CN111162422B - 一种柔性接触电极轴向面接触滑环 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种柔性接触电极轴向面接触滑环，包括：第一支撑壳、第二支撑壳、支撑轴、多个第一盘式柔性电极、多个第二盘式柔性电极、多个柔性滚动机构和多个隔离板，支撑轴设置在第一支撑壳和第二支撑壳内部，多个第二盘式柔性电极均嵌在支撑轴上，多个隔离板均固定设置在第一支撑壳和第二支撑壳上，第一支撑壳和第二支撑壳内壁均开设有导线槽和第一电极键槽，每个第一盘式柔性电极均嵌在一个第一电极键槽内，每组第二盘式柔性电极与第一盘式柔性电极之间均通过一个柔性滚动机构滚动连接。本发明克服了现有的滑环存在接触面积小，摩擦损耗大以及需要密封的缺陷，有利于减小摩擦损耗、增大接触面积且无需密封。

Description

一种柔性接触电极轴向面接触滑环
技术领域
本发明涉及滑环技术领域，特别是涉及一种柔性接触电极轴向面接触滑环。
背景技术
滑环，为旋转体连通、输送能源与信号的电气部件。根据传输介质来区分，滑环分为电滑环、流体滑环、光滑环，也可通俗的统称为“旋转连通”或“旋通”。滑环通常安装在设备的旋转中心，主要由旋转与静止两大部分组成。旋转部分连接设备的旋转结构并随之旋转运动，称为“转子”，静止部分连接设备的固定结构的能源，称为“定子”。在电滑环中主要有电刷滑环、滚动滑环和水银滑环，电刷滑环为多点接触滑动摩擦滑环；滚动滑环为多线接触滚动摩擦滑环；水银滑环为面接触无摩擦密封滑环；其中电刷滑环主要采用碳刷紧靠铜环的技术，缺点为其动摩擦会产生大量碳合金粉，减少使用寿命并需频繁清理；滚动滑环使用类似于轴承的方案，将相对运动的导体通过滚动体连接在一起，其摩擦为滚动摩擦，不能均匀的发挥每个滚动体的导电能力，且滚动体和内外滚道的制造误差，导致滚动体在旋转过程中有可能出现不接触和接触的频繁切换，该切换将导致大量电弧火花的出现，电弧易烧蚀滚动体和内外滑道，加速损坏；水银滑环使用水银作为导电介质，不会产生摩擦，但却对密封要求较高，而且水银污染环境价格昂贵。
发明内容
本发明的目的是提供一种柔性接触电极轴向面接触滑环，以解决上述现有技术存在的问题，有利于减小摩擦损耗、增大接触面积且无需密封。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供了一种柔性接触电极轴向面接触滑环，包括第一支撑壳、第二支撑壳、支撑轴、多个第一盘式柔性电极、多个第二盘式柔性电极、多个柔性滚动机构和多个隔离板，所述第一支撑壳和所述第二支撑壳可拆卸连接，所述支撑轴设置在所述第一支撑壳和所述第二支撑壳内部，多个所述第二盘式柔性电极均嵌在所述支撑轴上，多个所述隔离板均固定设置在所述第一支撑壳和所述第二支撑壳上，用于隔开分别位于相邻通道内的所述第一盘式柔性电极和所述第二盘式柔性电极，所述第一支撑壳和所述第二支撑壳内壁均开设有导线槽和第一电极键槽，每个所述第一盘式柔性电极均嵌在一个所述第一电极键槽内，每组所述第二盘式柔性电极与所述第一盘式柔性电极之间均通过一个所述柔性滚动机构滚动连接，所述支撑轴上开设有支撑轴导线槽，与多个所述第二盘式柔性电极电连接的多根第二导线均从所述支撑轴导线槽穿过，与多个所述第一盘式柔性电极电连接的多根第一导线均从所述导线槽穿出。
