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      一種測量絕對旋轉(zhuǎn)角的導(dǎo)電滑環(huán)的制作方法

      文檔序號:11180925閱讀:621來源:國知局
      一種測量絕對旋轉(zhuǎn)角的導(dǎo)電滑環(huán)的制造方法與工藝

      本實用新型涉及電器零件領(lǐng)域,尤其涉及一種測量絕對旋轉(zhuǎn)角的導(dǎo)電滑環(huán)。



      背景技術(shù):

      導(dǎo)電滑環(huán)又稱集電環(huán)、旋轉(zhuǎn)電氣接口,在需要機(jī)構(gòu)不但能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)地旋轉(zhuǎn)運(yùn)動,而且又需要從固定裝置將一定功率和信號傳遞給該旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的場合中應(yīng)用最廣泛。它主要通過滑動電接觸的方式,將固定端的電流或信號引線經(jīng)電刷與導(dǎo)電環(huán)之間所形成的滑動接觸,和旋轉(zhuǎn)側(cè)的引線間接相連形成完整的電氣通路。

      導(dǎo)電滑環(huán)因其具備能將固定設(shè)備的信息傳送給旋轉(zhuǎn)裝置的一大應(yīng)用特色,在航空航天、醫(yī)療器械、自動化設(shè)備、機(jī)器人領(lǐng)域里的使用越來越多。在自動化設(shè)備以及機(jī)器人系統(tǒng)中,具有旋轉(zhuǎn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動部件大多會考慮采用導(dǎo)電滑環(huán)來給旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上的驅(qū)動電機(jī)上電,并與設(shè)置在機(jī)構(gòu)上的控制器通信。隨著科技水平的日益革新,對機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的緊湊性和集成性要求越來越高,在不影響設(shè)備整體性能的條件下,通常希望機(jī)械本體的體積越小越好。

      對于機(jī)械結(jié)構(gòu)上具有旋轉(zhuǎn)部件的執(zhí)行機(jī)構(gòu),通常會采用導(dǎo)電滑環(huán)進(jìn)行功率和信號的傳送。導(dǎo)電滑環(huán)的機(jī)械結(jié)構(gòu)較為簡單,作用也比較單一,僅僅起到將固定部件與旋轉(zhuǎn)部件電氣連通的作用,然而其一般會占據(jù)較大的安裝空間。此外,在控制方面,若需要對旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)角、轉(zhuǎn)速進(jìn)行精確調(diào)控,一般會考慮采用安裝絕對式編碼器對機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動時的角位移、轉(zhuǎn)速等進(jìn)行實時反饋。導(dǎo)電滑環(huán)和絕對式編碼器作為某些具有旋轉(zhuǎn)運(yùn)動部件的機(jī)構(gòu)的重要組成部分,在機(jī)械本體的配置上,由于需要單獨(dú)為其留出足夠的設(shè)計、安裝空間,因而難免會增大機(jī)械裝置的整體結(jié)構(gòu)尺寸。

      有鑒于上述的缺陷,本設(shè)計人,積極加以研究創(chuàng)新,以期創(chuàng)設(shè)一種體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、集成度高的測量絕對旋轉(zhuǎn)角的導(dǎo)電滑環(huán),使其更具有產(chǎn)業(yè)上的利用價值。



      技術(shù)實現(xiàn)要素:

      為解決上述技術(shù)問題,本實用新型的目的是提供一種體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、集成度高的測量絕對旋轉(zhuǎn)角的導(dǎo)電滑環(huán)。

      本實用新型的一種測量絕對旋轉(zhuǎn)角的導(dǎo)電滑環(huán),包括用于與旋轉(zhuǎn)件連接的底座、與固定件連接且與底座轉(zhuǎn)動配合的殼體,所述底座上設(shè)有導(dǎo)電環(huán)、動側(cè)連接件,所述導(dǎo)電環(huán)滑動連接有電刷,所述電刷設(shè)置在所述殼體上;所述動側(cè)連接件連接有磁環(huán),所述磁環(huán)磁配合有編碼器讀數(shù)頭,所述編碼器讀數(shù)頭與所述磁環(huán)之間具有測量間隙,所述編碼器讀數(shù)頭與設(shè)置在殼體上的靜側(cè)連接件連接。

