CN115621808A - 导电滑环的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种导电滑环的制备方法，包括单个电刷结构的成型过程以及导电滑环的组装过程；单个电刷结构的成型过程包括：成型刷架；形成至少一组电刷丝；在印刷电路板上焊接电刷丝，且至少一组电刷丝焊接后均位于印刷电路板同侧，形成刷丝组件；将刷丝组件安装于刷架，形成电刷结构；导电滑环的组装过程包括：在一个刷丝组件内安装导电环，并使该刷丝组件的电刷丝抵接于导电环；将另一刷丝组件与安装有导电环的刷丝组件进行组装，并使另一刷丝组件的电刷丝也抵接于导电环，形成导电滑环。通过焊接电刷丝到印刷电路板的方法，替代了现有技术中，人工穿孔电刷线于印刷电路板的操作，大幅提高了导电滑环的生产组装效率。
Description
技术领域
本发明涉及电能和信号传输技术领域，具体地，涉及一种导电滑环的制备方法。
背景技术
导电滑环也称电刷、碳刷、集电环、集流环、汇流环、旋通或旋转电气关节，专用于在无限制连续旋转时，传输功率电源及信号电源，其可应用于风力发电、伺服控制系统、工作转台、机械人机械手、工程机械、视频监控及医疗器械等领域内需要进行信号旋转电传输的系统中。导电滑环的内部结构由定子与转子两部分组成。定子和转子的关键部件是导电环与导电刷，通过轴承、壳体支撑起电环与电刷的装配。导电滑环的工作原理是经过电环与电刷的摩擦接触来传导电流。
如图1及图2所示，图1为现有的导电滑环隐藏刷丝后的结构示意图，图 2为图1所示导电滑环的剖视图，导电滑环一般包括滑环组件01及刷丝组件2，其中，刷丝组件2包括刷架1、PCB板022和U型刷丝023，刷丝组件2制备时，工人需要将刷丝弯折成U型刷丝023，再将其穿过PCB板022的预留孔 0221，从而使U型刷丝023电性连接于PCB板022，然后再通过点胶工艺将 U型刷丝023固定于PCB板022上，在此之前将PCB板022提前固定到刷架 1上，固定U型刷丝023后形成刷丝组件2，最后将刷丝组件2与滑环组件01 组合安装。
该导电滑环的制备方法受限于刷丝组件在成型时刷丝的人工弯折穿孔过程以及注塑点胶固定过程，尤其是在大规模的生产中，需要工人逐根对刷丝弯折穿孔及点胶固定，存在生产成本高，人工效率低的缺陷。
发明内容
针对现有技术的不足，本申请提供一种导电滑环的制备方法。
本申请公开的一种导电滑环的制备方法包括：单个电刷结构的成型过程以及导电滑环的组装过程；
单个电刷结构的成型过程包括：
成型刷架；
形成至少一组电刷丝；
在印刷电路板上焊接电刷丝，且至少一组电刷丝焊接后均位于印刷电路板同侧，形成刷丝组件；
将刷丝组件安装于刷架，形成电刷结构；
导电滑环的组装过程包括：
在一个刷丝组件内安装导电环，并使该刷丝组件的电刷丝抵接于导电环；
将另一刷丝组件与安装有导电环的刷丝组件进行组装，并使另一刷丝组件的电刷丝也抵接于导电环，形成导电滑环。
优选地，形成至少一组电刷丝包括：
形成多根导线，并将多根导线排列整齐。
优选地，形成至少一组电刷丝包括：
形成偶数组电刷丝；
在印刷电路板上焊接电刷丝包括：将两组电刷丝分别焊接于印刷电路板中同一模块的两个焊点处。
优选地，将多根导线排列整齐包括：
拉直导线，并控制其长度相同。
优选地，拉直导线包括：
采用电烙铁加热导线。
优选地，在成型刷架时，刷架上成型有安装部，刷丝组件安装于安装部。
优选地，在成型安装部时，还在安装部中部成型有镂空位，印刷电路板覆盖于镂空位处。
优选地，在成型安装部时，还在安装部成型有数量与电刷丝相匹配的过线孔，安装刷丝组件于刷架时，电刷丝穿过过线孔。
优选地，在成型刷架时，还在刷架成型有转槽，导电环安装于转槽中。
本申请的有益效果在于：通过焊接电刷丝到印刷电路板的方法，替代了现有技术中，人工穿孔电刷线于印刷电路板的操作，刷丝无需再一根根穿入到刷架的走线孔中，焊接电刷丝到印刷电路板所用时间远远小于穿孔刷丝于刷架所用时间，大幅提高了电刷结构的生产组装效率，采用焊接电刷丝到印刷电路板的方法，大大的减少了成型电刷结构的时间，并且焊接可采用自动化设备操作，降低了企业的生产及人工成本。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为现有技术中导电滑环隐藏刷丝后的结构示意图；
图2为图1所示导电滑环的剖视图；
图3为单个电刷结构成型过程的流程图；
图4为导电滑环组装过程流程图；
图5为电刷结构爆炸视图；
图6为电刷结构的结构示意图；
图7为刷丝组件的结构示意图；
图8为设有过线孔的刷架的结构示意图；
