本實(shí)用新型涉及電器零件領(lǐng)域，尤其涉及一種測量絕對旋轉(zhuǎn)角的導(dǎo)電滑環(huán)。

背景技術(shù)：

導(dǎo)電滑環(huán)又稱集電環(huán)、旋轉(zhuǎn)電氣接口，在需要機(jī)構(gòu)不但能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)地旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，而且又需要從固定裝置將一定功率和信號傳遞給該旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的場合中應(yīng)用最廣泛。它主要通過滑動電接觸的方式，將固定端的電流或信號引線經(jīng)電刷與導(dǎo)電環(huán)之間所形成的滑動接觸，和旋轉(zhuǎn)側(cè)的引線間接相連形成完整的電氣通路。

導(dǎo)電滑環(huán)因其具備能將固定設(shè)備的信息傳送給旋轉(zhuǎn)裝置的一大應(yīng)用特色，在航空航天、醫(yī)療器械、自動化設(shè)備、機(jī)器人領(lǐng)域里的使用越來越多。在自動化設(shè)備以及機(jī)器人系統(tǒng)中，具有旋轉(zhuǎn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動部件大多會考慮采用導(dǎo)電滑環(huán)來給旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上的驅(qū)動電機(jī)上電，并與設(shè)置在機(jī)構(gòu)上的控制器通信。隨著科技水平的日益革新，對機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的緊湊性和集成性要求越來越高，在不影響設(shè)備整體性能的條件下，通常希望機(jī)械本體的體積越小越好。

對于機(jī)械結(jié)構(gòu)上具有旋轉(zhuǎn)部件的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，通常會采用導(dǎo)電滑環(huán)進(jìn)行功率和信號的傳送。導(dǎo)電滑環(huán)的機(jī)械結(jié)構(gòu)較為簡單，作用也比較單一，僅僅起到將固定部件與旋轉(zhuǎn)部件電氣連通的作用，然而其一般會占據(jù)較大的安裝空間。此外，在控制方面，若需要對旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)角、轉(zhuǎn)速進(jìn)行精確調(diào)控，一般會考慮采用安裝絕對式編碼器對機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動時的角位移、轉(zhuǎn)速等進(jìn)行實(shí)時反饋。導(dǎo)電滑環(huán)和絕對式編碼器作為某些具有旋轉(zhuǎn)運(yùn)動部件的機(jī)構(gòu)的重要組成部分，在機(jī)械本體的配置上，由于需要單獨(dú)為其留出足夠的設(shè)計、安裝空間，因而難免會增大機(jī)械裝置的整體結(jié)構(gòu)尺寸。

有鑒于上述的缺陷，本設(shè)計人，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、集成度高的測量絕對旋轉(zhuǎn)角的導(dǎo)電滑環(huán)，使其更具有產(chǎn)業(yè)上的利用價值。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的目的是提供一種體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、集成度高的測量絕對旋轉(zhuǎn)角的導(dǎo)電滑環(huán)。

本實(shí)用新型的一種測量絕對旋轉(zhuǎn)角的導(dǎo)電滑環(huán)，包括用于與旋轉(zhuǎn)件連接的底座、與固定件連接且與底座轉(zhuǎn)動配合的殼體，所述底座上設(shè)有導(dǎo)電環(huán)、動側(cè)連接件，所述導(dǎo)電環(huán)滑動連接有電刷，所述電刷設(shè)置在所述殼體上；所述動側(cè)連接件連接有磁環(huán)，所述磁環(huán)磁配合有編碼器讀數(shù)頭，所述編碼器讀數(shù)頭與所述磁環(huán)之間具有測量間隙，所述編碼器讀數(shù)頭與設(shè)置在殼體上的靜側(cè)連接件連接。

進(jìn)一步的，所述殼體上沿其軸向設(shè)有第一環(huán)形凸臺，所述底座沿其軸向設(shè)有能夠穿過所述第一環(huán)形凸臺的圓柱形階梯狀的第二凸臺，所述第一環(huán)形凸臺與第二凸臺之間連接有軸承；所述底座與所述殼體之間設(shè)有能夠調(diào)整所述軸承軸向游隙的調(diào)整墊圈。

進(jìn)一步的，所述動側(cè)連接件套裝于所述第二凸臺上，其一端面上設(shè)有與所述磁環(huán)連接的第一安裝孔、另一端面具有端部與所述軸承相抵且側(cè)部與第二凸臺側(cè)壁相抵的臺階；所述動側(cè)連接件的側(cè)壁上設(shè)有用于將其安裝于所述第二凸臺上的第二安裝孔。

進(jìn)一步的，所述靜側(cè)連接件通過螺釘安裝在所述第一環(huán)形凸臺的端面上，所述靜側(cè)連接件上設(shè)有多個用于安裝所述編碼器讀數(shù)頭的凸臺。

進(jìn)一步的，所述電刷包括電刷安裝板、設(shè)置在電刷安裝板一側(cè)面上的若干平行的彈性支撐梁以及設(shè)置在電刷安裝板另一側(cè)面分別與各彈性支撐梁電連接的導(dǎo)線，各所述彈性支撐梁的端部均焊接有接觸頭；所述電刷安裝板設(shè)置在所述殼體上的沉槽中，所述殼體上設(shè)有將所述電刷安裝板緊壓在所述沉槽中的壓板。

