CN111200225B - 滑环机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种滑环机构，包括：定子套筒，定子套筒的周面具有开口；转子轴，转子轴穿设在定子套筒内，其中，转子轴具有沿轴向分布的多个铜环；导通模组，导通模组在开口处装设于定子套筒，其中，导通模组装设有与多个铜环对应地导电接触的刷丝阵列，并且，导通模组还装设有与刷丝阵列导电连接的线缆插口。本发明的滑环机构设置导通模组，通过导通模组实现刷丝和线缆的连接，省去了刷丝和线缆焊接的工序，一方面，不会产生焊接残留物影响刷丝和铜环之间的滑动接触，在使用时，刷丝和铜环之间的阻抗保持恒定，保证电能和信号传输稳定，另一方面，导通模组设置线缆插口，使用时线缆连接于线缆插口即可，操作简单。

Description

滑环机构

技术领域

本发明涉及电能和信号传递技术领域，特别涉及一种用于传递电能和信号的滑环机构，该滑环可以应用于需要转动的设备上，例如摄像机。

背景技术

滑环包括转子和定子，转子连接设备的旋转结构并随之旋转运动，定子和转子分别与电源相连并且定子和转子滑动接触以形成传输回路，实现定子与转子间的电能和信号传递。现有技术中定子与转子通过刷丝实现滑动接触，刷丝与线缆焊接，线缆与电源相连，而刷丝与线缆焊接产生的残留物会进入滑动接触的滑道使得刷丝与滑道滑动接触不良，或者线缆与刷丝之间焊接不牢固，导致电能和信号传输不稳定，影响滑环的正常使用。

发明内容

为了解决以上技术问题，本发明提供一种滑环机构，包括：

定子套筒，定子套筒的周面具有开口；

转子轴，转子轴穿设在定子套筒内，其中，转子轴具有沿轴向分布的多个铜环；

导通模组，导通模组在开口处装设于定子套筒，其中，导通模组装设有与多个铜环对应地导电接触的刷丝阵列，并且，导通模组还装设有与刷丝阵列导电连接的线缆插口。

可选地，导通模组包括：

印刷电路板，印刷电路板安装于定子套筒的开口处，并且印刷电路板开设有刷丝孔；

刷架，刷架装设于印刷电路板背向开口的外表面；

其中，刷丝固定于刷架并穿过刷丝孔与铜环导电接触。

可选地，定子套筒的开口的边缘处形成有安装平面，印刷电路板可拆卸装设于安装平面。

可选地，刷丝包括搭接部和相对于搭接部折弯的滑动部；其中，搭接部固定于刷架，滑动部穿过刷丝孔与铜环导电接触。

可选地，刷丝一体成型于刷架。

可选地，刷架的侧壁面对滑动部施加朝向刷架外侧的支撑力以使得滑动部具有外扩的弹性变形。

可选地，刷架设置有刷丝安装槽；刷丝安装槽具有与搭接部相匹配的搭接槽以及与滑动部相匹配的导向槽。

可选地，导向槽具有外扩的接触面，接触面与刷丝的滑动部干涉配合，该干涉配合使滑动部外扩并产生弹性张紧力。

可选地，定子套筒包括：

筒状主体，筒状主体开设有开口；

法兰盘，法兰盘一体成型于筒状主体的一端；

端盖，端盖装设于筒状主体的另一端；

其中，法兰盘和端盖均设置有轴承安装空间；转子轴通过轴承穿设于筒状主体。

可选地，铜环镶嵌于转子轴的外表面；铜环的外表面设置有与刷丝接触的滑槽。

由以上技术方案可知，本发明的滑环机构设置导通模组，通过导通模组实现刷丝和线缆的连接，省去了刷丝和线缆焊接的工序，一方面，不会产生焊接残留物影响刷丝和铜环之间的滑动接触，在使用时，刷丝和铜环之间的阻抗保持恒定，保证电能和信号传输稳定，另一方面，导通模组设置线缆插口，使用时线缆连接于线缆插口即可，操作简单，节省操作时间，并且刷丝和线缆连接牢固，能够保证该滑环机构的正常使用。

