CN209544787U - 一种隔离型电滑环 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种隔离型电滑环，包括转子及安装在转子上的多个导电环，导电环沿着转子的轴线方向间隔排布，还包括套设在转子上的绝缘环，所述绝缘环呈圆环状，且任意相邻两导电环之间均设置有绝缘环，所述绝缘环的外侧上还设置有呈环状的环槽，所述环槽均沿着绝缘环的周向方向延伸。本电滑环的结构设计可有效避免其上导电环之间产生相互干扰。

Description

一种隔离型电滑环

技术领域

本实用新型涉及电器电气连接技术领域，特别是涉及一种隔离型电滑环。

背景技术

传统的电滑环中，与导电环配合的导电刷一般为碳刷结构、刷针结构、纤维素刷结构。

碳刷结构电滑环的特点为：面与面接触，相对旋转运动，接触面积大，热量产生较多，影响其他零部件的工作寿命，另外磨损太大，长期摩擦会出现大量绝缘粉末，需要经常更换碳刷，维护周期短，使用成本增加，使用寿命短。

刷针结构电滑环的特点为：点与点接触，但每个环道接触点较少(比如2个或4个)，这种结构磨损比碳刷结构电滑环小，长期摩擦也会出现大量绝缘黑粉，另外由于接触点少，在接触点位置出现绝缘粉末后，会造成通讯误码，不能正确传输信号，这需要经常维护(如清洗环道与刷针)，才能使滑环正常工作，从而增加维护工作量和使用成本。

纤维束刷式结构电滑环的特点为：点与点接触，它是由很多电阻率低、耐磨及弹性好的细小的纤维丝组成束刷。束刷平铺在导电环环道表面上(导电环表面为平面)，使每根纤维丝都与环道相接触，所以接触点多。从统计学上分析，接触点越多，传输信号越可靠。纤维束刷式结构滑环传输信号可靠，由于是细小的纤维丝组成，与环道接触时的压力较小，且稳定性好，磨损也小，使用寿命长。但传输大功率(大电流)时寿命不可靠，适用于信号传输。

面结构大功率滑环的特点是：面与面接触，但滑块与环道采用耐磨及自带润滑的材料制作。面与面接触保证了大功率传输的可靠性，作为功率滑环传输功率大，耐磨及自带润滑的材料制作保证了产品的寿命与免维护性能。

综上所述，不同的电滑环结构或形式使得各自具有不同的特点，进一步优化电滑环的结构设计，以使得其具有更好的性能，是本领域技术人员所亟待解决的技术问题。

实用新型内容

针对上述提出的进一步优化电滑环的结构设计，以使得其具有更好的性能，是本领域技术人员所亟待解决的技术问题。本实用新型提供了一种隔离型电滑环，本电滑环的结构设计可有效避免其上导电环之间产生相互干扰。

本方案的技术手段如下，一种隔离型电滑环，包括转子及安装在转子上的多个导电环，导电环沿着转子的轴线方向间隔排布，还包括套设在转子上的绝缘环，所述绝缘环呈圆环状，且任意相邻两导电环之间均设置有绝缘环，所述绝缘环的外侧上还设置有呈环状的环槽，所述环槽均沿着绝缘环的周向方向延伸。

如上所述，现有技术中导电刷具有多种形式，不同形式的导电刷具有不同的特点。然而，由于电滑环在工作时导电刷与导电环组成滑动摩擦副，故电滑环在工作时其上零部件的磨损问题是不可避免，针对转子上安装有多个导电环用于传递多路信号或功率的情况，以上磨损产生的磨粒可能会造成导电环之间电导通或信号导通，基于此，本方案提供了具有隔离功能的隔离型电滑环。

本方案中，任意相邻两导电环之间的绝缘环作为对应两导电环之间的绝缘部件，针对以上磨粒发挥阻隔作用以避免因为磨粒造成所述电导通或信号导通。同时本方案中，设置为绝缘环上还具有环槽，在以上磨粒跨过绝缘环靠近其的一侧后，在进一步向相邻导电环运动过程中，可通过磨粒落入所述环槽中，同时在绝缘环随转子转动的过程中跌落而进一步避免因为磨粒产生的相邻两导电环之间产生短路情况。

