[發(fā)明專利]一種基于鎵基液態(tài)金屬的垂直平面旋轉(zhuǎn)的導(dǎo)電滑環(huán)

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202210176394.0
• 申請日: 2020-04-08
• 公開（公告）號: CN114498227A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張世武;王二龍;舒健;金虎
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
• 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(wù)所 44275
• 代理人: 歐陽燕明

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

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于鎵基液態(tài)金屬的垂直平面旋轉(zhuǎn)的導(dǎo)電滑環(huán)，其特征在于：所述定子形狀為軸線水平放置的圓柱形水槽，圓柱形水槽內(nèi)壁裝有定子電極；圓柱形水槽內(nèi)填充有鎵基液態(tài)金屬與電解質(zhì)溶液，其中定子的圓柱形水槽內(nèi)部的隔間個數(shù)隨工作所需通路的數(shù)量進行增加或減少。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于鎵基液態(tài)金屬的垂直平面旋轉(zhuǎn)的導(dǎo)電滑環(huán)，其特征在于：所述定子電極的形狀為圓管狀，固定在定子圓柱形水槽的內(nèi)壁；定子電極材料為銅或銅合金材料，其中定子電極的個數(shù)根據(jù)工作需求可調(diào)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于鎵基液態(tài)金屬的垂直平面旋轉(zhuǎn)的導(dǎo)電滑環(huán)，其特征在于：所述轉(zhuǎn)子形狀為中間帶有轉(zhuǎn)軸的圓盤結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子的圓盤的側(cè)邊裝配有轉(zhuǎn)子電極，其中轉(zhuǎn)子上的圓盤結(jié)構(gòu)的個數(shù)根據(jù)工作需求可調(diào)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于鎵基液態(tài)金屬的垂直平面旋轉(zhuǎn)的導(dǎo)電滑環(huán)，其特征在于：所述轉(zhuǎn)子電極的形狀為圓管狀，固定在轉(zhuǎn)子的圓盤的側(cè)邊，轉(zhuǎn)子電極材料為銅或者銅合金材料，其中轉(zhuǎn)子電極的個數(shù)根據(jù)工作需求可調(diào)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于鎵基液態(tài)金屬的垂直平面旋轉(zhuǎn)的導(dǎo)電滑環(huán)，其特征在于：所述定子電極及轉(zhuǎn)子電極表面需電潤濕，將鎵基液態(tài)金屬附著在轉(zhuǎn)子電極和定子電極的表面，用于提高鎵基液態(tài)金屬導(dǎo)電滑環(huán)的導(dǎo)電可靠性。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于鎵基液態(tài)金屬的垂直平面旋轉(zhuǎn)的導(dǎo)電滑環(huán)，其特征在于：所述鎵基液態(tài)金屬為鎵銦合金和鎵銦錫合金。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于鎵基液態(tài)金屬的垂直平面旋轉(zhuǎn)的導(dǎo)電滑環(huán)，其特征在于：所述鎵基液態(tài)金屬的導(dǎo)電滑環(huán)的定子電極和轉(zhuǎn)子電極間注有電解質(zhì)溶液，例如氫氧化鈉溶液，用于保持鎵基液態(tài)金屬表面濕潤，阻止鎵基液態(tài)金屬表面氧化，增加鎵基液態(tài)金屬的流動性，減少導(dǎo)電滑環(huán)轉(zhuǎn)動的阻力。