進(jìn)一步的，所述底座與導(dǎo)電環(huán)之間設(shè)有供所述導(dǎo)電環(huán)嵌入的絕緣支撐板，所述導(dǎo)電環(huán)的輸出導(dǎo)線設(shè)置在其嵌入所述絕緣支撐板的側(cè)面上，所述導(dǎo)電環(huán)的另一側(cè)面上具有多個分別與所述接觸頭滑動配合的滑道。

進(jìn)一步的，所述底座與所述殼體的側(cè)壁上均設(shè)有供導(dǎo)線穿出的腰形孔。

進(jìn)一步的，所述電刷為兩個，所述殼體上設(shè)有兩個分別安裝兩所述電刷安裝板的所述沉槽。

進(jìn)一步的，所述殼體上還蓋設(shè)有上蓋。

進(jìn)一步的，所述編碼器讀數(shù)頭為磁環(huán)式絕對編碼器。

借由上述方案，本實(shí)用新型至少具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1)本實(shí)用新型具備電信息傳遞和測量絕對旋轉(zhuǎn)角度雙重功能；

2)本實(shí)用新型將編碼器集成到導(dǎo)電滑環(huán)內(nèi)部的設(shè)計，空間利用率高，可避免在旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中因需要單獨(dú)設(shè)置編碼器而留出必要的安裝空間；

3)本實(shí)用新型在絕緣支撐板上固定有多道導(dǎo)電環(huán)，每道導(dǎo)電環(huán)與電刷滑動接觸的設(shè)計，可通過導(dǎo)電環(huán)與電刷的組合，對多路電信息進(jìn)行傳遞；

4)本實(shí)用新型設(shè)計結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、集成度高。

上述說明僅是本實(shí)用新型技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本實(shí)用新型的技術(shù)手段，并可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，以下以本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例并配合附圖詳細(xì)說明如后。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型整體外觀示意圖；

圖2是本實(shí)用新型內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)爆炸示意圖；

圖4是本實(shí)用新型剖視圖；

圖5是本實(shí)用新型的電刷結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本實(shí)用新型的靜側(cè)連接件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是本實(shí)用新型的動側(cè)連接件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8是本實(shí)用新型的底座的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9是本實(shí)用新型的中間殼體結(jié)構(gòu)示意圖。

其中：

1、底座 1-1第二凸臺 2、殼體 2-1、上蓋 2-2、中間殼體 2-2-1、第一環(huán)形凸臺 2-2-2、腰形沉槽 3、導(dǎo)電環(huán) 4、動側(cè)連接件 5、電刷 5-1、電刷安裝板 5-2、彈性支撐梁 5-3、輸入導(dǎo)線 5-4接觸頭 6、磁環(huán) 7、編碼器讀數(shù)頭 7-1、編碼器信號線 8、靜側(cè)連接件 8-1、凸臺 9、調(diào)整墊圈 10、壓板 11、絕緣支撐板 12、軸承 13、輸出導(dǎo)線。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說明本實(shí)用新型，但不用來限制本實(shí)用新型的范圍。

參見圖1至圖9，本實(shí)用新型一較佳實(shí)施例所述的一種測量絕對旋轉(zhuǎn)角的導(dǎo)電滑環(huán)，包括用于與旋轉(zhuǎn)件連接的底座1、與固定件連接且與底座轉(zhuǎn)動配合的殼體2，殼體2包括上蓋2-1和中間殼體2-2，所述底座1上設(shè)有導(dǎo)電環(huán)3、動側(cè)連接件4，所述導(dǎo)電環(huán)3滑動連接有電刷5，所述電刷5固定在所述殼體2上；所述動側(cè)連接件4連接有磁環(huán)6，所述磁環(huán)6磁配合有編碼器讀數(shù)頭7，裝配完成后，所述編碼器讀數(shù)頭7與所述磁環(huán)6之間具有測量間隙，編碼器讀數(shù)頭7通過感應(yīng)磁環(huán)表面周向不同位置處的磁信息，經(jīng)編碼器讀數(shù)頭上的處理系統(tǒng)進(jìn)而可轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)動時的角位移信息，所述磁環(huán)上設(shè)有“三角形”標(biāo)識的零點(diǎn)標(biāo)志位，所以在所述編碼器讀數(shù)頭讀取所述磁環(huán)周向不同位置處的磁信息時，均可以通過轉(zhuǎn)換得到相對于零點(diǎn)位置的絕對旋轉(zhuǎn)角。所述編碼器讀數(shù)頭7與固定連接在殼體2上的靜側(cè)連接件8連接。

