑环转子1上。定子压板7将FPC柔性电路板9一端固定在滑环定子2上。FPC柔性电路板9在由滑环转子1和滑环定子2形成的舱体内呈回转式排布。
滑环转子1与滑环定子2之间的旋转运动通过轴10、轴套11、轴承12、轴承内压圈13和轴承外压圈14实现。轴10与滑环转子1通过螺钉连接，轴套11与滑环定子2通过螺钉连接。轴承12设置于轴9与轴套10之间，并通过轴承内压圈13和轴承外压圈14固定。
本发明的工作过程为，滑环转子1相对滑环定子2进行旋转运动，滑环转子1通过输入插座4带动FPC柔性电路板9回转部分绕中心轴线进行旋转运动，FPC柔性电路板9的回转部分角速度为：其中ω1为滑环转子1角速度，R为滑环转子1内壁半径，r为滑环定子2外壁半径。输出插座6保持固定状态。电流和信号由输入插座4导入，通过FPC柔性电路板9传输到输出插座6，最后通过输出插座6导出。在运动过程中，FPC柔性电路板9通过张力与滑环转子1内侧壁、滑环定子2外侧壁贴合，保证旋转运动的稳定性。挡环8对FPC柔性电路板9起导向作用，防止出现绞线情况。转子压板5和定子压板7起固定FPC柔性电路板9的作用，防止输入插座4和输出插座6直接受力，提高滑环寿命。

Claims (2)

1.基于柔性电路板的有限转角导电滑环，其特征是，其包括：滑环转子(1)、滑环定子(2)、转子盖板(3)、输入插座(4)、转子压板(5)、输出插座(6)、定子压板(7)、挡环(8)和FPC柔性电路板(9)；
滑环转子(1)内壁上设置有输入插座(4)和转子压板(5)；
转子盖板(3)设置在滑环转子(1)上圆环面上；
滑环定子(2)外壁上设置有输出插座(6)和定子压板(7)，在滑环定子(2)底面设置有挡环(8)；
输入插座(4)与输出插座(6)通过FPC柔性电路板(9)实现电连接；
转子压板(5)将FPC柔性电路板(9)一端固定在滑环转子(1)上；定子压板(7)将FPC柔性电路板(9)一端固定在滑环定子(2)上；
滑环转子(1)与滑环定子(2)之间的旋转运动通过轴(10)、轴套(11)、轴承(12)、轴承内压圈(13)和轴承外压圈(14)实现；轴(10)与滑环转子(1)连接，轴套(11)与滑环定子(2)连接；轴承(12)设置于轴(9)与轴套(10)之间，并通过轴承内压圈(13)和轴承外压圈(14)固定。
2.根据权利要求1所述的基于柔性电路板的有限转角导电滑环，其特征在于，FPC柔性电路板(9)在由滑环转子(1)和滑环定子(2)形成的舱体内呈回转式排布。
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