CN111682383B - 一种导电滑环 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电连接部件技术领域，公开了一种导电滑环，该导电滑环包括具有容纳腔的定子、设置于定子的容纳腔中并能够绕自身轴线转动的转子、设于容纳腔侧壁上的多个电刷以及用于改变各电刷与对应的导电环槽的接触面的调整机构，其中，转子的周面上形成有多个导电环槽，各导电环槽间隔设置且相互绝缘；各电刷均延伸至相应的导电环槽中，并与对应的导电环槽电连接。该导电滑环改善了随着使用时间的增长，由于刷丝和环槽的磨损，导电滑环容易信号传输失真甚至失效的问题。

Description

一种导电滑环

技术领域

本发明涉及电连接部件技术领域，特别涉及一种导电滑环。

背景技术

导电滑环主要用于两个相对转动机构中电源和信号的传输，通常包括定子和转动设置于定子内的转子等，其中，转子上设有环槽，定子上设有刷丝，转子相对定子转动的过程中，刷丝始终与对应的环槽电连接，从而实现两个相对转动机构中电源和信号的传输。

然而，随着导电滑环使用时间的增长，刷丝和环槽位于二者接触处的部分的磨损均日益严重，容易造成信号传输失真甚至失效。

发明内容

本发明提供了一种导电滑环，用于改善随着使用时间的增长，由于刷丝和环槽的磨损，导电滑环容易信号传输失真甚至失效的问题。

为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种导电滑环，包括：

具有容纳腔的定子；

设置于所述定子的容纳腔中并能够绕自身轴线转动的转子；所述转子的周面上形成有多个导电环槽，各所述导电环槽间隔设置且相互绝缘；

设于所述容纳腔侧壁上的多个电刷，各所述电刷均延伸至相应的所述导电环槽中，并与对应的所述导电环槽电连接；

调整机构，用于改变各所述电刷与对应的所述导电环槽的接触面。

随着导电滑环使用时间的增长，电刷和导电环槽位于二者接触处的部分均会出现磨损，容易造成信号传输失真甚至失效，而本发明提供的导电滑环能够通过调整机构改变各电刷与对应的导电环槽的接触面，即在导电滑环使用一定时间后，变更电刷与导电环槽的接触面，使电刷和导电环槽上已经磨损的部位不再用作接触面，电刷和导电环槽上未磨损的部位作为新的接触面，从而能够降低由于刷丝和导电环槽的磨损，导电滑环信号传输失真、失效的可能性，提高导电滑环的使用寿命。

可选地，以所述转子的轴线方向为第一方向，各所述导电环槽在所述第一方向上的尺寸大于对应的所述电刷在所述第一方向上的尺寸；

所述调整机构包括第一驱动单元，所述第一驱动单元的动力输出端与所述转子连接，能够带动所述转子沿所述第一方向移动，以改变各所述电刷与对应的所述导电环槽的接触面。

可选地，所述定子包括固定部和与所述固定部滑动连接的移动部，所述固定部与所述移动部共同围设出所述容纳腔，所述转子与所述固定部转动连接，各所述电刷均设置于所述移动部上；或者，所述定子包括围设出所述容纳腔的移动部和位于所述移动部背离所述容纳腔一侧的固定部，所述移动部与所述固定部滑动连接，所述转子与所述固定部转动连接，各所述电刷均设置于所述移动部上；

所述调整机构包括第二驱动单元，所述第二驱动单元的动力输出端与所述移动部连接，能够带动所述移动部相对所述固定移动，以改变各所述电刷与对应的所述导电环槽的接触面。

可选地，以所述转子的轴线方向为第一方向，各所述导电环槽在所述第一方向上的尺寸大于对应的所述电刷在所述第一方向上的尺寸，所述移动部与所述固定部在所述第一方向上滑动连接，所述第二驱动单元能够带动所述移动部沿所述第一方向移动。