优选的，每个所述第一盘式柔性电极均包括相互贴合的第一电极支撑片和第一柔性导电片，且所述第一电极支撑片和所述第一柔性导电片均嵌在所述第一支撑壳和所述第二支撑壳内壁；每个所述第二盘式柔性电极均包括相互贴合的第二电极支撑片和第二柔性导电片，所述第二电极支撑片和所述第二柔性导电片均嵌在所述支撑轴上，每个所述第一盘式柔性电极与所述第二盘式柔性电极均通过一个所述柔性滚动机构电连接。
优选的，每个所述柔性滚动机构均包括固定架和多个柔性滚动导体，所述固定架转动连接于所述支撑轴上，多个所述柔性滚动导体均设置在所述固定架内。
优选的，所述第一支撑壳、所述第二支撑壳、所述隔离板和所述支撑轴均采用绝缘材料制成。
优选的，每根所述第一导线均与一个所述第一盘式柔性电极的边沿电连接；每根所述第二导线均与一个所述第二盘式柔性电极的内沿电连接。
优选的，相邻的所述隔离板与所述第二盘式柔性电极之间均设置有一个隔离板轴承。
优选的，所述第一电极支撑片和所述第一柔性导电片上均设置有第一盘式柔性电极平键。
优选的，所述支撑轴上设置有支撑键，每个所述第二盘式柔性电极上均设置有一个第二盘式电极键槽，每个所述第二盘式电极键槽均与所述支撑键键连接。
优选的，所述柔性滚动导体由可伸缩弹性导体制成。
优选的，所述柔性接触电极轴向面接触滑环还包括从上到下依次套设在所述支撑轴下部的紧固螺母隔离板、紧固螺母、压紧弹簧轴承和压紧弹簧，且所述压紧弹簧下端抵在所述第一支撑壳和所述第二支撑壳底面上。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
本发明提供了一种柔性滚动体轴向面接触滑环，通过在第一盘式柔性电极和第二盘式柔性电极之间设置柔性滚动机构，装配之后将在第一盘式柔性电极和第二盘式柔性电极的压力作用下发生形变，该形变可使柔性滚动机构产生均匀的与第一盘式柔性电极、第二盘式柔性电极之间的接触压力，以保证均衡接触，且该形变还可使柔性滚动机构与第一盘式柔性电极和第二盘式柔性电极形成面接触，同时柔性滚动机构也将滚动前进，从而增大了接触面积、并能够减少摩擦损耗且不需要密封。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为为本发明提供的柔性接触电极轴向面接触滑环轴测剖视图；
图2为本发明提供的柔性接触电极轴向面接触滑环的一种爆炸图；
图3为本发明提供的柔性接触电极轴向面接触滑环的另一种爆炸图；
图4为本发明提供的柔性接触电极轴向面接触滑环的支撑轴轴测图。
其中：1-第一盘式柔性电极，101-第一盘式柔性电极平键，102-第一电极支撑片，103-第一柔性导电片，2-第二盘式柔性电极，201-第二盘式电极键槽，202-第二电极支撑片，203-第二柔性导电片，3-柔性滚动机构，301- 柔性滚动导体，302-固定架，4-隔离板轴承，5-隔离板，6-第一导线，6a- 边沿，7-第二导线，8-支撑轴，8a-支撑轴导线槽，8b-支撑键，9-紧固螺母隔离板，10-紧固螺母，11-压紧弹簧轴承，12-压紧弹簧，13-第一支撑壳，14-第二支撑壳，13a-第一电极键槽，13b-导线槽，13c-导线孔。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种柔性接触电极轴向面接触滑环，以解决现有技术存在的问题，有利于减小摩擦损耗、增大接触面积且无需密封。