作为本领域技术人员，如在导电环为N个时，所述绝缘环为N-1个即可。所述N为大于或等于2的正整数。

更进一步的技术方案为：

作为一种利于转子转动过程中的受力、利于转子转动转动平稳性的技术方案，设置为：所述环槽呈圆环状，且环槽与转子同轴。

作为一种可避免磨粒由绝缘环与转子之间的间隙穿过、同时方便装配的实现方案，所述绝缘环通过其上的中心孔与转子过盈配合。

还包括呈筒状的护罩、安装在护罩内的刷架、安装在刷架上的传输线路板、安装在传输线路板上的导电刷、所述转子安装在护罩内；

所述导电刷为多个，各导电环均匹配有至少一个导电刷；

所述导电刷为块状的块刷，且导电刷均通过弹性片与传输线路板相连，各导电刷与对应导电环接触后，各弹性片均产生弹性变形；

所述导电刷用于与导电环接触的面为弧面，且导电刷通过其上的弧面与导电环面接触。本方案在使用时，以上传输线路板上连接定子接线端，以上转子上连接转子接线端。本方案在使用时，以上传输线路板上连接定子接线端，以上转子上连接转子接线端。设置为包括所述弹性片，这样，可利用所述弹性片发生弹性变形产生的弹力，保证导电刷与导电环的接触质量，同时避免因为导电刷与导电环之间压力过大导致电滑环在工作时产生严重磨损情况，同时在电滑环上零部件发生磨损时，通过所述弹性片发生弹性回复，保证导电刷与导电环接触的可靠性。设置为导电刷为块刷，在具体实施时，可采用导电刷为自身具有耐磨和自润滑性能的合金，传输线路板、弹簧片和导电刷之间的连接可采用焊接、压接等。设置为导电刷为块刷，且导电刷与导电环面接触，使得本电滑环可用于功率传输，即本电滑环可可靠的传输大电流。具体的，导电环可采用铜。同时设置为以上弹性片在完成安装后产生弹性变形，弹性片所产生弹力的方向为沿着导电环的径向方向，且所述弹力即为导电环上用于与导电刷接触位置处的点的正压力，以利于导电刷与导电环配合的可靠性，使得所述弹力可尽可能小，降低电滑环工作时的磨损。优选的，设置为所述弧面与导电环的表面完全贴合。

为保证导电刷与导电环相互之间功率传递或信号传递的可靠性，设置为：各导电环均匹配有至少两个导电刷。作为本领域技术人员，与同一导电环相互作用的导电刷用于传递同一种信号或同一种功率即可。

为进一步优化导电环之间的隔离性能，设置为：还包括外侧安装于护罩上或刷架上的隔离板，所述隔离板的数量与绝缘环的数量相等，隔离板均由绝缘材料制成，隔离板均呈圆环状，所述隔离板与转子同轴，隔离板与绝缘环一一对应，呈对应关系的隔离板与绝缘环两者中，隔离板的内侧嵌入绝缘环的环槽中。采用本方案，在电滑环工作时，隔离板静止，绝缘环随转子转动，这样，可通过隔离板配合绝缘环，实现更为可靠的相邻两导电环之间的空间隔离：避免磨粒直接跨过绝缘环。

为避免绝缘环与隔离板组成的隔离部件在电滑环工作过程中因为磨损受损，设置为：各隔离板各点与与之对应的绝缘环之间均具有间隙。即隔离板与环槽的槽面相间。

为方便实现绝缘环与隔离板的配合，设置为：所述两者中，至少有一者局部材料为柔性材料或全部材料为柔性材料，在完成隔离板嵌入环槽中时，通过所述柔性材料产生变形，完成隔离板的内侧嵌入环槽中。本方案中，所述柔性材料旨在在进行装配时，通过变形为隔离板嵌入环槽中提供通道。作为本领域技术人员，本方案仅为方便实现以上装配的优选方式，如设置为：实现以上装配通过绝缘环和/或隔离板产生弹性变形实现。进一步的，为方便产生所述弹性变形，设置为：沿着隔离板的径向方向，隔离板的厚度渐变，且向隔离板的外侧变小。

