CN116031724A - 一种新型导电环摩擦副结构 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种新型导电环摩擦副结构，涉及导电滑环技术领域，包括弹簧刷丝组件，所述弹簧刷丝组件包括金属套，金属套焊接固定于PCB板上，金属套内滑动设有刷丝固定套，且刷丝固定套由导电材料制成，刷丝固定套内固定有金属纤维束，刷丝固定套上端通过裸导线电性连接有第一导电片，第一导电片与刷丝固定套之间设有弹簧，且弹簧套设于裸导线的外部，金属套上端安装有固定帽，且在固定帽的作用下第一导电片下表面与金属套的上端紧密贴合，本申请能够有效的增加传输能力的稳定性，并且无需定期清理，另外，当金属纤维束因通电磨损达到寿命使用期限时，无需对PCB板进行更换，能够有效的降低更换成本。

Description

一种新型导电环摩擦副结构

技术领域

本申请涉及导电滑环技术领域，尤其是一种新型导电环摩擦副结构。

背景技术

导电滑环是指通过导电环和导电刷的摩擦接触，实现在360°旋转状态下，转子端至定子端电流的传输，现有技术中通常有一下两种方案：

方案一，常规的碳刷加弹簧结构，碳刷使用久了会堆积碳粉，需要定期清理，否则爬电距离会减少，影响电气性能，另外，还存在同尺寸载流能力小的缺点。

方案二，如图1所示，采用刷丝加弹片的结构，摩擦副结构由第一紧固件401、PCB板3、导电块402、第二紧固件403、导电弹片404、铜套405、金属纤维406、导电环2组成。其中金属纤维406垂直作用于导电环2，仅靠弹片弯曲控制。如果弹片弯曲不到位或者随着金属纤维的磨损变短，那么金属纤维406与导电环2会存在倾斜夹角，功率/信号传输能力会大打折扣。

可以看出，现有技术中的导电环摩擦副结构存在需要定期清理、载流能力小、以及传输能力不稳定的问题，并且，现有技术中的摩擦副结构在使用一段时间后，磨损严重需要进行更换时，需要连同PCB板一同进行更换，使得寿命结束后的替换成本较高。

发明内容

本申请的目的在于克服现有技术不足之处，提供一种新型导电环摩擦副结构。

具体的，所述一种新型导电环摩擦副结构，包括：

弹簧刷丝组件，所述弹簧刷丝组件包括金属套，金属套焊接固定于PCB板上，金属套内滑动设有刷丝固定套，且刷丝固定套由导电材料制成，刷丝固定套内固定有金属纤维束，刷丝固定套上端通过裸导线电性连接有第一导电片，第一导电片与刷丝固定套之间设有弹簧，且弹簧套设于裸导线的外部，金属套上端安装有固定帽，且在固定帽的作用下第一导电片下表面与金属套的上端紧密贴合；

导电环，所述导电环设置于金属纤维束下方，且金属纤维束下端在弹簧的作用下与导电环紧密贴合。

进一步的，所述刷丝固定套设置呈下端开口的筒状结构，以使金属纤维束能够固定安装于刷丝固定套内，并且金属纤维束的下端能够伸出刷丝固定套。

进一步的，所述金属纤维束由多根长度相同的金属丝组成，且金属丝通过铆压工艺固定于刷丝固定套内，能够在无需使用焊接或者粘接的情况下将金属丝固定于刷丝固定套内。

进一步的，所述金属丝为银丝、铜丝、金丝或合金中的任意一种，其中，银丝、铜丝、金丝或合金具有优良的导电性，从而使得由金属丝组成的金属纤维束具有优良的导电性，以保障金属纤维束的导电性。

进一步的，所述金属纤维束下端凸出于刷丝固定套，金属纤维束下端延伸至金属套外部且与导电环紧密贴合，使得金属纤维束的下端凸出金属套一段距离，在使得金属纤维束与导电环接触的前提下，还能够使得金属纤维束预留有一定的可磨损长度。

进一步的，所述第一导电片和刷丝固定套均通过焊接或铆接的方式分别与裸导线的两端电性连接，通过焊接或铆接的方式能够有效的保障第一导电片与刷丝固定套之间电流传递的稳定性。

