[發(fā)明專利]一種空間應(yīng)用小型滾動式導(dǎo)電環(huán)組件

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010622163.5
• 申請日: 2010-12-27
• 公開（公告）號: CN102163785A
• 公開（公告）日: 2011-08-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曲強(qiáng);劉磊;于國慶;張可;張紅;王友平
• 申請（專利權(quán)）人: 北京控制工程研究所
• 主分類號: H01R39/64
• 分類號: H01R39/64
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 安麗

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于機(jī)電一體化技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于帆板驅(qū)動機(jī)構(gòu)向星內(nèi)傳輸能源和電信號的導(dǎo)電環(huán)。

背景技術(shù)

太陽帆板驅(qū)動機(jī)構(gòu)是長壽命三軸穩(wěn)定衛(wèi)星必不可少的重要部件，主要功能是支撐并驅(qū)動太陽電池陣對日定向，并將太陽電池陣獲得的能源和電信號傳輸?shù)叫求w內(nèi)。由于無法備份，太陽帆板驅(qū)動機(jī)構(gòu)是星上少數(shù)的單點(diǎn)故障源之一，一旦失效將會直接導(dǎo)致整星喪失全部能源而失效。

導(dǎo)電環(huán)是帆板驅(qū)動機(jī)構(gòu)向星內(nèi)傳輸能源和電信號的關(guān)鍵部件。現(xiàn)今國內(nèi)外絕大多數(shù)衛(wèi)星帆板驅(qū)動機(jī)構(gòu)應(yīng)用的導(dǎo)電環(huán)為滑動式導(dǎo)電環(huán)，主要通過給電刷施加一定彈性壓力，使其與導(dǎo)電環(huán)環(huán)片可靠接觸形成電通路來傳輸電流。但其存在易磨損、速度穩(wěn)定度差、壽命有限等問題。

滾動式導(dǎo)電環(huán)屬于新一代的電傳輸裝置，可以替代滑環(huán)為帆板驅(qū)動機(jī)構(gòu)向星內(nèi)傳輸能源和電信號，其最大的優(yōu)點(diǎn)就是長壽命、低磨損，主要應(yīng)用在有長壽命、大功率、高速度穩(wěn)定度要求的太陽帆板驅(qū)動機(jī)構(gòu)上。

申請?zhí)?55021的美國專利公開了一種大電流傳輸滾環(huán)裝置，主要包括滾子，內(nèi)環(huán)、外環(huán)和保持滾子。其工作原理是：信號或功率從內(nèi)環(huán)通過滾子傳輸?shù)酵猸h(huán)，完成信號在靜止和運(yùn)動間的不間斷傳輸?shù)哪康摹＿@種方式主要靠保持滾子使多個(gè)滾子在運(yùn)動時(shí)保持相對位置關(guān)系穩(wěn)定。因此，在多滾子裝配時(shí)，由于滾子間的公差要求高，對滾子和保持滾子的加工精度較高，裝配難度大，容易產(chǎn)生廢品，不利于實(shí)際應(yīng)用，同時(shí)加大了滾子的磨損，降低了滾環(huán)的可靠性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的技術(shù)解決問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種加工簡單，裝配難度小，體積小，可靠性高的空間應(yīng)用小型滾動式導(dǎo)電環(huán)組件。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：一種空間應(yīng)用小型滾動式導(dǎo)電環(huán)組件，包括滾子、內(nèi)環(huán)、外環(huán)和保持架；內(nèi)環(huán)和外環(huán)同心；內(nèi)環(huán)的外表面和外環(huán)的內(nèi)表面分別加工有兩路容納滾子的溝道，兩個(gè)溝道之間設(shè)置凸臺；保持架通過均勻分布的定位輪固定在內(nèi)環(huán)和外環(huán)的凸臺上；在定位輪之間安裝滾輪；在保持架的上下兩側(cè)，滾子套在滾輪上，滾子依靠自身的彈性變形卡在內(nèi)環(huán)外表面和外環(huán)內(nèi)表面的溝道內(nèi)；內(nèi)環(huán)內(nèi)表面和外環(huán)外表面設(shè)置焊槽用于焊接導(dǎo)線。

