CN109149310A - 一种集电滑环 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及旋转电连接技术领域，提供了一种集电滑环，其包括外壳、电性壳、电性轴以及连接电性壳及电性轴的线缆，电性壳包括一对弧形电性壳，弧形电性壳包括弧形壳体及穿插于弧形壳体中的若干电性端子；电性轴包括若干导电环；线缆包括若干第一线芯，电性轴包括环轴及环轴两端的长、短轴，在环轴上相邻导电环之间形成有大于导电环外径的绝缘环，以此使相邻的绝缘环之间形成以导电环为底部的环槽，当电性轴扣合在一对弧形电性壳中时，若干电性端子分别落入相应的环槽并与导电环接触，藉由前述构造解决了旋转电连接的技术问题，达成了简化制成、降低成本及提升产品良率的效果。

Description

一种集电滑环
技术领域
本发明涉及电连接技术领域，尤其指提供一种集电滑环，该集电滑环适用无限旋转的电性连接。
背景技术
集电滑环也称集电环、导电环、滑环、集流环、汇流环等，属于连续旋转并传输电源和信号的电连接装置，通过集电滑环能够有效提高外部适配机构(如旋转式摄像头、机械臂等)的工作效率及性能。集电滑环对材质的强度要求比较高，如具有耐腐蚀性、耐磨性和稳定的滑动接触性。然而，市场上用于摄像头的集电滑环整体性差，如绝缘性不好、防水效果差，因此其使用的稳定性得不到保证，导致使用寿命短。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的主要目的在于提供一种集电滑环。
为达成上述目的，本发明应用的技术方案是：一种集电滑环包括外壳，设于外壳的电性壳，通过滚珠轴承设于电性壳中的电性轴以及连接电性壳及电性轴的线缆，其中：电性壳包括一对弧形电性壳，弧形电性壳包括弧形壳体及穿插于弧形壳体中的若干电性端子；电性轴包括若干导电环；线缆包括第一线缆，第一线缆包括若干第一线芯，各第一线芯首端分别焊接一个导电环；电性轴包括将若干导电环以等间距形式嵌入模具并经注塑固化形成的环轴及环轴两端的长、短轴，在环轴上相邻导电环之间形成有大于导电环外径的绝缘环，以此使相邻的绝缘环之间形成以导电环为底部的环槽，当电性轴扣合在一对弧形电性壳中时，若干电性端子分别落入相应的环槽并与导电环接触。
在本实施例中优选：外壳为圆筒体，收容电性壳，在圆筒体的一端口处向外拓展法兰部，法兰部设有与外部设备相连的螺丝孔。
在本实施例中优选：弧形壳体包括外弧面及内平面，外弧面设有凹槽，内平面形成有相对于凹槽的容腔，在凹槽中，靠近两长槽壁分别以横向对应且纵向等距排列的若干端子孔，各端子孔自凹槽贯穿容腔。
在本实施例中优选：电性端子呈门框形，并具有横担部及横担部两端以对称形式垂直延伸的弹性部，两弹性部向内凸有接触部。
在本实施例中优选：两弹性部穿过横向对应的两端子孔而装入弧形壳体时，横担部呈横卧形式抵持凹槽的槽底，而两弹性部根部分别与横向对应的两端子孔干涉，使弧形壳体中的两弹性部立于容腔两侧。
在本实施例中优选：内平面沿对应两短侧边分别凸起第一、第二阶部，第一阶部凹进有第一弧形部，第二阶部相对第一弧形部凹进有第二弧形部，在第一阶部处于第一弧形部两侧分别设有一定位柱和一定位孔。
在本实施例中优选：集电滑环进一步包括容橡胶圈，第二阶部以包围外弧面形式凹进有弧形槽，当一对弧形电性壳扣合时，相对的此弧形槽与彼弧形槽形成容橡胶圈套置的圆形槽。
在本实施例中优选：集电滑环进一步包括滚珠轴承，滚珠轴承包括第一、第二轴承，其中：第一轴承通过第一轴承内环套在短轴外围并通过第一轴承外环卡于第一弧形部；第二轴承通过第二轴承内环套在邻接环轴的长轴外围并通过第二轴承外环卡于第二弧形部；当一对弧形电性壳扣合时，相对的此定位柱与彼定位孔适配以及相对的彼定位柱与此定位孔适配，同时相对的此第一、第二弧形部分别与相对的彼第一、第二弧形部扣合，并分别形成包紧第一轴承的圆形部及包紧第二轴承的圆形部，以此使电性轴通过滚珠轴承以可旋转的形式定位在电性壳内。
