SU838838A1 - Поворотный электрический соединитель - Google Patents

Description

(54) ПОВОРОТНЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ СОЕДИНИТЕЛЬ

1

Изобретение относитс  к радиотехнике, в частности к устройствам дл  передачи электрических сигналов от неподвижной части объекта к вращающейс .

Известен поворотный электрический соединитель , содержащий проводники, одни концы которых закреплены на поворотном, а другие - на неподвижном основани х, с образованием петель. Неподвижное и подвижное основани  расположены параллельно друг другу и на некотором рассто нии друг от друга. Проводники выполнены в виде плоских гибких многожильных токопровод щих лент, которым предварительно придаетс  форма, близка  к кольцевой, а кажда  лента имеет длину, достаточную дл  того, чтобы образовать U-образную петлю между основани ми 1.

Однако в случаае увеличени  числа токопровод щих лент и увеличени  угла поворота подвижного основани  относительно неподвижного возрастает веро тность соприкосновени  и взаимного трени  токопровод щих лент, что соответственно  вл етс  причиной их разрушени . В случае увеличени  числа проводников .в каждой

токопровод щей ленте последн   принимает винтообразную форму по всей длине при повороте подвижного основани  относительно неподвижного, что приводит к неравномерному нат жению проводников в ленте (проводники , расположенные ближе к кра м ленты, более интенсивно подвергаютс  изгибам и кручению), которое усугубл етс  по мере увеличени  щирины ленты и угла поворота подвижного основани  относительно неподвижного.

Известен также поворотный электрический соединитель, содержащий проводники, одни концы закреплены на поворотдом , а другие на неподвижном основани х расположенных концентрично с образованием проводниками петель, уложенных по наружной цилиндрической поверхности подвижного основани  и по внутренней цилиндрической поверхности неподвижнбго основани . Проводники выполнены в виде плоских токопровод щих гибких лент, которым предварительно придаетс  форма, близка  к кольцевой, а кажда  лента имеет длину, достаточную дл  того, чтобы образовать U-образную петлю между неподвижным и подвижным основани ми, а также имеет упругие свойства. Благодар  упругости лент, кажда  из них имеет возможность занимать строго определенное положение между неподвжным и подвижным основани ми, в результате чего отсутствует соприкосновение и трение частей ленты между собой. Увеличение числа лент между неподвижным и подвижным основани ми позвол ет соответственно увеличить число сигналов, проход щих от одного основани  к другому 2. Недостатком данного устройства  вл ет .. неидентичность условий работы лент при ;1еремещении подвижного основани  относительно неподвижного по часовой стрелке и против в случае увеличени  длины О-образных петель лент, которые станов тс  необходимыми дл  увеличени  угла поворота одного основани  относительно другого (примерно свыше 100°). Это про вл етс  в отклонении формы ленты от кольцевой, так как при перемещении наружной цилиндрической поверхности подвижного основани  (по чвсовой стрелке) возникает сложна  - -образна  форма изгиба ленты в результате уменьшени  ее жесткости при увеличении длины и толкающего тангенциального усили  в месте закреплени  ленты на подвижном основании. При этом часть ленты, примыкающей к подвижному основанию, при движении последнего по чаасовой стрелке изгибаетс  и соприкасаетс  с внутренней цилиндрической поверхностью неподвижного основани  и осуществл ет но ней скольжение с последующим наползанием на часть ленты, закрепленной на внутренней цилиндрической поверхности неподвижного основани . При вращении подвижного основани  против часовой стрелки это  вл ение отсутствует , так как лента в этом случае зат гиваетс  на наружную цилиндрическую поверхность подвижного основани . Таким образом, в процессе работы устройства в каждом цикле возникает дополнительный сложный изгиб ленты, привод щий к соприкосновению и трению перемещающейс  части ленты с внутренней цилиндрической поверхности неподвижного основани , и частью ленты, закрепленной на этом основании , и чем ниже упругие свойства ленты, тем больще .изгиб ленты --образной формы. Это приводит к интенсивному разрушению ленты и, соответственно, к снижению ресурса работы устройства. При толщине ленты 0,15 мм, изготовленной из бериллиевой бронзы, ее разру1.:,ение происходит через 200 - 220 ч работы, при толщине 0,3 мм - через 80 - 100 ч, при толщине ленты 0,5 мм через 30 - 40 ч, т. е. с увеличением жесткости ленты, при неизменном радиусе ее петли, происходит также интенсивное ее разрущение при углах поворота подвижного основани  относительно неподвижного свыще 100°. Увеличение жесткости ленты приводит к больщим изгибающим усили м в петле и возникновению значительных внутренних 8 4 напр жений в ленте (раст гивающих - на наружной части петли ленты и сжимающих - на внутренней). Все рассмотренные выще факторы  вл ютс  основной причиной, уменьшающей надежность и долговечность этого устройства. Цель изобретени  - повышение надежности .работы и увеличение числа коммутируемых сигналов. Поставленна  цель достигаетс  тем, что соединитель снабжен дополнительным основанием , установленным соосно и поворотно по отнощению к неподвижному и подвижному основани м, щарнирными цеп ми, одни концы .которых закреплены н.а подвижном, а другие на неподвижном основани х, в звень х цепей выполнены окна дл  укладки проводников, расположенные попереч-но к ос м их шарниров, на наружной цилиндрической поверхности подвижного основани  и внутренней цилиндрической поверхности неподвижного основани  выполнены дл  укладки в них звеньев упом нутых цепей с образованием встречно направленных петель и цилиндрическим сепаратором, который жестко соединен с дополнительным основанием и примыкает своей внещней поверхностью к пазам неподвижного основани ; рлежду основани ми в месте образовани  петель установлены взаимосв занные звездочки , зубь  которых вход т в промежутки между звень ми цепей, а оси звездочек соединены с дополнительным основанием. Наличие дополнительного основани , установленного поворотно на подвижном основании соосно ему и неподвижному основанию а также наличие звездочек, оси которых установлены на дополнительном основании, позвол ет обеспечить через них переброс упом нутых петель шарнирных цепей. Встречное расположение петель, переброшенных через звездочки, соединенные с дополнительным основанием, введение шарнирных цепей, одни концы которых закреплены на подвижном, а другие - на неподвижном основани х, выполнение пазов на наружной цилиндрической поверхности подвижного основани  и внутренней цилиндрической поверхности неподвижного основани  дл  укладки в них звеньев упом нутых цепей, введение цилиндрического сепаратора, соединенного с дополнительным основанием и примыкающего своей внешней поверхностью к пазам неподвижного основани  - обеспечивают организованную укладку звеньев цепи в пазы цилиндрической поверхности, неподвижного основани , а после чх укладки предотвращает выход шарнирных цепей из пазов. Благодар  этим же признакам, становитс  возможным обеспечение перемещени  подвижного основани , относительно неподвижного на угол свыше. 100° без /--образных изгибов проводников, возможных в известном устройстве. Дл  обеспечени  заилиты проводников (токопровод щих лент, жгутов и т. п.) от

