一種支撐與信號(hào)傳遞一體化軸系的制作方法
【專利摘要】一種支撐與信號(hào)傳遞一體化軸系，包括：第一軸承、功率環(huán)片、電刷、環(huán)片支架、殼體、信號(hào)環(huán)片和軸承、安裝法蘭、中空軸、絕緣環(huán)片、刷架、環(huán)出線和刷出線；殼體與安裝法蘭固定連接，殼體和安裝法蘭組成的固定連接結(jié)構(gòu)與中空軸形成相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；功率環(huán)片、信號(hào)環(huán)片和絕緣環(huán)片均為圓形環(huán)片結(jié)構(gòu)且均疊片套裝在環(huán)片支架上；電刷為V型合金絲，V型結(jié)構(gòu)的尖端焊接在刷架上，開口兩端嵌入功率環(huán)片或信號(hào)環(huán)片的溝槽中，并與溝槽相切，通過環(huán)出線和刷出線實(shí)現(xiàn)功率信號(hào)和控制信號(hào)的傳遞。該結(jié)構(gòu)能有效地減少軸系零件的重復(fù)使用，使結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度和加工裝配的難度大大減小，顯著提高系統(tǒng)可靠性和減小產(chǎn)品的空間體積、降低產(chǎn)品重量和經(jīng)濟(jì)成本。
【專利說明】一種支撐與信號(hào)傳遞一體化軸系
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種軸系結(jié)構(gòu)，尤其是一種適用于動(dòng)中通天線穩(wěn)控系統(tǒng)的方位軸系結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]在具有連續(xù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的設(shè)備上，傳統(tǒng)的信號(hào)傳輸裝置通常使用滑環(huán)或關(guān)節(jié)，前者是低頻和直流信號(hào)的傳輸裝置，后者是高頻信號(hào)的傳輸裝置，不屬于本專利涵蓋的范疇?；h(huán)屬于電接觸滑動(dòng)連接應(yīng)用范疇，它又稱集電環(huán)、旋轉(zhuǎn)電氣接口、滑環(huán)、集流環(huán)、匯流環(huán)等，是實(shí)現(xiàn)兩個(gè)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的圖像、數(shù)據(jù)信號(hào)及動(dòng)力(功率)傳遞的精密輸電裝置。特別適合應(yīng)用于無限制的連續(xù)旋轉(zhuǎn)，同時(shí)又需要從固定位置到旋轉(zhuǎn)位置傳送功率或數(shù)據(jù)的場(chǎng)所。
[0003]其由彈性材料-電刷、滑動(dòng)觸點(diǎn)表面材料-導(dǎo)電環(huán)、絕緣材料、粘結(jié)材料、組合支架、精密軸承、防塵罩及其他輔助件等組成。電刷采用貴金屬合金材料，呈“V”型與導(dǎo)電環(huán)環(huán)槽對(duì)稱雙接觸，借助電刷的彈性壓力與導(dǎo)電環(huán)環(huán)槽滑動(dòng)接觸來傳遞信號(hào)及電流。
[0004]通常情況下，滑環(huán)僅作為信號(hào)傳輸裝置存在。設(shè)備的軸系支承和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的形成都需要設(shè)置專門的支撐軸系。其配套零件和結(jié)構(gòu)件與滑環(huán)的結(jié)構(gòu)類似。在使用中，二者分別承擔(dān)各自的功能，即主軸系負(fù)責(zé)支撐和承受沖擊，滑環(huán)負(fù)責(zé)進(jìn)行電信號(hào)和功率信號(hào)的傳遞。即設(shè)備有兩套軸系存在，這兩套軸系就需要存在功能近似、結(jié)構(gòu)近似、裝配工序近似僅尺寸不同的兩組零件和結(jié)構(gòu)件。增加了設(shè)計(jì)成本、加工成本；同時(shí)使設(shè)備的重量和空間尺寸大大增加，不利于設(shè)備輕量化、低輪廓化的設(shè)計(jì)方向。并且，這兩套軸系需要進(jìn)行對(duì)接，并精密調(diào)整同軸度，也增加了裝配調(diào)整的工作量。這都是旋轉(zhuǎn)設(shè)備主軸系的通用方式所存在的問題