所述滾子的數(shù)量為1-12個(gè)。

所述定位輪的數(shù)量為3-4個(gè)。

所述滾動式導(dǎo)電環(huán)可以根據(jù)帆板驅(qū)動機(jī)構(gòu)向星內(nèi)傳輸能源和電信號的路數(shù)多層疊加，每層環(huán)與環(huán)之間通過片環(huán)狀端面絕緣層絕緣。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是：

(1)本發(fā)明通過在內(nèi)環(huán)和外環(huán)的凸臺上設(shè)置保持架的形式，來固定多滾子間的相對位置，使多個(gè)滾子相互之間在滾動時(shí)保持相互隔離，避免摩擦所帶來的磨損，可以在滾子加工精度較低的情況下實(shí)現(xiàn)較高的裝配精度，提高滾環(huán)的可靠性。

(2)本發(fā)明通過在定位輪之間安裝滾輪，將滾子套在滾輪上，因此可以在有限的空間中排列更多的滾子，進(jìn)而提高了環(huán)道的電流傳輸功率。

(3)本發(fā)明可以根據(jù)電流的實(shí)際需求，通過變更定位輪和滾輪的數(shù)量，靈活調(diào)整每層導(dǎo)電環(huán)上滾子的安裝數(shù)量，從而提高了滾環(huán)的適應(yīng)性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明滾動式導(dǎo)電環(huán)組件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明滾動式導(dǎo)電環(huán)組件的側(cè)視剖面圖；

圖3為本發(fā)明滾動式導(dǎo)電環(huán)組件的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。

如圖1、2所示，為本發(fā)明的一種空間應(yīng)用小型滾動式導(dǎo)電環(huán)組件，包括滾子1、內(nèi)環(huán)2、外環(huán)3和保持架4。內(nèi)環(huán)2和外環(huán)3同心。內(nèi)環(huán)2的外表面及外環(huán)3的內(nèi)表面分別設(shè)有兩路用于容納滾子1的溝道，溝道之間設(shè)置凸臺5。保持架4通過均勻分布的定位輪6固定在內(nèi)環(huán)2和外環(huán)3的凸臺5上。

在定位輪6之間安裝滾輪7。在保持架4的上下兩側(cè)，滾子1套在滾輪7上。滾子1為圓環(huán)形，材料為鈹青銅。滾子1依靠自身的彈性變形卡在內(nèi)環(huán)2和外環(huán)3的溝道內(nèi)。內(nèi)環(huán)2和外環(huán)3上設(shè)置焊孔8用于焊接導(dǎo)線10。

本發(fā)明中，滾子1的數(shù)量根據(jù)帆板驅(qū)動機(jī)構(gòu)向星內(nèi)傳輸能源和電信號的功率以及星上對滾環(huán)結(jié)構(gòu)的外形尺寸要求來確定，可以為1-12個(gè)。本實(shí)施例中，滾子1的數(shù)量為8個(gè)，在保持架4的上下側(cè)各4個(gè)。同樣，為了控制滾子1間的相對位置，定位輪6的數(shù)量定為4個(gè)。

當(dāng)帆板驅(qū)動機(jī)構(gòu)向星內(nèi)傳輸能源和電信號的路數(shù)增加時(shí)，可以將多層導(dǎo)電環(huán)疊加在一起構(gòu)成多通道滾動式導(dǎo)電環(huán)。每兩環(huán)構(gòu)成一個(gè)傳輸通路，一環(huán)為輸入，一環(huán)為輸出。圖3所示為多通道滾動式導(dǎo)電環(huán)。本實(shí)施例中，采用8層滾動式導(dǎo)電環(huán)構(gòu)成4路通道。環(huán)與環(huán)之間通過片環(huán)狀結(jié)構(gòu)端面絕緣層9絕緣。導(dǎo)線10從內(nèi)環(huán)2和外環(huán)3上的焊孔8中穿過，分別從內(nèi)環(huán)2和外環(huán)3引出。