进一步的，所述固定帽通过螺纹连接或卡扣连接的方式可拆卸的固定于金属套上端。

进一步的，所述刷丝固定套上方设有第二导电片，裸导线下端与第二导电片焊接，且弹簧下端与第二导电片贴合，在金属纤维束磨损严重需要更换时，能够方便的对金属纤维束和刷丝固定套进行拆卸更换。

进一步的，所述第一导电片下端固定有环形压力传感器，弹簧上端与环形压力传感器固定连接，金属套上端一侧固定嵌设有数据接口，数据接口与环形压力传感器电性连接，且固定帽一侧开设有与数据接口相匹配的插接口，利用环形压力传感器能够间接的检测金属纤维束对导电环的压力，并且通过数据接口能够实现检测数据的输出。

进一步的，所述第一导电片下端加工有倒角，金属套上端开设有与第一导电片的倒角相适配的定位槽，利用定位槽能够对第一导电片进行定位，使得安装后的第一导电片不易发生滑动，从而进一步提高电流传输的稳定性。

本申请具有如下有益效果：本申请通过在刷丝固定套的上方垂直设置弹簧，使得金属纤维束可垂直作用于导电环上，从而在发生磨损时，使得金属纤维束与导电环之间不会发生倾角的改变，进而能够有效的增加传输能力的稳定性，并且金属纤维束在使用过程中不易出现粉状杂质，从而无需定期清理，另外，当金属纤维束因通电磨损达到寿命使用期限时，只需对金属纤维束和刷丝固定套进行拆卸更换即可，从而无需对PCB板进行更换，能够有效的降低更换成本。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用于来提供对本申请的进一步理解，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。

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述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申请的一些实施例，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是现有技术中法案二的导电环摩擦副结构的结构示意图；

图2是本申请实施例一的新型导电环摩擦副结构的结构示意图；

图3是本申请实施例一的新型导电环摩擦副结构的截面图；

图4是本申请实施例一的新型导电环摩擦副结构中弹簧刷丝组件的主视图；

图5是本申请实施例一的新型导电环摩擦副结构中弹簧刷丝组件的爆炸图；

图6是本申请实施例一的新型导电环摩擦副结构中刷丝固定套的剖视图；

图7是本申请实施例一的新型导电环摩擦副结构中刷丝固定套和金属纤维束的结构示意图；

图8是图7中A处的结构放大图；

图9是本申请实施例一的新型导电环摩擦副结构中金属纤维束磨损严重后的结构示意图；

图10是本申请实施例一的新型导电环摩擦副结构中导电环的俯视图；

图11是本申请实施例二的新型导电环摩擦副结构中弹簧刷丝组件的结构示意图；

图12是本申请实施例二的新型导电环摩擦副结构中弹簧刷丝组件的爆炸图；

图13是本申请实施例二的新型导电环摩擦副结构中第一导电片和第二导电片的结构示意图；

图14是本申请实施例二的新型导电环摩擦副结构中第一导电片和环形压力传感器的结构示意图；

图15是本申请实施例二的新型导电环摩擦副结构中金属套的结构示意图；

图16是本申请实施例二的新型导电环摩擦副结构中固定帽的结构示意图。

附图标记：

1、弹簧刷丝组件；101、金属套；102、刷丝固定套；103、金属纤维束；104、裸导线；105、第一导电片；106、弹簧；107、固定帽；108、第二导电片；109、环形压力传感器；110、数据接口；111、插接口；112、倒角；113、定位槽；2、导电环；201、第二导电柱；3、PCB板；301、第一导电柱；401、第一紧固件；402、导电块；403、第二紧固件；404、导电弹片；405、铜套；406、金属纤维。

实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

实施例

请参阅图2-图10，本申请的一个较佳实施例，一种新型导电环2摩擦副结构，包括：弹簧刷丝组件1，所述弹簧刷丝组件1包括金属套101，金属套101焊接固定于PCB板3上，金属套101内滑动设有刷丝固定套102，其中，刷丝固定套102设置呈下端开口的筒状结构，以使金属纤维束103能够固定安装于刷丝固定套102内，并且金属纤维束103的下端能够伸出刷丝固定套102，且刷丝固定套102由导电材料制成，以使得电流能够通过刷丝固定套102传输给其内部的金属纤维束103，刷丝固定套102内固定有金属纤维束103，刷丝固定套102上端通过裸导线104电性连接有第一导电片105，第一导电片105与刷丝固定套102之间设有弹簧106，且弹簧106套设于裸导线104的外部，金属套101上端安装有固定帽107，且在固定帽107的作用下第一导电片105下表面与金属套101的上端紧密贴合；

