CN212935099U - 盘式液体导电环 - Google Patents

Abstract

盘式液体导电环，涉及电源传输或电信号传送装置技术领域。呈圆盘状的与上外壳与转轴固定连接，与上外壳相对应的下外壳固定于底座上，上外壳相对应的下外壳在外力的作用下产生转动；复数个上导电环与上外壳固连为一个整体，复数个下导电环与下外壳固连为一个整体，在上导电环与下导电环之间的环状间隙间充填有液体金属；上、下绝缘隔环分别衬垫于上外壳与下外壳内，并将上导电环与下导电环绝缘且固定在上外壳及下外壳上，转轴通过止推轴承支撑；上外壳与下外壳之间装有起到减小摩擦和无油润滑作用的润滑垫圈，上导电环通过上外壳的上端面上开的若干个出线槽引到上外壳的上端面外的接线铜排，方便与外部导线连接；下外壳的下方设有导线，导线与下导电环引出的接线铜排连接。

Description

盘式液体导电环

技术领域

本实用新型涉及电源传输或电信号传送装置技术领域，尤其是指一种盘式液体导电环。

背景技术

导电环属于电接触滑动连接应用范畴，它又称集电环、或称旋转关节、旋转电气接口、滑环、集流环、回流环、线圈、换向器、转接器，是两个相对转动机构实现图像、数据信号及动力传递的精密输电装置。特别适合应用于无限制的连续旋转，同时又需要从固定位置到旋转位置传送功率或数据的场所。

各类仪器和设备，必须传递数量可观的电源和各种控制及测试信号。而这些信号的传递往往都是在两个相对连续运动的部件间进行。要么是旋转运动，要么是直线运动。因此必须配有导电部件对于旋转运动传递信号，通常采用导电环来实现。导电环的质量和工作状态影响整机的性能和设备工作可靠性。

导电环根据摩擦的方式不同可分为固体滑动式导电环、液体滑动式导电环和滚动导电环三种。

固体滑环装置是通过一个静止的电刷以一定的压力压在转动的环上，进行电信号或电源功率的传递。尽管目前该种滑环的制造技术已经比较成熟，而且正被广泛应用在各种旋转部件上，但存在共同的问题是:

1.启动时的静摩擦力矩和转动时的动摩擦力矩均比较大，滑动摩擦的摩擦系数约为0.2-0.3,滚动摩擦系数约为0.1-02。从静止状态到滑动状摩擦力矩有个阶跃过程。动静摩擦的阶跃给伺服控制系统带来了很大的困难，伺服电机的启动力矩小于起动静摩擦力矩时，伺服电机发生堵转现象。当伺服电机的启动力矩大于启动静摩擦力矩时，则伺服控制系统产生超调不能很快进入伺服状态，进而影响到伺服控制系统的速率平稳性；

2.电流通过滑动接触表面时会引起两接触表面之间的严重磨损。摩擦掉的微粒会增加电弧的产生的可能性，这又进一步破坏滑环表面，影响电传输性能：

3.由于电刷工作是单点压在环道上，随着工作的进行，接触点不断磨损。随着电刷的磨损，接触压力不断减小，因此接触点之间无法保持恒定不变的正压力。根据接触电阻理论，当接触力较小时，膜的影响大大增加，由于膜的厚度分布不均匀以及膜的临界应变具有统计分布的性质，从而造成接触电阻分散性较大，再加上传动过程不平稳或有轻微震动时，造成接触电阻波动较大。导电环的电阻波动，将使传递的信号失真或产生噪音，所有这些不足之处将难以满足更高一级水平传递信号的需要。

因此，国内生产的固体滑动式导电环难以满足此类设备对信号传输的更高一级的要求。为此人们开始探索性能更优越的导电环。

现在导电环的发展方向，一是以美国为代表的发展的滚动导电环，二是以苏联为代表发展的液体滑动导电环，由于保密等方面的原因，滚动导电环的资料较多，而有关液体导电滑环的资料很少。

滚动导电环改善了普通固体滑环原理上的缺陷，它使用一个或多个滚动挠性体及两个内外环道来代替电刷和滑环环道，以滚动接触来代替滑动接触，从而使摩擦力矩显著减小。同时，由于挠性体的变形，使接触面积显著增大，接触压力稳定，大大改善了电阻的波动性能。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足之处，而提供一种盘式液体导电环。

本实用新型是通过如下技术方案实现的：盘式液体导电环， 由上外壳、上导电环、转轴、润滑垫圈、下导电环、液体金属、上、下绝缘隔环、下外壳及底座组成。呈圆盘状的与上外壳与转轴固定连接，与上外壳相对应的下外壳固定于底座上，上外壳相对应的下外壳在外力的作用下产生转动；复数个上导电环与上外壳固连为一个整体，复数个下导电环与下外壳固连为一个整体，在上导电环与下导电环之间的环状间隙间充填有液体金属；上、下绝缘隔环分别衬垫于上外壳与下外壳内，并将上导电环与下导电环绝缘且固定在上外壳及下外壳上，转轴通过止推轴承支撑；上外壳与下外壳之间装有起到减小摩擦和无油润滑作用的润滑垫圈，上导电环通过上外壳的上端面上开的若干个出线槽引到上外壳的上端面外的接线铜排，方便与外部导线连接；下外壳的下方设有导线，导线与下导电环引出的接线铜排连接。