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的技術(shù)解決問題是:克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種重量輕、低成本、高可靠性且具有滿足要求精度、具有完善功能的一種軸系結(jié)構(gòu)。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:
[0007]—種支撐與信號(hào)傳遞一體化軸系，包括:第一軸承、功率環(huán)片、電刷、環(huán)片支架、殼體、信號(hào)環(huán)片、第二軸承、安裝法蘭、中空軸、絕緣環(huán)片、刷架、環(huán)出線和刷出線；
[0008]殼體為中空?qǐng)A柱體結(jié)構(gòu)，殼體的外徑與安裝法蘭定位面形成過渡配合后固定連接；中空軸為中空?qǐng)A柱體結(jié)構(gòu)；
[0009]第一軸承與第二軸承配對(duì)使用，第一軸承安裝在中空軸的端部，中空軸通過第一軸承與殼體連接；第二軸承安裝在中空軸的另一個(gè)端部，中空軸通過第二軸承與安裝法蘭連接；殼體和安裝法蘭組成的固定連接結(jié)構(gòu)通過第一軸承與第二軸承與中空軸形成相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，所述相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)以中空軸的軸線為旋轉(zhuǎn)軸；
[0010]環(huán)片支架為中空?qǐng)A柱體結(jié)構(gòu)，環(huán)片支架內(nèi)徑與中空軸外徑過渡配合，使環(huán)片支架與中空軸固定連接；
[0011]功率環(huán)片、信號(hào)環(huán)片和絕緣環(huán)片均為圓形環(huán)片結(jié)構(gòu)，且均疊片套裝在環(huán)片支架上；功率環(huán)片和信號(hào)環(huán)片的周向外側(cè)帶溝槽，環(huán)片支架分為功率傳遞部分和信號(hào)傳遞部分，功率傳遞部分和信號(hào)傳遞部分彼此分離，功率環(huán)片與絕緣環(huán)片交替套裝在環(huán)片支架的功率傳遞部分，經(jīng)軸向壓緊后構(gòu)成功率環(huán)片組；信號(hào)環(huán)片和絕緣環(huán)片交替套裝在環(huán)片支架的信號(hào)傳遞部分，經(jīng)軸向壓緊后構(gòu)成信號(hào)環(huán)片組；
[0012]中空軸在第一軸承所在端面有兩個(gè)腰型走線孔；安裝法蘭在第二軸承所在端面有兩個(gè)腰型走線孔；每片功率環(huán)片和信號(hào)環(huán)片均引出一根導(dǎo)線作為環(huán)出線從中空軸的兩個(gè)走線孔中弓I出；
[0013]刷架為電路板，位于殼體內(nèi)部，刷架的兩端分別與殼體和安裝法蘭固定連接，電刷為V型合金絲，V型結(jié)構(gòu)的尖端焊接在刷架上，開口兩端嵌入功率環(huán)片或信號(hào)環(huán)片的溝槽中，并與溝槽相切，電刷上施加初始接觸壓力，以確保電刷與相應(yīng)功率環(huán)片和信號(hào)環(huán)片時(shí)刻導(dǎo)通；每個(gè)電刷引出一根導(dǎo)線作為刷出線從安裝法蘭的兩個(gè)走線孔中引出。
[0014]所述第一軸承與第二軸承均為P4級(jí)角接觸軸承。
[0015]所述功率環(huán)片、信號(hào)環(huán)片和絕緣環(huán)片套裝在環(huán)片支架上時(shí)，各環(huán)片的軸線均與中空軸的軸線重合。
[0016]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是:
[0017](I)本發(fā)明將傳統(tǒng)的支撐軸系與信號(hào)傳遞的滑環(huán)相結(jié)合，借助于滑環(huán)本身具有的軸系，將傳統(tǒng)的支撐軸系零件完全去除；