导电环2，所述导电环2设置于金属纤维束103下方，且金属纤维束103下端在弹簧106的作用下与导电环2紧密贴合，其中，图2中箭头方向为导电环2旋转方向。

在进一步的实施例中，所述金属纤维束103由多根长度相同的金属丝组成，且金属丝通过铆压工艺固定于刷丝固定套102内，能够在无需使用焊接或者粘接的情况下将金属丝固定于刷丝固定套102内，并且能够使得金属丝之间以及金属丝与刷丝固定套102之间保持优良的导电性。

在进一步的实施例中，所述金属丝为银丝、铜丝、金丝或合金中的任意一种，其中，银丝、铜丝、金丝或合金具有优良的导电性，从而使得由金属丝组成的金属纤维束103具有优良的导电性，以保障金属纤维束103的导电性，需要说明的是，考虑导电性的情况下，选用银丝效果最好。

在进一步的实施例中，所述金属纤维束103下端凸出于刷丝固定套102，金属纤维束103下端延伸至金属套101外部且与导电环2紧密贴合，使得金属纤维束103的下端凸出金属套101一段距离，在使得金属纤维束103与导电环2接触的前提下，还能够使得金属纤维束103预留有一定的可磨损长度。

在进一步的实施例中，所述第一导电片105和刷丝固定套102均通过焊接或铆接的方式分别与裸导线104的两端电性连接，通过焊接或铆接的方式能够有效的保障第一导电片105与刷丝固定套102之间电流传递的稳定性，并且，如果采用焊锡焊接的方式还能够通过对焊锡进行加热的方式完成裸导线104的拆除。

在进一步的实施例中，所述固定帽107通过螺纹连接或卡扣连接的方式可拆卸的固定于金属套101上端，具体的，可以通过在固定帽107的内壁加工内螺纹，在金属套101的上端外壁加工外螺纹，以使固定帽107可螺纹连接在金属套101上端，另外，也可以在固定帽107内壁设置凸起，在金属套101的上端外壁设置与凸起卡合的凹槽，以使固定帽107可卡接固定在金属套101上端。

请参阅图4-图9，金属纤维束103由数量众多长度一致的单根金属丝（即金属纤维）集成一束圆形，单根金属丝直径小于0.15mm，通过铆压装在刷丝固定套102里，刷丝固定套102与导电片通过焊接方式将裸导线104焊接到两端，并在焊接之前将弹簧106套设在裸导线104的外部，使弹簧106在使用过程中保持一定弹力，且裸导线104在使用过程中始终处于松弛状态，随着金属纤维束103的磨损弹簧106被压缩程度减小，裸导线104逐渐绷紧，最后固定帽107通过螺纹或卡扣方式与金属套101固定在一起，将弹簧刷丝组件1的其他零部件限制在金属套101内部，以克服弹簧106被压缩产生弹力引起的位移，金属套101通过焊锡焊接固定在PCB板3上，且金属套101贯穿PCB板3，其中，金属套101可选用铜、银、金等金属材料制成，从而能够将金属纤维束103竖直压在导电环2上。

请参阅图3，将装有弹簧刷丝组件1的PCB板3平行安装于导电环2面上方，使得PCB板3与导电环2之间的距离保持固定，金属纤维束103垂直接触导电环2，电流/电信号从第一导电柱301输入，经PCB板3上的导电材料传输到金属套101，再传输到第一导电片105，再经裸导线104传输到刷丝固定套102和金属纤维束103，最后传输到导电环2，经第二导电柱201再流出。

