專利名稱：氣電一體滑環(huán)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種焊接與切割設(shè)備的配件，特別是一種無限旋轉(zhuǎn)的滑環(huán)， 具體涉及一種用于火焰切割和焊接一體機器人的氣路和電路一體滑環(huán)。
(二)
背景技術(shù)：
針對大型筒體相貫線開孔切割和接管焊接，在機器人結(jié)構(gòu)相同的情況下， 機器手末端關(guān)節(jié)根據(jù)夾持火焰切割槍或者夾持焊接槍的不同，可以實現(xiàn)焊接和 切割兩種作業(yè)。切割時氧氣和乙炔管路要隨機器人手臂旋轉(zhuǎn)，焊接時，如果為 氣體保護焊則需要有保護性氣體通過，如果為埋弧焊接則需要通過高壓氣體進 行焊劑回收再利用，氣體通過滑環(huán)可以避免機械手臂在運動時對管路的破壞， 并可以實現(xiàn)氣路的無限旋轉(zhuǎn)。特別在焊接時，接管的焊接形式為多層多道連續(xù) 焊接，電源、焊接電源、焊接電源控制信號和機器人控制信號都要隨機器人進 行無限旋轉(zhuǎn)。
但目前的氣路滑環(huán)和電路滑環(huán)都是分離的，難以同時安裝使用，即使同時 安裝也因其空間結(jié)構(gòu)相對較大不利于使用，另外當前的氣路滑環(huán)不具有防止易 燃氣體因意外泄露發(fā)生燃燒甚至爆炸的安全措施。因此，實踐中急需一種結(jié)構(gòu) 小巧便于安裝、在氣路滑環(huán)內(nèi)具有防止易燃氣體因意外泄露發(fā)生燃燒甚至爆炸 的安全措施和便于切割和焊接一體機器人能夠同時實現(xiàn)電路和氣路無限旋轉(zhuǎn)的 滑環(huán)設(shè)備。
(三)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能實現(xiàn)無限旋轉(zhuǎn)具有安全性高和可靠性好的氣 電一體滑環(huán)。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的它包括心軸和套在心軸外的殼體； 一端為電
路滑環(huán)段，另一端為氣路滑環(huán)段；電路滑環(huán)段的心軸上固定有絕緣套，在絕緣 套中按一定間距澆鑄有銅環(huán)，殼體上開有扇形契孔，扇形契孔中鑲裝有與銅環(huán) 相對應(yīng)的絕緣體，絕緣體中裝有電刷；氣路滑環(huán)段的心軸上開有由軸向段和徑 向段組成的氣路，殼體的與徑向段氣路相對應(yīng)的位置開有環(huán)形氣路及通氣連接
孔；電路滑環(huán)段的心軸的端部和氣路滑環(huán)段的殼體的端部帶有連接法蘭。 本發(fā)明還可以包括這樣一些結(jié)構(gòu)特征-
1、 所述的氣路包括2-5路，各路沿心軸軸向分布，每一路氣路的軸向段的 長度不等，氣路滑環(huán)段的殼體上的環(huán)形氣路的數(shù)量與氣路的路數(shù)相等，并且每 一路的位置與相應(yīng)的氣路的徑向段的位置相對應(yīng)。
2、 電路滑環(huán)段的殼體上的扇形契孔的數(shù)量為2-3個，每個扇形契孔中都鑲 裝絕緣體，各扇形契孔的絕緣體中的電刷的位置錯開一個銅環(huán)間距。
3、 所述的電刷安裝在刷架中，刷架固定在絕緣體中，電刷與刷架之間有彈簧。
4、 所述的絕緣體通過壓板固定在殼體上。
