一种电滑环的动力信号轴结构及加工装置的制作方法

1.本申请涉及电滑环加工设备的领域，尤其是涉及一种电滑环的动力信号轴结构及加工装置。


背景技术：

2.电滑环就是用来导电的滑环，在所有滑环系列中使用最广泛，专用于在无限制连续旋转时，传输功率电源、信号电源；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。
3.滑环其本体由很多零部件组成，包括轴体组件，电刷组件，轴承，外罩，各种接口等。环的轴体组件(定子)和电刷组件(转子)是滑环两个最重要的部件，即滑环的触点，是影响其性能的关键核心部件。滑环的轴体也可以叫动力信号轴，里面是由一根铝合金或不锈钢等刚性材料加工而成的，然后再在轴体上装上导电环，工作时电刷与导电环直接接触并导通。相关技术中在加工动力信号轴时，通常是在轴体外部套设导电环，之后通过在导电环与轴体之间注胶的方式实现导电环的固定。
4.针对上述中的相关技术，发明人认为通过注胶固定导电环时，需要人手动对每个导电环进行定位并打胶固定，存在加工效率较低的问题。


技术实现要素：

5.为了提高加工效率，本申请提供一种电滑环的动力信号轴结构及加工装置。
6.第一方面，本申请提供一种电滑环的动力信号轴结构，采用如下的技术方案：一种电滑环的动力信号轴结构，包括芯轴，所述芯轴套设有定心件，所述定心件与芯轴同轴，还包括导电环，所述导电环同轴套设于定心件，所述导电环与定心件之间还设置有用于固定导电环的注塑件；所述定心件包括固定于芯轴的固定筒，所述固定筒的侧壁固定设置有支撑板，支撑板的长边与固定筒轴线平行，所述支撑板设置有至少两个，且多个支撑板间隔固定于固定筒外壁，所述支撑板与导电环抵接的侧壁位于以芯轴轴线为轴心的虚拟圆上；所述支撑板侧壁开设有升降槽，所述升降槽内设置有可沿径向滑移的扩孔板，所述固定筒内开设有控制腔，所述升降槽底面开设有导向槽，所述导向槽一端连通于升降槽，另一端连通于控制腔，所述扩孔板底面连接有推杆，所述推杆穿过导向槽并伸入控制腔内，所述控制腔内设置有用于驱动推杆沿固定筒径向滑移的驱动组件。
7.通过采用上述技术方案，通过设置定心件，使得将导电环套设在芯轴上时，导电环能够与芯轴保持同心，加工时首先将导电环套设在定心件上，之后将套设有导电环的芯轴以及定心件一同放入注塑模具内，通过注塑形成注塑件，注塑件可将导电环更加牢固的固定在定心件上，且通过注塑的方式操作更加快速高效，无需手动对每个导电环进行定位打
胶，可有效提高加工效率；固定筒侧壁的支撑板间隔设置，从而使得相邻支撑板之间形成空间，便于注塑件注塑于空腔内，导电环套设在支撑板上时，导电环的内壁与支撑板的圆周侧壁上，且通过将支撑板的圆周侧壁设置成与芯轴同轴，使得导电环也保持与芯轴同轴，从而提高导电环与芯轴的同心度；通过驱动组件控制扩孔板沿固定筒的径向滑移，使得扩孔板外壁伸出支撑板的外壁。
8.可选的，所述支撑板内部开设有通道，所述通道一端位于支撑板内，另一端连通于相邻支撑板之间的空间。
9.通过采用上述技术方案，注塑件是通过注塑工艺填充于相邻支撑板之间的空隙内，通过开设通道，使得液态的注塑液通过通道进入支撑板内部，且成型后空腔内部的注塑件与空腔外部的注塑件连接且为一整体，从而提高了注塑件与支撑板之间的连接强度，提高了整体性。
10.可选的，所述注塑件包括填充于相邻支撑板之间的填充部，所述填充部外壁固定连接有限位环，所述限位环位于导电环两侧并用于将导电环间隔开。