在本实施例中优选：弧形壳体及电性端子分别是相同模具成型的同样的结构，当相对的弧形壳体插装电性端子时，相对的此弧形壳体中的电性端子与相对的彼弧形电性壳中的电性端子为互相错位设置。
在本实施例中优选：线缆还包括第二线缆，第二线缆包括第二芯线，第二芯线相同于第一芯线的数量且平均分为二组，其中：一组中每根第二芯线的首端与此弧形壳体中相对应的一电性端子的横担部焊接；而另一组中每根第二芯线的首端与彼弧形壳体中相对应的一电性端子的横担部焊接，以此使得第一线缆与第二线缆通过集电滑环实现旋转连通。
本发明与现有技术相比，其有益的效果：
1.电性轴是将导电环嵌入模具经注塑形成若干导电环套于轴杆的一体结构，在注塑成型前，将线缆的线芯分别焊接于各导电环内环，再通过注塑使导电环、轴杆及线缆形成一体，既能紧凑结构，也提升了电性轴强度及与线缆连接的效果；
2.电性壳是由相同结构且以相对扣合的两个弧形壳组成，并装设有可夹持导电环且与导电环电性连通的叉型或门型电性端子。通过两个弧形壳扣合形成电性壳的构造，既方便组装，也节省开模，可有效降低制造成本；
3.在外壳与电性壳之间增加防水圈，提升了防水效果；
4.在电性轴与电性壳之间装设有滚珠轴承，既能提升转速，也能降低旋转摩擦力，更能稳固定位，以此限定电性端子在导电环的外环紧密接触，从而实现导电性、耐磨性及滑动接触效果好的目的，同时保证了长时间工作的稳定性，并提升了产品品质及使用寿命。
附图说明
图1是本实施例的立体结构示意图。
图2是重点展示本实施例另一视角的立体结构示意图。
图3是重点展示本实施例内部结构的立体结构示意图。
图4是重点展示本实施例中一个弧形电性壳的立体结构示意图。
图5是本实施例中一个弧形电性壳的分解示意图。
图6是重点展示本实施例中电性轴的立体结构示意图。
图7是重点展示第一线缆连接导电环的立体结构示意图。
图8是本实施例中电性轴的立体结构示意图。
图9是重点展示电性轴组装于电性壳中的结构示意图。
图10是重点展示电性轴组装于电性壳中的另一视角示意图。
具体实施方式
尽管本发明可以容易地表现为不同形式的实施例，但在附图中示出并且在本说明书中将详细说明的仅仅是其中一些具体实施例，同时可以理解的是本说明书应视为是本发明原理的示范性说明，而并非旨在将本发明限制到在此所说明的那样。
由此，本说明书中所指出的一个特征将用以说明本发明的一个实施例的其中一个特征，而不是暗示本发明的每个实施例必须具有所说明的特征。此外，应当注意的是本说明书描述了许多特征。尽管某些特征可以组合在一起以示出可能的系统设计，但是这些特征也可用于其它的未明确说明的组合。由此，除非另有说明，所说明的组合并非旨在限制。
在附图所示的实施例中，方向的指示(诸如上、下、左、右、前和后)用以解释本发明的各种组件的结构和运动不是绝对的而是相对的。当这些组件处于附图所示的位置时，这些说明是合适的。如果这些组件的位置的说明发生改变时，则这些方向的指示也相应地改变。
以下结合本说明书的附图，对本发明的较佳实施例予以进一步地详尽阐述。
请参见图1至图10所示，图中提供了一种集电滑环。集电滑环包括外壳10，设于外壳10中的电性壳20，通过滚珠轴承40设于电性壳20中的电性轴30，以及连接电性壳20及电性轴30的线缆50。
请参见图1及图2，图中外壳10为圆筒体，在筒体的一端口处向外拓展法兰部(未标注)，法兰部设有可与外部设备连接的螺丝孔(未标注)。
