CN109755691A - 一种滚柱式宽带微波旋转关节电连接屏蔽装置 - Google Patents

Abstract

本发明给出了一种滚柱式宽带微波旋转关节电连接屏蔽装置。所述装置包括定子、定子摩擦镀层、定子内滚柱、转子、转子摩擦镀层、转子内滚柱、轴承、轴承压环、滚柱封盖。利用轴承将转子与定子进行轴向及径向安装。轴承外侧是定子、内侧是转子。转子四周加工滚柱凹榫用于安装转子内滚柱，定子下方小孔四周加工滚柱凹榫用于安装定子内滚柱，滚柱涂敷导电润滑银脂安装，用滚柱封盖进行限位，在相对滚动面上进行镀金处理。当转子在定子内转动时，滚柱则在凹榫的限位下在相对滚动面上自由滚动。实现转动时上下部位的电导通连接形成导通回路，从而起到电连接及电磁屏蔽的作用。

Description

一种滚柱式宽带微波旋转关节电连接屏蔽装置

技术领域

本发明属于微波旋转关节领域。

背景技术

宽带微波旋转关节是一种微波传输器件，是微波电子设备的重要组成元件。主要应用于雷达探测系统、通讯、导航、电子对抗等电子设备。为了实现其宽带工作，电讯、结构设计时必须做到相对运动的两个部件间可靠的电连接。因此在旋转过程中，外导体即转子与定子间的电连接可靠性尤为重要。电接触不良会导致关节在旋转过程中电性能的跳变甚至恶化，无法满足设备正常工作需要。

现有的电连接方法一般采用弹性电刷形式。这就要求电刷材料具有非常好的耐磨性能，同时要求均匀分布于转子四周的电刷触点与定子间的接触压力分布均匀，低电刷弹力载荷下可以提高导电滑环的使用寿命，但会损害电接触稳定性；高弹力载荷可以降低接触电阻，改善电接触性能，但同时也增加了摩擦力，进而提高了磨损率，因此合理控制弹力载荷成为了实际工程应用中的难题。在长时间运转后会出现触点接触不良现象，且会呈现出不规则分布状态，无法满足机械、电性能可靠性要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种滚柱式宽带微波旋转关节电连接屏蔽装置，以提高微波旋转关节的可靠性。

本发明提出的滚柱式宽带微波旋转关节电连接装置包括轴承2、轴承压环1、定子5、定子摩擦镀层3、定子内滚柱4、定子滚柱安装凹榫10、转子6、转子摩擦镀层9，转子内滚柱7、转子滚柱安装凹榫11以及滚柱封盖8。利用轴承2将转子6与定子5进行轴向及径向安装，轴承2外侧是定子5、内侧是转子6。转子6外圆四周设计有转子内滚柱安装凹榫11，用于安装转子内滚柱7，定子5下方轴心小孔四周设计有定子内滚柱安装凹榫10，用于安装定子内滚柱4。转子内滚柱7和定子内滚柱4涂敷导电润滑银脂，用滚柱封盖8进行封装限位，并在相对滚动面上进行镀金处理，形成转子摩擦镀层9和定子摩擦镀层3。当转子6在定子5内转动时，转子内滚柱7和定子内滚柱4分别在转子滚柱安装凹榫11和定子滚柱安装凹榫10的限位下在相对滚动面上自由滚动，实现转动时上下部位的电导通连接形成导通回路，从而起到电连接及电磁屏蔽的作用。

上述滚柱式宽带微波旋转关节电连接屏蔽装置的设计过程如下：

(1)如图1所示，在上述的电连接屏蔽装置的定子5的下方小孔圆周边缘处轴向打N个破壁小孔，即定子内滚柱安装凹榫10；

(2)如图2所示，在上述的电连接屏蔽装置的转子6圆周边缘处轴向打N个破壁小孔，即转子内滚柱安装凹榫11；

(3)采用高硬度、高强度、高耐磨、低电阻率的材料分别定制相应结构尺寸的定子内滚柱4和转子内滚柱7；并在相对滚动面上进行镀金处理，即定子摩擦镀层3和转子摩擦镀层9，组成两对滚动摩擦副。

(4)接着，将步骤(3)中的两型滚柱涂抹导电润滑银脂后分别放入定子5、转子6的柱形小孔内，然后安装滚柱封盖8，形成与转动间隙相匹配的柱面凸起，如图3所示。

(5)最后，利用高标号轴承将转子安转于定子内部，实现轴向和径向定位安装。

本发明的有益效果在于：

1、传统的电刷结构由于相关结构件安装限制，转子与定子间的间隙较大，径向间隙达到2mm以上，远远大于滚柱结构的0.2mm，对于高频元件无法起到较高的电磁屏蔽效果；

2、滚柱结构摈弃了传统的电刷滑动摩擦形式，在旋转关节转动过程中可以有效地保证电连接面的可靠接触，提高了旋转关节转动时电连接的可靠性。

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

附图说明

图1为微波旋转关节定子剖面结构示意图。

图2为微波旋转关节转子结构示意图。

图3为微波旋转关节外导体剖面示意图。

图中：1是轴承压环，2是轴承安装位置/轴承，3是定子摩擦镀层，4是定子内滚柱，5是定子，6是转子，7是转子内滚柱，8是滚柱封盖，9是转子摩擦镀层，10是定子内滚柱安装凹榫，11是转子内滚柱安装凹榫。