由于绝缘环随转子转动，而隔离板为静止部件，为利于本方案工作的可靠性，设置为：所述隔离板局部材料为柔性材料或全部材料为柔性材料，所述绝缘环由刚性材料制成。

为使得导电环表面导电性好，且光滑耐磨，同时具有理想的防腐蚀性能，设置为：所述导电环的外侧面上还设置有镀金层；

为尽可能减小磨粒对电滑环工作的影响和方便维护电滑环，设置为：还包括设置于护罩内，且位于导电环正下方的隔离槽，所述隔离槽的开口端朝向导电环。采用本方案，当电滑环工作时产生磨粒时，磨粒可在重力的作用下落入隔离槽并收纳在隔离槽内，避免磨粒四处扩散对电滑环工作的可靠性、寿命等产生更多的影响。优选的，设置为隔离槽亦呈环状，且与转子同轴并位于导电环的外侧，单个隔离槽匹配单个导电环以为单个导电环服务或单个隔离槽匹配单个导电环以为多个导电环服务，在相互匹配的隔离槽与导电环组合中，隔离槽与导电环位于转子的同一轴线位置，这样，在电滑环工作时，导电环转动，磨粒在离心力作用下亦可直接落入并收纳于隔离槽中，同时本方案也便于后期对电滑环进行维护。

本实用新型具有以下有益效果：

本方案中，任意相邻两导电环之间的绝缘环作为对应两导电环之间的绝缘部件，针对以上磨粒发挥阻隔作用以避免因为磨粒造成所述电导通或信号导通。同时本方案中，设置为绝缘环上还具有环槽，在以上磨粒跨过绝缘环靠近其的一侧后，在进一步向相邻导电环运动过程中，可通过磨粒落入所述环槽中，同时在绝缘环随转子转动的过程中跌落而进一步避免因为磨粒产生的相邻两导电环之间产生短路情况。

附图说明

图1是本实用新型所述的一种隔离型电滑环一个具体实施例的结构示意图；

图2是本实用新型所述的一种隔离型电滑环一个具体实施例的局部结构示意图，该示意图反映转子、导电环、导电刷、绝缘环、隔离板等的结构和相互配合关系；

图3是本实用新型所述的一种隔离型电滑环一个具体实施例的局部结构示意图，该示意图反映导电环、导电刷、弹性片的结构和相互配合关系；

图4是本实用新型所述的一种隔离型电滑环一个具体实施例的局部结构示意图，该示意图反映传输线路板与导电刷的连接关系。

图中的附图标记分别为：1、定子接线端，2、隔离槽，3、护罩，4、刷架，5、导电刷，6、传输线路板，7、导电环，8、转子，9、转子接线端，10、绝缘环，11、隔离板，12、弹性片，13、环槽。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步的详细说明，但是本实用新型的结构不仅限于以下实施例。

实施例1：

如图1至图4所示，一种隔离型电滑环，包括转子8及安装在转子8上的多个导电环7，导电环7沿着转子8的轴线方向间隔排布，还包括套设在转子8上的绝缘环10，所述绝缘环10呈圆环状，且任意相邻两导电环7之间均设置有绝缘环10，所述绝缘环10的外侧上还设置有呈环状的环槽13，所述环槽13均沿着绝缘环10的周向方向延伸。

如上所述，现有技术中导电刷5具有多种形式，不同形式的导电刷5具有不同的特点。然而，由于电滑环在工作时导电刷5与导电环7组成滑动摩擦副，故电滑环在工作时其上零部件的磨损问题是不可避免，针对转子8上安装有多个导电环7用于传递多路信号或功率的情况，以上磨损产生的磨粒可能会造成导电环7之间电导通或信号导通，基于此，本方案提供了具有隔离功能的隔离型电滑环。

本方案中，任意相邻两导电环7之间的绝缘环10作为对应两导电环7之间的绝缘部件，针对以上磨粒发挥阻隔作用以避免因为磨粒造成所述电导通或信号导通。同时本方案中，设置为绝缘环10上还具有环槽13，在以上磨粒跨过绝缘环10靠近其的一侧后，在进一步向相邻导电环7运动过程中，可通过磨粒落入所述环槽13中，同时在绝缘环10随转子8转动的过程中跌落而进一步避免因为磨粒产生的相邻两导电环7之间产生短路情况。

