CN109638590A - 一种滚动接触式旋转电传输装置 - Google Patents

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李超
李兆
陈秀群
李长江
戴飞
朱雪龙
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    • H01R39/00—Rotary current collectors, distributors or interrupters
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Abstract

本发明公开了一种滚动接触式旋转电连接器，包括壳体、轴、轴套、端盖、内导电环、外导电环、柔性环、绝缘环、轴承、输出导线。内导电环和外导电环均连接有导线用于信号和电源动力的传输，在内导电环和外导电环间根据需要布置合适数量的柔性环，柔性环依靠弹性变形保持与内导电环和外导电环工作面的接触。内导电环安装于轴上，外导电环安装于壳体上，轴和壳体之间安装轴承实现相对转动，并带动柔性环旋转，从而实现信号由内导电环到外导电环的连续传输。本发明通过柔性环与内导电环和外导电环的相对滚动实现信号和电源动力的传输，极大的减少了转动工作时的磨擦磨损，在相同转速下使用寿命可达传统旋转电连接器的五倍以上。

Description

一种滚动接触式旋转电传输装置
技术领域
本发明涉及旋转电连接器，具体涉及一种滚动接触式旋转电连接器。
背景技术
旋转电连接器是一种能够在转动状态下传输信号和电源动力的电连接器，可避免转动电传输过程中电缆扭绞造成损坏，广泛应用于设备固定端与转动端的旋转电传输。
传统的旋转电连接器主要组成为导电环和电刷，导电环与电刷之间相对转动，电刷以一定的压力与导电环保持滑动接触，从而实现信号和电源动力的传输。这种设计形式，由于电刷与导电环之间存在滑动摩擦，转动工作时电刷与导电环间不可避免的出现磨损，因此极大的影响了使用寿命，在高转速工作下磨损加剧，使用寿命会大幅降低。同时由于磨损物的存在，长期工作后也会导致电传输稳定性下降，大量的磨屑堆积也极易引发电源传输中的绝缘性能下降，从而引发电源短路故障。
发明内容
本发明的目的在于提供一种滚动接触式旋转电连接器，通过柔性环与内导电环和外导电环的相对滚动实现信号和电源动力的传输，用滚动摩擦形式代替传统旋转电连接器电刷与导电环间的滑动摩擦形式，从而极大的减少了转动工作时的磨擦磨损，在相同转速下使用寿命可达传统旋转电连接器的五倍以上；同时，在高转速工况下的电接触稳定性也优于传统旋转电连接器。
为了达到上述的目的，本发明提供一种滚动接触式旋转电连接器，包括壳体、轴、轴套、端盖、内导电环、外导电环、柔性环、绝缘环、轴承、输出导线。所述外导电环套装在壳体上，通过绝缘环实现外导电环与壳体间绝缘以及各外导电环相互间的绝缘，通过法兰将外导电环、绝缘环与壳体连接为一个整体；所述内导电环套装在轴上，通过绝缘环实现内导电环与轴间绝缘以及各内导电环相互间的绝缘，通过轴套将内导电环、绝缘环与轴连接为一个整体；所述柔性环安装于外导电环和内导电环之间，柔性环数量根据需要确定；所述壳体与轴、轴套间安装轴承，并通过端盖固定。
进一步，上述滚动接触式旋转电连接器，其中，内导电环与外导电环成对出现，其数量根据所传输电信号的数量确定。内导电环与外导电环均连接有导线，用于信号和电源传输。
进一步，上述滚动接触式旋转电连接器，轴与壳体间在两端各安装一个高精度轴承，从而实现相对旋转功能，并保证转动中内导电环和外导电环的间隙均匀。
进一步，上述滚动接触式旋转电连接器，内导电环直径小于外导电环的直径，柔性环安装于内导电环与外导电环之间，柔性环的直径略大于内导电环与外导电环间的间隙尺寸，确保工作时柔性环存在轻微椭圆变形，并与内导电环和外导电环实现可靠电接触。
进一步，上述滚动接触式旋转电连接器，安装于内导电环与外导电环间的柔性环可为一个或多个，根据需要确定。
进一步，上述滚动接触式旋转电连接器，内导电环和外导电环采用低电阻率的合金材料制备，并可根据需要在其工作面涂覆贵金属涂层，从而实现良好的电接触性能及长的工作寿命。
进一步，上述滚动接触式旋转电连接器，柔性环采用低电阻率、高弹性模量的合金材料制备，并可根据需要在其工作面涂覆贵金属涂层，从而实现良好的电接触性能及长的工作寿命。
进一步，内导电环直径小于外导电环的直径，在一对内导电环、外导电环之间布置不少于一个柔性环，柔性环的直径略大于内导电环与外导电环间的间隙尺寸，柔性环依靠弹性变形保持与内导电环和外导电环工作面的可靠电接触。
本发明通过柔性环与内导电环和外导电环的相对滚动实现信号和电源动力的传输，极大的减少了转动工作时的磨擦磨损，在相同转速下使用寿命可达传统旋转电连接器的五倍以上。
附图说明
本发明的滚动接触式旋转电连接器由以下的实施例及附图给出。
图1是滚动接触式旋转电连接器的结构剖切示意图。
图2是滚动接触式旋转电连接器的工作状态示意图。
图3是滚动接触式旋转电连接器的柔性环工作剖面结构示意图。
具体实施方式
以下将结合图1～图3对本发明的滚动接触式旋转电连接器作进一步的详细描述。
图1所示为滚动接触式旋转电连接器的结构剖面示意图；外导电环3套装在壳体1上，通过绝缘环6、7、8实现外导电环3与壳体1间绝缘以及各外导电环相互间的绝缘，通过法兰9将外导电环、绝缘环与壳体连接为一个整体。
内导电环5套装在轴2上，通过绝缘环10、11、12实现内导电环5与轴2 间绝缘以及各内导电环相互间的绝缘，通过轴套17将内导电环、绝缘环与轴连接为一个整体。柔性环4安装于外导电环3和内导电环5之间，柔性环数量根据需要确定。
壳体1与轴2、轴套17间安装轴承18、19，并通过端盖13、14、15、16 固定。
20为外导电环输出导线，21为内导电环输出导线。
图2所示为滚动接触式旋转电连接器的工作状态示意图，图中示意为装入5 个柔性环的状态，该数量可根据具体需要更改。外导电环3和内导电环5为相对转动，柔性环4在相对运动中作跟随转动。
图3是滚动接触式旋转电连接器的柔性环4与外导电环3和内导电环5接触状态的局部剖面放大的结构示意图。外导电环3的内表面为工作面，内导电环5的外表面为工作面，工作面可为圆柱面或圆弧面，柔性环4与外导电环3 和内导电环5的工作面保持接触。外导电环3和内导电环5的两侧安装绝缘环，绝缘环略凸出于工作面，该设计可确保柔性环4在旋转工作时不会从工作轨道中脱落。