可选地，所述固定部上用于与所述移动部连接的部位设置有第一导向凸筋，所述移动部上用于与所述固定部连接的部位设置有与所述第一导向凸筋对应的第一导向凹槽；

或者，所述固定部上用于与所述移动部连接的部位设置有第一导向凹槽，所述移动部上用于与所述固定部连接的部位设置有与所述第一导向凹槽对应的第一导向凸筋；

所述第一导向凸筋和所述第一导向凹槽均沿所述第一方向延伸。

可选地，以与所述转子的轴线垂直的方向为第二方向，所述定子包括固定部和与所述固定部在所述第二方向上滑动连接的移动部，所述固定部与所述移动部共同围设出所述容纳腔，所述转子与所述固定部转动连接，各所述电刷均设置于所述移动部上；

所述调整机构包括第三驱动单元，所述第三驱动单元的动力输出端与所述移动部连接，能够带动所述移动部沿所述第二方向移动。

可选地，所述固定部上用于与所述移动部连接的部位设置有第二导向凸筋，所述移动部上用于与所述固定部连接的部位设置有与所述第二导向凸筋对应的第二导向凹槽；

或者，所述固定部上用于与所述移动部连接的部位设置有第二导向凹槽，所述移动部上用于与所述固定部连接的部位设置有与所述第二导向凹槽对应的第二导向凸筋；

所述第二导向凸筋和所述第二导向凹槽均沿所述第二方向延伸。

可选地，以所述转子的轴线方向为第一方向，各所述导电环槽平行于所述第一方向的截面以及各所述电刷平行于所述第一方向的截面均为方形，且各所述电刷均至少有一个面与对应的所述导电环槽的内壁电连接。

可选地，各所述电刷均有相邻的两个面与对应的所述导电环槽的相应内壁电连接。

可选地，所述导电滑环包括控制单元和圈数计数器，所述调整机构和所述圈数计数器均与所述控制单元电连接，其中，所述圈数计数器用于记录所述转子转过的圈数；

当所述圈数计数器记录所述转子转过的圈数达到预设值时，向所述控制单元发送信号，以使所述控制单元控制所述调整机构动作。

附图说明

图1为本发明实施例提供的导电滑环第一状态时的结构示意图；

图2为图1的D-D剖视图；

图3为图1的A处放大图；

图4为本发明实施例提供的导电滑环第二状态时的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的另一种导电滑环的结构示意图；

图6为图5所示的导电滑环的B-B剖视图；

图7为图5的C处放大图。

图标：1-定子；11-电刷；111-第一侧面；112-第二侧面；113-第三侧面；114-第四侧面；12-固定部；121-第二导向凸筋；13-移动部；131-第二导向凹槽；100-容纳腔；2-转子；21-导电环槽；211-第一槽壁；212-底壁；213-第二槽壁；3-调整机构；4-圈数计数器；5-轴承。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1和图2所示，本实施例提供的导电滑环包括具有容纳腔100的定子1、设置于定子1的容纳腔100中并能够绕自身轴线转动的转子2和设于容纳腔100侧壁上的多个电刷11，其中，转子2的周面上形成有多个导电环槽21，各导电环槽21间隔设置且相互绝缘；各电刷11均延伸至相应的导电环槽21中，并与对应的导电环槽21电连接；此外，导电滑环还包括用于改变各电刷11与对应的导电环槽21的接触面的调整机构3。

随着导电滑环使用时间的增长，电刷11和导电环槽21位于二者接触处的部分均会出现磨损，容易造成信号传输失真甚至失效，而本实施例提供的导电滑环能够通过调整机构3改变各电刷11与对应的导电环槽21的接触面，即在导电滑环使用一定时间后，变更电刷11与导电环槽21的接触面，使电刷11和导电环槽21上已经磨损的部位不再用作接触面，电刷11和导电环槽21上未磨损的部位作为新的接触面，相当于电刷11和导电环槽21至少有两组(通过调整机构3对各电刷11与对应的导电环槽21的接触面进行两次及以上改变，电刷11和导电环槽21即能够有三组及以上接触面)不同的接触面，从而能够降低由于电刷11和导电环槽21的磨损，导电滑环信号传输失真、失效的可能性，提高导电滑环的使用寿命。

