电滑环
电滑环是一种可旋转的机械部件,用于将电力和信号从固定位置传输到旋转位置。它通常由导电环、电刷、轴承和外壳组成。导电环安装在旋转轴上,电刷与导电环接触,通过摩擦传输电力和信号。
电滑环的主要功能是在旋转部件和固定部件之间传输电力和信号,同时保持电力和信号的稳定传输。这使得电滑环成为许多需要旋转传输电力和信号的设备中不可或缺的组成部分。
原理
电滑环是负责为旋转体连通、输送能源与信号的电气部件。滑环通常安装在设备的旋转中心,主要由旋转与静止两大部分组成。旋转部分连接设备的旋转结构并随之旋转运动,称为“转子”,静止部分连接设备的固定结构的能源,称为“定子”。滑环整体依靠弹力搭接原理、滚动搭接原理、或密封原理,以及巧妙的运动结构与密封结构设计、精密的零件制作配合、合理的选材等,构成稳定可靠的旋转连通系统。只要将滑环附着于无限旋转的设备上,就可以给旋转体提供动力能源,使旋转体在无限旋转运动的同时,还能进行其它运动、或检测旋转状态下的工作状况。
分类
根据其整体结构的不同,电滑环分为实圆滑环(在旋转体上挖一个孔,安装滑环)、空圆滑环(将滑环安装在旋转轴上)、分离滑环、扁盘滑环、汞滑环、特型滑环等。
作用
1.实现360度无限制旋转:电滑环可以实现设备在旋转过程中进行电力和信号的传输,避免了传统的电线缠绕和摩擦问题。
2.提高设备可靠性:电滑环能够减少电线的振动和疲劳,提高设备的可靠性和稳定性。
3.传输多种信号:电滑环可以传输各种类型的信号,如模拟信号、数字信号、以太网信号等。
4.适应恶劣环境:电滑环具有良好的防尘、防水、耐腐蚀等性能,能够适应恶劣的工作环境。
应用
电滑环广泛应用于各种需要旋转传输电力和信号的设备中,如工业机器人、风力发电机、卷取机、舞台灯光设备等。
传统的电滑环也称为“集电环”或“汇流环”。国内几十年前已有成熟的设计技术及成熟的制作工厂,主要传输大电流,采用碳刷紧靠铜环的技术。缺点:局限于传输大电流,而且,因磨擦产生大量碳合金粉,需要定期清理或更换碳刷。由于现代精密电子与精密机电产品的迅猛发展,精密电滑环应运而生。其原本专用于航空、航天等超高端领域,已普遍用于民用精密电子、电气设备。部分系列已制作成通用电气配件。
电滑环多使用于多功能、高性能、高精密、多元连续旋转运功的高端工业电气设备或精密电子设备之中,如:航天设备、雷达通讯设备、医疗设备、自动加工设备、冶炼设备、矿山设备、电缆设备、游乐设备、展示设备、智能摄像头、化学反应釜、晶体炉、线材绞线机、风车、机械臂、机器人、盾构机、旋转门、测量仪、航模、特种汽车、特种轮船等。滑环为这些机电设备实现复杂运动提供可靠的能源与信号传输方案。也可以说:滑环,是高级智能运动设备的标志。
电滑环还可以根据使用情况制作成各种特殊外形,混合传输电源、光源、流体压力源,或与其它电气元件配装使用,如:特殊异形、超大外形,连体齿轮、链轮、皮带轮、插头,电源与光源混合,电源与压力流体混合,配装光、电、声、温传感器、光纤收发器、压力表、气动元件等,组合成一种多功能的电气件总成,以达到节省空间、简化设计结构的特殊要求。
参考资料
小A课堂|电滑环-小车无限旋转的秘密. 沈理电协.2024-08-24