CN117543298A - 一种基于铜带的新型环体组件及其安装成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于导电滑环技术领域，具体涉及一种基于铜带的新型环体组件及其安装成型方法，新型环体组件包括绝缘筒，绝缘筒上设置有等距分布的多个环形沟槽，环形沟槽的内侧装配有铜带，铜带通过一固定组件固定在环形沟槽的内侧，固定组件包括镶嵌沟槽，且镶嵌沟槽内装配有压接铜块，压接铜块压接在铜带的外侧，且铜带和绝缘筒之间还固定有螺钉，绝缘筒的外侧且位于铜带对接处设置有玻纤拼接块，压接铜块的形状为T形，玻纤拼接块和绝缘筒为拼接一体设计，压接铜块与绝缘筒的圆弧角度一致。本发明能够实现超大尺寸环体组件的成型设计，且其安装的结构简单、安装方便，相较于传统“铜环”式环体组件，其具有成型简单、重量轻等优点。

Description

一种基于铜带的新型环体组件及其安装成型方法

技术领域

本发明属于导电滑环技术领域，具体涉及一种基于铜带的新型环体组件及其安装成型方法。

背景技术

导电滑环是一种能够在旋转结构中传输电力和信号的装置，广泛应用于风力发电、航空航天、医疗设备等领域，导电滑环的核心部件之一是环体组件，它是由多个金属导电环体堆叠而成的，每个导电环体都与相应的刷子接触，从而实现电力和信号的传输；

传统的环体组件是采用铜棒加工而成的，这种方法存在以下缺点：一是无法实现超大直径环体的加工，因为铜棒的长度有限，无法满足大型设备的需求；二是环体组件的重量过大，增加了旋转结构的负担，降低了运行效率；三是环体组件的成本较高，因为铜棒的价格较高，且加工过程中会产生较多的废料；

为了改进传统的环体组件，近年来出现了一些新型的导电滑环，如非接触导电滑环、水银导电滑环、高频导电滑环等，它们具有一些优势，如减少磨损、降低噪音、提高信号质量、扩大传输频率范围等；

然而，这些新型的导电滑环也有一些局限性，如制作难度大、成本高、可靠性低、环保性差等，因此，目前还没有一种导电滑环能够完全满足各种应用场合的需求，仍需要不断地研发和创新。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于铜带的新型环体组件及其安装成型方法，能够实现超大尺寸环体组件的成型设计，且其安装的结构简单、安装方便，相较于传统“铜环”式环体组件，其具有成型简单、重量轻等优点。

本发明采取的技术方案具体如下：

一种基于铜带的新型环体组件，包括绝缘筒，所述绝缘筒上设置有等距分布的多个环形沟槽，所述环形沟槽的内侧装配有铜带，所述铜带通过一固定组件固定在所述环形沟槽的内侧。

所述固定组件包括镶嵌沟槽，且所述镶嵌沟槽内装配有压接铜块，所述压接铜块压接在所述铜带的外侧，且所述铜带和所述绝缘筒之间还固定有螺钉。

所述绝缘筒的外侧且位于所述铜带对接处设置有玻纤拼接块。

所述压接铜块的形状为T形。

所述玻纤拼接块和绝缘筒为拼接一体设计。

所述压接铜块与绝缘筒的圆弧角度一致。

所述铜带的材质为无氧铜，热膨胀系数为0.186×10-6/℃，抗拉强度大于215MP。

所述绝缘筒4为纤维强化塑料材料。

一种基于铜带的新型环体组件的安装成型方法，该安装成型方法用于安装上述的环体组件，所述安装成型方法包括以下步骤：

步骤一：首先将玻纤拼接块与绝缘筒拼接成一体，然后在绝缘筒上整体车削出环形沟槽；

步骤二：将铜带进行切割，且为环形沟槽周长的六分之一长度并对铜带电镀；

步骤三：拆卸玻纤拼接块，并加工镶嵌沟槽，将铜带缠绕至环形沟槽内侧；

步骤四：铜带端部从镶嵌沟槽向后引出，预留拉紧长度，拉紧铜带，并将压接铜块装配至镶嵌沟槽内，通过压接铜块对铜带进行机械压紧，并采用螺钉固定。

所述S2中铜带的切割宽度为3mm。

本发明取得的技术效果为：

本发明采用铜带拼接，可实现超大尺寸环体组件的成型设计，且其安装的结构简单、安装方便，相较于传统“铜环”式环体组件，其具有成型简单、重量轻等优点。

附图说明

图1是本发明中绝缘筒的整体结构示意图；

图2是本发明中图1中A处的放大图；

图3是本发明中图1中B处的放大图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、压接铜块；2、铜带；3、螺钉；4、绝缘筒；5、玻纤拼接块；6、环形沟槽。