图9为设有镂空位的刷架的结构示意图；
图10为刷丝组件的剖视图；
图11为导电滑环爆炸视图。
附图标记：
1-刷架；2-刷丝组件；11-过线孔；12-镂空位；13-空腔；14-安装部；15- 转槽；21-导体板；211-印刷电路板；22-刷丝；221-电刷丝；2211-导线；10- 电刷结构；200-导电环；1000-导电滑环；01-滑环组件；022-PCB板；023-U 型刷丝；0221-预留孔。
具体实施方式
以下将以图式揭露本申请的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本申请。也就是说，在本申请的部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化图式起见，一些习知惯用的结构与组件在图式中将以简单的示意的方式绘示之。
需要说明，本申请实施例中所有方向性指示诸如上、下、左、右、前、后……仅用于解释在某一特定姿态如附图所示下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本申请中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本申请，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。
为能进一步了解本申请的申请内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
实施例一
请参阅图3及图4，图3为单个电刷结构成型过程的流程图，图4为导电滑环组装过程流程图，本实施例中的导电滑环的制备方法包括单个电刷结构 10的成型过程以及导电滑环1000的组装过程。
其中，单个电刷结构10的成型过程包括：成型刷架1；形成至少一组电刷丝221；在印刷电路板211上焊接电刷丝221，且至少一组电刷丝221焊接后均位于印刷电路板211同侧，形成刷丝组件2；将刷丝组件2焊安装于刷架 1，形成电刷结构10。
请参阅图5及图6，图5为电刷结构爆炸视图，图6为电刷结构的结构示意图，具体的，成型刷架1时，采用注塑成型或嵌件成型，成型后的刷架1呈 1/2圆筒状，且成型刷架1时，采用绝缘材料成型，制成后的刷架1为绝缘体。
请参阅图7，图7为刷丝组件的结构示意图，形成电刷丝221时，可采用裁切的方式，将导线2211裁切，使其长度与刷架1尺寸匹配，形成一组或多组电刷丝221。也可将导线2211弯折，形成电刷丝221，电刷丝221的组数可根据制备导电滑环1000功能的需求来确定，当导电滑环1000的印刷电路板 211具有多个功能模块，需要满足该领域内更多的可选功能时，相对应的需要形成与印刷电路板211功能模块数匹配的电刷丝221。
请复阅图7，焊接电刷丝221于印刷电路板211时，将电刷丝221的导线 2211的一端焊至印刷电路板211上，如需多组电刷丝221时，多组电刷丝221 均焊接于印刷电路板211同一侧的焊点处，印刷电路板211与电刷丝221共同组成刷丝组件2。
请复阅图6，安装刷丝组件2于刷架1时，可采用涂胶安装，也可采用其他方式进行安装，将刷丝组件2固定于刷架1即可。
请参阅图11并复阅图4，图11为导电滑环爆炸视图，导电滑环1000的组装过程包括：在其中一个电刷结构10内安装导电环200，并使该刷丝组件2的电刷丝221抵接于导电环200；
将另一刷丝组件2与安装有导电环200的刷丝组件2进行组装，并使另一刷丝组件2的电刷丝221也抵接于导电环200，形成导电滑环1000。
具体的，将导电滑环1000安装于1/2圆筒状的刷架1内，要使该刷架1 内的电刷丝221抵接于导电环200上，再将另一电刷结构10与之拼接，形成导电滑环1000。
如此，通过焊接电刷丝221到印刷电路板211的方法，替代了现有技术中，人工穿孔电刷线于印刷电路板211的操作，刷丝无需再一根根穿入到刷架1 的走线孔中，焊接电刷丝221到印刷电路板211所用时间远远小于穿孔刷丝于刷架1所用时间，大幅提高了电刷结构10的生产组装效率，采用焊接电刷丝 221到印刷电路板211的方法，大大的减少了成型电刷结构10的时间，并且焊接可采用自动化设备操作，降低了企业的人工成本。
请复阅图7，进一步地，形成至少一组电刷丝221包括：形成多根导线2211，并使多根导线2211排列整齐。为了保证电刷丝211与导电环200的良好接触，每组电刷丝211中都具有多根导线2211，而在制备电刷丝221时，需要事先准备多根导线，再将多根导线2211进行排列。