      進(jìn)一步的,所述殼體上沿其軸向設(shè)有第一環(huán)形凸臺,所述底座沿其軸向設(shè)有能夠穿過所述第一環(huán)形凸臺的圓柱形階梯狀的第二凸臺,所述第一環(huán)形凸臺與第二凸臺之間連接有軸承;所述底座與所述殼體之間設(shè)有能夠調(diào)整所述軸承軸向游隙的調(diào)整墊圈。

      進(jìn)一步的,所述動側(cè)連接件套裝于所述第二凸臺上,其一端面上設(shè)有與所述磁環(huán)連接的第一安裝孔、另一端面具有端部與所述軸承相抵且側(cè)部與第二凸臺側(cè)壁相抵的臺階;所述動側(cè)連接件的側(cè)壁上設(shè)有用于將其安裝于所述第二凸臺上的第二安裝孔。

      進(jìn)一步的,所述靜側(cè)連接件通過螺釘安裝在所述第一環(huán)形凸臺的端面上,所述靜側(cè)連接件上設(shè)有多個用于安裝所述編碼器讀數(shù)頭的凸臺。

      進(jìn)一步的,所述電刷包括電刷安裝板、設(shè)置在電刷安裝板一側(cè)面上的若干平行的彈性支撐梁以及設(shè)置在電刷安裝板另一側(cè)面分別與各彈性支撐梁電連接的導(dǎo)線,各所述彈性支撐梁的端部均焊接有接觸頭;所述電刷安裝板設(shè)置在所述殼體上的沉槽中,所述殼體上設(shè)有將所述電刷安裝板緊壓在所述沉槽中的壓板。

      進(jìn)一步的,所述底座與導(dǎo)電環(huán)之間設(shè)有供所述導(dǎo)電環(huán)嵌入的絕緣支撐板,所述導(dǎo)電環(huán)的輸出導(dǎo)線設(shè)置在其嵌入所述絕緣支撐板的側(cè)面上,所述導(dǎo)電環(huán)的另一側(cè)面上具有多個分別與所述接觸頭滑動配合的滑道。

      進(jìn)一步的,所述底座與所述殼體的側(cè)壁上均設(shè)有供導(dǎo)線穿出的腰形孔。

      進(jìn)一步的,所述電刷為兩個,所述殼體上設(shè)有兩個分別安裝兩所述電刷安裝板的所述沉槽。

      進(jìn)一步的,所述殼體上還蓋設(shè)有上蓋。

      進(jìn)一步的,所述編碼器讀數(shù)頭為磁環(huán)式絕對編碼器。

      借由上述方案,本實用新型至少具有以下優(yōu)點:

      1)本實用新型具備電信息傳遞和測量絕對旋轉(zhuǎn)角度雙重功能;

      2)本實用新型將編碼器集成到導(dǎo)電滑環(huán)內(nèi)部的設(shè)計,空間利用率高,可避免在旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中因需要單獨(dú)設(shè)置編碼器而留出必要的安裝空間;

      3)本實用新型在絕緣支撐板上固定有多道導(dǎo)電環(huán),每道導(dǎo)電環(huán)與電刷滑動接觸的設(shè)計,可通過導(dǎo)電環(huán)與電刷的組合,對多路電信息進(jìn)行傳遞;

      4)本實用新型設(shè)計結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、集成度高。

      上述說明僅是本實用新型技術(shù)方案的概述,為了能夠更清楚了解本實用新型的技術(shù)手段,并可依照說明書的內(nèi)容予以實施,以下以本實用新型的較佳實施例并配合附圖詳細(xì)說明如后。

      附圖說明

      圖1是本實用新型整體外觀示意圖;

      圖2是本實用新型內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖;

      圖3是本實用新型整體結(jié)構(gòu)爆炸示意圖;

      圖4是本實用新型剖視圖;

      圖5是本實用新型的電刷結(jié)構(gòu)示意圖;

      圖6是本實用新型的靜側(cè)連接件的結(jié)構(gòu)示意圖;