本發(fā)明由電路滑環(huán)段和氣路滑環(huán)段兩部分構(gòu)成，所述電路滑環(huán)段部分采用 特殊澆鑄技術(shù)將銅環(huán)和引線固定在絕緣套上，將絕緣套套入心軸并用開槽長圓 柱端緊定螺釘將澆鑄有銅環(huán)的絕緣套固定在心軸上；絕緣體I外形為扇環(huán)狀， 絕緣體I鍥入在殼體一側(cè)的扇形契孔內(nèi)，用固定在殼體上的壓板I將絕緣體I 壓在殼體上；絕緣體II外形為扇環(huán)狀，絕緣體II鍥入在殼體另一側(cè)的扇形契孔
內(nèi)，用固定在殼體上的壓板n將絕緣體n壓在殼體上；相鄰的電刷相對銅環(huán)呈
間隔分布，用電刷將彈簧壓入刷架的槽中，將其作為整體用固定在絕緣體上的
刷架壓板將其壓入在絕緣體i和絕緣體n上安裝刷架的方孔中，使電刷和銅環(huán) 始終保持接觸，銅環(huán)上的引線可以在絕緣套內(nèi)側(cè)軸向均勻分布引出。
殼體上的環(huán)形氣路通過螺紋孔將其與外部連接，心軸內(nèi)每路氣路的徑向通
道與軸向通道垂直連接，心軸內(nèi)部有通道與殼體上的環(huán)形氣路連接；心軸內(nèi)的 氣路通道也通過螺紋孔將其引出與外部連接；每個環(huán)形氣路的兩側(cè)在與心軸配 合的殼體上裝有O型圈；為了防止發(fā)生因意外，此滑環(huán)采用特殊泄氣通道，在 每個環(huán)形氣路兩側(cè)0型圈的外側(cè)均有與空氣連通的環(huán)形泄氣通道，兩個環(huán)形氣 路之間相鄰的兩個環(huán)形泄氣通道之間有0型圈相隔，防止兩種氣體在滑環(huán)內(nèi)因 意外泄露發(fā)生燃燒甚至爆炸；在兩個環(huán)形氣路的外側(cè)，面向電路滑環(huán)段一側(cè)有 泄氣通道，為了減少軸向尺寸，在相對的另一側(cè)可以直接通過軸承進行泄氣， 泄氣通道增加了滑環(huán)的安全性和可靠性。法蘭通過騎縫螺釘固定在心軸上，因 軸向力不大，心軸和殼體在兩側(cè)用深溝球軸承相連接。
本發(fā)明結(jié)構(gòu)小巧便于安裝，在一個滑環(huán)上可以同時使氣路和電路實現(xiàn)無限 旋轉(zhuǎn)；由于采用了特殊的泄氣通道，具有防止易燃氣體在滑環(huán)內(nèi)部因意外泄露 發(fā)生燃燒甚至爆炸的安全措施，增加了易燃氣體通過滑環(huán)時的安全性；可以根 據(jù)使用情況，調(diào)整電路和氣路通過滑環(huán)的數(shù)量。本發(fā)明就是基于以上所述，提 供了氣路和電路能同時實現(xiàn)無限旋轉(zhuǎn)且具有可靠性高和安全性好的一體化滑 環(huán)。
(四)


圖l為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)剖面示意圖； 圖2為本發(fā)明的外形結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為本發(fā)明的第一路電路滑環(huán)剖面示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖舉例對本發(fā)明做更詳細地描述
本發(fā)明中的圖號分別代表l.騎縫螺釘、2.法蘭盤、3.心軸、4.軸承、 5.殼體、6.開槽長圓柱端緊定螺釘、7.絕緣體I、 8.刷架壓板I 、9.電刷支 架I、 IO.彈簧I 、11.電刷I、 12.銅環(huán)I、 13.線路I、 14.絕緣套、15. 壓板I、 16. 0型圈、17.氣路I 、 18. 0型圈、19.0型圈、20.0型圈、21. 深溝球軸承、22.壓板II 、 23.絕緣體II 、 24.刷架壓板n 、 25.刷架n、 26. 彈簧n、 27.電刷n、 28.銅環(huán)n、 29.線路n、 30、 31、 40.泄氣通道、32. 0型 圈、33、 37、 39.環(huán)形泄氣通道、34.氣路11、 35.氣路11、 36.氣路I 、 38、 41, 環(huán)形氣路。
