CN219180918U - 一种高度集成的旋转连接器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及连接器技术领域，公开了一种高度集成的旋转连接器，包括固定端组件和转动端组件；转动端组件同轴固定有第一转筒，第一转筒上同轴设置有第一导电环；固定端组件上固定安装有第一刷架，第一刷架上安装有可与第一导电环外壁滑动接触的电刷；第一转筒内同轴固定有第一光纤对接组件，固定端组件上安装有与第一光纤对接组件同轴配合设置的第二光纤对接组件。本实用新型将电旋转连接器与光纤旋转连接器相结合，通过第一光纤对接组件和第二光纤对接组件实现旋转部件与固定基座之间的光信号传输，通过电刷与第一导电环外壁相对滑动接触实现旋转部件与固定基座之间的电信号传输，具有体积小、成本低、同时传输多路信号的优点。

Description

一种高度集成的旋转连接器

技术领域

本实用新型涉及连接器技术领域，公开了一种高度集成的旋转连接器。

背景技术

在机载、舰载、车载多功能火控雷达中，武器火控系统产生的大量光电数据需要通过光电旋转连接器进行数据的旋转传输。此外在超深水下潜水器中，由于电缆无法传输过远的距离，同时潜水器在水下运动，对连接线缆的旋转自由度要求大，故也需要一种高度集成的旋转连接器来实现母舰与潜水器的互连传输数据。

因此，研究一种高度集成的旋转连接器不但具有非常重要的军事意义，而且具有很高的社会意义和经济价值。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种高度集成的旋转连接器，实现旋转部件与固定基座之间的电信号和光纤信号的双向动态传输，具有体积小、成本低、同时传输多路信号的优点。

为了实现上述技术效果，本实用新型采用的技术方案是：

一种高度集成的旋转连接器，包括固定端组件和转动端组件；转动端组件同轴固定有第一转筒，第一转筒上同轴设置有第一导电环；固定端组件上固定安装有第一刷架，第一刷架上安装有可与第一导电环外壁滑动接触的电刷；第一转筒内同轴固定有第一光纤对接组件，固定端组件上安装有与第一光纤对接组件同轴配合设置的第二光纤对接组件。

进一步地，还包括与第一转筒同轴设置的第二转筒，第二转筒套设于第一转筒的外壁，第二转筒与固定端组件固定连接；第二转筒上同轴设置有第二导电环，转动端组件上固定安装有第二刷架，第二刷架安装有与第二导电环外壁滑动接触的电刷。

进一步地，转动端组件包括套设于第二转筒外侧的支架，第二转筒外壁与支架之间设置有可供第二转筒转动的轴承，第一转筒外壁与第二转筒内壁之间设置有轴承。

进一步地，第一转筒与第二转筒之间的轴承采用过盈配合的方式分别与第一转筒、第二转筒固定；第二转筒与支架之间的轴承采用过盈配合的方式分别与支架、第二转筒固定。

进一步地，第一转筒和第二转筒上的导电环数量均至少有两个，且相邻两个导电环之间设置有绝缘环。

进一步地，电刷形成U形结构卡设在对应导电环的外壁。

与现有技术相比，本实用新型所具备的有益效果是：

1、本实用新型电旋转连接器与光纤旋转连接器相结合，实现旋转部件与固定基座之间的电信号和光纤信号的双向动态传输，具有体积小、成本低、同时传输多路信号的优点。

2、本实用新型通过同轴设置的第一转筒和第二转筒及其配套的电刷形成电源环和信号环两层式结构，且均采用空心浇注形式，缩小了旋转连接器的轴向尺寸，减小旋转过程中抖动，提高信号稳定性及集成度，也进一步降低系统的设计尺寸。

附图说明

图1为实施例中高度集成的旋转连接器结构示意图；

图2为实施例中与固定端组件固定设置的结构连接示意图；

图3为实施例中与转动端组件固定设置的结构连接示意图；

图4为实施例中第一转筒、第一导电环、绝缘环及电刷的安装结构示意图；

其中，1、固定端组件；2、转动端组件；3、第一转筒；4、第一导电环；5、第一刷架；6、电刷；7、第一光纤对接组件；8、第二光纤对接组件；9、第二转筒；10、第二导电环；11、第二刷架；12、支架；13、轴承；14、绝缘环。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步的详细描述。但不应将此理解为本实用新型上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本实用新型内容所实现的技术均属于本实用新型的范围。