[0018](2)本發(fā)明將滑環(huán)加固、提高加工及裝配的精度；并將原本滑環(huán)中使用的兩個(gè)普通深溝球軸承換用為配對(duì)挑選的P4級(jí)角接觸軸承，使滑環(huán)能承受各個(gè)方向的載荷和沖擊，并具有足夠的回轉(zhuǎn)精度，以使動(dòng)中通產(chǎn)品具有滿足要求的跟蹤精度；
[0019](3)本發(fā)明去除了傳統(tǒng)的支撐軸系，避免了兩個(gè)軸系同軸串聯(lián)造成的加工和裝配難度，免除了由此造成的兩個(gè)軸系不同軸造成的誤差；
[0020](4)本發(fā)明去除了傳統(tǒng)的支撐軸系，大大減少了軸系零件的數(shù)量，從而降低加工和裝調(diào)的工作量，降低成本。同時(shí)，零件的減少能夠有效地提高系統(tǒng)的可靠性；
[0021](5)本發(fā)明去除了傳統(tǒng)的支撐軸系后，使動(dòng)中通系統(tǒng)的高度大大降低，是動(dòng)中通產(chǎn)品鏈中能夠增加低輪廓?jiǎng)又型ㄏ盗挟a(chǎn)品的主要因素；
[0022](6)本發(fā)明去除了傳統(tǒng)的支撐軸系后，動(dòng)中通產(chǎn)品的重量也大大減輕，使動(dòng)中通產(chǎn)品能夠裝載更為輕型的載體，擴(kuò)大了產(chǎn)品的使用范圍。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)時(shí)方式進(jìn)行進(jìn)一步的闡述。
[0025]如圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)圖，由圖1可知，本發(fā)明提出的一種支撐與信號(hào)傳遞一體化軸系，包括:第一軸承1、功率環(huán)片2、電刷3、環(huán)片支架4、殼體5、信號(hào)環(huán)片6和軸承7、安裝法蘭8，中空軸9、絕緣環(huán)片10、刷架11、環(huán)出線12、刷出線13 ；
[0026]絕緣環(huán)片10材料為聚四氟乙烯，電刷3材料為金基合金絲，功率環(huán)片2和信號(hào)環(huán)片6材料為黃銅鍍金；[0027]第一軸承I與第二軸承7均為P4級(jí)角接觸軸承，使支撐與信號(hào)傳遞一體化軸系能承受各個(gè)方向的載荷和沖擊，并具有足夠的回轉(zhuǎn)精度；
[0028]殼體5為中空?qǐng)A柱體結(jié)構(gòu)，殼體5的外徑與安裝法蘭8定位面形成過渡配合后固定連接；中空軸9為中空?qǐng)A柱體結(jié)構(gòu)；
[0029]第一軸承I與第二軸承7配對(duì)使用，第一軸承I安裝在中空軸9的端部，中空軸9通過第一軸承I與殼體5連接；第二軸承7安裝在中空軸9的另一個(gè)端部，中空軸9通過第二軸承7與安裝法蘭8連接；殼體5和安裝法蘭8組成的固定連接結(jié)構(gòu)通過第一軸承I與第二軸承7與中空軸9形成相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，所述相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)以中空軸9的軸線為旋轉(zhuǎn)軸；
[0030]環(huán)片支架4為中空?qǐng)A柱體結(jié)構(gòu)，環(huán)片支架4內(nèi)徑與中空軸9外徑過渡配合，使環(huán)片支架4與中空軸9固定連接；
[0031]功率環(huán)片2、信號(hào)環(huán)片6和絕緣環(huán)片10均為圓形環(huán)片結(jié)構(gòu)，且均疊片套裝在環(huán)片支架4上；安裝時(shí)，各環(huán)片的軸線均與中空軸9的軸線重合。功率環(huán)片2和信號(hào)環(huán)片6的周向外側(cè)帶溝槽，換片支架4分為功率傳遞部分和信號(hào)傳遞部分，功率傳遞部分和信號(hào)傳遞部分彼此分離，功率環(huán)片2與絕緣環(huán)片10交替套裝在環(huán)片支架4的功率傳遞部分，經(jīng)軸向壓緊后構(gòu)成功率環(huán)片組；信號(hào)環(huán)片6和絕緣環(huán)片10交替套裝在環(huán)片支架4的信號(hào)傳遞部分，經(jīng)軸向壓緊后構(gòu)成信號(hào)環(huán)片組；