附图说明

以下附图仅对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。

图1为本发明实施例的滑环机构示意图。

图2为图1中B部结构示意图。

图3为本发明实施例的滑环机构俯视图。

图4为图3中A向视图。

图5为图4中C部示意图。

图6为本发明实施例的刷丝示意图。

图7为本发明实施例的刷架示意图。

图8为图7中D部示意图。

图9为本发明实施例的定子套筒示意图。

其中：1-定子套筒；

11-筒状主体、111-开口、112-安装平面；

12-法兰盘；

13-端盖；

2-转子轴；

3-导通模组；

31-印刷电路板、311-外表面、312-刷丝孔；

32-刷架、321-刷丝安装槽、321a-搭接槽、321b-导向槽、321c-接触面；

33-线缆插口；

4-刷丝、41-搭接部、42-滑动部；

5-铜环、51-滑槽；

P-轴承安装空间。

具体实施方式

为了对发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式，在各图中相同的标号表示相同的部分。

在本文中，“示意性”表示“充当实例、例子或说明”，不应将在本文中被描述为“示意性”的任何图示、实施方式解释为一种更优选的或更具优点的技术方案。

为使图面简洁，各图中的只示意性地表示出了与本发明相关部分，而并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。

在本文中，“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等仅用于表示相关部分之间的相对位置关系，而非限定这些相关部分的绝对位置。

在本文中，“第一”、“第二”等仅用于彼此的区分，而非表示重要程度及顺序、以及互为存在的前提等。

在本文中，“相等”、“相同”等并非严格的数学和/或几何学意义上的限制，还包含本领域技术人员可以理解的且制造或使用等允许的误差。除非另有说明，本文中的数值范围不仅包括其两个端点内的整个范围，也包括含于其中的若干子范围。

为了解决现有技术中对滑环的刷丝与线缆焊接产生的残留物进入滑道使得刷丝与滑道滑动接触不良、线缆与刷丝之间焊接不牢固的技术问题，如图1-5所示，本发明的实施例提供了一种滑环机构，包括：

定子套筒1，定子套筒1的周面具有开口111，该开口111与定子套筒1的内部相连通；

转子轴2，转子轴2穿设在定子套筒1内，转子轴2可以相对定子套筒1旋转，其中，转子轴2具有沿轴向分布的多个铜环5；

导通模组3，导通模组3在开口111处装设于定子套筒1，其中，导通模组3装设有与多个铜环5对应地导电接触的刷丝4阵列，并且，导通模组3还装设有与刷丝4阵列导电连接的线缆插口33。

导通模组3一方面用于安装刷丝4，实现刷丝4位置的固定，另一方面设置有与刷丝4导电连接的线缆插口33，在线缆插口33接入线缆实现刷丝4与线缆相连，即可以实现刷丝4与电源相连，刷丝4与铜环5导电接触，铜环5和外部线缆相连，在电源、线缆插口33、刷丝4和铜环5之间形成完整电路，刷丝4和铜环5滑动接触的同时实现电能和信号传输。

这里，多个铜环5沿转子轴2的轴向分布，与之相对应地，刷丝4阵列指的是多个刷丝4沿转子轴2的轴向方向对应铜环5的位置装设于导通模组3。

现有技术中，刷丝与线缆焊接，线缆与电源相连，而刷丝与线缆焊接产生的残留物会进入滑动接触的滑道使得刷丝与滑道滑动接触不良，或者线缆与刷丝之间焊接不牢固，导致电能和信号传输不稳定，影响滑环的正常使用。

本发明的滑环机构设置导通模组3，通过导通模组3实现刷丝4和线缆的连接，省去了刷丝4和线缆焊接的工序，一方面，不会产生焊接残留物影响刷丝4和铜环5之间的滑动接触，在使用时，刷丝4和铜环5之间的阻抗保持恒定，保证电能和信号传输稳定，另一方面，导通模组3设置线缆插口33，使用时线缆连接于线缆插口33即可，操作简单，节省操作时间，并且刷丝4和线缆连接牢固，能够保证该滑环机构的正常使用。

在一个示例中，导通模组3包括：

印刷电路板31，印刷电路板31安装于定子套筒1的开口111处，并且印刷电路板31开设有刷丝孔312，该刷丝孔312优选为长圆孔，长圆孔使得刷丝4安装时易于穿过；

刷架32，刷架32装设于印刷电路板31背向开口111的外表面311，该刷架32可以是粘结固定于外表面311，也可以是机械连接的形式安装于外表面311，该刷架32采用绝缘材质，避免刷丝4与印刷电路板31之间短路；

其中，刷丝4固定于刷架32并穿过刷丝孔312与铜环5导电接触；线缆插口33也装设于印刷电路板31的背向开口111的外表面311，具体可以是可拆卸连接。线缆插口33也设置于印刷电路板31背向开口111的外表面311，可以方便与线缆相连，并且线缆插口33与刷丝4电连接。