作为本领域技术人员，如在导电环7为N个时，所述绝缘环10为N-1个即可。所述N为大于或等于2的正整数。

实施例2：

如图1至图4所示，本实施例在实施例1的基础上作进一步限定：

作为一种利于转子8转动过程中的受力、利于转子8转动转动平稳性的技术方案，设置为：所述环槽13呈圆环状，且环槽13与转子8同轴。

作为一种可避免磨粒由绝缘环10与转子8之间的间隙穿过、同时方便装配的实现方案，所述绝缘环10通过其上的中心孔与转子8过盈配合。

还包括呈筒状的护罩3、安装在护罩3内的刷架4、安装在刷架4上的传输线路板6、安装在传输线路板6上的导电刷5、所述转子8安装在护罩3内；

所述导电刷5为多个，各导电环7均匹配有至少一个导电刷5；

所述导电刷5为块状的块刷，且导电刷5均通过弹性片12与传输线路板6相连，各导电刷5与对应导电环7接触后，各弹性片12均产生弹性变形；

所述导电刷5用于与导电环7接触的面为弧面，且导电刷5通过其上的弧面与导电环7面接触。本方案在使用时，以上传输线路板6上连接定子接线端1，以上转子8上连接转子接线端9。本方案在使用时，以上传输线路板6上连接定子接线端1，以上转子8上连接转子接线端9。设置为包括所述弹性片12，这样，可利用所述弹性片12发生弹性变形产生的弹力，保证导电刷5与导电环7的接触质量，同时避免因为导电刷5与导电环7之间压力过大导致电滑环在工作时产生严重磨损情况，同时在电滑环上零部件发生磨损时，通过所述弹性片12发生弹性回复，保证导电刷5与导电环7接触的可靠性。设置为导电刷5为块刷，在具体实施时，可采用导电刷5为自身具有耐磨和自润滑性能的合金，传输线路板6、弹簧片和导电刷5之间的连接可采用焊接、压接等。设置为导电刷5为块刷，且导电刷5与导电环7面接触，使得本电滑环可用于功率传输，即本电滑环可可靠的传输大电流。具体的，导电环7可采用铜。同时设置为以上弹性片12在完成安装后产生弹性变形，弹性片12所产生弹力的方向为沿着导电环7的径向方向，且所述弹力即为导电环7上用于与导电刷5接触位置处的点的正压力，以利于导电刷5与导电环7配合的可靠性，使得所述弹力可尽可能小，降低电滑环工作时的磨损。优选的，设置为所述弧面与导电环7的表面完全贴合。

为保证导电刷5与导电环7相互之间功率传递或信号传递的可靠性，设置为：各导电环7均匹配有至少两个导电刷5。作为本领域技术人员，与同一导电环7相互作用的导电刷5用于传递同一种信号或同一种功率即可。

为进一步优化导电环7之间的隔离性能，设置为：还包括外侧安装于护罩3上或刷架4上的隔离板11，所述隔离板11的数量与绝缘环10的数量相等，隔离板11均由绝缘材料制成，隔离板11均呈圆环状，所述隔离板11与转子8同轴，隔离板11与绝缘环10一一对应，呈对应关系的隔离板11与绝缘环10两者中，隔离板11的内侧嵌入绝缘环10的环槽13中。采用本方案，在电滑环工作时，隔离板11静止，绝缘环10随转子8转动，这样，可通过隔离板11配合绝缘环10，实现更为可靠的相邻两导电环7之间的空间隔离：避免磨粒直接跨过绝缘环10。

为避免绝缘环10与隔离板11组成的隔离部件在电滑环工作过程中因为磨损受损，设置为：各隔离板11各点与与之对应的绝缘环10之间均具有间隙。即隔离板11与环槽13的槽面相间。

为方便实现绝缘环10与隔离板11的配合，设置为：所述两者中，至少有一者局部材料为柔性材料或全部材料为柔性材料，在完成隔离板11嵌入环槽13中时，通过所述柔性材料产生变形，完成隔离板11的内侧嵌入环槽13中。本方案中，所述柔性材料旨在在进行装配时，通过变形为隔离板11嵌入环槽13中提供通道。作为本领域技术人员，本方案仅为方便实现以上装配的优选方式，如设置为：实现以上装配通过绝缘环10和/或隔离板11产生弹性变形实现。进一步的，为方便产生所述弹性变形，设置为：沿着隔离板11的径向方向，隔离板11的厚度渐变，且向隔离板11的外侧变小。

由于绝缘环10随转子8转动，而隔离板11为静止部件，为利于本方案工作的可靠性，设置为：所述隔离板11局部材料为柔性材料或全部材料为柔性材料，所述绝缘环10由刚性材料制成。