各部分的連接關(guān)系作進一步說明如下
如圖l、圖2和圖3所示，所述氣電一體滑環(huán)的安裝方式，通過心軸3內(nèi)孔 套在轉(zhuǎn)動的軸上，兩端法蘭可以連接在相對旋轉(zhuǎn)的兩個零部件上。所述氣環(huán)滑 環(huán)段，當殼體5相對心軸3旋轉(zhuǎn)時，殼體5上與氣路I 17相連的環(huán)形氣路38 是圓周形的槽，心軸上的氣路I36通道在相對旋轉(zhuǎn)時始終與其保持連通，保證 氣路I在殼體5相對心軸3旋轉(zhuǎn)時始終相通；由于安裝在殼體上的0型圈16與 0型圈18在殼體5與心軸3相對旋轉(zhuǎn)時，使氣路I 36和環(huán)形氣路38在殼體5 和心軸3連接處與外部保持密封；殼體5上與氣路I134相連的環(huán)形氣路41是 圓周形的槽，心軸上的氣路II35通道在相對旋轉(zhuǎn)時始終與其保持連通，保證氣
路II在殼體5相對心軸3旋轉(zhuǎn)時始終相通；安裝在殼體上的0型圈19與0型圈 20在殼體5與心軸3相對旋轉(zhuǎn)時，使氣路I135和環(huán)形氣路41在殼體5和心軸 3連接處與外部保持密封；從而使氣路通過滑環(huán)實現(xiàn)兩路氣路的無限旋轉(zhuǎn)。
如一個氣路通氧氣，另外一氣路通易燃氣體，為防止易燃氣體因意外泄露 在滑環(huán)內(nèi)部發(fā)生燃燒甚至爆炸，在氣路滑環(huán)段采取了特殊的泄氣通道。在氣路 I兩側(cè)的0型圈16和0型圈18的外側(cè)分別有環(huán)形泄氣通道37和環(huán)形泄氣通 道39，環(huán)形泄氣通道37通過泄氣通道30與大氣相通，環(huán)形泄氣通道39通過 泄氣通道31與大氣相通；在0型圈19相對氣路II的外側(cè)有環(huán)形泄氣通道33通 過泄氣通道40與大氣相通，在0型圈20相對氣路II的外側(cè)直接通過軸承與大 氣相通；另外0型圈32阻隔環(huán)形泄氣通道33內(nèi)的氣體和環(huán)形泄氣通道39內(nèi)的 氣體之間相通，進一步增強氣路滑環(huán)段的安全性。
所述電路滑環(huán)段，通過特殊的澆鑄加工方法將銅環(huán)和銅環(huán)引線嵌入并固定 在絕緣套14內(nèi)，并且每個銅環(huán)引線在絕緣套14內(nèi)側(cè)的圓周上呈均勻分布，避 免了引線之間的電磁干擾和空間干涉問題。絕緣體I 7和絕緣體I123分別由壓 板I 15和壓板I122固定在殼體5上，電刷支架I 9由安裝在絕緣體I 7上的刷 架壓板I 8將其壓入絕緣體I 7上的槽內(nèi)，安裝在電刷支架I 9內(nèi)的彈簧I 10始 終壓著電刷I 11與銅環(huán)I 12保持緊密接觸，保證不發(fā)生電流斷路，嵌入在絕緣 套14上線路I 13經(jīng)心軸3內(nèi)的孔引出，這樣就保證了線路I 13在滑環(huán)相對旋 轉(zhuǎn)時兩端始終連通，其余電路滑環(huán)和線路I13的安裝和連接方式相同，在與絕 緣套14接觸的心軸3端面相應(yīng)均勻開孔并避開氣路I和氣路II將銅環(huán)引線向外 引出，從而保證在殼體5繞心軸3相對旋轉(zhuǎn)時各環(huán)電路始終相通。
權(quán)利要求
