一種旋轉導電連接器及導電設備的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及滾動電接觸技術領域，尤其涉及一種具有旋轉結構的導電連接器及導電設備。
【背景技術】
[0002]隨著我國現代化工業化水平不斷的提高，旋轉導電部件已廣泛應用于各個領域。旋轉導電部件一般運用在要求提供無限制、連續或斷續旋轉的設備上，提供多通路的旋轉動力、數據的機電系統。其大大簡化系統結構，避免導線在旋轉過程中造成扭傷。旋轉導電部件已在如風力發電機，太空站，雷達等地方都有應用。
[0003]傳統的旋轉導電部件是滑環式，依據傳輸介質來區別，滑環分為導電滑環、集電環、電滑環、流體滑環、光滑環，旋轉接口等。典型的滑環式導電旋轉關節由傳動軸、接觸環組件(包括導電環、絕緣環、導線等)和電刷組件(包括刷絲、刷架、簧片等)組成，利用簧片結構提供電刷與導電環之間的接觸壓力，通過電刷與導電環之間的滑動電接觸在旋轉界面之間傳輸電功率。但滑環摩擦力矩較大、滑動接觸表面磨損嚴重、波動電阻較大，很難滿足更大傳輸功率和更長運行壽命的需要。
【發明內容】
[0004]為了克服滑環式導電旋轉關節磨損壽命短、波動電阻大的缺點，申請人嘗試了滾環(滾輪、滾珠)式導電旋轉關節，由于滾動接觸的磨損遠小于滑動方式，所以滾環式導電旋轉部件技術是一種可行的方案。其內外環和滾環為導電材料，內外環同軸且設計有滾環的運動軌道，滾環可以多個并聯，其直徑略大于內外環的半徑差并且由高彈性金屬材料制成，所以被內外環軌道壓縮后會產生一定的接觸壓力，惰性輪為絕緣材料處于兩兩滾環之間并且有外軌道約束，防止兩個相鄰的滾環接觸產生相對摩擦。進行電能傳輸時，以外環為固定參考，內環受到機構驅動一起轉動，滾環和惰性輪會隨之產生滾動行為，滾動過程中需要始終保持滾環與內外環接觸，從而將電能從內環到外環再輸送到其他的用電設備。
[0005]然而，在不斷的實驗和研究中，申請人發現，滾環式電旋轉結構由于惰性輪與相鄰柔性環的不斷摩擦產生碎肩附著于柔性滾環表面，使接觸電阻變大產生更大的焦耳熱大大縮短了旋轉導電部件的使用壽命。為了解決這一問題，使旋轉滾動導電部件能高效長期的傳輸大功率電能，本專利提出了一種新型的滾動式旋轉電接觸部件，使用耦合式導電體代替滾環，并且用絕緣鉸帶作為絕緣限位件對耦合式導電體進行限位，使其相互之間沒有碰撞摩擦。
[0006]為實現上述發明目的，采用以下技術方案:
[0007]—種旋轉導電連接器，其特征在于，所述連接器包括:內環、外環、多個耦合式導電體以及絕緣限位件;所述內環與外部驅動機構相連，并在受到驅動時與外環保持相對旋轉，內環內側設有內環接線柱，用于連接輸入/輸出電流的導線;所述外環與內環同心且與內環在同一平面，外環外側設有接線柱，用于連接輸出/輸入電流的導線;所述耦合式導電體設置于所述外環與內環之間，由與內環之間的摩擦力帶動而運動;所述絕緣限位件與所述多個耦合式導電體相連接并限制其相對位置。
[0008]優選地，內環外側設有第一開槽軌道，外環內側設有第二開槽軌道，所述耦合式導電體設置于所述第一開槽軌道和第二開槽軌道之間，其半徑大小使其恰好能放置于兩槽軌道間。
[0009]更加優選地，所述內環開槽軌道和外環開槽軌道為球形開槽軌道。
[0010]優選地，所述絕緣限位件為環形，其上具有等距分布的限位孔;耦合式導電體上具有與所述限位空對應的固定孔;銷釘穿過絕緣限位件的限位孔進入耦合式導電體上的固定孔，使二者相對固定。
[0011]優選地，絕緣限位件還可以是星形、橢圓、矩形、發散的線形等使耦合式導電體相對固定的形狀。
[0012]優選地，所述銷釘所述銷釘長于絕緣鉸帶厚度，使耦合式導電體能自由縱向位移，限制橫向位移。