请参见图3至图5、图9及图10，图中电性壳20包括相对扣合的一对弧形电性壳(如相对的彼、此弧形电性壳)，其中：弧形电性壳(未标注)包括弧形壳体21及穿插于弧形壳体21中的电性端子22。本例中，弧形壳体21包括外弧面(未标注)及内平面212，外弧面设有凹槽211，内平面212形成有对应凹槽211的容腔2121，在凹槽211中，靠近凹槽211的两长槽壁以(横向)对应及(纵向)等距排列形成设有若干端子孔2111，各端子孔2111自凹槽211贯穿容腔2121；电性端子22呈门框形并具有横担部(未标注)及横担部两端以对称形式垂直延伸的弹性部(未标注)，两弹性部向内对称凸有接触部(未标注)并穿过横向对应的端子孔2111而装入弧形壳体21，横担部呈横卧形式抵持凹槽211的槽底，此时两弹性部根部分别与横向对应的端子孔2111干涉，并将电性端子22固于弧形壳体21中，以此使两弹性部立于容腔2121两侧，立于容腔2121两侧的两弹性部的接触部高度≥内平面212高度。本例中，单个弧形电性壳(或称“此弧形电性壳”)中的电性端子22数量是(纵向)排列的端子孔2111数量的二分之一，藉此二分之一的端子数量在(纵向)排列的端子孔2111中采取设置一电性端子22空一端子孔2111的形式安装。然而，相对的另一个弧形电性壳(或称“彼弧形电性壳”)中的电性端子22与此弧形电性壳中的电性端子22的设置呈交错设置，即相对于此弧形电性壳中设置的一电性端子22空一端子孔2111的形式为空一端子孔2111设置的一电性端子22。本例中，彼弧形电性壳(未标注)及弧形电性壳(未标注)的弧形壳体21及电性端子22分别是相同模具成型的结构，惟不同在于：电性端子22插装于端子孔2111时，彼弧形电性壳相对于此弧形电性壳上的电性端子22为错位安装，即当此弧形电性壳上的端子孔2111中设有电性端子22时，相对的彼弧形电性壳上的端子孔2111则不设电性端子22，以此使得一对(如此、彼)弧形电性壳扣合时，电性端子22相互错开。在本实施例中，沿着内平面212相对应的两短侧边分别凸起第一、第二阶部213、214，其中：第一阶部213凹进有第一弧形部2131，第二阶部214相对于第一弧形部2131凹进有第二弧形部2141，在第一阶部213处于第一弧形部2131两侧分别设有一定位柱2132及一定位孔2133，而在第二阶部213以包围外弧面形式凹进有弧形槽2142，弧形槽2142可容橡胶圈(未标注)套入；
请参见图2、图3、图6至图10，图中电性轴30设于电性壳20中(如图3、图4至图8)，是通过将若干导电环311以等间距嵌入模具并经注塑固化形成有环轴31及长、短轴，若干导电环311为符合电性壳20中对称插装的电性端子22合计数量，其中：长轴32及短轴(未标注)分别处于环轴31两端(如图6)，本例中，环轴31包括符合电性端子22数量的导电环311及在相邻的导电环311之间形成间隔的绝缘环312，绝缘环312外径大于导电环311外径，使得相邻的绝缘环312之间形成以导电环311外环为底部的环槽(未标注)，以此环槽可限制电性端子22弹性部夹持导电环311不得移位，同时可确保导电环311与弹性部的有效电性接触。
请参见图3，图中滚珠轴承40包括第一轴承41及第二轴承42，第一轴承41通过内环(未标注)套在短轴外围(未标注)，而通过外环(未标注)卡于第一弧形部2131；第二轴承42通过内环(未标注)套在邻接环轴31的长轴外围(未标注)，并通过外环(未标注)卡于第二弧形部2141。当将另一单个弧形电性壳(即上弧形电性壳)扣合该单个弧形电性壳(即下弧形电性壳)时，另一单个弧形电性壳的第一、第二弧形部2131、2141分别对应该单个弧形电性壳第一、第二弧形部2131、2141扣合，并形成分别包紧第一、第二轴承41、42圆形部，
