CN111326928B - 一种柔性接触电极径向面接触滑环 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种柔性接触电极径向面接触滑环，涉及滑环技术领域，包括：第一支撑壳、第二支撑壳、支撑轴、多个内环接触电极、多个外环接触电极、多个柔性滚动导体和多个隔离轴套，支撑轴设置在第一支撑壳和第二支撑壳内部，内环接触电极均嵌在支撑轴上，外环接触电极嵌在第一支撑壳和第二支撑壳内壁的外环电极键槽内，外环接触电极与内环接触电极之间设置有多个柔性滚动导体，柔性滚动导体在外环接触电极和内环接触电极的压力作用下发生径向压缩。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

一种柔性接触电极径向面接触滑环

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径向面接触滑环。

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径向面接触滑环，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径向面接触滑环，包括第一支撑壳、第二支撑壳、支撑轴、多个内环接触电极、多个外环接触电极、多个柔性滚动导体和多个隔离轴套，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，多个所述内环接触电极均嵌在所述支撑轴上，多个所述隔离轴套均套设在所述支撑轴上，用于隔开相邻的所述内环接触电极，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外环电极键槽，多个所述外环接触电极均嵌在所述外环电极键槽内，每组所述外环接触电极与所述内环接触电极之间均设置有多个所述柔性滚动导体，所述柔性滚动导体在所述外环接触电极和所述内环接触电极的压力作用下发生径向变形，所述支撑轴的上部和下部设置有紧固螺母，用于限定所述外环接触电极、所述内环接触电极、所述柔性滚动导体和所述隔离轴套的轴向位置，与多个所述外环接触电极电连接的多根第一导线均从所述导线槽穿过，所述支撑轴上开设有支撑轴导线槽，与多个所述内环接触电极电连接的多根第二导线均从所述支撑轴导线槽穿出。

优选的，所述第一支撑壳、所述第二支撑壳、所述隔离轴套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外环接触电极的边沿电连接。

优选的，每根所述第二导线均与一个所述内环接触电极的内沿电连接。

优选的，所述支撑轴上设置有支撑键，每个所述隔离轴套上均设置有一个隔离轴套键槽，每个所述隔离轴套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，每个所述外环接触电极均包括外环支撑环和外环柔性电极，所述外环柔性电极设置在所述外环支撑环内部，所述外环支撑环外侧壁上设置有外环接触电极平键，所述外环接触电极平键与所述外环电极键槽键连接。

优选的，每个所述内环接触电极均包括内环支撑环和内环柔性电极，所述内环柔性电极设置在所述内环支撑环内，所述内环柔性电极内壁上设置有一个内环电极键槽，所述内环电极键槽与所述支撑键键连接。

优选的，所述内环柔性电极由可伸缩弹性导体制成。

优选的，所述外环柔性电极由可伸缩弹性导体制成。

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径向面接触滑环，通过在外环接触电极和内环接触电极之间设置柔性滚动导体，装配之后将在其径向方向上被压扁变形，该形变可使柔性滚动导体产生均匀的与外环接触电极、内环接触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导体与外环接触电极和内环接触电极形成面接触，同时柔性滚动导体也将滚动前进，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为本发明提供的柔性接触电极径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径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径向面接触滑环柔性接触电极径向面接触滑环的另一种爆炸图。

其中：1-外环接触电极，101-外环接触电极平键，102-外环支撑环，103-外环柔性电极，2-内环接触电极，201-内环电极键槽，202-内环支撑环，203-内环柔性电极，3-柔性滚动导体，4-隔离轴套，401-隔离轴套键槽，5-第一导线，5a-边沿，6-第二导线，6a-内沿，7-支撑轴，7a-支撑轴导线槽，7b-支撑键，8-紧固螺母，9-第一支撑壳，10-第二支撑壳，10a-外环电极键槽，10b-导线槽。

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径向面接触滑环，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1～3所示：本实施例提供了一种柔性滚动体径向面接触滑环，包括第一支撑壳9、第二支撑壳10、支撑轴7、多个内环接触电极2、多个外环接触电极1、多个柔性滚动导体3和多个隔离轴套4，第一支撑壳9和第二支撑壳10可拆卸连接，支撑轴7设置在第一支撑壳9和第二支撑壳10内部，多个内环接触电极2均嵌在支撑轴7上，多个隔离轴套4均套设在支撑轴7上，用于隔开相邻的内环接触电极2，使其相互绝缘，第一支撑壳9和第二支撑壳10内壁均开设有导线槽10b和外环电极键槽10a，多个外环接触电极1均嵌在外环电极键槽10a内，每组外环接触电极1与内环接触电极2之间均设置有多个柔性滚动导体，多个柔性滚动导体3在外环接触电极1和内环接触电极2的压力作用下发生径向变形，支撑轴7的上部和下部设置有紧固螺母8，用于限定外环接触电极1、内环接触电极2、柔性滚动导体3和隔离轴套4的轴向位置，与多个外环接触电极1电连接的多根第一导线5均从导线槽10b穿过，支撑轴7上开设有支撑轴导线槽7a，与多个内环接触电极2电连接的多根第二导线6均从支撑轴导线槽7a穿出，且多根第一导线5和多根第二导线6之间相互绝缘。