如此，使用多根导线2211组成电刷丝221，可提高导电滑环1000在应用过程中，刷丝与导电环200旋转摩擦传导电流或电信号的稳定性，使得导电滑环1000信号传输时更加稳定。
请复阅图7，进一步地，形成至少一组电刷丝221包括：形成偶数组电刷丝221，在印刷电路板211上焊接电刷丝221包括；将两组电刷丝221分别焊接于印刷电路板211中同一模块的两个焊点处。
如此，可满足功能要求更高的印刷电路板211功能模块的需求，同时可在导电滑环1000旋转摩擦时，为其提供更稳定的电流或电信号的传输。
进一步地，将多根导线2211排列整齐包括：拉直导线2211，并控制其长度相同。
如此，当导电滑环1000内部相对旋转时，能尽可能的减少电刷丝221与导电环200的摩擦力，以此增加导电滑环1000的使用寿命。
进一步地，拉直导线2211前还包括：采用电烙铁加热电刷丝221。
如此，通过电烙铁将导线2211加热，使导电环2211软化，可更容易将电导线2211拉直，同时导线2211的拉直效果更好。
请参阅图8，图8为设有过线孔的刷架的结构示意图，进一步地，在成型刷架1时，还在刷架1成型有安装部14，刷丝组件2安装于安装部14。
如此，安装刷丝组件2于刷架1时，更易操作，同时，安装后的刷丝组件2更加稳定，不会从刷架1轻易脱落。
请复阅图8，进一步地，在成型安装部14时，还在安装部14成型有数量与电刷丝221相匹配的过线孔11，安装刷丝组件2于刷架1时，电刷丝221 穿过过线孔11。
如此，可缓冲电刷丝221与导电滑环1000摩擦所带来的电刷丝221与印刷电路板211的振动，更好的增加了导电滑环1000的使用寿命，需要注意的是，由于电刷丝221已以前焊接于印刷电路板211上，故刷丝组件2穿过该过线孔11时，无需一根根传入，只需将印刷电路板211对齐刷架1，一次性即可将全部刷丝穿过过线孔11。
请参阅图9，图9为设有镂空位的刷架的结构示意图，进一步地，在成型安装部14时，还在安装部14中部成型有镂空位12，印刷电路板211覆盖于镂空位12处。
如此，安装刷丝组件2于刷架1时，无需刻意控制电刷丝221所处位置，安装刷丝组件2于刷架1时操作空间更大，安装过程更加方便。
请复阅图5，图5为电刷结构爆炸视图，进一步地，在成型刷架1时，还在刷架1成型有转槽15，导电环200安装于转槽15中。
如此，导电环200安装于刷架1的转槽15中，导电环200与刷架1相对旋转时更加稳定。
实施例二
请复阅图5及图6，本实施例提供一种采用实施例一方法制备获得的电刷结构，该电刷结构包括刷架1及刷丝组件2，刷架1用于支撑固定，刷丝组件 2连接于刷架1，刷丝组件2用于传输电流、信号或数据。
其中，刷丝组件2包括导体板21及至少一组刷丝22，导体板21拆卸连接于刷架1，每组刷丝22包括两组电刷线221，每组电刷线221的其中一端焊接于导体板21上，每组电刷线221的另一端伸入刷架1内，且当电流连通时，每组刷丝22中的两组电刷线221通过导体板21连通，而不同的每组刷丝22 之间相互不连通。
具体应用时，需对刷丝组件2进行安装，工作人员需要将刷丝22的电刷线221其中一端焊接至导体板21的其中一面上，焊接后将导体板21焊有电刷线221的一面朝向刷架1的内侧安装于刷架1，使电刷丝221的另一端伸入刷架1内，即完成刷丝22的固定，其中，刷丝22包括单丝、多丝贵金属纤刷或复合碳刷，指定位置以及可拆卸连接方式本领域技术人员可根据实际情况自行选择，在此不作赘述。
如此，工作人员在组装电刷结构时，通过设置与刷架1分离的导体板21，避免了直接于刷架1上对刷丝22进行固定操作，将刷丝22的电刷线221焊接于可拆卸的导体板21上，相较直接于刷架1上操作，导体板21无遮挡具有更灵活的操作空间，同时，刷丝22无需再一根根穿入到刷架1的走线孔中，焊接刷丝22的电刷线221到导体板21所用时间远远小于穿孔刷丝22于刷架1 所用时间，大幅提高了电刷的生产制造效率。
请复阅图7，进一步地，每组电刷线221包括多根导线2211，多根导线 2211的一端焊接于导体板21，多根导线2211的另一端伸入刷架1内，在焊接时，每组电刷线221可以同时焊接。
如此，电刷在旋转过程中可随时保证刷丝22部分的电刷线221与配合使用的连接件的连通，提高了电刷使用时的稳定性。
请复阅图8，进一步地，刷架1上设有多个过线孔11，每组电刷线221 的另一端穿过其中一个过线孔11并伸入刷架1内。
如此，可缓冲导电滑环转动时刷丝22的电刷丝221与导体板21焊接处所受到的冲击力，减少电刷丝221脱落或产生形变的发生，穿过过线孔11的电刷丝受到冲击力时，电刷丝221先于过线孔11处卸力，过线孔11可对电刷丝其固定作用。