为使得导电环7表面导电性好，且光滑耐磨，同时具有理想的防腐蚀性能，设置为：所述导电环7的外侧面上还设置有镀金层；

为尽可能减小磨粒对电滑环工作的影响和方便维护电滑环，设置为：还包括设置于护罩3内，且位于导电环7正下方的隔离槽2，所述隔离槽2的开口端朝向导电环7。采用本方案，当电滑环工作时产生磨粒时，磨粒可在重力的作用下落入隔离槽2并收纳在隔离槽2内，避免磨粒四处扩散对电滑环工作的可靠性、寿命等产生更多的影响。优选的，设置为隔离槽2亦呈环状，且与转子8同轴并位于导电环7的外侧，单个隔离槽2匹配单个导电环7以为单个导电环7服务或单个隔离槽2匹配单个导电环7以为多个导电环7服务，在相互匹配的隔离槽2与导电环7组合中，隔离槽2与导电环7位于转子8的同一轴线位置，这样，在电滑环工作时，导电环7转动，磨粒在离心力作用下亦可直接落入并收纳于隔离槽2中，同时本方案也便于后期对电滑环进行维护。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施方式只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的技术方案下得出的其他实施方式，均应包含在对应实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种隔离型电滑环，包括转子(8)及安装在转子(8)上的多个导电环(7)，导电环(7)沿着转子(8)的轴线方向间隔排布，其特征在于，还包括套设在转子(8)上的绝缘环(10)，所述绝缘环(10)呈圆环状，且任意相邻两导电环(7)之间均设置有绝缘环(10)，所述绝缘环(10)的外侧上还设置有呈环状的环槽(13)，所述环槽(13)均沿着绝缘环(10)的周向方向延伸。

2.根据权利要求1所述的一种隔离型电滑环，其特征在于，所述环槽(13)呈圆环状，且环槽(13)与转子(8)同轴。

3.根据权利要求1所述的一种隔离型电滑环，其特征在于，所述绝缘环(10)通过其上的中心孔与转子(8)过盈配合。

4.根据权利要求1所述的一种隔离型电滑环，其特征在于，还包括呈筒状的护罩(3)、安装在护罩(3)内的刷架(4)、安装在刷架(4)上的传输线路板(6)、安装在传输线路板(6)上的导电刷(5)、所述转子(8)安装在护罩(3)内；

所述导电刷(5)为多个，各导电环(7)均匹配有至少一个导电刷(5)；

所述导电刷(5)为块状的块刷，且导电刷(5)均通过弹性片(12)与传输线路板(6)相连，各导电刷(5)与对应导电环(7)接触后，各弹性片(12)均产生弹性变形；

所述导电刷(5)用于与导电环(7)接触的面为弧面，且导电刷(5)通过其上的弧面与导电环(7)面接触。

5.根据权利要求4所述的一种隔离型电滑环，其特征在于，各导电环(7)均匹配有至少两个导电刷(5)。

6.根据权利要求4所述的一种隔离型电滑环，其特征在于，还包括外侧安装于护罩(3)上或刷架(4)上的隔离板(11)，所述隔离板(11)的数量与绝缘环(10)的数量相等，隔离板(11)均由绝缘材料制成，隔离板(11)均呈圆环状，所述隔离板(11)与转子(8)同轴，隔离板(11)与绝缘环(10)一一对应，呈对应关系的隔离板(11)与绝缘环(10)两者中，隔离板(11)的内侧嵌入绝缘环(10)的环槽(13)中。

7.根据权利要求6所述的一种隔离型电滑环，其特征在于，各隔离板(11)各点与与之对应的绝缘环(10)之间均具有间隙。

8.根据权利要求6所述的一种隔离型电滑环，其特征在于，所述两者中，至少有一者局部材料为柔性材料或全部材料为柔性材料，在完成隔离板(11)嵌入环槽(13)中时，通过所述柔性材料产生变形，完成隔离板(11)的内侧嵌入环槽(13)中。

9.根据权利要求8所述的一种隔离型电滑环，其特征在于，所述隔离板(11)局部材料为柔性材料或全部材料为柔性材料，所述绝缘环(10)由刚性材料制成。

10.根据权利要求6所述的一种隔离型电滑环，其特征在于，所述导电环(7)的外侧面上还设置有镀金层；

还包括设置于护罩(3)内，且位于导电环(7)正下方的隔离槽(2)，所述隔离槽(2)的开口端朝向导电环(7)。