具体设置上述电刷11时，电刷11可以由铜丝折制而成，例如，电刷11为铜丝折成的U形(如图2所示)或者V形结构，U形或者V形结构的电刷11的两个边均与对应的导电环槽21电连接。进一步地，U形或者V形结构的电刷11可以与转子2上的导电环槽21一一对应，各电刷11之间可以相互绝缘；为了增强导电滑环信号传输的可靠性，也可以是连续的N个电刷11为一组，同一组中的各电刷11电连接，其中，N为大于1的整数。

具体设置上述定子1时，定子1的外形可以为柱状，例如：圆柱状、长方体状或者正方体状等。

具体设置上述转子2时，可以是转子2的两端均套设有轴承5，转子2通过轴承5安装于定子1的容纳腔100中。

一个具体技术方案中，以转子2的轴线EF的方向为第一方向，各导电环槽21平行于第一方向的截面以及各电刷11平行于第一方向的截面均为方形，且各电刷11均至少有一个面与对应的导电环槽21的内壁电连接，例如，各电刷11均有一个面或者相邻的两个面与对应的导电环槽21的相应内壁电连接。

仍以转子2的轴线方向为第一方向，一种可选的技术方案中，各导电环槽21在第一方向上的尺寸大于对应的电刷11在第一方向上的尺寸，调整机构3包括第一驱动单元，第一驱动单元的动力输出端与转子2连接，能够带动转子2沿第一方向移动，以改变各电刷11与对应的导电环槽21的接触面。

通过第一驱动单元带动转子2沿第一方向移动，从而改变各电刷11与对应的导电环槽21的接触面，用较少的部件即能够实现电刷11与对应的导电环槽21的接触面的改变，不但使得导电滑环的组装更为简单，而且有利于节约成本。

一个具体技术方案中，如图3(图中第一槽壁211与第一侧面111之间的间隙是为了便于展示，实际上二者接触、无间隙)所示，导电环槽21包括依次连接的第一槽壁211、底壁212和第二槽壁213；电刷11包括依次连接的第一侧面111、第二侧面112、第三侧面113和第四侧面114，导电环槽21的第一槽壁211朝向电刷11的第一侧面111，导电环槽21的底壁212朝向电刷11的第二侧面112，导电环槽21的第二槽壁213朝向电刷11的第三侧面113。此种情况下，电刷11与对应的导电环槽21的接触面改变之前(即导电滑环处于初始状态时)可以是导电环槽21的第一槽壁211与电刷11的第一侧面111电连接，电刷11与对应的导电环槽21的接触面改变之后，导电环槽21的第二槽壁213与电刷11的第三侧面113电连接；也可以是电刷11与对应的导电环槽21的接触面改变之前，导电环槽21的第二槽壁213与电刷11的第三侧面113电连接，电刷11与对应的导电环槽21的接触面改变之后，导电环槽21的第一槽壁211与电刷11的第一侧面111电连接。

如图1所示，还可以是电刷11与对应的导电环槽21的接触面改变之前，导电环槽21的第一槽壁211与电刷11的第一侧面111电连接，同时，导电环槽21的底壁212与电刷11的第二侧面112电连接，电刷11与对应的导电环槽21的接触面改变之后，如图4所示，导电环槽21的底壁212与电刷11的第二侧面112电连接(连接位置改变)，同时，导电环槽21的第二槽壁213与电刷11的第三侧面113电连接；还可以是电刷11与对应的导电环槽21的接触面改变之前，导电环槽21的底壁212与电刷11的第二侧面112电连接，同时，导电环槽21的第二槽壁213与电刷11的第三侧面113电连接，电刷11与对应的导电环槽21的接触面改变之后，导电环槽21的第一槽壁211与电刷11的第一侧面111电连接，同时，导电环槽21的底壁212与电刷11的第二侧面112电连接。

采用这两种方式时，改变电刷11与对应的导电环槽21的接触面的过程中，导电环槽21的底壁212与电刷11的第二侧面112保持电连接，能够实现信号的连续传输。

另一个具体技术方案中，定子1包括固定部12和与固定部12滑动连接的移动部13，固定部12与移动部13共同围设出容纳腔100，转子2与固定部12转动连接，各电刷11均设置于移动部13上；或者，定子1包括围设出容纳腔100的移动部13和位于移动部13背离容纳腔100一侧的固定部12，移动部13与固定部12滑动连接，转子2与固定部12转动连接，各电刷11均设置于移动部13上。

