本發(fā)明特別涉及一種旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)。

背景技術(shù)：

目前，向旋轉(zhuǎn)體上傳輸電能，數(shù)據(jù)信號，一般通過在外圍直接布線，但旋轉(zhuǎn)角度不可超過正360°、負(fù)360°。如果超過這個角度，一般使用旋轉(zhuǎn)電環(huán)。但電環(huán)是通過石墨電刷滑動接觸來傳輸能量的，其缺點是滑動會帶來火花，接觸不良，壽命不長，特別是對數(shù)據(jù)信號來說，會帶來數(shù)據(jù)鏈缺失，還有一個缺點就是機構(gòu)會變得腫大，復(fù)雜。

通過對當(dāng)前最新的無線電力傳輸技術(shù)，無線Wifi，藍牙，紅外數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)研究后，發(fā)現(xiàn)，在工況環(huán)境下，受各種運動條件干攏，會造成無線電力傳輸效力不高，數(shù)據(jù)信號時斷時續(xù)，時弱時強，難免會有生產(chǎn)不穩(wěn)定，嚴(yán)重時會有生產(chǎn)事故。提供一種能傳輸電能，數(shù)據(jù)信號，氣動能量且旋轉(zhuǎn)角度不受限制的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)仍是業(yè)界亟待解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的主要目的在于提供一種旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，可以傳輸電能、數(shù)據(jù)信號和氣動能量。

為實現(xiàn)前述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案包括：

本發(fā)明公開了一種旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，包括具有中空結(jié)構(gòu)的主軸和動力輸入裝置，所述主軸內(nèi)容置有繞設(shè)線圈的第一導(dǎo)體和第二導(dǎo)體，以及所述第一導(dǎo)體和第二導(dǎo)體相互分離，所述第一導(dǎo)體相對于主軸做同心轉(zhuǎn)動，所述第二導(dǎo)體相對于主軸靜止，第一導(dǎo)體與第二導(dǎo)體同心轉(zhuǎn)動，所述主軸具有信號輸入端和信號輸出端。

較為優(yōu)選的，所述導(dǎo)體包括鐵芯、鋁芯、硅芯，鐵氧體中的任意一種，但不限于此。

進一步的，所述信號輸入端設(shè)置有電源，所述電源與所述線圈電連接。

進一步的，所述主軸還設(shè)置有數(shù)據(jù)信號傳送結(jié)構(gòu)和氣動能量傳輸機構(gòu)，所述數(shù)據(jù)信號傳送機構(gòu)連接有光電處理器，至少可以用來控制繼電器，伺服，以及信號反饋。

進一步的，所述數(shù)據(jù)信號傳送機構(gòu)至少包括貫穿所述導(dǎo)體的第一光纖和第二光纖，所述光纖一端連接信號接入機構(gòu)，另一端連接光電處理器，將所述光信號轉(zhuǎn)為運動指令；

和/或，所述數(shù)據(jù)信號傳送機構(gòu)包括光源和光接收器，所述光接收器可再聯(lián)接執(zhí)行元件。

進一步的，所述光纖端面與所述光纖垂直，端面涂覆有光纖導(dǎo)通液，光纖表面包覆有保護套，其中保護套兩端嵌入所述第一導(dǎo)體和第二導(dǎo)體內(nèi)。

進一步的，所述第一光纖和第二光纖外側(cè)還設(shè)置有定位環(huán)，至少使所述第一光纖和第二光纖靠緊并周心但又不至于使光纖相互壓死而燒結(jié)在一起。

較為優(yōu)選的，所述光纖的周心度為0-0.03mm/M。

進一步的，所述主軸壁上設(shè)置有復(fù)數(shù)個小孔，所述氣動能量經(jīng)主軸壁穿小孔而過，數(shù)量不限，但至少保證主軸的機械強度在工程要求范圍之內(nèi)。所述輸入端氣咀環(huán)與主軸內(nèi)小孔連通。