具体实施方式

本发明提出了一种滚柱式宽带微波旋转关节电连接屏蔽装置，包括轴承压环1、轴承2、定子摩擦镀层3、定子内滚柱4、定子5、转子6、转子内滚柱7、滚柱封盖8、转子摩擦镀层9、定子内滚柱安装凹榫10、转子内滚柱安装凹榫11。其中轴承压环1和轴承2设计于转子内滚柱7上方的滚柱封盖8的外侧，用以保证旋转关节的转动稳定性；轴承2将转子6同心定位安装于定子5内部；转子6外圆四周设计有转子内滚柱安装凹榫11；转子内滚柱7由滚柱封盖8封装于转子内滚柱安装凹榫11内，形成与转动间隙相匹配的柱面凸起，并自由滚动，待结构安装完毕后转子内滚柱7的柱面凸起在镀有定子摩擦镀层3的定子内表面滚动，如图2和图3所示。定子内滚柱4设计于定子5下方轴心小孔四周的定子内滚柱安装凹榫10内，同样形成与转动间隙相匹配的柱面凸起并自由滚动，待结构安装完毕后定子内滚柱4的柱面凸起在镀有转子摩擦镀层9的转子外表面滚动，如图1和图3所示。以上结构与轴承2形成一对转动支撑结构，保证转子6在定子5内部稳定转动。

根据上述结构关系，轴承2外侧是定子5，内侧是转子6，定子内滚柱4可以起到稳定旋转内芯的作用；利用一定数量的滚柱在凹榫内沿周向均匀分布，增加内芯旋转的稳定性，定子与转子轴心通过定子内滚柱连接，形成导通回路。

下面结合附图，对本发明的设计实现过程进行具体实施例的举例说明。

1)如图1所示,根据设计尺寸要求加工5,在5内壁的位置3处镀金,在5的下方小孔距离圆周边缘D/2-0.2mm处轴向打N个的小孔均匀分布于定子四周，形成N个0.2mm的破壁小孔，即10,D为4的直径。可采用AuNi9或者AuNiY9-0.5高硬度、高强度、高耐磨、低电阻率的合金材料定制相应结构尺寸的4,并涂抹导电润滑银脂,安装于10内,最后用事先加工好的8将4封装于10内，如图3所示。

2)如图2所示，按设计尺寸要求加工6，6的旋转轴9位置镀金，在5距离圆周边缘D/2-0.2mm处轴向打N个的小孔均匀分布于转子四周，形成N个0.2mm的破壁小孔，即11,D为7的直径。同样可采用AuNi9或者AuNiY9-0.5高硬度、高强度、高耐磨、低电阻率的合金材料定制相应结构尺寸的7,并涂抹导电润滑银脂,安装于11内,最后用事先加工好的8将7封装于10内，如图3所示。

3)如图3所示，将初装配完成的转子部件旋转轴穿过定子部件下方的小孔，保证定子轴承外圈台阶与转子轴承内圈台阶处于一个平面，装入2用于转子在定子内部旋转支承。最后用1分别压住轴承的内外圈，并与定子和转子采用紧固件分别固定。

如图3所示，在整个旋转关节中轴承对转子起到了最主要的重力支承作用，转子转动过程中滚柱对电接触面施加的滚动压力非常小(通过加工尺寸进行控制)，且相对摩擦面进行了镀金处理，镀金面基体起到了主要的承载作用，而摩擦面之间较薄软质的金镀层又具有良好的润滑效果，同时还有导电润滑银脂的润滑作用。因此可以获得高而平稳的摩擦因数，从而获得稳定可靠的电接触性能。

Claims (3)

1.一种滚柱式宽带微波旋转关节电连接屏蔽装置，其特征在于：包括轴承压环(1)、轴承(2)、定子(5)、定子摩擦镀层(3)、定子内滚柱(4)、转子(6)、转子摩擦镀层(9)、转子内滚柱(7)、滚柱封盖(8)，转子滚柱安装凹榫(10)，定子滚柱安装凹榫(11)；其中轴承(2)外侧是定子(5)、内侧是转子(6)；转子(6)外圆四周设计有转子内滚柱安装凹榫(11)，用于安装转子内滚柱(7)，形成柱面凸起；定子(5)下方轴心小孔四周设计有定子滚内柱安装凹榫(10)，用于安装定子内滚柱(4)，形成柱面凸起；转子内滚柱(7)和定子内滚柱(4)用滚柱封盖(8)进行封装限位，并在相对滚动面上进行镀金处理，形成转子摩擦镀层(9)和定子摩擦镀层(3)；当转子(6)在定子(5)内转动时，转子内滚柱(7)和定子内滚柱(4)分别在转子滚柱安装凹榫(11)和定子滚柱安装凹榫(10)的限位下在相对应的摩擦镀层上自由滚动。

2.根据权利要求1所述的一种滚柱式宽带微波旋转关节电连接屏蔽装置，其特征在于：所述定子滚柱安装凹榫(10)、转子滚柱安装凹榫(11)的滚柱间隙填充导电润滑油脂。

3.根据权利要求1或2所述的一种滚柱式宽带微波旋转关节电连接屏蔽装置，其特征在于：将滚柱安装于对应的转子、定子构件上，形成与转动间隙相匹配的柱面凸起，凸起位置在相应滚动摩擦面上滚动。