实施例

参见图1-图4，一种高度集成的旋转连接器，包括固定端组件1和转动端组件2，转动端组件2沿自身轴向转动设置；转动端组件2同轴固定有第一转筒3，第一转筒3上同轴设置有第一导电环4；固定端组件1上固定安装有第一刷架5，第一刷架5上安装有可与第一导电环4外壁滑动接触的电刷6；第一转筒3内同轴固定有第一光纤对接组件7，固定端组件1上安装有与第一光纤对接组件7同轴配合设置的第二光纤对接组件8。

本实施例以雷达基座与旋转雷达天线之间的普电、通信及光信号传输连接形式为例，对本实施例中的旋转连接器结构和效果进行详细说明。在本实施例中，旋转雷达天线与雷达基座连接处的旋转机构内布设有光/电信号线，用于雷达基座与旋转雷达天线之间的光/电信号采集或者传输。固定端组件1与雷达基座固定连接，转动端组件2与旋转雷达天线的旋转机构连接，光/电信号线从旋转机构延伸至转动端组件2内；其中旋转雷达天线的光信号线与第一光纤对接组件7通讯连接，雷达基座的光信号线与第二光纤连接组件通讯连接，第一光纤对接组件7和第二光纤对接组件8同轴且相对转动设置，形成光纤旋转连接器；电信号线与第一导电环4的内圈或者端壁固定连接，电刷6与第一导电环4外壁接触且相对滑动设置，形成电旋转连接器，电刷6通过导线与雷达基座内的传输设备或信号处理设备连接。旋转雷达天线转动过程中，通过第一光纤对接组件7和第二光纤对接组件8实现旋转雷达天线转动过程中旋转雷达天线与雷达基座之间的光信号传输，通过电刷6与第一导电环4外壁相对滑动接触实现旋转雷达天线转动过程中旋转雷达天线与雷达基座之间的电信号传输；本实施例将电旋转连接器与光纤旋转连接器相结合，实现旋转雷达天线与雷达基座之间的电信号和光纤信号的双向动态传输，具有体积小、成本低、同时传输多路信号的优点。

本实施例中的高度集成的旋转连接器还包括与第一转筒3同轴设置的第二转筒9，第二转筒9套设于第一转筒3的外壁，第二转筒9与固定端组件1固定连接；第二转筒9上同轴设置有第二导电环10，转动端组件2上固定安装有第二刷架11，第二刷架11安装有与第二导电环10外壁滑动接触的电刷6。第一转筒3位于第二转筒9内，形成双层电旋转连接结构，第一转筒3和第二转筒9除了尺寸大小不一致，内外层旋转连接的整体结构相似。在完成双层电旋转连接器装配后，将内层第一转筒3、第一导电环4环体以及与第二转筒9配合的电刷6、第二刷架11通过转接法兰固定构成一个整体，与转动端组件2固定；第二转筒9、第二导电环10环体以及与第一转筒3配合的电刷6、第一刷架5作为整体与固定端组件1固定。因此，本实施例中各个结构装配完成后能够形成高度集成的旋转连接器整体结构，该高度集成的旋转连接器分为三层旋转机构套用结构：最外层由第二转筒9及其配套的电刷6、第二刷架11组成电源环，可用于实现大电压供电、普电供电传输；中间层由第一转筒3及其配套的电刷6、第一刷架5组成的信号环，可进行通信信号传输；为保证光信号稳定，光轴与旋转连接器旋转轴必须一致，所以将光纤旋转结构置于旋转连接器中心；光纤旋转连接器的第一光纤对接组件7(转子)与内层的第一转筒3同轴固定，实现同步转动；光纤旋转连接器的第二光纤对接组件8(定子)与固定端组件1固定连接，实现止转。本实施例中通过同轴设置的第一转筒3和第二转筒9及其配套的电刷6形成电源环和信号环两层式结构，且均采用空心浇注形式，缩小了旋转连接器的轴向尺寸，减小旋转过程中抖动，提高信号稳定性及集成度，也进一步降低系统的设计尺寸。

本实施例中的转动端组件2包括套设于第二转筒9外侧的支架12，第二转筒9外壁与支架12之间设置有可供第二转筒9转动的轴承13，第一转筒3外壁与第二转筒9内壁之间设置有轴承13。本实施例中的支架12采用组合式支架12，便于各个部件的拆装；同时相对转动的连接件之间采用轴承13配合，便于转动，且同轴性好。

本实施例中第一转筒3与第二转筒9之间的轴承13采用过盈配合的方式分别与第一转筒3、第二转筒9固定；第二转筒9与支架12之间的轴承13采用过盈配合的方式分别与支架12、第二转筒9固定。方便支架12、第二转筒9和第一转筒3的组装配合以及拆卸。