请参见图1至图4以及图6、图7、图9和图10，图中线缆50包括第一、第二线缆51、52，第一线缆51至少包括18根第一芯线511(但不限于)，每根第一芯线511的首端焊接一个导电环311(如图7)；第二线缆52包括第二芯线521，第二芯线521的数量与第一芯线511数量相同，惟有不同的是将第二线缆分为二组，(即每组数量为二分之一，但不限于)，每根第二芯线521的首端焊接一个电性端子22，即每个线芯521首端焊接于相应的一个电性端子22横担部上。在本实施例中，第一线缆51的若干第一芯线511分别焊接相应的导电环311后，一并嵌入模具经注塑固化形成的绝缘体及长轴32将第一线缆51包覆在体内，绝缘体既包括填充导电环311内环的填充部，也包括形成绝缘环312的基本部，即基本部、填充部及绝缘环312为注塑固化形成的一体结构(请参见图6、图7)。

Claims (10)

1.一种集电滑环，包括外壳、电性壳、电性轴以及连接电性壳及电性轴的线缆，其特征在于：电性壳包括一对弧形电性壳，弧形电性壳包括弧形壳体及穿插于弧形壳体中的若干电性端子；电性轴包括若干导电环；线缆包括第一线缆，第一线缆包括若干第一线芯，各第一线芯首端分别焊接一个导电环；电性轴包括将若干导电环以等间距形式嵌入模具并经注塑固化形成的环轴及环轴两端的长、短轴，在环轴上相邻导电环之间形成有大于导电环外径的绝缘环，以此使相邻的绝缘环之间形成以导电环为底部的环槽，当电性轴扣合在一对弧形电性壳中时，若干电性端子分别落入相应的环槽并与导电环接触。
2.如权利要求1所述的集电滑环，其特征在于：外壳为圆筒体，收容电性壳，在圆筒体的一端口处向外拓展法兰部，法兰部设有与外部设备相连的螺丝孔。
3.如权利要求2所述的集电滑环，其特征在于：弧形壳体包括外弧面及内平面，外弧面设有凹槽，内平面形成有相对于凹槽的容腔，在凹槽中，靠近两长槽壁分别以横向对应且纵向等距排列的若干端子孔，各端子孔自凹槽贯穿容腔。
4.如权利要求3所述的集电滑环，其特征在于：电性端子呈门框形，并具有横担部及横担部两端以对称形式垂直延伸的弹性部，两弹性部向内凸有接触部。
5.如权利要求4所述的集电滑环，其特征在于：两弹性部穿过横向对应的两端子孔而装入弧形壳体时，横担部呈横卧形式抵持凹槽的槽底，而两弹性部根部分别与横向对应的两端子孔干涉，使弧形壳体中的两弹性部立于容腔两侧。
6.如权利要求5所述的集电滑环，其特征在于：内平面沿对应两短侧边分别凸起第一、第二阶部，第一阶部凹进有第一弧形部，第二阶部相对第一弧形部凹进有第二弧形部，在第一阶部处于第一弧形部两侧分别设有一定位柱和一定位孔。
7.如权利要求6所述的集电滑环，其特征在于：集电滑环进一步包括容橡胶圈，第二阶部以包围外弧面形式凹进有弧形槽，当一对弧形电性壳扣合时，相对的此弧形槽与彼弧形槽形成容橡胶圈套置的圆形槽。
8.如权利要求7所述的集电滑环，其特征在于：集电滑环进一步包括滚珠轴承，滚珠轴承包括第一、第二轴承，其中：第一轴承通过第一轴承内环套在短轴外围并通过第一轴承外环卡于第一弧形部；第二轴承通过第二轴承内环套在邻接环轴的长轴外围并通过第二轴承外环卡于第二弧形部；当一对弧形电性壳扣合时，相对的此定位柱与彼定位孔适配以及相对的彼定位柱与此定位孔适配，同时相对的此第一、第二弧形部分别与相对的彼第一、第二弧形部扣合，并分别形成包紧第一轴承的圆形部及包紧第二轴承的圆形部，以此使电性轴通过滚珠轴承以可旋转的形式定位在电性壳内。
9.如权利要求8所述的集电滑环，其特征在于：弧形壳体及电性端子分别是相同模具成型的同样的结构，当相对的弧形壳体插装电性端子时，相对的此弧形壳体中的电性端子与相对的彼弧形电性壳中的电性端子为互相错位设置。
10.如权利要求9所述的集电滑环，其特征在于：线缆还包括第二线缆，第二线缆包括第二芯线，第二芯线相同于第一芯线的数量且平均分为二组，其中：一组中每根第二芯线的首端与此弧形壳体中相对应的一电性端子的横担部焊接；而另一组中每根第二芯线的首端与彼弧形壳体中相对应的一电性端子的横担部焊接，以此使得第一线缆与第二线缆通过集电滑环实现旋转连通。
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