调整机构3包括第二驱动单元，第二驱动单元的动力输出端与移动部13连接，能够带动移动部13相对固定移动，以改变各电刷11与对应的导电环槽21的接触面。

进一步地，仍以转子2的轴线方向为第一方向，各导电环槽21在第一方向上的尺寸大于对应的电刷11在第一方向上的尺寸，移动部13与固定部12在第一方向上滑动连接，第二驱动单元能够带动移动部13沿第一方向移动。

更进一步地，固定部12上用于与移动部13连接的部位设置有第一导向凸筋，移动部13上用于与固定部12连接的部位设置有与第一导向凸筋对应的第一导向凹槽；

或者，固定部12上用于与移动部13连接的部位设置有第一导向凹槽，移动部13上用于与固定部12连接的部位设置有与第一导向凹槽对应的第一导向凸筋；

第一导向凸筋和第一导向凹槽均沿第一方向延伸。

通过第一导向凸筋和第一导向凹槽为移动部13的运动进行导向，使得移动部13在位置精确性更高。

另一个技术方案中，如图5和图6所示，以与转子2的轴线垂直的方向为第二方向，定子1包括固定部12和与固定部12在第二方向上滑动连接的移动部13，固定部12与移动部13共同围设出容纳腔100，转子2与固定部12转动连接，各电刷11均设置于移动部13上。

调整机构3包括第三驱动单元，第三驱动单元的动力输出端与移动部13连接，能够带动移动部13沿第二方向移动，以使电刷11上原本与导电环槽21接触的部位与导电环槽21错开，电刷11上原本未与导电环槽21接触的部位成为新的接触部位。

以电刷11为U形、且截面为方形为例，如图6所示，电刷11包括平行的两条边，其中一条边包括沿背离移动部13的方向排列的c、a、b三个点，另一条边包括与c点相对的c’点，与a点相对的a’点，与b点相对的b’点，假设原本a点所在直线以及a’点所在直线与导电环槽21接触(因为电刷11的截面为方形，所以，电刷11上与导电环槽21接触的部位为直线)，而移动部13沿第二方向移动可以是移动部13向靠近导电环槽21的方向移动，也可以移动部13向远离导电环槽21的方向移动，前一种情况时，移动部13沿第二方向移动后，电刷11上与导电环槽21接触的部位由a点所在直线以及a’点所在直线变更为c点所在直线以及c’点所在直线；后一种情况时，移动部13沿第二方向移动后，电刷11上与导电环槽21接触的部位由a点所在直线以及a’点所在直线变更为b点所在直线以及b’点所在直线。

进一步地，如图6和图7所示，固定部12上用于与移动部13连接的部位设置有第二导向凸筋121，移动部13上用于与固定部12连接的部位设置有与第二导向凸筋121对应的第二导向凹槽131；

或者，固定部12上用于与移动部13连接的部位设置有第二导向凹槽131，移动部13上用于与固定部12连接的部位设置有与第二导向凹槽131对应的第二导向凸筋121；

第二导向凸筋121和第二导向凹槽131均沿第二方向延伸。

通过第二导向凸筋121和第二导向凹槽131为移动部13的运动进行导向，使得移动部13在位置精确性更高。

一种实现方式中，导电滑环包括控制单元和圈数计数器4，调整机构3和圈数计数器4均与控制单元电连接，其中，圈数计数器4用于记录转子2转过的圈数。

当圈数计数器4记录转子2转过的圈数达到预设值时，向控制单元发送信号，以使控制单元控制调整机构3动作，改变各电刷11与对应的导电环槽21的接触面。

通过圈数计数器4与控制单元配合来触发调整机构3动作，实现各电刷11与对应的导电环槽21的接触面的改变，使得本实施例提供的导电滑环的自动化程度更高，更节省人力。

具体设置上述控制单元时，控制单元可以为单片机。

本实施例中提到的第一驱动单元、第二驱动单元以及第三驱动单元均可以为气缸、电缸或者电机与丝杠配合的结构等等。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种导电滑环，其特征在于，包括：