第一转筒3和第二转筒9上的导电环数量均至少有两个，且相邻两个导电环之间设置有绝缘环14。第二转筒9和第一转筒3上的导电环数量为两个及两个以上，且相邻两个导电环之间设置有绝缘环14。本实施例中同一个导电环配置的多个电刷6形成对应导电环的刷丝束，每一个导电环和对应电刷6或刷丝束组成一个电通路，能够进一步实现多信号传输的旋转连接器的高度集成。本实施例中的每相邻两条通路之间(即相邻导电环之间)需要加入绝缘环14来实现通路之间的隔离。如本实施例是由N个导电环和N+1个绝缘环14构成一个转筒(第一转筒3或第二转筒9)，能有效隔离相邻电刷6或刷丝束，避免电刷6或刷丝束相接触。本实施例中第一导电环4、第二导电环10选用H62表面镀覆贵金属，圆柱形平槽，按1mm²导线载流能力9.2A设计导电的厚度与宽度；一个导电环与一个或一组电刷6构成一个功率或者信号传输通道；导电环与绝缘体交替叠放，有效保证相邻导电环之间的绝缘与耐压。本实施例中绝缘环14可采用POM绝缘板，根据产品的绝缘电阻和抗电强度，设计绝缘环14厚度，且保证有效隔离相邻电刷6或刷丝束，第一导电环4或第二导电环10分别在第一转筒3外壁或第二转筒9外壁的装配过程中通过工装将对应导电环与绝缘环14交替固定，然后将其与第一转筒3或第二转筒9同轴后在环与转筒轴之间进行空心浇注，确保导线能够与导电环的内壁或端面接触，且确保电刷6与导电环外壁接触。

本实施例中电刷6数量根据连接器通道的载流能力进行设计，因电刷6或多个电刷6构成的刷丝束无法在装配环节进行整形调整接触压力，因此为了精确控制装配后的接触压力，在电刷6及刷架结构设计时，近似利用悬臂梁公式，调整刷架上电刷6安装孔距离，以及孔角度对电刷6刷丝受压变形对应的倾斜角度进行补偿，进而减少装调过程刷丝角度调整的工作量。刷丝与刷丝之间的距离是在导电环装配好并对其导电环精确测量后，再在刷架上进行打孔固定电刷6，保证电刷6与导电环精确接触。此外，本实施例中的电刷6形成U形结构卡设在对应导电环的外壁头，确保转筒组件正转、反转均能保持良好接触。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种高度集成的旋转连接器，其特征在于，包括固定端组件(1)和转动端组件(2)；所述转动端组件(2)同轴固定有第一转筒(3)，所述第一转筒(3)上同轴设置有第一导电环(4)；所述固定端组件(1)上固定安装有第一刷架(5)，所述第一刷架(5)上安装有可与第一导电环(4)外壁滑动接触的电刷(6)；所述第一转筒(3)内同轴固定有第一光纤对接组件(7)，所述固定端组件(1)上安装有与第一光纤对接组件(7)同轴配合设置的第二光纤对接组件(8)。

2.根据权利要求1所述的高度集成的旋转连接器，其特征在于，还包括与第一转筒(3)同轴设置的第二转筒(9)，所述第二转筒(9)套设于所述第一转筒(3)的外壁，所述第二转筒(9)与固定端组件(1)固定连接；所述第二转筒(9)上同轴设置有第二导电环(10)，所述转动端组件(2)上固定安装有第二刷架(11)，所述第二刷架(11)安装有与第二导电环(10)外壁滑动接触的电刷(6)。

3.根据权利要求2所述的高度集成的旋转连接器，其特征在于，所述转动端组件(2)包括套设于第二转筒(9)外侧的支架(12)，所述第二转筒(9)外壁与支架(12)之间设置有可供第二转筒(9)转动的轴承(13)，所述第一转筒(3)外壁与第二转筒(9)内壁之间设置有轴承(13)。

4.根据权利要求3所述的高度集成的旋转连接器，其特征在于，所述第一转筒(3)与第二转筒(9)之间的轴承(13)采用过盈配合的方式分别与第一转筒(3)、第二转筒(9)固定；所述第二转筒(9)与支架(12)之间的轴承(13)采用过盈配合的方式分别与支架(12)、第二转筒(9)固定。

5.根据权利要求2所述的高度集成的旋转连接器，其特征在于，所述第一转筒(3)和所述第二转筒(9)上的导电环数量均至少有两个，且相邻两个所述导电环之间设置有绝缘环(14)。

6.根据权利要求1所述的高度集成的旋转连接器，其特征在于，所述电刷(6)形成U形结构卡设在对应导电环的外壁。

Images