[實(shí)用新型]一種替代滑環(huán)中電刷結(jié)構(gòu)的電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420541281.7
• 申請日: 2014-09-19
• 公開（公告）號: CN204118437U
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 段衍東;田丹;陳薇;胡麗霞
• 申請（專利權(quán)）人: 寧波成電泰克電子信息技術(shù)發(fā)展有限公司
• 主分類號: H01R39/24
• 分類號: H01R39/24
• 代理公司: 寧波奧圣專利代理事務(wù)所(普通合伙) 33226
• 代理人: 方小惠

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種替代滑環(huán)中電刷結(jié)構(gòu)的電路，尤其是涉及一種采用無線傳輸替代有線傳輸?shù)碾娐贰?/p>

背景技術(shù)

現(xiàn)有的滑環(huán)屬于接觸滑動連接應(yīng)用范疇，又稱集電環(huán)或轉(zhuǎn)接器，是實(shí)現(xiàn)兩個相對轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)信號及電力傳遞的精密輸電裝置?，F(xiàn)有的滑環(huán)包括滑環(huán)環(huán)體、多根輸入線、多根輸出線、多個導(dǎo)電環(huán)，位于滑環(huán)環(huán)體內(nèi)的刷架和多個刷子，刷架為單端支撐的懸臂梁結(jié)構(gòu)且具有多個懸臂，輸入線、輸出線、導(dǎo)電環(huán)、刷架的懸臂和刷子的數(shù)量相同，刷子安裝在刷架的懸臂頂端，多個導(dǎo)電環(huán)間隔設(shè)置于滑環(huán)環(huán)體內(nèi)壁且沿滑環(huán)環(huán)體徑向排列，導(dǎo)電環(huán)、刷架和刷子構(gòu)成旋轉(zhuǎn)連接部件，稱為電刷。輸入線從滑環(huán)環(huán)體的外部的一端引入滑環(huán)環(huán)體內(nèi)部與刷架連接，輸出線從滑環(huán)環(huán)體的外部的另一端引入滑環(huán)環(huán)體內(nèi)部與導(dǎo)電環(huán)一一對應(yīng)連接，刷子與導(dǎo)電環(huán)保持接觸。當(dāng)滑環(huán)處于轉(zhuǎn)動狀態(tài)時，刷架隨之旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)過程中，刷子能夠保持與導(dǎo)電環(huán)接觸，從而保證信號與電力傳輸，避免因?yàn)樵O(shè)備旋轉(zhuǎn)過多從而造成電纜傳輸攪斷的問題。

但是，現(xiàn)有的滑環(huán)中的電刷結(jié)構(gòu)存在以下問題：一、電刷由于離心力和徑向不平衡力矩的作用，電刷的刷架將不可避免地產(chǎn)生徑向抖動,尤其是在啟動和調(diào)速運(yùn)行時，現(xiàn)象更為明顯，并且抖動振幅和頻率很高的時候，會導(dǎo)致電刷和導(dǎo)電環(huán)接觸不良，造成信號中斷，更嚴(yán)重的會有打火現(xiàn)象，表面燒蝕，電刷損壞；二、較高的轉(zhuǎn)動速度會造成電刷磨損大，壽命短，電刷的磨損和滑環(huán)相對運(yùn)動的線速度密切相關(guān)，具有關(guān)資料介紹，電刷的壽命和滑環(huán)的線速度的平方成反比，故機(jī)載滑環(huán)的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)電刷的壽命較低，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定只有3500——4500小時，實(shí)際的壽命還遠(yuǎn)低于標(biāo)準(zhǔn)值；三、現(xiàn)有電刷在散熱方面也存在困難，通常，導(dǎo)電環(huán)表面的溫升會超過80度，加劇了刷子的磨損，使電刷可靠性進(jìn)一步降低，同時，電刷磨損產(chǎn)生很多的導(dǎo)電碎屑，散落在絕緣的各個導(dǎo)電環(huán)之間，容易造成導(dǎo)電環(huán)相間短路和接地。

究其原因，現(xiàn)有的電刷產(chǎn)生上述問題的主要原因是機(jī)械結(jié)構(gòu)中必然存在的摩擦問題，鑒此，采用電路結(jié)構(gòu)來取代電刷的機(jī)械結(jié)構(gòu)，從而避免機(jī)械結(jié)構(gòu)本身存在的問題具有重大意義。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠替代滑環(huán)中電刷結(jié)構(gòu)的電路。該電路中采用光通信替代信號傳輸，采用無線功率傳輸替代電力傳輸，由此通過電路結(jié)構(gòu)替代電刷的機(jī)械結(jié)構(gòu)，采用電路結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)電刷功能，克服了機(jī)械結(jié)構(gòu)在使用過程中出現(xiàn)的難以克服的問題，提高滑環(huán)壽命與可靠性。

本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：一種替代滑環(huán)中電刷結(jié)構(gòu)的電路，包括發(fā)送模塊和接收模塊，所述的發(fā)送模塊包括前端數(shù)字處理器、光信號發(fā)送器和無線功率發(fā)送器，所述的前端數(shù)字處理器設(shè)置于滑環(huán)環(huán)體的外部，所述的光信號發(fā)送器設(shè)置于滑環(huán)環(huán)體的外部，所述的無線功率發(fā)送器設(shè)置于滑環(huán)環(huán)體的外部，所述的前端數(shù)字處理器有三個輸出端，分別為用于傳輸電信號的第一輸出端、用于傳輸?shù)谝或?qū)動信號的第二輸出端和用于傳輸?shù)诙?qū)動信號的第三輸出端，所述的無線功率發(fā)送器有兩個輸入端，分別為用于接收第一驅(qū)動信號的第一輸入端和用于接收第二驅(qū)動信號的第二輸入端，所述的前端數(shù)字處理器的第一輸出端和所述的光信號發(fā)送器的輸入端連接，所述的前端數(shù)字處理器的第二輸出端和所述的無線功率發(fā)送器的第一輸入端連接，所述的前端數(shù)字處理器的第三輸出端和所述的無線功率發(fā)送器的第二輸入端連接，所述的接收模塊包括光信號接收器、后端數(shù)字處理器、無線功率接收器、DC-DC變換器和電源，所述的光信號接收器設(shè)置于滑環(huán)環(huán)體中心，所述的后端數(shù)字處理器設(shè)置于滑環(huán)環(huán)體外部，所述的無線功率接收器設(shè)置于滑環(huán)環(huán)體內(nèi)部，所述的DC-DC變換器設(shè)置于滑環(huán)環(huán)體內(nèi)部，所述的電源設(shè)置于滑環(huán)環(huán)體外部，所述的光信號接收器的輸出端和后端數(shù)字處理器的輸入端連接，所述的無線功率接收器的輸出端和所述的DC-DC變換器的輸入端連接，所述的DC-DC變換器的輸出端和電源連接。

所述的光信號發(fā)送器包括光電發(fā)射管、第一電阻和三極管，所述的光電發(fā)射管的陽極和5V電源連接，所述的光電發(fā)射管的陰極和所述的第一電阻的一端連接，所述的第一電阻的另一端和所述的三極管的集電極連接，所述的三極管的發(fā)射極接地，所述的三極管的基極是所述的光信號發(fā)送器的輸入端。