请参阅图9，当金属纤维束103因通电磨损达到寿命使用期限时，金属纤维束103的下端已散开，先拆下固定帽107，将裸导线104在图9所示切割线的位置剪开，将第一导电片105从上方拆下，然后将PCB板3以箭头所示方向拆下，再将弹簧106、刷丝固定套102和金属纤维束103从下方抽出，然后将PCB板3重新安装到摩擦副结构上，并从金属套101的上方装入新的刷丝组件，刷丝组件包括第一导电片105、弹簧106、裸导线104、刷丝固定套102和金属纤维束103，并盖上固定帽107即可。

本申请的实施例一，通过在刷丝固定套102的上方垂直设置弹簧106，使得金属纤维束103可垂直作用于导电环2上，从而在发生磨损时，使得金属纤维束103与导电环2之间不会发生倾角的改变，进而能够有效的增加传输能力的稳定性，并且金属纤维束103在使用过程中不易出现粉状杂质，从而无需定期清理，另外，当金属纤维束103因通电磨损达到寿命使用期限时，只需对第一导电片105、弹簧106、刷丝固定套102和金属纤维束103进行拆卸更换即可，从而无需对PCB板3进行更换，能够有效的降低更换成本。

实施例

请参阅图11-图16，本申请的一个较佳实施例，一种新型导电环2摩擦副结构，包括：弹簧刷丝组件1，所述弹簧刷丝组件1包括金属套101，金属套101焊接固定于PCB板3上，金属套101内滑动设有刷丝固定套102，其中，刷丝固定套102设置呈下端开口的筒状结构，以使金属纤维束103能够固定安装于刷丝固定套102内，并且金属纤维束103的下端能够伸出刷丝固定套102，且刷丝固定套102由导电材料制成，以使得电流能够通过刷丝固定套102传输给其内部的金属纤维束103，刷丝固定套102内固定有金属纤维束103，刷丝固定套102上方设有第二导电片108，裸导线104下端与第二导电片108通过焊接或铆接，裸导线104上端与第一导电片105通过焊接或铆接，第一导电片105与第二导电片108之间设有弹簧106，弹簧106套设于裸导线104外部，且弹簧106下端与第二导电片108贴合，在弹簧106的作用下第二导电片108紧紧的压在刷丝固定套102上，金属套101上端安装有固定帽107，且在固定帽107的作用下第一导电片105下表面与金属套101的上端紧密贴合，在金属纤维束103磨损严重需要更换时，由于第二导电片108并未与刷丝固定套102固定连接，能够方便的对金属纤维束103和刷丝固定套102进行拆卸更换，而且无需剪断裸导线104；

导电环2，所述导电环2设置于金属纤维束103下方，且金属纤维束103下端在弹簧106的作用下与导电环2紧密贴合。

在进一步的实施例中，所述金属纤维束103由多根长度相同的金属丝组成，且金属丝通过铆压工艺固定于刷丝固定套102内，能够在无需使用焊接或者粘接的情况下将金属丝固定于刷丝固定套102内，并且能够使得金属丝之间以及金属丝与刷丝固定套102之间保持优良的导电性。

在进一步的实施例中，所述金属丝为银丝、铜丝、金丝或合金中的任意一种，其中，银丝、铜丝、金丝或合金具有优良的导电性，从而使得由金属丝组成的金属纤维束103具有优良的导电性，以保障金属纤维束103的导电性，需要说明的是，考虑导电性的情况下，选用银丝效果最好。

在进一步的实施例中，所述金属纤维束103下端凸出于刷丝固定套102，金属纤维束103下端延伸至金属套101外部且与导电环2紧密贴合，使得金属纤维束103的下端凸出金属套101一段距离，在使得金属纤维束103与导电环2接触的前提下，还能够使得金属纤维束103预留有一定的可磨损长度。

在进一步的实施例中，所述第一导电片105和刷丝固定套102均通过焊接或铆接的方式分别与裸导线104的两端电性连接，通过焊接或铆接的方式能够有效的保障第一导电片105与刷丝固定套102之间电流传递的稳定性，并且，如果采用焊锡焊接的方式还能够通过对焊锡进行加热的方式完成裸导线104的拆除。

在进一步的实施例中，所述固定帽107通过螺纹连接或卡扣连接的方式可拆卸的固定于金属套101上端，具体的，可以通过在固定帽107的内壁加工内螺纹，在金属套101的上端外壁加工外螺纹，以使固定帽107可螺纹连接在金属套101上端，另外，也可以在固定帽107内壁设置凸起，在金属套101的上端外壁设置与凸起卡合的凹槽，以使固定帽107可卡接固定在金属套101上端。