трени  о детали устройства в звень х упом нутых цепей выполнены окна, поперечные к ос м звеньев шарнирных цепей, в которых и размещаютс  эти проводники.

Рассмотренные выше признаки позвол ют существенно повысить надежность и долговечность устройстваа.

На фиг. 1 схематически показано устройство , вид в плане; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. .

Устройство содержит проводники, соединенные в жгуты 1, одни концы которых закреплены с помощью прижимных пластин 2 на подвижном основании 3, а другие концы - на неподвижном основании 4.

Подвижное основание расположено концентрично неподвижному основанию с помощью подщипника 5. Между наружной цилиндрической поверхностью подвижного основани  и внутренней цилиндрической поверхностью неподвижного основани  уложены проводники с образованием петель 6. Устройство также содержит дополнительное основание 7, которое с помощью подшипника 8 установлено поворотно на подвижном основании и соосно как с этим основанием, так и с неподвижным, шарнирные цепи 9, одни концы 10 которых закреплены на подвижном основании, а другие концы 11 - на неподвижном основании. В звень х цепей выполнены окна 12, поперечные к ос м 13 шарниров, предназначенные дл  укладки проводников (лент, жгутов и т. п.). На наружной цилиндрической поверхности подвижного основани  выполнены пазы 14, а на внутренней цилиндрической поверхности основани  - пазы 15 дл  укладки в них звеньев цепей с образованием цеп ми встречно направленных петель 16 и 17. Цилиндрический сепаратор 18 жестко соединен с дополнительным основанием с помощью винтов 19 и прилегает своей внешней поверхностью 20 к пазам неподвижного основани . Между основани ми в месте образовани  петель установлены взаимосв занные звездочки 21 и 22, зубь  23 которых вход т в промежутки между ос ми звеньев цепей, а оси 24 звездочек жестко соединены с дополнительным основанием. От осевого смещени  звездочки предохранены с помощью гаек 25, навинченных на концы осей звездочек.

Устройство работает следующим образом.

Электрические сигналы от неподвижного основани  4 передаютс  на подвижное основание 3, поступают через проводники, уложенные в окнах, выполненных в звень х цепей, которые совместно с проводниками изогнуты между основани ми U-образно, а их концы соответственно закреплены на подвижном и неподвижном основани х. Вращение подвижного основани  (по часовой стрелке или против) производитс  от привода (не показан). При движении подвижного основани  3 по часовой стрелке

происходит нат жение шарнирной цепи 16, котора  U-образно (или петлеобразно) огибает звездочку 21, заставл   ее вращатьс  вокруг своей оси, а последн   через свою ось 24 передает усили  нат жени  на дополнительное основание 7, заставл   его также перемещатьс  относительно подвижного основани  по мере перехода щарнирной цепи с неподвижного основани  на подвижное . Звездочка 22 в этом случае осуществл ет укладку шарнирной цепи, переход щей с подвижного основани  на неподвижное. При вращении подвижного основани  против часовой стрелки укладка цепей происходит в обратном пор дке. Таким образом, петли 16 и 17 щарнирных цепей имеют посто нное нат жение при поворотах на углы, определ емые длиной каждой цепи. Максимальный угол поворота подвижного основани  определ етс  диаметром звездочек и диаметром подвижного основани . Чем больше отношение диаметра звездочки к диаметру подвижного основани , тем на больший угол может поворачиватьс  подвижное основание относительно неподвижного.

Применение предлагаемого устройства позвол ет существенно повысить надежность

работы поворотных электрических соединителей , приблизив ресурс их работы к ресурсу радиотехнических изделий, в состав которого они вход т (по сравнению с известным, примерно в 5 раз). При этом число коммутируемых проводников по сравнению с известным устройством увеличено в 10 раз. На предпри тии разработан макет устройства , который прошел испытани  на технический ресурс 2000 ч при угле поворота ± 170°, частоте циклов 5 ц/мин. В качестве гибких проводников использованы провода

монтажные, изгибоустойчивые, теплостойкие ПМИТС и ПМИТСЭ (ТУ 16-505, 703-74) сечением 0,35 и 0,5 мм.

Claims (2)

1.Патент США № 3597721, кл. 339-5, 1976.

2.Патент Франции № 2106714, кл. Н OIR 39/00, 1975.

п

т -

.l