[0032]中空軸9在第一軸承I所在端面有兩個(gè)腰型走線孔；安裝法蘭8在第二軸承7所在端面有兩個(gè)腰型走線孔；每片功率環(huán)片2和信號(hào)環(huán)片6均引出一根導(dǎo)線作為環(huán)出線12從中空軸9的兩個(gè)走線孔中引出；
[0033]刷架11為電路板，位于殼體5內(nèi)部，刷架11的兩端分別與殼體5和安裝法蘭8固定連接，電刷3為V型合金絲，V型結(jié)構(gòu)的尖端焊接在刷架11上，開口兩端嵌入功率環(huán)片2或信號(hào)環(huán)片6的溝槽中，并與溝槽相切，電刷3上施加初始接觸壓力，以確保電刷3與相應(yīng)功率環(huán)片2和信號(hào)環(huán)片6時(shí)刻導(dǎo)通；每個(gè)電刷3引出一根導(dǎo)線作為刷出線13從安裝法蘭8的兩個(gè)走線孔中引出。
[0034]本發(fā)明工作原理
[0035]在實(shí)際應(yīng)用中，本發(fā)明中提出的支撐與信號(hào)傳遞一體化軸系分別與固定基座、方位旋轉(zhuǎn)電機(jī)和動(dòng)中通方位軸旋轉(zhuǎn)支架相連，殼體5和安裝法蘭8組成的固定連接結(jié)構(gòu)對(duì)動(dòng)中通方位軸旋轉(zhuǎn)部分形成支撐，方位旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)殼體5和安裝法蘭8組成的固定連接結(jié)構(gòu)與中空軸9形成相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；從而使安裝在安裝法蘭8上的動(dòng)中通方位旋轉(zhuǎn)部分產(chǎn)生方位跟蹤；
[0036]進(jìn)行功率傳輸時(shí)，外部功率信號(hào)通過刷出線13輸入，經(jīng)過刷架11上的印制電路板傳遞到電刷3，電刷3與功率環(huán)片2由于殼體5和安裝法蘭8組成的固定連接結(jié)構(gòu)與中空軸9形成相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生不間斷接觸的相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，電刷3與功率換片2中的溝槽相接觸，將功率信號(hào)傳遞到功率環(huán)片2，功率環(huán)片2上引出的環(huán)出線12從中空軸9端部的腰型孔穿出，與外部用電器連接，從而將功率信號(hào)傳遞到動(dòng)中通方位旋轉(zhuǎn)部分以上的所有用電器；
[0037]進(jìn)行信號(hào)傳遞時(shí)，外部控制信號(hào)通過刷出線13輸入，經(jīng)過刷架11上的印制電路板傳遞到電刷3，電刷3與信號(hào)環(huán)片6由于殼體5和安裝法蘭8組成的固定連接結(jié)構(gòu)與中空軸9形成相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生不間斷接觸的相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，電刷3與信號(hào)環(huán)片6中的溝槽相接觸，將控制信號(hào)傳遞到信號(hào)環(huán)片6，信號(hào)環(huán)片6上引出的環(huán)出線12從中空軸9端部的腰型孔穿出，與外部控制器件連接，從而將控制信號(hào)傳遞到動(dòng)中通方位旋轉(zhuǎn)部分以上所有的控制器件。
[0038]本發(fā)明說明書中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員的公知技術(shù)。
【權(quán)利要求】