      圖7是本實用新型的動側(cè)連接件的結(jié)構(gòu)示意圖;

      圖8是本實用新型的底座的結(jié)構(gòu)示意圖;

      圖9是本實用新型的中間殼體結(jié)構(gòu)示意圖。

      其中:

      1、底座 1-1第二凸臺 2、殼體 2-1、上蓋 2-2、中間殼體 2-2-1、第一環(huán)形凸臺 2-2-2、腰形沉槽 3、導(dǎo)電環(huán) 4、動側(cè)連接件 5、電刷 5-1、電刷安裝板 5-2、彈性支撐梁 5-3、輸入導(dǎo)線 5-4接觸頭 6、磁環(huán) 7、編碼器讀數(shù)頭 7-1、編碼器信號線 8、靜側(cè)連接件 8-1、凸臺 9、調(diào)整墊圈 10、壓板 11、絕緣支撐板 12、軸承 13、輸出導(dǎo)線。

      具體實施方式

      下面結(jié)合附圖和實施例,對本實用新型的具體實施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實施例用于說明本實用新型,但不用來限制本實用新型的范圍。

      參見圖1至圖9,本實用新型一較佳實施例所述的一種測量絕對旋轉(zhuǎn)角的導(dǎo)電滑環(huán),包括用于與旋轉(zhuǎn)件連接的底座1、與固定件連接且與底座轉(zhuǎn)動配合的殼體2,殼體2包括上蓋2-1和中間殼體2-2,所述底座1上設(shè)有導(dǎo)電環(huán)3、動側(cè)連接件4,所述導(dǎo)電環(huán)3滑動連接有電刷5,所述電刷5固定在所述殼體2上;所述動側(cè)連接件4連接有磁環(huán)6,所述磁環(huán)6磁配合有編碼器讀數(shù)頭7,裝配完成后,所述編碼器讀數(shù)頭7與所述磁環(huán)6之間具有測量間隙,編碼器讀數(shù)頭7通過感應(yīng)磁環(huán)表面周向不同位置處的磁信息,經(jīng)編碼器讀數(shù)頭上的處理系統(tǒng)進(jìn)而可轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)動時的角位移信息,所述磁環(huán)上設(shè)有“三角形”標(biāo)識的零點標(biāo)志位,所以在所述編碼器讀數(shù)頭讀取所述磁環(huán)周向不同位置處的磁信息時,均可以通過轉(zhuǎn)換得到相對于零點位置的絕對旋轉(zhuǎn)角。所述編碼器讀數(shù)頭7與固定連接在殼體2上的靜側(cè)連接件8連接。

      所述中間殼體2-2上沿其軸向設(shè)有第一環(huán)形凸臺2-2-1,所述第一環(huán)形凸臺2-2-1端面周向分布四個螺孔,所述靜側(cè)連接件8通過螺釘安裝在所述第一環(huán)形凸臺2-2-1的端面上,所述底座1沿其軸向設(shè)有能夠穿過所述第一環(huán)形凸臺2-2-1的圓柱形階梯狀的第二凸臺1-1,所述第一環(huán)形凸臺2-2-1與第二凸臺1-1之間連接有軸承12,軸承12下端通過第二凸臺1-1的階梯端面軸向定位,其上端通過所述動側(cè)連接件4的端面壓緊。由于軸承12軸向游隙的存在導(dǎo)電滑環(huán)轉(zhuǎn)動時,其旋轉(zhuǎn)部分相對其固定部分會產(chǎn)生輕微的晃動,通常這對導(dǎo)電滑環(huán)的電信息傳遞基本無影響,但是當(dāng)導(dǎo)電滑環(huán)中集成了磁環(huán)式絕對編碼器之后,會由于軸向晃動的干擾而大大降低了磁環(huán)式絕對編碼器的測量精度,有時甚至可能會導(dǎo)致測量出錯,因此在所述底座與所述殼體之間設(shè)有能夠調(diào)整所述軸承12軸向游隙的調(diào)整墊圈,保證測量準(zhǔn)確性、可靠性。