请复阅图8，进一步地，多个过线孔11分成两列，每列过线孔11沿刷架 1轴向排列。
如此，可保证每组刷丝22的两组电刷丝221均位于过线孔11内，既方便刷丝组件2与刷架1的可拆卸连接，又使每组刷丝22的两组电刷丝221有更好的稳固性。
请复阅图9，进一步地，刷架1设有镂空位12，导体板21可拆卸连接于刷架1的镂空位12处，刷丝22穿过镂空位12。
如此，安装焊有刷丝22的导体板21于刷架1时，无需控制刷丝22装入位置，只需将焊有刷丝22地一面朝向刷架1，再将导体板21安装于刷架1即可，减少穿孔的时间进一步提高组装制造效率。
请参阅图10，图10为刷丝组件的剖视图，刷丝22的两组电刷丝221相对设置；在与导电环连通时，两组电刷线221分别位于导电环的轴向两侧，两组电刷线221不会相互产生影响，同时使得电刷丝221更加工整，同时旋转时，刷丝组件2与导电环200传输电信号更加稳定。
综上，本申请所提供的导电滑环制备方法，通过焊接电刷丝到印刷电路板的方法，替代了现有技术中，人工穿孔电刷线于印刷电路板的操作，刷丝无需再一根根穿入到刷架的走线孔中，焊接电刷丝到印刷电路板所用时间远远小于穿孔刷丝于刷架所用时间，大幅提高了电刷结构的生产组装效率，采用焊接电刷丝到印刷电路板的方法，大大的减少了成型电刷结构的时间，并且焊接可采用自动化设备操作，降低了企业的生产及人工成本。
上仅为本申请的实施方式而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理的内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本申请的权利要求范围之内。
Claims (9)
1.一种导电滑环的制备方法，其特征在于，包括：单个电刷结构(10)的成型过程以及导电滑环(1000)的组装过程；
单个所述电刷结构(10)的成型过程包括：
成型刷架(1)；
形成至少一组电刷丝(221)；
在印刷电路板(211)上焊接所述电刷丝(221)，且至少一组所述电刷丝(221)焊接后均位于所述印刷电路板(211)同侧，形成刷丝组件(2)；
将所述刷丝组件(2)安装于所述刷架(1)，形成所述电刷结构(10)；
所述导电滑环(1000)的组装过程包括：
在一个所述电刷结构(10)内安装导电环(200)，并使该所述电刷结构(10)的电刷丝(221)抵接于所述导电环(200)；
将另一所述电刷结构(10)与安装有所述导电环(200)的电刷结构(10)进行组装，并使另一所述电刷结构(10)的电刷丝(221)也抵接于所述导电环(200)，形成导电滑环(1000)。
2.根据权利要求1所述的导电滑环的制备方法，其特征在于，形成至少一组所述电刷丝(221)包括：
形成多根导线(2211)，并将多根所述导线(2211)排列整齐。
3.根据权利要求1所述的导电滑环的制备方法，其特征在于，形成至少一组所述电刷丝(221)包括：形成偶数组所述电刷丝(221)；在所述印刷电路板(211)上焊接所述电刷丝(221)包括：将两组所述电刷丝(221)分别焊接于所述印刷电路板(211)中同一模块的两个焊点处。
4.根据权利要求2所述的导电滑环的制备方法，其特征在于，多根所述导线(2211)排列整齐包括：
拉直所述导线(2211)，并控制其长度相同。
5.根据权利要求4所述的导电滑环的制备方法，其特征在于，拉直所述导线(2211)前还包括：
采用电烙铁加热所述导线(2211)。
6.根据权利要求1所述的导电滑环的制备方法，其特征在于，成型所述刷架(1)时，还在所述刷架(1)上成型有安装部(14)，所述刷丝组件(2)安装于所述安装部(14)。
7.根据权利要求6所述的导电滑环的制备方法，其特征在于，在成型所述安装部(14)时，还在所述安装部(14)中部成型有镂空位(12)，所述印刷电路板(211)覆盖于所述镂空位(12)处。
8.根据权利要求6所述的导电滑环的制备方法，其特征在于，在成型所述安装部(14)时，还在所述安装部(14)上成型有数量与所述电刷丝(221)相匹配的过线孔(11)，安装所述刷丝组件(2)于所述刷架(1)时，所述电刷丝(221)穿过所述过线孔(11)。
9.根据权利要求1-8任一所述的导电滑环的制备方法，其特征在于，成型所述刷架(1)时，还在所述刷架(1)成型有转槽(15)，所述导电环(200)安装于所述转槽(15)中。
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