RU2178608C2

RU2178608C2 - Current-collecting device

Info

Publication number: RU2178608C2
Application number: RU99120606A
Authority: RU
Inventors: В.С. Соколов; М.В. Соколова; И.С. Захаров
Original assignee: Курский государственный технический университет
Priority date: 1999-09-29
Filing date: 1999-09-29
Publication date: 2002-01-20

Abstract

FIELD: electrical, mechanical, and instrumentation engineering. SUBSTANCE: device is used to transmit power between pieces of equipment capable of coaxially turning relative to each other through unlimited angle. Power transmission is effected through flexible current-conducting rings elastically pressed to each other by means of stress wave generator of harmonic gear drive. Current-conducting rings are concentrically fixed in position on flexible or rigid links of harmonic gear drive to form electric-contact pairs. EFFECT: enhanced reliability and service life. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области приборостроения и электротехники и может быть использовано в качестве устройства, обеспечивающего электрокоммутацию объектов, которые могут поворачиваться соосно относительно друг друга на неограниченный по величине угол. The invention relates to the field of instrumentation and electrical engineering and can be used as a device that provides electrical switching of objects that can be rotated coaxially relative to each other at an unlimited angle.

Известно токосъемное устройство (1) центрального типа, состоящее из нескольких пар плоских и упругих токоподводящих пластин, поджатых друг к другу усилием, обеспечивающим непрерывность точечного электроконтакта через нуклевки пластин. A current-collecting device (1) of the central type is known, consisting of several pairs of flat and elastic current-conducting plates, pressed against each other by a force, ensuring the continuity of the point contact through the nucleation of the plates.

Основной недостаток этого устройства состоит в том, что оно недостаточно надежно, долговечно и точно, так как подвергается интенсивному выгоранию в зоне точечного контакта пластин. The main disadvantage of this device is that it is not reliable enough, durable and accurate, as it is subjected to intense burnout in the area of the point contact of the plates.

Известны также токосъемные устройства коллекторного типа, недостатком которых является конструктивная сложность, проблемы замены и регулирования щеток, коммутация и т. д. Collector-type collector devices are also known, the drawback of which is structural complexity, problems of replacing and regulating brushes, switching, etc.

Наиболее близким по конструктивному исполнению и функциональному назначению является токосъемное устройство (2), принятое в качестве прототипа, содержащее концентрично расположенные неподвижные и вращающиеся токопроводящие кольца и установленные между ними с напряжением токопроводящие кольца, при этом вращающееся кольцо снабжено наружным, а неподвижное кольцо внутренним токопроводящими зубчатыми венцами. Эти кольца неподвижно соединены с объектами, способными соосно поворачиваться относительно друг друга и находиться в зацеплении между собой посредством установленных между ними с напряжением токопроводящих гибких зубчатых колес. The closest in design and functional purpose is the current collection device (2), adopted as a prototype, containing concentrically located stationary and rotating conductive rings and conductive rings installed between them with voltage, while the rotating ring is provided with an external and the stationary ring with internal conductive gears crowns. These rings are motionlessly connected to objects capable of coaxially rotating relative to each other and being engaged with each other by means of conductive flexible gears installed between them with voltage.

Недостатком такого устройства является его низкая надежность из-за того, что гибкие кольца подвержены возможному непредсказуемому по времени разрушению, так как зубья являются концентраторами напряжений и подвержены непрерывной бегущей деформации (по длине венцов), к тому же они имеют малый диаметр. Надежность снижается и из-за большого количества промежуточных колец - их по три приходится на каждый токоподвод. В процессе работы токосъемного устройства возможно сближение колец-венцов, их стопорение и поломка. Следует также отметить довольно сложную технологию сборки, так как гибкие кольца для их установки необходимо деформировать. The disadvantage of such a device is its low reliability due to the fact that flexible rings are subject to possible destruction that is unpredictable in time, since the teeth are stress concentrators and are subject to continuous running deformation (along the length of the crowns), in addition, they have a small diameter. Reliability is reduced due to the large number of intermediate rings - there are three of them for each current lead. During the operation of the current collector, it is possible that the ring-rings come together, their locking and breakage. It should also be noted a rather complicated assembly technology, since flexible rings must be deformed for their installation.

Технической задачей изобретения является повышение надежности и долговечности токосъемного устройства. An object of the invention is to increase the reliability and durability of the collector.