具体实施方式

为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行具体说明。应当理解，以下文字仅仅用以描述本发明的一种或几种具体的实施方式，并不对本发明具体请求的保护范围进行严格限定。

实施例1：

一种基于铜带的新型环体组件，包括绝缘筒4，绝缘筒4上设置有等距分布的多个环形沟槽6，环形沟槽6的内侧装配有铜带2，铜带2可以选用无氧铜材料，热膨胀系数为0.186×10-6/℃，抗拉强度优于215MPa，其具有良好的导电性能和延展性能，其形状为薄长条状，其宽度为3mm，其厚度为0.3mm，其长度为环形沟槽6的周长的六分之一，铜带2在切割成所需尺寸后，需要进行电镀处理，以提高其表面的光洁度和耐腐蚀性能，电镀的材料可以是镍、锡、银等，电镀的厚度可以根据实际需要进行调节，铜带2通过一固定组件固定在环形沟槽6的内侧；

根据上述的结构，其中，绝缘筒4为纤维强化塑料材料，其可以选用玻璃钢材料，其具有良好的绝缘性能和耐磨性能，其外形为圆柱形，若干个环形沟槽6则在绝缘筒4上沿周向均匀分布，每个环形沟槽6的形状可以选为矩形，其内侧为圆弧形，与绝缘筒4的外表面相切，其深度为2mm，其宽度为3mm，其长度为绝缘筒4周长的六分之一；

绝缘筒4的外侧且位于铜带2对接处设置有玻纤拼接块5，其具有良好的强度和韧性，其外形为矩形，其厚度可以与环形沟槽6的深度相同，其宽度与环形沟槽6的宽度相同，其可以选为长度为绝缘筒4周长的十二分之一；

玻纤拼接块5和绝缘筒4为拼接一体，即在绝缘筒4上的环形沟槽6之前，先将玻纤拼接块5与绝缘筒4拼接成一体，然后整体车削环形沟槽6，之后再将玻纤拼接块5拆卸下来，以便进行后续的加工。

固定组件包括镶嵌沟槽，且镶嵌沟槽内装配有压接铜块1，压接铜块1压接在铜带2的外侧，且铜带2和绝缘筒4之间还固定有螺钉3；

其中，压接铜块1可以选用铜材料，其具有良好的导电性能和机械强度，其形状为T形，其上部为横向的压接部，其下部为纵向的镶嵌部，其厚度与环形沟槽6的深度相同，其宽度与环形沟槽6的宽度也相同，其长度为绝缘筒4的周长的十二分之，压接铜块1的压接部用于压接铜带2的外侧，使铜带2与压接铜块1之间形成牢固的接触，提高导电效率；

压接铜块1的镶嵌部用于镶嵌在玻纤拼接块5上的镶嵌沟槽内，防止铜带2的松动和脱落，压接铜块1镶嵌部的形状为倒梯形，其上部的宽度与压接部的宽度相同，其下部的宽度小于压接部的宽度，其高度为2mm，其两侧的斜边与玻纤拼接块5上的镶嵌沟槽的斜边相切，形成一个锁紧的结构；

压接铜块1的压接部和镶嵌部的圆弧角度与绝缘筒4的圆弧角度一致，使压接铜块1与绝缘筒4之间的配合更加紧密和平滑，压接铜块1是采用慢走丝的线切割方式精密加工而成的，保证了其尺寸的精确和表面的光滑；

而，螺钉3是由金属材料制成的，具有良好的机械强度和耐腐蚀性能，其形状为圆柱形，其上部为螺纹部，其下部为锥头部，其直径为2mm，其长度为4mm，螺钉3的作用是将铜带2和绝缘筒4之间进一步固定，防止铜带2的松动和移位，提高导电的稳定性；

螺钉3的数量多于压接铜块1的数量，即每个压接铜块1上都设置有至少一个螺钉3，螺钉3的螺纹部穿过铜带2和绝缘筒4的对应孔洞，螺钉3的平头部与压接铜块1压接部的表面平齐，形成一个整体的结构。

实施例2：

一种基于铜带的新型环体组件的安装成型方法，该安装成型方法用于安装上述实施例1所提出的环体组件，安装成型方法包括以下步骤：

第一步：首先将玻纤拼接块与绝缘筒拼接成一体，然后在绝缘筒上整体车削出环形沟槽(6)；

在本步骤中，首先将玻纤拼接块5与绝缘筒4拼接成一体，然后将拼接后的绝缘筒4固定在车床上，使用车刀沿绝缘筒4的周向均匀地车削出若干个环形沟槽6，每个环形沟槽6的形状、尺寸和位置如前述，在车削环形沟槽6的同时，也会车削出玻纤拼接块5的安装部分。