所述的液体金属为汞、镓金属、铟金属。

所述的上导电环与下导电环之间的间隙小于2mm。

所述的上、下绝缘隔环为非金属材料。

所述的润滑垫圈4为聚四氟乙烯环形垫圈。

所述的多个同心圆设置的上、下导电环组成用于传输多个电信号多通道的导电环。

本实用新型现有固体滑动式导电环方案相比，具有下述明显优点：

接触电阻特别小，而且稳定性好，不易产生电阻波动，因此噪声小。由于工作时没有冲击和磨损，因而也不会产生电火花放电问题。因为液体是靠吸附作用，吸附在上、下环的缝隙中，液体滑环中，接触是固体与液体之间的接触，这就没有这方面的问题。

盘式液体导电环的另一个重要的技术指标则是摩擦力矩也很小，因为液体环摩擦力矩主要是由于密封产生的，由环道本身液态金属与上、下环的吸附力所产生的摩擦力矩很小。随着环数的增加，液体滑环的性能优势就会现露出来。

盘式液体导电环的另一个优点就是寿命特别好，不易发生故障，越老的滑环，稳定性越好。

附图说明：

附图1为本实用新型主剖视图。

具体实施方式：

见附图1，盘式液体导电环，由上外壳1、上导电环2、转轴3、润滑垫圈4、下导电环5、液体金属6、上、下绝缘隔环7、下外壳8及底座9组成。呈圆盘状的与上外壳1与转轴3固定连接，与上外壳1相对应的下外壳8固定于底座9上，上外壳1相对应的下外壳8在外力的作用下产生转动；复数个上导电环2与上外壳1固连为一个整体，复数个下导电环5与下外壳8固连为一个整体，在上导电环2与下导电环5之间的环状间隙间充填有液体金属6；上、下绝缘隔环7分别衬垫于上外壳1与下外壳8内，并将上导电环2与下导电环5绝缘且固定在上外壳1及下外壳8上，转轴3通过止推轴承支撑。上外壳与下外壳之间装有起到减小摩擦和无油润滑作用的润滑垫圈4，上导电环2通过上外壳1的上端面上开的若干个出线槽引到上外壳1的上端面外的接线铜排，方便与外部导线连接；下外壳8的下方设有导线，导线与下导电环5引出的接线铜排连接。

所述的液体金属为汞、镓金属、铟金属。

所述的上导电环与下导电环之间的间隙小于2mm。

所述的上、下绝缘隔环7为非金属材料。

所述的润滑垫圈4为聚四氟乙烯环形垫圈。

所述的多个同心圆设置的上、下导电环2、5组成用于传输多个电信号多通道的导电环。

当应用本实用新型时，电信号通过与上导电环3连接的导线由外部传入至上导电环3，上导电环3由上外壳1和转轴2固连为一个整体，转轴2的转动带动上导电环3同步转动，在上导电环3与下导电环4之间的液体金属7作为传送电信号的介质，工作时没有冲击和磨损，因而也不会产生电火花放电等问题，能够顺捷的将电信号传送到固定在下外壳6上的下导电环4上，并通过上导电环3连接的导线导出。

Claims (6)

1.盘式液体导电环， 由上外壳、上导电环、转轴、润滑垫圈、下导电环、液体金属、上、下绝缘隔环、下外壳及底座组成，呈圆盘状的与上外壳与转轴固定连接，与上外壳相对应的下外壳固定于底座上，上外壳相对应的下外壳在外力的作用下产生转动；其特征在于：复数个上导电环与上外壳固连为一个整体，复数个下导电环与下外壳固连为一个整体，在上导电环与下导电环之间的环状间隙间充填有液体金属；上、下绝缘隔环分别衬垫于上外壳与下外壳内，并将上导电环与下导电环绝缘且固定在上外壳及下外壳上，转轴通过止推轴承支撑；上外壳与下外壳之间装有起到减小摩擦和无油润滑作用的润滑垫圈，上导电环通过上外壳的上端面上开的若干个出线槽引到上外壳的上端面外的接线铜排，方便与外部导线连接；下外壳的下方设有导线，导线与下导电环引出的接线铜排连接。

2.根据权利要求1所述的盘式液体导电环，其特征在于：所述的液体金属为汞、镓金属、铟金属。

3.根据权利要求1所述的盘式液体导电环，其特征在于：所述的上导电环与下导电环之间的间隙小于2mm。

4.根据权利要求1所述的盘式液体导电环，其特征在于：所述的上、下绝缘隔环为非金属材料。

5.根据权利要求1所述的盘式液体导电环，其特征在于：所述的润滑垫圈为聚四氟乙烯环形垫圈。

6.根据权利要求1所述的盘式液体导电环，其特征在于：所述的多个同心圆设置的上、下导电环组成用于传输多个电信号多通道的导电环。

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