1.一種支撐與信號(hào)傳遞一體化軸系，其特征在于包括:第一軸承(I)、功率環(huán)片(2)、電刷(3)、環(huán)片支架(4)、殼體(5)、信號(hào)環(huán)片(6)、第二軸承(7)、安裝法蘭(8)、中空軸(9)、絕緣環(huán)片(10)、刷架(11)、環(huán)出線(12)和刷出線(13)； 殼體(5)為中空?qǐng)A柱體結(jié)構(gòu)，殼體(5)的外徑與安裝法蘭(8)定位面形成過渡配合后固定連接；中空軸(9)為中空?qǐng)A柱體結(jié)構(gòu)； 第一軸承(I)與第二軸承(7)配對(duì)使用，第一軸承(I)安裝在中空軸(9)的端部，中空軸(9)通過第一軸承(I)與殼體(5)連接；第二軸承(7)安裝在中空軸(9)的另一個(gè)端部，中空軸(9)通過第二軸承(7)與安裝法蘭(8)連接；殼體(5)和安裝法蘭(8)組成的固定連接結(jié)構(gòu)通過第一軸承(I)與第二軸承(7)與中空軸(9)形成相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，所述相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)以中空軸(9)的軸線為旋轉(zhuǎn)軸； 環(huán)片支架(4)為中空?qǐng)A柱體結(jié)構(gòu)，環(huán)片支架(4)內(nèi)徑與中空軸(9)外徑過渡配合，使環(huán)片支架(4)與中空軸(9)固定連接； 功率環(huán)片(2)、信號(hào)環(huán)片(6)和絕緣環(huán)片(10)均為圓形環(huán)片結(jié)構(gòu)，且均套裝在環(huán)片支架(4)上；功率環(huán)片(2)和信號(hào)環(huán)片(6)的周向外側(cè)帶溝槽，環(huán)片支架(4)分為功率傳遞部分和信號(hào)傳遞部分，功率傳遞部分和信號(hào)傳遞部分彼此分離，功率環(huán)片(2)與絕緣環(huán)片(10)交替套裝在環(huán)片支架(4)的功率傳遞部分，經(jīng)軸向壓緊后構(gòu)成功率環(huán)片組；信號(hào)環(huán)片(6)和絕緣環(huán)片(10)交替套裝在環(huán)片支架(4)的信號(hào)傳遞部分，經(jīng)軸向壓緊后構(gòu)成信號(hào)環(huán)片組；中空軸(9)在第一軸承(I)所在端面有兩個(gè)腰型走線孔；安裝法蘭(8)在第二軸承(7)所在端面有兩個(gè)腰型走線孔；每片功率環(huán)片(2)和信號(hào)環(huán)片(6)均引出一根導(dǎo)線作為環(huán)出線(12)從中空軸(9)的兩個(gè)走線孔中引出； 刷架(11)為電路板，位于殼體(5)內(nèi)部，刷架(11)的兩端分別與殼體(5)和安裝法蘭(8)固定連接，電刷(3)為V型合金絲，V型結(jié)構(gòu)的尖端焊接在刷架(11)上，開口兩端嵌入功率環(huán)片(2)或信號(hào)環(huán)片(6)的溝槽中，并與溝槽相切，電刷(3)上施加初始接觸壓力，以確保電刷⑶與相應(yīng)功率環(huán)片⑵和信號(hào)環(huán)片(6)時(shí)刻導(dǎo)通；每個(gè)電刷(3)引出一根導(dǎo)線作為刷出線(13)從安裝法蘭(8)的兩個(gè)走線孔中引出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種支撐與信號(hào)傳遞一體化軸系，其特征在于:所述第一軸承(I)與第二軸承(7)均為P4級(jí)角接觸軸承。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種支撐與信號(hào)傳遞一體化軸系，其特征在于:所述功率環(huán)片(2)、信號(hào)環(huán)片(6)和絕緣環(huán)片(10)套裝在環(huán)片支架(4)上時(shí)，各環(huán)片的軸線均與中空軸(9)的軸線重合。
【文檔編號(hào)】H01Q3/04GK103944029SQ201410181697
【公開日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2014年4月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月30日
【發(fā)明者】鄭罕, 吳方偉, 辛毅 申請(qǐng)人:北京航天控制儀器研究所