[0013]優選地，所述耦合式導電體由互為鏡像的上下導電圓臺組成;所述上下導電圓臺為中空結構，放置永磁體或彈簧;利用磁力或彈力使所述上下導電圓臺之間存在斥力，提供耦合式導電體與軌道間的接觸壓力。
[0014]優選地，所述耦合式導電體的上下導電圓臺之間存在間隙，使其能在縱向有位移能力，從而降低精度誤差。
[0015]優選地，所述耦合式導電體有環狀凹槽放置環形絕緣帶對所述上下導電圓臺進行限位，防止所述上下導電圓臺分離。
[0016]本申請還提出了一種包含前述旋轉導電連接器導電設備，其特征在于:所述設備包含多個旋轉導電連接器、轉軸、絕緣隔板和絕緣底板；
[0017]所述旋轉導電連接器包括:所述連接器包括:內環、外環、多個耦合式導電體以及絕緣限位件；
[0018]所述內環與外部驅動機構相連，并在受到驅動時與外環保持相對旋轉，內環內側設有內環接線柱，用于連接輸入/輸出電流的導線；
[0019]所述外環與內環同心且與內環在同一平面，外環外側設有接線柱，用于連接輸出/輸入電流的導線；
[0020]所述耦合式導電體設置于所述外環與內環之間，由與內環之間的摩擦力帶動而運動；
[0021]所述絕緣限位件與所述多個耦合式導電體相連接并限制其相對位置；
[0022]所述多個旋轉導電連接器構成多層結構，每層內環和外環間由絕緣隔板間隔，中心轉軸串聯所有內環；
[0023]所述轉軸為中空結構，導線穿過所述轉軸的中空結構的接入內環接線柱;所述導電設備最下邊為下絕緣底板。
[0024]優選地，所述內環外側設有第一開槽軌道，外環內側設有第二開槽軌道，所述耦合式導電體設置于所述第一開槽軌道和第二開槽軌道之間，其半徑大小使其恰好能放置于兩槽軌道間。
[0025]優選地，所述旋轉導電連接器最外層由絕緣外殼包裹外環而成;所述絕緣外殼設有槽位用于固定外環位置，絕緣外殼由兩個半殼組合而成。
[0026]本發明的有益效果體現在:
[0027]1.本發明采用了耦合式導電體，能更好地適應實際裝配中內外環軌道偏心、傾斜等精度誤差問題。減少了由于軌道不平整時發生的硬摩擦對導電體的損傷，延長了機構的使用壽命。
[0028]2.本發明采用了絕緣鉸帶限位耦合式導電體，避免了耦合式導電體之間的相互碰撞，從而避免了耦合式導電體由于碰撞摩擦而造成的機械損傷，延長了機構的使用壽命。
[0029]3.本發明采用了多層內外軌道組成且每層內外軌道之間放有多個耦合式導電體從而使裝置能夠傳輸大功率電能。除大功率輸出外，本發明還可以通過設置旋轉導電連接器的數量實現對于輸出功率的動態調整。
【附圖說明】
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[0030]附圖1是本發明旋轉導電連接器結構圖；
[0031]附圖2是本發明中耦合式導電體結構圖；
[0032]附圖3是本發明導電設備整體結構圖；
[0033]附圖4是本發明耦合式導電體與絕緣鉸帶連接；
[0034]附圖5是本發明中放置彈簧的耦合式導電體結構；
[0035]附圖6是本發明中放置磁鐵的耦合式導電體結構；
[0036]其中:I為外環接線柱;2為外環;3為內環接線柱;4為絕緣鉸帶；5為轉軸;6為耦合式導電體;7為內環;8為限位圓孔;9為耦合式導電體上圓臺；10為環形絕緣帶；11為限位孔；12為耦合式導電體下圓臺；13為放置磁鐵(彈簧)圓槽；14為絕緣外殼；15為絕緣隔板；16為外殼固定螺孔;17為下絕緣底板;18為限位銷釘;19為彈簧;20為磁鐵。
【具體實施方式】
[0037]為更加清楚地表明本發明的目的、技術方案和優點，現結合附圖及示例性實例，進一步詳細地說明本發明