具有容纳腔的定子；

设置于所述定子的容纳腔中并能够绕自身轴线转动的转子；所述转子的周面上形成有多个导电环槽，各所述导电环槽间隔设置且相互绝缘；

设于所述容纳腔侧壁上的多个电刷，各所述电刷均延伸至相应的所述导电环槽中，并与对应的所述导电环槽电连接；

调整机构，用于改变各所述电刷与对应的所述导电环槽的接触面；

以所述转子的轴线方向为第一方向，各所述导电环槽平行于所述第一方向的截面以及各所述电刷平行于所述第一方向的截面均为方形，各所述电刷均有相邻的两个面与相应的所述导电环槽的对应内壁电连接。

2.根据权利要求1所述的导电滑环，其特征在于，以所述转子的轴线方向为第一方向，各所述导电环槽在所述第一方向上的尺寸大于对应的所述电刷在所述第一方向上的尺寸；

所述调整机构包括第一驱动单元，所述第一驱动单元的动力输出端与所述转子连接，能够带动所述转子沿所述第一方向移动，以改变各所述电刷与对应的所述导电环槽的接触面。

3.根据权利要求1所述的导电滑环，其特征在于，所述定子包括固定部和与所述固定部滑动连接的移动部，所述固定部与所述移动部共同围设出所述容纳腔，所述转子与所述固定部转动连接，各所述电刷均设置于所述移动部上；或者，所述定子包括围设出所述容纳腔的移动部和位于所述移动部背离所述容纳腔一侧的固定部，所述移动部与所述固定部滑动连接，所述转子与所述固定部转动连接，各所述电刷均设置于所述移动部上；

所述调整机构包括第二驱动单元，所述第二驱动单元的动力输出端与所述移动部连接，能够带动所述移动部相对所述固定部 移动，以改变各所述电刷与对应的所述导电环槽的接触面。

4.根据权利要求3所述的导电滑环，其特征在于，以所述转子的轴线方向为第一方向，各所述导电环槽在所述第一方向上的尺寸大于对应的所述电刷在所述第一方向上的尺寸，所述移动部与所述固定部在所述第一方向上滑动连接，所述第二驱动单元能够带动所述移动部沿所述第一方向移动。

5.根据权利要求4所述的导电滑环，其特征在于，所述固定部上用于与所述移动部连接的部位设置有第一导向凸筋，所述移动部上用于与所述固定部连接的部位设置有与所述第一导向凸筋对应的第一导向凹槽；

或者，所述固定部上用于与所述移动部连接的部位设置有第一导向凹槽，所述移动部上用于与所述固定部连接的部位设置有与所述第一导向凹槽对应的第一导向凸筋；

所述第一导向凸筋和所述第一导向凹槽均沿所述第一方向延伸。

6.根据权利要求1所述的导电滑环，其特征在于，以与所述转子的轴线垂直的方向为第二方向，所述定子包括固定部和与所述固定部在所述第二方向上滑动连接的移动部，所述固定部与所述移动部共同围设出所述容纳腔，所述转子与所述固定部转动连接，各所述电刷均设置于所述移动部上；

所述调整机构包括第三驱动单元，所述第三驱动单元的动力输出端与所述移动部连接，能够带动所述移动部沿所述第二方向移动。

7.根据权利要求6所述的导电滑环，其特征在于，所述固定部上用于与所述移动部连接的部位设置有第二导向凸筋，所述移动部上用于与所述固定部连接的部位设置有与所述第二导向凸筋对应的第二导向凹槽；

或者，所述固定部上用于与所述移动部连接的部位设置有第二导向凹槽，所述移动部上用于与所述固定部连接的部位设置有与所述第二导向凹槽对应的第二导向凸筋；

所述第二导向凸筋和所述第二导向凹槽均沿所述第二方向延伸。

8.根据权利要求1-7任一项所述的导电滑环，其特征在于，包括控制单元和圈数计数器，所述调整机构和所述圈数计数器均与所述控制单元电连接，其中，所述圈数计数器用于记录所述转子转过的圈数；

当所述圈数计数器记录所述转子转过的圈数达到预设值时，向所述控制单元发送信号，以使所述控制单元控制所述调整机构动作。

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