      所述動側(cè)連接件4套裝于所述第二凸臺1-1上,其一端面上設(shè)有與所述磁環(huán)6連接的第一安裝孔、另一端面具有端部與所述軸承12相抵且側(cè)部與第二凸臺1-1側(cè)壁相抵的臺階;所述動側(cè)連接件4的側(cè)壁上設(shè)有用于將其安裝于所述第二凸臺1-1上的第二安裝孔。

      所述靜側(cè)連接件8上設(shè)有多個用于安裝所述編碼器讀數(shù)頭的凸臺8-1。

      為了能夠較好地傳遞電信息,徑向相同的導(dǎo)電環(huán)的滑道上使用一組共兩個電刷5與其滑動連接,且每組電刷5共用一根輸入導(dǎo)線5-3,各所述電刷5包括電刷安裝板5-1、設(shè)置在電刷安裝板5-1一側(cè)面上的若干平行的彈性支撐梁5-2以及設(shè)置在電刷安裝板5-1另一側(cè)面分別與各彈性支撐梁5-2連接的輸入導(dǎo)線5-3,各所述彈性支撐梁5-2的一端焊接有方形接觸頭5-4,為更好的傳導(dǎo)電信息,方形接觸頭5-4表面進(jìn)行鍍銀處理,通過彈性支撐梁5-2的彈性變形,可以將方形接觸頭5-4可靠的壓緊到對應(yīng)的所述導(dǎo)電環(huán)的滑道上,所述中間殼體2-2對稱設(shè)有兩個用于安裝所述電刷安裝板的腰形沉槽2-2-2,各所述電刷安裝板對稱安裝在所述殼體上的腰形沉槽2-2-2中,所述中間殼體2-2上設(shè)有將各所述電刷安裝板緊壓在所述腰形沉槽中的壓板10。

      所述底座1與導(dǎo)電環(huán)3之間設(shè)有供所述導(dǎo)電環(huán)嵌入的絕緣支撐板11,為具有耐高溫、抗腐蝕和優(yōu)異的絕緣性能,所述絕緣支撐板選用環(huán)氧樹脂材質(zhì);所述導(dǎo)電環(huán)3的輸出導(dǎo)線13設(shè)置在其嵌入所述絕緣支撐板的側(cè)面上,所述導(dǎo)電環(huán)的另一側(cè)面上具有多個分別與所述接觸頭滑動配合的滑道,通過多對導(dǎo)電環(huán)與電刷的組合,可以對多路電信息進(jìn)行傳遞。

      為了能夠更好的穿設(shè)輸入導(dǎo)線5-3、輸出導(dǎo)線13和編碼器信號線7-1,所述底座1及殼體的側(cè)壁設(shè)有供導(dǎo)線穿設(shè)的腰形孔。

      本實用新型的工作原理如下:

      使用時,該導(dǎo)電滑環(huán)通過殼體上的安裝孔固定在固定設(shè)備上,通過底座上的安裝孔固定到旋轉(zhuǎn)設(shè)備上,旋轉(zhuǎn)設(shè)備的轉(zhuǎn)動將帶動嵌在絕緣支撐板上的導(dǎo)電環(huán)和固定在動側(cè)連接件上的磁環(huán)同時同步轉(zhuǎn)動,固定設(shè)備發(fā)出的電信息由與電刷相連的輸入導(dǎo)線引入,然后通過電刷與導(dǎo)電環(huán)的滑動接觸,從與導(dǎo)電環(huán)相連的輸出導(dǎo)線13中輸出。固定在靜側(cè)連接件的編碼器讀數(shù)頭與旋轉(zhuǎn)的磁環(huán)發(fā)生相對轉(zhuǎn)動,進(jìn)而可以讀取磁環(huán)周向不同位置的處的磁信息,通過對比磁信息上的零位,可以對滑動轉(zhuǎn)動時的絕對角位移進(jìn)行精確測定。

      以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式,并不用于限制本實用新型,應(yīng)當(dāng)指出,對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說,在不脫離本實用新型技術(shù)原理的前提下,還可以做出若干改進(jìn)和變型,這些改進(jìn)和變型也應(yīng)視為本實用新型的保護(hù)范圍。

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