Claims (8)

1.一种滚动接触式旋转电连接器，其特征在于，包括壳体、轴、轴套、端盖、内导电环、外导电环、柔性环、绝缘环、轴承、输出导线；
所述外导电环套装在壳体上，通过绝缘环实现外导电环与壳体间绝缘以及各外导电环相互间的绝缘，通过法兰将外导电环、绝缘环与壳体连接为一个整体；
所述内导电环套装在轴上，通过绝缘环实现内导电环与轴间绝缘以及各内导电环相互间的绝缘，通过轴套将内导电环、绝缘环与轴连接为一个整体；
所述柔性环安装于外导电环和内导电环之间，柔性环数量根据需要确定；
所述壳体与轴、轴套间安装轴承，并通过端盖固定。
2.如权利要求1所述的滚动接触式旋转电连接器，其特征在于，所述内导电环、外导电环连接有导线，内导电环、外导电环数量为成对出现，可相对转动。
3.如权利要求1所述的滚动接触式旋转电连接器，其特征在于，轴与壳体间在两端各安装一个高精度轴承，从而实现相对旋转功能，并保证转动中内导电环和外导电环的间隙均匀。
4.如权利要求1所述的滚动接触式旋转电连接器，其特征在于，内导电环和外导电环均采用低电阻率的合金材料制备，并可根据需要在其工作面涂覆贵金属涂层。
5.如权利要求1所述的滚动接触式旋转电连接器，其特征在于，柔性环采用低电阻率、高弹性模量的合金材料制备，并可根据需要在其工作面涂覆贵金属涂层。
6.如权利要求1所述的滚动接触式旋转电连接器，其特征在于，绝缘环略凸出于内导电环和外导电环的工作面。
7.如权利要求1所述的滚动接触式旋转电连接器，其特征在于，内导电环和外导电环的工作面可为圆柱面或圆弧面。
8.如权利要求1所述的滚动接触式旋转电连接器，其特征在于，内导电环直径小于外导电环的直径，在一对内导电环、外导电环之间布置不少于一个柔性环，柔性环的直径略大于内导电环与外导电环间的间隙尺寸，柔性环依靠弹性变形保持与内导电环和外导电环工作面的可靠电接触。
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