Токосъемное устройство, содержащее концентрично расположенные токопроводящие кольца, отличающееся тем, что в него дополнительно введена волновая механическая передача, состоящая из генератора волн, гибкого и жесткого звеньев, токопроводящие кольца выполнены упругими и неподвижно закреплены на гибком и жестком звеньях волновой механической передачи изолированно от них, причем токопроводящие кольца, закрепленные на гибком звене волновой механической передачи, упруго прижаты к соответствующим токопроводящим кольцам, закрепленным на жестком звене волновой механической передачи, генератором волн волновой механической передачи не менее, чем в двух диаметрально противоположных областях и образуют электроконтактные пары. A current-collecting device containing concentrically arranged conductive rings, characterized in that it additionally introduces a wave mechanical transmission consisting of a wave generator, flexible and rigid links, conductive rings are made elastic and fixedly mounted on the flexible and rigid links of the wave mechanical transmission isolated from them, moreover, the conductive rings mounted on the flexible link of the wave mechanical transmission are resiliently pressed to the corresponding conductive rings mounted on of a tight link mechanical wave transmission wave generator wave power transmission at least in two diametrically opposite regions and form an electrical contact pair.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где представлено токосъемное устройство. Оно содержит механическую волновую передачу, состоящую из генератора волн 1, гибкого 2 и жесткого 3 звеньев, и токопроводящие кольца 4. The invention is illustrated in the drawing, which shows a current collector. It contains a mechanical wave transmission, consisting of a wave generator 1, flexible 2 and hard 3 links, and conductive rings 4.

Устройство работает следующим образом. Гибкое и жесткое звенья механической волновой передачи неподвижно соединены с электрокоммутируемыми объектами, способными соосно поворачиваться на неограниченный по величине угол относительно друг друга, токопроводящие кольца каждого из звеньев тоководами соединены с электроконтактами того объекта, с которым скреплено жесткое или гибкое звено передачи. При взаимном повороте объектов коммутации генератор волн 1 передачи, прижимая упругие токопроводящие кольца 4 гибкого звена 2 к кольцам 4 жесткого звена 3 не менее, чем в двух диаметрально противоположных областях, вынуждает их обкатываться друг по другу, обеспечивая непрерывное зацепление колес в парах, следовательно, и непрерывную передачу электропитания с одного объекта на другой. The device operates as follows. The flexible and rigid links of the mechanical wave transmission are motionlessly connected to electrically switched objects, capable of coaxially rotating at an unlimited angle relative to each other, the conductive rings of each of the links are connected by current leads to the electrical contacts of the object to which the rigid or flexible transmission link is attached. During the mutual rotation of the switching objects, the wave generator 1 of the transmission, pressing the elastic conductive rings 4 of the flexible link 2 to the rings 4 of the rigid link 3 for at least two diametrically opposite areas, forces them to run around each other, providing continuous engagement of the wheels in pairs, therefore and continuous transmission of power from one facility to another.

При этом зацепление токопроводящих колец может быть как фрикционное, так и зубчатое, причем зубчатые венцы могут иметь кольца всех пар. In this case, the engagement of the conductive rings can be both frictional and gear, and the gear rims can have rings of all pairs.

Токопроводящие кольца могут быть выполнены из упругих токопроводящих материалов, например металлизированной резины. По сравнению с прототипом в данном устройстве отсутствуют малонадежные промежуточные кольца-венцы. Предлагаемое изобретение может быть использовано для передачи электропитания и вращающего момента между геометрически изолированными друг от друга помещениями или пространствами. Conductive rings can be made of elastic conductive materials, such as metallized rubber. Compared with the prototype in this device there are no unreliable intermediate rings-crowns. The present invention can be used to transmit power and torque between geometrically isolated rooms or spaces.

И, наконец, звенья волновой передачи могут не нести зубчатых венцов, так как для передачи вращательного движения от одного объекта к другому можно использовать токопроводящие кольца. And, finally, the wave transmission links may not carry gear rims, since conductive rings can be used to transfer rotational motion from one object to another.

Источники информации
1. Бабаева Н. Ф. и др. Расчет и проектирование элементов гироскопических устройств. - Л. : Машиностроение, 1967, с. 480.Sources of information
1. Babaeva N. F. et al. Calculation and design of elements of gyroscopic devices. - L.: Mechanical Engineering, 1967, p. 480.

2. А. с. СССР N 796964, кл. H 01 R 39/00, 1981. Опубл. 15.01.81. Бюллетень N 2. 2. A. p. USSR N 796964, class H 01 R 39/00, 1981. Publ. 01/15/81. Bulletin No. 2.

3. Крайнев А. Ф. Словарь-справочник по механизмам. - М. : Машиностроение, 1987, с. 560 /с. 57 и 67/. 3. Krainev A. F. Dictionary-reference mechanisms. - M.: Mechanical Engineering, 1987, p. 560 / s 57 and 67 /.

Claims

A current-collecting device containing concentrically arranged conductive rings, characterized in that it additionally introduces a wave mechanical transmission consisting of a wave generator, flexible and rigid links, conductive rings are made elastic and fixedly mounted on the flexible and rigid links of the wave mechanical transmission isolated from them, moreover, the conductive rings mounted on the flexible link of the wave mechanical transmission are resiliently pressed to the corresponding conductive rings mounted on of a tight link mechanical wave transmission wave generator wave power transmission at least in two diametrically opposite regions and form an electrical contact pair.