工作过程中第二导线6和支撑轴7相对静止，第一导线5和第一支撑壳9、第二支撑壳10相对静止，但支撑轴7和第一支撑壳9、第二支撑壳10相对周向旋转运动，内环接触电极2周向固定在支撑轴7上，外环接触电极1固定在第一支撑壳9和第二支撑壳10内壁的外环电极键槽10a内，工作过程中外环接触电极1和内环接触电极2相对周向运动，并通过中间的柔性滚动导体3滚动连接，柔性滚动导体3的材料为可伸缩弹性导体，自然状态的加工形状优选为圆柱，装配之后将在其径向方向上被压扁变形，该形变可使各个柔性滚动导体3产生均匀的与外环接触电极1、内环接触电极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导体3与外环接触电极1和内环接触电极形成面接触，保证接触面积足够大，同时柔性滚动导体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。

第一支撑壳9、第二支撑壳10、隔离轴套4和支撑轴7均采用绝缘材料制成。

每根第一导线5均与一个外环接触电极1的边沿5a电连接。

每根第二导线6均与一个内环接触电极2的内沿6a电连接。

支撑轴7上设置有支撑键7b，每个隔离轴套4上均设置有一个隔离轴套键槽401，每个隔离轴套键槽401均与支撑键7b键连接，从而实现多个隔离轴套4在支撑轴7上的周向固定。

每个外环接触电极1均包括外环支撑环102和外环柔性电极103，外环柔性电极103设置在外环支撑环102内部，外环支撑环102用于支撑外环柔性电极103，外环支撑环102外侧壁上设置有外环接触电极平键101，外环接触电极平键101与外环电极键槽10a键连接，工作过程中外环柔性电极103受柔性滚动导体3的压力作用变形，变形区会随着柔性滚动导体3移动而保持同步移动，以保证持续稳定的面接触。

每个内环接触电极2均包括内环支撑环202和内环柔性电极203，内环柔性电极203设置在内环支撑环202内，内环支撑环202用于支撑内环柔性电极203，内环柔性电极203内壁上设置有一个内环电极键槽201，内环电极键槽201与支撑键7b键连接，工作过程中内环柔性电极203受柔性滚动导体3的压力作用变形，变形区会随着柔性滚动导体3移动而保持同步移动，以保证持续稳定的面接触。

内环柔性电极2优选由可伸缩弹性导体制成。

外环柔性电极1优选由可伸缩弹性导体制成。

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 (10)

1.一种柔性接触电极径向面接触滑环，其特征在于：包括第一支撑壳、第二支撑壳、支撑轴、多个内环接触电极、多个外环接触电极、多个柔性滚动导体和多个隔离轴套，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，多个所述内环接触电极均嵌在所述支撑轴上，多个所述隔离轴套均套设在所述支撑轴上，用于隔开相邻的所述内环接触电极，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外环电极键槽，多个所述外环接触电极均嵌在所述外环电极键槽内，每组所述外环接触电极与所述内环接触电极之间均设置有多个所述柔性滚动导体，所述柔性滚动导体为圆柱形，所述柔性滚动导体在所述外环接触电极和所述内环接触电极的压力作用下发生径向变形，所述支撑轴的上部和下部设置有紧固螺母，用于限定所述外环接触电极、所述内环接触电极、所述柔性滚动导体和所述隔离轴套的轴向位置，与多个所述外环接触电极电连接的多根第一导线均从所述导线槽穿过，所述支撑轴上开设有支撑轴导线槽，与多个所述内环接触电极电连接的多根第二导线均从所述支撑轴导线槽穿出，每个所述外环接触电极均包括外环支撑环和外环柔性电极，所述外环柔性电极设置在所述外环支撑环内部，每个所述内环接触电极均包括内环支撑环和内环柔性电极，所述内环柔性电极设置在所述内环支撑环上。

2.根据权利要求1所述的柔性接触电极径向面接触滑环，其特征在于：所述第一支撑壳、所述第二支撑壳、所述隔离轴套和所述支撑轴均采用绝缘材料制成。

3.根据权利要求1所述的柔性接触电极径向面接触滑环，其特征在于：每根所述第一导线均与一个所述外环接触电极的边沿电连接。

4.根据权利要求1所述的柔性接触电极径向面接触滑环，其特征在于：每根所述第二导线均与一个所述内环接触电极的内沿电连接。

5.根据权利要求1所述的柔性接触电极径向面接触滑环，其特征在于：所述支撑轴上设置有支撑键，每个所述隔离轴套上均设置有一个隔离轴套键槽，每个所述隔离轴套键槽均与所述支撑键键连接。

6.根据权利要求1所述的柔性接触电极径向面接触滑环，其特征在于：所述柔性滚动导体由可伸缩弹性导体制成。

7.根据权利要求1所述的柔性接触电极径向面接触滑环，其特征在于：所述外环支撑环外侧壁上设置有外环接触电极平键，所述外环接触电极平键与所述外环电极键槽键连接。

8.根据权利要求5所述的柔性接触电极径向面接触滑环，其特征在于：所述内环柔性电极内壁上设置有一个内环电极键槽，所述内环电极键槽与所述支撑键键连接。

9.根据权利要求8所述的柔性接触电极径向面接触滑环，其特征在于：所述内环柔性电极由可伸缩弹性导体制成。

10.根据权利要求7所述的柔性接触电极径向面接触滑环，其特征在于：所述外环柔性电极由可伸缩弹性导体制成。

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