第二步：将铜带2切割成3mm宽，且为环形沟槽6周长的六分之一长度并对铜带2电镀；

在本步骤中，首先将铜带2的原材料切割成若干个3mm宽的薄长条，每个薄长条的长度为环形沟槽6周长的六分之一，即绝缘筒4的周长的三十六分之一，切割完成后，将薄长条进行电镀处理，以提高其表面的光洁度和耐腐蚀性能，电镀的材料可以是镍、锡、银等，电镀的厚度可以根据实际需要进行调节，电镀完成后，将薄长条称为铜带2，并按照顺序编号，以便进行后续的缠绕。

第三步：拆卸玻纤拼接块5，并加工镶嵌沟槽，将铜带2缠绕至环形沟槽6内侧；

在本步骤中，首先将玻纤拼接块5固定在机床上，使用刀具沿玻纤拼接块5的周向均匀地加工出若干个镶嵌沟槽，每个镶嵌沟槽的形状、尺寸和位置与压接铜块1的镶嵌部相匹配，且其弧度与绝缘筒4的圆弧角度一致，以保证压接铜块1与绝缘筒4之间的贴合度；

加工完成后，将玻纤拼接块5从机床上取下，再将其粘接到绝缘筒4的外侧，使其与环形沟槽6相对应，然后，将铜带2的一端从镶嵌沟槽中向后引出，预留一定的拉紧长度，将铜带2沿环形沟槽6的内侧缠绕一周，使其与绝缘筒4之间形成紧密的接触，然后将铜带2的另一端也从玻纤拼接块5的镶嵌沟槽中向后引出，与前一端对齐，形成一个完整的导电环带，预留拉紧长度，待压接铜块1通过螺钉紧固后剪去多余长度。

第四步：拉紧铜带2，并将压接铜块1装配至镶嵌沟槽内，通过压接铜块1对铜带2进行机械压紧，并采用螺钉固定。

在本步骤中，首先将铜带2的两端拉紧，使其与绝缘筒4之间没有松动和间隙，然后将压接铜块1装配到玻纤拼接块5的镶嵌沟槽内，使其与铜带2的外侧紧密接触，通过压接铜块1对铜带2进行机械压紧，提高导电效率，同时采用螺钉3将压接铜块1和铜带2固定在绝缘筒4上，防止铜带2的松动和滑动，提高导电稳定性；

螺钉3的数量和位置可以根据实际需要进行调节，一般每个环形沟槽6内至少设有两个螺钉3，分别位于铜带2的两端。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本发明中未具体描述和解释说明的结构、装置以及操作方法，如无特别说明和限定，均按照本领域的常规手段进行实施。

Claims (8)

1.一种基于铜带的新型环体组件，包括绝缘筒(4)，其特征在于：所述绝缘筒(4)上设置有等距分布的多个环形沟槽(6)，所述环形沟槽(6)的内侧装配有铜带(2)，所述铜带(2)通过一固定组件固定在所述环形沟槽(6)的内侧；

所述固定组件包括镶嵌沟槽，且所述镶嵌沟槽内装配有压接铜块(1)，所述压接铜块(1)压接在所述铜带(2)的外侧，且所述铜带(2)和所述绝缘筒(4)之间还固定有螺钉(3)；

所述绝缘筒(4)的外侧且位于所述铜带(2)对接处设置有玻纤拼接块(5)。

2.根据权利要求1所述的环体组件，其特征在于：所述压接铜块(1)的形状为T形。

3.根据权利要求1所述的环体组件，其特征在于：所述压接铜块(1)与绝缘筒(4)的圆弧角度一致。

4.根据权利要求1所述的环体组件，其特征在于：所述玻纤拼接块(5)和绝缘筒(4)为拼接一体设计。

5.根据权利要求1所述的环体组件，其特征在于：所述铜带(2)的材质为无氧铜，热膨胀系数为0.186×10-6/℃，抗拉强度大于215MP。

6.根据权利要求1所述的环体组件，其特征在于：所述绝缘筒(4)为纤维强化塑料。

7.一种基于铜带的新型环体组件的安装成型方法，其特征在于：该方法用于安装如权利要求1-6任意一项所述的环体组件，所述安装成型方法包括以下步骤：

S1：首先将玻纤拼接块(5)与绝缘筒(4)拼接成一体，然后在绝缘筒(4)上整体车削出环形沟槽(6)；

S2：将铜带(2)进行切割，且为环形沟槽(6)周长的六分之一长度并对铜带(2)电镀；

S3：拆卸玻纤拼接块(5)，并加工镶嵌沟槽，将铜带(2)缠绕至环形沟槽(6)内侧；

S4：铜带(2)端部从镶嵌沟槽向后引出，预留拉紧长度，拉紧铜带(2)，并将压接铜块(1)装配至镶嵌沟槽内，通过压接铜块(1)对铜带(2)进行机械压紧，并采用螺钉固定。

8.根据权利要求7所述的安装成型方法，其特征在于：所述S2中铜带(2)的切割宽度为3mm。