所述中間殼體2-2上沿其軸向設(shè)有第一環(huán)形凸臺2-2-1，所述第一環(huán)形凸臺2-2-1端面周向分布四個螺孔，所述靜側(cè)連接件8通過螺釘安裝在所述第一環(huán)形凸臺2-2-1的端面上，所述底座1沿其軸向設(shè)有能夠穿過所述第一環(huán)形凸臺2-2-1的圓柱形階梯狀的第二凸臺1-1，所述第一環(huán)形凸臺2-2-1與第二凸臺1-1之間連接有軸承12，軸承12下端通過第二凸臺1-1的階梯端面軸向定位，其上端通過所述動側(cè)連接件4的端面壓緊。由于軸承12軸向游隙的存在導(dǎo)電滑環(huán)轉(zhuǎn)動時，其旋轉(zhuǎn)部分相對其固定部分會產(chǎn)生輕微的晃動，通常這對導(dǎo)電滑環(huán)的電信息傳遞基本無影響，但是當(dāng)導(dǎo)電滑環(huán)中集成了磁環(huán)式絕對編碼器之后，會由于軸向晃動的干擾而大大降低了磁環(huán)式絕對編碼器的測量精度，有時甚至可能會導(dǎo)致測量出錯，因此在所述底座與所述殼體之間設(shè)有能夠調(diào)整所述軸承12軸向游隙的調(diào)整墊圈，保證測量準(zhǔn)確性、可靠性。

所述動側(cè)連接件4套裝于所述第二凸臺1-1上，其一端面上設(shè)有與所述磁環(huán)6連接的第一安裝孔、另一端面具有端部與所述軸承12相抵且側(cè)部與第二凸臺1-1側(cè)壁相抵的臺階；所述動側(cè)連接件4的側(cè)壁上設(shè)有用于將其安裝于所述第二凸臺1-1上的第二安裝孔。

所述靜側(cè)連接件8上設(shè)有多個用于安裝所述編碼器讀數(shù)頭的凸臺8-1。

為了能夠較好地傳遞電信息，徑向相同的導(dǎo)電環(huán)的滑道上使用一組共兩個電刷5與其滑動連接，且每組電刷5共用一根輸入導(dǎo)線5-3，各所述電刷5包括電刷安裝板5-1、設(shè)置在電刷安裝板5-1一側(cè)面上的若干平行的彈性支撐梁5-2以及設(shè)置在電刷安裝板5-1另一側(cè)面分別與各彈性支撐梁5-2連接的輸入導(dǎo)線5-3，各所述彈性支撐梁5-2的一端焊接有方形接觸頭5-4，為更好的傳導(dǎo)電信息，方形接觸頭5-4表面進(jìn)行鍍銀處理，通過彈性支撐梁5-2的彈性變形，可以將方形接觸頭5-4可靠的壓緊到對應(yīng)的所述導(dǎo)電環(huán)的滑道上，所述中間殼體2-2對稱設(shè)有兩個用于安裝所述電刷安裝板的腰形沉槽2-2-2，各所述電刷安裝板對稱安裝在所述殼體上的腰形沉槽2-2-2中，所述中間殼體2-2上設(shè)有將各所述電刷安裝板緊壓在所述腰形沉槽中的壓板10。

所述底座1與導(dǎo)電環(huán)3之間設(shè)有供所述導(dǎo)電環(huán)嵌入的絕緣支撐板11，為具有耐高溫、抗腐蝕和優(yōu)異的絕緣性能，所述絕緣支撐板選用環(huán)氧樹脂材質(zhì)；所述導(dǎo)電環(huán)3的輸出導(dǎo)線13設(shè)置在其嵌入所述絕緣支撐板的側(cè)面上，所述導(dǎo)電環(huán)的另一側(cè)面上具有多個分別與所述接觸頭滑動配合的滑道，通過多對導(dǎo)電環(huán)與電刷的組合，可以對多路電信息進(jìn)行傳遞。

為了能夠更好的穿設(shè)輸入導(dǎo)線5-3、輸出導(dǎo)線13和編碼器信號線7-1，所述底座1及殼體的側(cè)壁設(shè)有供導(dǎo)線穿設(shè)的腰形孔。

本實(shí)用新型的工作原理如下：

使用時，該導(dǎo)電滑環(huán)通過殼體上的安裝孔固定在固定設(shè)備上，通過底座上的安裝孔固定到旋轉(zhuǎn)設(shè)備上，旋轉(zhuǎn)設(shè)備的轉(zhuǎn)動將帶動嵌在絕緣支撐板上的導(dǎo)電環(huán)和固定在動側(cè)連接件上的磁環(huán)同時同步轉(zhuǎn)動，固定設(shè)備發(fā)出的電信息由與電刷相連的輸入導(dǎo)線引入，然后通過電刷與導(dǎo)電環(huán)的滑動接觸，從與導(dǎo)電環(huán)相連的輸出導(dǎo)線13中輸出。固定在靜側(cè)連接件的編碼器讀數(shù)頭與旋轉(zhuǎn)的磁環(huán)發(fā)生相對轉(zhuǎn)動，進(jìn)而可以讀取磁環(huán)周向不同位置的處的磁信息，通過對比磁信息上的零位，可以對滑動轉(zhuǎn)動時的絕對角位移進(jìn)行精確測定。

以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，并不用于限制本實(shí)用新型，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變型，這些改進(jìn)和變型也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。