本发明的印刷电路板31用于连接刷丝4和线缆，省去了刷丝4和线缆焊接的步骤，能够避免刷丝4与线缆焊接产生的残留物进入滑道而影响刷丝4与铜环5之间的滑动接触。

刷架32用于固定刷丝4，刷丝4的一端固定于刷架32，另一端穿过印刷电路板31开设的刷丝孔312与铜环5实现导电连接，该印刷电路板31开设的刷丝孔312位置与刷丝4和铜环5的位置相对应，具体该刷丝孔312可以是附图中所示的圆孔，也可以是其它形状的开孔，例如长圆孔等，只要满足安装即可。

进一步地，该定子套筒1的开口111的边缘处形成有安装平面112，印刷电路板31可拆卸装设于安装平面112。从附图中可以看出，该开口111开设于定子套筒1的外周面，并与定子套筒1的内部相连通，该安装平面112即为开口111的边缘处，也就是定子套筒1的外壁所形成，该安装平面112平行于定子套筒1的某一直径平面，该平面可以便于印刷电路板31的安装。

在另一个示例中，如图6所示，刷丝4包括搭接部41和相对于搭接部41折弯的滑动部42；其中，搭接部41固定于刷架32，滑动部42穿过刷丝孔312与铜环5导电接触。该刷丝4包括两个滑动部42，滑动部42与铜环5导电接触，该处设置两个滑动部42，可以实现刷丝4与铜环5的更优良的电能和信号传输。

刷丝4与刷丝孔312之间焊接进行固定，具体可以采用过孔焊或者波峰焊。过孔焊时，在孔内预埋焊料，通过回流焊工艺进行焊接；波峰焊时可以避免焊接过程中刷丝4被污染或受力变形。

在一个可选示例中，刷丝4一体成型于刷架32，刷丝4与刷架32一体则可以固定刷丝4的位置，刷架32的位置固定后，刷丝4相对于印刷电路板31的位置即固定，也就是在刷丝4与刷丝孔312焊接之前对刷丝4进行位置固定，保证刷丝4与刷丝孔312焊接时的位置固定。

在一个可选示例中，刷架32的侧壁面对滑动部42施加朝向刷架32外侧的支撑力以使得滑动部42具有外扩的弹性变形。该刷丝4的滑动部42受到支撑力的作用时会产生外扩的弹性变形，该弹性变形使得刷丝4对刷架32施加夹紧力，该夹紧力使得刷丝4的位置固定，刷丝4不能随意移动，也就是刷丝4与刷丝孔312焊接之前发生预变形，该预变形使得刷丝4相对于刷架32的位置固定，保证刷丝4与刷丝孔312焊接时的位置固定。

刷丝4的初始状态可以是如附图所示的两个滑动部42的端部相互靠近，也可以是滑动部42与搭接部41垂直，还可以是两个滑动部42的端部相互远离，两个滑动部42有外扩程度应该小于弹性变形之后两个滑动部42的外扩的程度。

进一步地，如图7所示，刷架32设置有刷丝安装槽321；刷丝安装槽321具有与搭接部41相匹配的搭接槽321a以及与滑动部42相匹配的导向槽321b。刷丝4搭接于刷架32，可以理解的是，设置刷丝安装槽321可以使得刷丝4的位置更稳固，搭接槽321a与搭接部41相匹配，搭接部41搭接于该搭接槽321a，滑动部42位于导向槽321b，导向槽321b限制滑动部42沿刷架32的侧壁面的位置偏移，结合搭接部41可以实现将刷丝4位置固定。

如图8所示，导向槽321b具有外扩的接触面321c，接触面321c与刷丝4的滑动部42干涉配合，干涉配合使滑动部42外扩并产生弹性张紧力。可以理解的是，刷架32为刚性件，刷丝4为弹性件，当接触面321c与刷丝4的滑动部42干涉配合时，具有弹性的刷丝4发生弹性变形，滑动部42外扩，并且滑动部42对刷架32产生弹性夹紧力，使得刷丝4夹持刷架32，刷丝4的位置固定。该干涉配合指的是接触面321c与刷丝4的滑动部42相抵接，接触面321c对刷丝4施加朝向刷架32外侧的支撑力。

可以理解的是，刷丝4与刷丝孔312的壁面导电接触。刷丝孔312的壁面与线缆插口33电连接，进而实现刷丝4与刷丝孔312的电连接。

在一个示例中，如图9所示，定子套筒1包括：

筒状主体11，筒状主体11开设有上述的开口111，开口111沿筒状主体11的轴向方向延伸，具体该开口111应避让出印刷电路板31的安装空间，也就是刷丝4的安装空间；