在进一步的实施例中，所述第一导电片105下端固定有环形压力传感器109，弹簧106上端与环形压力传感器109固定连接，金属套101上端一侧固定嵌设有数据接口110，数据接口110与环形压力传感器109电性连接，且固定帽107一侧开设有与数据接口110相匹配的插接口111，利用环形压力传感器109能够间接的检测金属纤维束103对导电环2的压力，并且通过数据接口110能够实现检测数据的输出，从而能够便于根据压力值随着磨损程度的变化判断何时更换金属纤维束103。

在进一步的实施例中，所述第一导电片105下端加工有倒角112，金属套101上端开设有与第一导电片105的倒角112相适配的定位槽113，利用定位槽113能够对第一导电片105进行定位，使得安装后的第一导电片105不易发生滑动，从而进一步提高电流传输的稳定性。

本申请的实施例二，通过在刷丝固定套102的上方垂直设置弹簧106，使得金属纤维束103可垂直作用于导电环2上，从而在发生磨损时，使得金属纤维束103与导电环2之间不会发生倾角的改变，进而能够有效的增加传输能力的稳定性，并且金属纤维束103在使用过程中不易出现粉状杂质，从而无需定期清理，另外，当金属纤维束103因通电磨损达到寿命使用期限时，只需对刷丝固定套102和金属纤维束103进行拆卸更换即可，无需剪断裸导线104，且无需对PCB板3进行更换，能够有效的降低更换成本。

以上，仅为本申请较佳的具体实施方式；但本申请的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，根据本申请的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本申请的保护范围内。

Claims (10)

1.一种新型导电环摩擦副结构，其特征在于，包括：

弹簧刷丝组件，所述弹簧刷丝组件包括金属套，金属套焊接固定于PCB板上，金属套内滑动设有刷丝固定套，且刷丝固定套由导电材料制成，刷丝固定套内固定有金属纤维束，刷丝固定套上端通过裸导线电性连接有第一导电片，第一导电片与刷丝固定套之间设有弹簧，且弹簧套设于裸导线的外部，金属套上端安装有固定帽，且在固定帽的作用下第一导电片下表面与金属套的上端紧密贴合；

导电环，所述导电环设置于金属纤维束下方，且金属纤维束下端在弹簧的作用下与导电环紧密贴合。

2.根据权利要求1所述的新型导电环摩擦副结构，其特征在于，所述刷丝固定套设置呈下端开口的筒状结构。

3.根据权利要求1所述的新型导电环摩擦副结构，其特征在于，所述金属纤维束由多根长度相同的金属丝组成，且金属丝通过铆压工艺固定于刷丝固定套内。

4.根据权利要求3所述的新型导电环摩擦副结构，其特征在于，所述金属丝为银丝、铜丝、金丝或合金中的任意一种。

5.根据权利要求1所述的新型导电环摩擦副结构，其特征在于，所述金属纤维束下端凸出于刷丝固定套，金属纤维束下端延伸至金属套外部且与导电环紧密贴合。

6.根据权利要求1所述的新型导电环摩擦副结构，其特征在于，所述第一导电片和刷丝固定套均通过焊接或铆接的方式分别与裸导线的两端电性连接。

7.根据权利要求1所述的新型导电环摩擦副结构，其特征在于，所述固定帽通过螺纹连接或卡扣连接的方式可拆卸的固定于金属套上端。

8.根据权利要求1所述的新型导电环摩擦副结构，其特征在于，所述刷丝固定套上方设有第二导电片，裸导线下端与第二导电片焊接，且弹簧下端与第二导电片贴合。

9.根据权利要求8所述的新型导电环摩擦副结构，其特征在于，所述第一导电片下端固定有环形压力传感器，弹簧上端与环形压力传感器固定连接，金属套上端一侧固定嵌设有数据接口，数据接口与环形压力传感器电性连接，且固定帽一侧开设有与数据接口相匹配的插接口。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的新型导电环摩擦副结构，其特征在于，所述第一导电片下端加工有倒角，金属套上端开设有与第一导电片的倒角相适配的定位槽。

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