[發明專利]一種基于鎵基液態金屬的水平平面旋轉的導電滑環

在審

• 申請號: 202210176375.8
• 申請日: 2020-04-08
• 公開（公告）號: CN114498226A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 張世武;王二龍;舒健;金虎
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: H01R39/02
• 分類號: H01R39/02;H01R39/12;H01R3/08
• 代理公司: 深圳市博銳專利事務所 44275
• 代理人: 歐陽燕明

1.一種基于鎵基液態金屬的水平平面旋轉的導電滑環，其特征在于，包括：鎵基液態金屬、電解質溶液、定子、轉子、定子電極、轉子電極和滾珠軸承；所述導電滑環為水平平面旋轉的導電滑環；轉子通過滾珠軸承安裝在定子上，并能自由旋轉，定子電極和轉子電極分別裝配在定子和轉子上；定子電極與轉子電極之間留有間隙，間隙距離可調，用于填充鎵基液態金屬與電解質溶液，通過將定子電極和轉子電極表面進行電潤濕處理后，鎵基液態金屬會黏附在定子電極和轉子電極表面；定子和轉子發生相對轉動時，定子電極與轉子電極間的鎵基液態金屬就會產生滑移，實現轉子與定子之間的電路連通；同時由于鎵基液態金屬具有流體特性，使得轉子與定子之間的轉動只有粘滯阻力；電解質溶液保持鎵基液態金屬表面濕潤，阻止鎵基液態金屬表面氧化，增加鎵基液態金屬的流動性，減少導電滑環轉動的阻力。

2.根據權利要求1所述的基于鎵基液態金屬的水平平面旋轉的導電滑環，其特征在于：所述定子形狀為環形水槽，環形水槽底部裝配有定子電極；環形水槽內裝有鎵基液態金屬與電解質溶液，其中定子的環形水槽的個數隨工作所需通路的數量進行增加或減少。

3.根據權利要求2所述的基于鎵基液態金屬的水平平面旋轉的導電滑環，其特征在于：所述定子電極的形狀為環形銅片，固定在定子的環形水槽底部；定子電極材料為銅或銅合金材料，其中定子電極的個數根據工作需求可調。

4.根據權利要求1所述的基于鎵基液態金屬的水平平面旋轉的導電滑環，其特征在于：所述轉子形狀為中間帶有轉軸的管狀結構，轉子的管狀結構的底部裝配轉子電極，其中轉子上的管狀結構的個數根據工作需求可調。

5.根據權利要求4所述的基于鎵基液態金屬的水平平面旋轉的導電滑環，其特征在于：所述轉子電極的形狀為環形銅片，固定在轉子的管狀結構的底部，轉子電極材料為銅或者銅合金材料，其中轉子電極的個數根據工作需求可調。

6.根據權利要求1所述的基于鎵基液態金屬的水平平面旋轉的導電滑環，其特征在于：所述定子電極及轉子電極表面需電潤濕，將鎵基液態金屬附著在轉子電極和定子電極的表面，用于提高鎵基液態金屬導電滑環的導電可靠性。

7.根據權利要求1所述的基于鎵基液態金屬的水平平面旋轉的導電滑環，其特征在于：所述鎵基液態金屬為鎵銦合金和鎵銦錫合金。

8.根據權利要求1所述的基于鎵基液態金屬的水平平面旋轉的導電滑環，其特征在于：所述鎵基液態金屬的導電滑環的定子電極和轉子電極間注有電解質溶液，例如氫氧化鈉溶液，用于保持鎵基液態金屬表面濕潤，阻止鎵基液態金屬表面氧化，增加鎵基液態金屬的流動性，減少導電滑環轉動的阻力。