法兰盘12，法兰盘12一体成型于筒状主体11的一端，法兰盘12与筒状主体11对接相连，法兰盘12用于将该筒状主体11安装于其它设备，例如摄像机；

端盖13，端盖13装设于筒状主体11的另一端，端盖13封堵于筒状主体11的另一端，防止异物进入筒状主体11的内部；

其中，法兰盘12和端盖13均设置有轴承安装空间P，轴承安装空间P用于安装轴承；转子轴2通过轴承穿设于筒状主体11，转子轴2可通过轴承实现相对筒状本体11的旋转。

在一个示例中，铜环5镶嵌于转子轴2的外表面。更为具体地，铜环5可以是与转子轴2一体注塑成型，相邻的铜环5通过注塑实现绝缘，每个铜环5均与外部线缆相连，实现在铜环5和刷丝4之间的传输回路。

进一步地，铜环5的外表面设置有与刷丝4接触的滑槽51，该滑槽51的存在可以保证刷丝4在相对滑动的同时不会从滑槽51中移出，刷丝4沿滑槽51所形成的既定路线相对滑动。

该滑环机构可以应用于需要局部转动的设备，例如摄像机，在摄像机的摄像头360°转动过程中，滑环机构可以实现电能和信号的传输。

应当理解，虽然本说明书是按照各个实施方式描述的，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，而并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方案或变更，如特征的组合、分割或重复，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种滑环机构，其特征在于，包括：

定子套筒(1)，所述定子套筒(1)的周面具有开口(111)；

转子轴(2)，所述转子轴(2)穿设在所述定子套筒(1)内，其中，所述转子轴(2)具有沿轴向分布的多个铜环(5)；

导通模组(3)，所述导通模组(3)在所述开口(111)处装设于所述定子套筒(1)，其中，所述导通模组(3)装设有与多个所述铜环(5)对应地导电接触的刷丝(4)阵列，并且，所述导通模组(3)还装设有与所述刷丝(4)阵列导电连接的线缆插口(33)；

所述导通模组(3)包括刷架(32)，所述刷丝(4)固定于所述刷架(32)，所述刷丝(4)包括搭接部(41)和相对于所述搭接部(41)折弯的滑动部(42)，

所述刷架(32)设置有刷丝安装槽(321)；刷丝安装槽(321)具有与所述搭接部(41)相匹配的搭接槽(321a)以及与所述滑动部(42)相匹配的导向槽(321b)，所述导向槽(321b)具有外扩的接触面(321c)，所述接触面(321c)与所述刷丝(4)的滑动部(42)干涉配合，所述干涉配合使所述滑动部(42)外扩并产生弹性张紧力。

2.根据权利要求1所述的滑环机构，其特征在于，所述导通模组(3)包括：

印刷电路板(31)，所述印刷电路板(31)安装于所述定子套筒(1)的所述开口(111)处，并且所述印刷电路板(31)开设有刷丝孔(312)；

刷架(32)，所述刷架(32)装设于所述印刷电路板(31)背向所述开口(111)的外表面(311)；

其中，所述刷丝(4)固定于所述刷架(32)并穿过所述刷丝孔(312)与所述铜环(5)导电接触。

3.根据权利要求2所述的滑环机构，其特征在于，所述定子套筒(1)的所述开口(111)的边缘处形成有安装平面(112)，所述印刷电路板(31)可拆卸装设于所述安装平面(112)。

4.根据权利要求2所述的滑环机构，其特征在于，所述搭接部(41)固定于所述刷架(32)，所述滑动部(42)穿过所述刷丝孔(312)与所述铜环(5)导电接触。

5.根据权利要求4所述的滑环机构，其特征在于，所述刷丝(4)一体成型于所述刷架(32)。

6.根据权利要求4所述的滑环机构，其特征在于，所述刷架(32)的侧壁面对所述滑动部(42)施加朝向刷架(32)外侧的支撑力以使得所述滑动部(42)具有外扩的弹性变形。

7.根据权利要求1所述的滑环机构，其特征在于，所述定子套筒(1)包括：

筒状主体(11)，所述筒状主体(11)开设有所述开口(111)；

法兰盘(12)，所述法兰盘(12)一体成型于所述筒状主体(11)的一端；

端盖(13)，所述端盖(13)装设于所述筒状主体(11)的另一端；

其中，所述法兰盘(12)和所述端盖(13)均设置有轴承安装空间(P)；所述转子轴(2)通过轴承穿设于所述筒状主体(11)。

8.根据权利要求1所述的滑环机构，其特征在于，所述铜环(5)镶嵌于所述转子轴(2)的外表面；所述铜环(5)的外表面设置有与所述刷丝(4)接触的滑槽(51)。

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