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1～4所示：本实施例提供了一种本实施例提供了一种柔性滚动体轴向面接触滑环，包括第一支撑壳13、第二支撑壳14、支撑轴8、多个第一盘式柔性电极1、多个第二盘式柔性电极2、多个柔性滚动机构3和多个隔离板，第一支撑壳13和第二支撑壳14可拆卸连接，支撑轴8下部设置在第一支撑壳13和第二支撑壳14内部，多个第二盘式柔性电极2均嵌在支撑轴8上，多个隔离板5均固定设置在第一支撑壳13和第二支撑壳14 上，用于隔开分别位于相邻通道内的第一盘式柔性电极1和第二盘式柔性电极2，且每个隔离板上均开设有支撑轴8穿过孔，第一支撑壳13和第二支撑壳14内壁均开设有导线槽13b、第一电极键槽13a和导线孔13c，每个第一盘式柔性电极1均嵌在一个第一电极键槽13a内，导线槽13b和导线孔13c用于第一导线穿出，每组第二盘式柔性电极2与第一盘式柔性电极1之间均通过一个柔性滚动机构3滚动连接，支撑轴8上开设有支撑轴导线槽8a，与多个第二盘式柔性电极2电连接的多根第二导线7均从支撑轴导线槽8a穿过，多根第二导线7之间彼此绝缘，与多个第一盘式柔性电极1电连接的多根第一导线6均从导线槽13b穿出，多根第一导线6之间彼此绝缘。通过在第一盘式柔性电极1和第二盘式柔性电极2之间设置柔性滚动机构3，装配之后将在第一盘式柔性电极1和第二盘式柔性电极2 的压力作用下发生形变，该形变可使柔性滚动机构3产生均匀的与第一盘式柔性电极1、第二盘式柔性电极2之间的接触压力，以保证均衡接触，且该形变还可使柔性滚动机构3与第一盘式柔性电极1和第二盘式柔性电极2 形成面接触，同时柔性滚动机构3也将滚动前进，从而增大了接触面积、并能够减少摩擦损耗且不需要密封。
每个第一盘式柔性电极1均包括相互贴合的第一电极支撑片102和第一柔性导电片103，且第一电极支撑片102和第一柔性导电片103均嵌在第一支撑壳13和第二支撑壳14内壁；每个第二盘式柔性电极2均包括相互贴合的第二电极支撑片202和第二柔性导电片203，第二电极支撑片202 和第二柔性导电片203均嵌在支撑轴8上，第一电极支撑片102和第二电极支撑片202分别用于支撑第一柔性电极导电片103和第二柔性电极导电片203，并保证第一柔性电极导电片103和第二柔性电极导电片203发生均匀形变，且第一柔性电极导电片103和第二柔性电极导电片203均由易变形导体材料制成，每个第一盘式柔性电极1与第二盘式柔性电极2均通过一个柔性滚动机构3电连接，工作过程中受柔性滚动机构3的压力而发生形变，该形变可使柔性滚动机构3与第一柔性电极导电片103和第二柔性电极导电片203之间产生充分的面接触，增加导电面积，同时变形区会随着柔性滚动机构3的周向运动而运动，即使得工作过程中滚动机构3与第一盘式柔性电极1和第二盘式柔性电极2之间为滚动摩擦。
每个柔性滚动机构3均包括固定架302和多个柔性滚动导体301，固定架302转动连接于支撑轴8上，多个柔性滚动导体301均设置在固定架302 内，固定架302用于限定柔性滚动导体301的周向位置和运动轨迹。
第一支撑壳13、第二支撑壳14、隔离板5和支撑轴8均采用绝缘材料制成。
每根第一导线6均与一个第一盘式柔性电极1的边沿6a电连接；每根第二导线7均与一个第二盘式柔性电极2的内沿电连接。
相邻的隔离板5与第二盘式柔性电极2之间均设置有一个隔离板轴承 4，用于防止第二盘式柔性电极2与隔离板5之间发生滑动摩擦。
第一盘式柔性电极1上设置有第一盘式柔性电极平键101，第一盘式柔性电极平键101与第一电极键槽13a键连接。
支撑轴8上设置有支撑键8b，每个第二盘式柔性电极2上均设置有一个第二盘式电极键槽201，每个第二盘式电极键槽201均与支撑键8b键连接。
柔性滚动导体301优选由可伸缩弹性导体制成。