1、一種氣電一體滑環(huán)，它包括心軸和套在心軸外的殼體；其特征是一端為電路滑環(huán)段，另一端為氣路滑環(huán)段；電路滑環(huán)段的心軸上固定有絕緣套，絕緣套中按一定間距澆鑄有銅環(huán)，殼體上開有扇形契孔，扇形契孔中鑲裝有與銅環(huán)相對應(yīng)的絕緣體，絕緣體中裝有電刷；氣路滑環(huán)段的心軸上開有由軸向段和徑向段組成的氣路，并在每一路氣路通道密封O型圈外側(cè)設(shè)有特殊的漏氣泄流通道，殼體上與徑向段氣路相對應(yīng)的位置開有環(huán)形氣路及通氣連接孔；電路滑環(huán)段的心軸的端部和氣路滑環(huán)段的殼體的端部帶有連接法蘭。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的氣電一體滑環(huán)，其特征是所述的氣路包括2-5 路，各路沿著心軸軸向分布，每一路氣路的軸向段長度不等，氣路滑環(huán)段的殼 體上的環(huán)形氣路的數(shù)量與氣路的路數(shù)相等，并且每一路的位置與相應(yīng)的氣路的 徑向段的位置相對應(yīng)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的氣電一體滑環(huán)，其特征是電路滑環(huán)段的殼 體上的扇形契孔的數(shù)量為2-3個，每個扇形契孔中都鑲裝絕緣體，各扇形契孔 的絕緣體中的電刷的位置錯開一個銅環(huán)間距。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的氣電一體滑環(huán)，其特征是所述的電刷安裝 在刷架中，刷架固定在絕緣體中，電刷與刷架之間有彈簧。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的氣電一體滑環(huán)，其特征是所述的電刷安裝在刷 架中，刷架固定在絕緣體中，電刷與刷架之間有彈簧。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的氣電一體滑環(huán)，其特征是所述的絕緣體通過壓 板固定在殼體上。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的氣電一體滑環(huán)，其特征是所述的絕緣體通過壓 板固定在殼體上。
全文摘要
本發(fā)明提供的是一種氣電一體滑環(huán)。它包括心軸和套在心軸外的殼體；一端為電路滑環(huán)段，另一端為氣路滑環(huán)段；電路滑環(huán)段的心軸上固定有絕緣套，絕緣套中按一定間距澆鑄有銅環(huán)，殼體上開有扇形楔孔，扇形楔孔中鑲裝有與銅環(huán)相對應(yīng)的絕緣體，絕緣體中裝有電刷；氣路滑環(huán)段的心軸上開有由軸向段和徑向段組成的氣路，殼體與徑向段氣路相對應(yīng)的位置開有環(huán)形氣路及通氣連接孔，并設(shè)有特殊的漏氣泄流通道防止易燃氣體因意外泄漏發(fā)生燃燒甚至爆炸的安全措施；電路滑環(huán)段心軸的端部和氣路滑環(huán)段的殼體的端部帶有連接法蘭。本發(fā)明將電路滑環(huán)和氣路滑環(huán)設(shè)計為一體，使結(jié)構(gòu)相對小巧便于安裝和使用，在一個滑環(huán)上實現(xiàn)上述兩種功能，能實現(xiàn)無限旋轉(zhuǎn)，具有安全性高和可靠性好。
文檔編號B23K7/10GK101391330SQ20081013747
公開日2009年3月25日 申請日期2008年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月6日
發(fā)明者剛 劉, 劉少剛, 李燕東, 杜宏旺, 趙亞楠 申請人:哈爾濱工程大學(xué)