進一步的，所述氣動能量包括液壓能量。

進一步的，主軸還設(shè)置有可轉(zhuǎn)動氣咀環(huán)，氣咀環(huán)與主軸之間用兩個O型密封圈作密封，至少防止漏氣。

較為優(yōu)選的，所述電源電壓大于24V，電源頻率為60-100KHz，至少用以減小電磁轉(zhuǎn)換過程中的發(fā)熱量或提高傳輸效率。

在一些具體實施案中，所述旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)可應(yīng)用于工業(yè)機器人，有執(zhí)行元件的轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)臂等自動化設(shè)備。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點包括：本發(fā)明提供的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)可以傳輸電能，數(shù)據(jù)信號，氣動能量，而且旋轉(zhuǎn)角度不受限制，安全性能高，具有廣泛的應(yīng)用前景。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一典型實施例中的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖標(biāo)記說明：1-第一機械臂；2-第二機械臂；3-主軸；4-動力輸入裝置；5-第一線圈；6-光纖；7-保護層；8-第二線圈；9-氣咀環(huán)；10-定位環(huán)；11-第一導(dǎo)體；12-第二導(dǎo)體；13氣動輸出孔。

具體實施方式

鑒于現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本案發(fā)明人經(jīng)長期研究和大量實踐，得以提出本發(fā)明的技術(shù)方案。如下將結(jié)合附圖對該技術(shù)方案、其實施過程及原理等作進一步的解釋說明。

請參閱圖1，本發(fā)明公開了一種旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，包括相對靜止的第一機械臂1和相對于第一機械臂1作圓周運動的機械臂2，具有中空結(jié)構(gòu)的主軸3和動力輸入裝置4，所述主軸3內(nèi)容置有繞設(shè)線圈的第一導(dǎo)體11和第二導(dǎo)體12，以及所述第一導(dǎo)體11和第二導(dǎo)體12相互分離，所述第一導(dǎo)體11相對于主軸3做同心轉(zhuǎn)動，所述第二導(dǎo)體12相對于主軸3靜止，第一導(dǎo)體11與第二導(dǎo)體12同心轉(zhuǎn)動，所述主軸3具有信號輸入端和信號輸出端。

在一些較為具體的實施方案中，所述導(dǎo)體材料包括鐵芯、鋁芯、硅芯，鐵氧體中的任意一種，但不限于此。

進一步的，所述信號輸入端設(shè)置有電源，所述電源與所述線圈電連接。

進一步的，所述主軸還設(shè)置有數(shù)據(jù)信號傳送結(jié)構(gòu)和氣動能量傳輸機構(gòu)，所述數(shù)據(jù)信號傳送機構(gòu)連接有執(zhí)行元件，例如步進電機，伺服電機，繼電器等。

所述第一導(dǎo)體11繞設(shè)第一線圈5，所述第二導(dǎo)體12繞設(shè)第二線圈8，所述第一線圈5一端連接電源；所述至少一根光纖6貫穿所述第一導(dǎo)體11和第二導(dǎo)體12，且光纖6表面包覆有保護層7，保證軸心度在0.03mm/M內(nèi)，所述光纖6端面研磨至鏡面，與外徑垂直，并通過定位環(huán)10輕輕靠緊；其中所述定位環(huán)10分別嵌入第一導(dǎo)體11和第二導(dǎo)體12中；所述主軸3兩端分別設(shè)置有氣咀環(huán)9和氣動輸出孔13。

在一些較為具體的實施方案中，所述第一線圈5連接電源，將電能轉(zhuǎn)換為高頻磁能，第二線圈8再將高頻磁能轉(zhuǎn)換為電能，從而實現(xiàn)電能的傳輸；所述光纖6一端接入數(shù)據(jù)信號，將所述光信號轉(zhuǎn)為運動指令。

在一些更為具體的實施方案中，所述信號輸入端可以用發(fā)光二極管發(fā)射信號，接收端用光電感應(yīng)器直接接受，利用光作為信號傳送的媒介。

和/或，所述數(shù)據(jù)信號傳送機構(gòu)包括光源和光接收器，所述光接收器連接處理器。

進一步的，所述彈簧可以用其他部件代替，至少使所述光纖輕輕靠緊。

進一步的，所述主軸壁設(shè)置有多個小孔，以實現(xiàn)氣動能量從主軸穿越，進一步的，所述主軸還設(shè)置有可轉(zhuǎn)動氣咀環(huán)。

較為優(yōu)選的，所述電源電壓大于220V，電源頻率為60-100KHz。

在一些較為典型的實施例中，其中線圈的繞設(shè)圈數(shù)，線圈的粗細(xì)，可以通過功率的大小來計算設(shè)計。

進一步的，所述旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)可應(yīng)用于工業(yè)機器人，有執(zhí)行元件的轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)臂等自動化設(shè)備。

應(yīng)當(dāng)理解，上述實施例僅為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實施，并不能以此限制本發(fā)明的保護范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。