柔性滚动体轴向面接触滑环还包括从上到下依次套设在支撑轴8下部的紧固螺母隔离板9、紧固螺母10、压紧弹簧轴承11和压紧弹簧12，且压紧弹簧12下端抵在第一支撑壳13和第二支撑壳14底面上，紧固螺母隔离板9采用绝缘材料制成，用于隔离盘式接触电极2和紧固螺母10，紧固螺母10用于限定第一盘式柔性电极1、第二盘式柔性电极2、柔性滚动机构3、隔离板轴承4和隔离轴承5进行轴向限位，压紧弹簧轴承11用于防止压紧弹簧12与紧固螺母10之间发生滑动摩擦。
本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种柔性接触电极轴向面接触滑环，其特征在于：包括第一支撑壳、第二支撑壳、支撑轴、多个第一盘式柔性电极、多个第二盘式柔性电极、多个柔性滚动机构和多个隔离板，所述第一支撑壳和所述第二支撑壳可拆卸连接，所述支撑轴设置在所述第一支撑壳和所述第二支撑壳内部，多个所述第二盘式柔性电极均嵌在所述支撑轴上，多个所述隔离板均固定设置在所述第一支撑壳和所述第二支撑壳上，用于隔开分别位于相邻通道内的所述第一盘式柔性电极和所述第二盘式柔性电极，所述第一支撑壳和所述第二支撑壳内壁均开设有导线槽和第一电极键槽，每个所述第一盘式柔性电极均嵌在一个所述第一电极键槽内，每组所述第二盘式柔性电极与所述第一盘式柔性电极之间均通过一个所述柔性滚动机构滚动连接，所述支撑轴上开设有支撑轴导线槽，与多个所述第二盘式柔性电极电连接的多根第二导线均从所述支撑轴导线槽穿过，与多个所述第一盘式柔性电极电连接的多根第一导线均从所述导线槽穿出；每个所述柔性滚动机构均包括固定架和多个柔性滚动导体，所述固定架转动连接于所述支撑轴上，多个所述柔性滚动导体均设置在所述固定架内；所述柔性滚动导体由可伸缩弹性导体制成。
2.根据权利要求1所述的柔性接触电极轴向面接触滑环，其特征在于：每个所述第一盘式柔性电极均包括相互贴合的第一电极支撑片和第一柔性导电片，且所述第一电极支撑片和所述第一柔性导电片均嵌在所述第一支撑壳和所述第二支撑壳内壁；每个所述第二盘式柔性电极均包括相互贴合的第二电极支撑片和第二柔性导电片，所述第二电极支撑片和所述第二柔性导电片均嵌在所述支撑轴上，每个所述第一盘式柔性电极与所述第二盘式柔性电极均通过一个所述柔性滚动机构电连接。
3.根据权利要求1所述的柔性接触电极轴向面接触滑环，其特征在于：所述第一支撑壳、所述第二支撑壳、所述隔离板和所述支撑轴均采用绝缘材料制成。
4.根据权利要求1所述的柔性接触电极轴向面接触滑环，其特征在于：每根所述第一导线均与一个所述第一盘式柔性电极的边沿电连接；每根所述第二导线均与一个所述第二盘式柔性电极的内沿电连接。
5.根据权利要求1所述的柔性接触电极轴向面接触滑环，其特征在于：相邻的所述隔离板与所述第二盘式柔性电极之间均设置有一个隔离板轴承。
6.根据权利要求2所述的柔性接触电极轴向面接触滑环，其特征在于：所述第一电极支撑片和所述第一柔性导电片上均设置有第一盘式柔性电极平键。
7.根据权利要求1所述的柔性接触电极轴向面接触滑环，其特征在于：所述支撑轴上设置有支撑键，每个所述第二盘式柔性电极上均设置有一个第二盘式电极键槽，每个所述第二盘式电极键槽均与所述支撑键键连接。
8.根据权利要求1所述的柔性接触电极轴向面接触滑环，其特征在于：还包括从上到下依次套设在所述支撑轴下部的紧固螺母隔离板、紧固螺母、压紧弹簧轴承和压紧弹簧，且所述压紧弹簧下端抵在所述第一支撑壳和所述第二支撑壳底面上。
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