11.通过采用上述技术方案，填充部位于相邻的两个支撑板之间，限位环位于相邻的两个导电环之间，从而将相邻的两个导电环隔开，且对导电环起到限位的作用。
12.可选的，所述限位环侧壁开设有环形的形变槽，所述形变槽与限位环同心设置。
13.通过采用上述技术方案，由于滑环工作时，导电环与芯轴转动，此时电刷与导电环接触且摩擦，在长时间使用后，由于电刷与导电环之间摩擦生热，导电环受热会发生轻微的膨胀，通过在限位环侧壁开设形变槽，从而当导电环膨胀时，导电环抵接限位环并向形变槽方向发生形变，从而使得限位环对导电环保持限位作用，同时又可避免对导电环挤压力过大的问题。
14.可选的，所述驱动组件包括转动设置于控制腔内壁的驱动盘，所述驱动盘侧壁开设有驱动槽，所述驱动槽的数量与支撑板数量相同且与支撑板一一对应，所述推杆伸入控制腔的一端固定连接有滑移柱，所述滑移柱穿设于驱动槽内并可沿驱动槽滑移，所述驱动槽沿固定筒圆周方向呈逐渐远离圆心设置。
15.通过采用上述技术方案，通过控制驱动盘转动，进而使得滑移柱沿驱动槽滑移，由于驱动槽沿固定筒的圆周方向呈逐渐远离圆心设置，因此当驱动盘转动时，滑移柱沿驱动槽滑移的同时，会沿导向槽滑移，从而在导向槽的限位作用下，使得推杆与扩孔板沿固定筒的径向实现滑移。
16.可选的，所述驱动盘侧壁连接有控制杆，所述控制杆伸出固定筒端面，且固定筒端面开设有供控制杆转动的避让槽，所述控制杆侧壁开设有定位槽，所述定位槽内设置有定位组件，所述定位组件抵接于避让槽内壁并对控制杆定位。
17.通过采用上述技术方案，需要控制扩孔板伸出时，只需转动控制杆，从而带动驱动盘转动，实现对扩孔板的驱动，并且通过定位组件可以将扩孔板定位在任意位置，从而适应不同直径的导电环。
18.可选的，所述定位组件包括连接于定位槽底面的弹簧以及连接于弹簧的定位珠，所述避让槽内壁沿定位珠的转动轨迹开设有若干卡槽，所述定位珠可抵接于卡槽内。
19.通过采用上述技术方案，由于定位珠嵌在定位槽内，当转动控制杆时，可带动定位珠转动，定位珠转动时，可与避让槽内壁的卡槽依次卡接，实现控制杆的定位，且由于定位
珠呈球形，当对控制杆施加转动的外力时，可带动定位珠继续滚动。
20.第二方面，本申请提供一种用于加工电滑环动力信号轴的装置，采用如下的技术方案：一种用于加工电滑环动力信号轴的加工装置，包括下模和上模，所述上模和下模中部开设有呈圆柱形的型腔，所述型腔侧壁沿圆周开设有若干环槽，相邻所述环槽之间的距离等于导电环的宽度，所述环槽远离圆心的侧壁还固定有形变环，所述形变环位于环槽中部且宽度小于形变槽的宽度。
21.通过采用上述技术方案，首先将导电环套设在支撑板上，将套设有导电环的芯轴放置在下模内，且控制导电环位于相邻的两个环槽之间，之后将上模盖合于下模并进行注塑，通过在环槽的槽底设置有形变环，从而通过注塑形成的注塑件能够形成有形变槽；另外通过注塑的方式将导电环实现固定，也提高了导电环的连接强度，进而可间接提高电刷与导电环的接触稳定性。
22.综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：1.通过设置定心件，使得将导电环套设在芯轴上时，导电环能够与芯轴保持同心，加工时首先将导电环套设在定心件上，之后将套设有导电环的芯轴以及定心件一同放入注塑模具内，通过注塑形成注塑件，注塑件可将导电环更加牢固的固定在定心件上，且通过注塑的方式操作更加快速高效，可有效提高加工效率；2.通过设置可伸缩的扩孔板，使得扩孔板的外壁与导电环内壁相抵接，从而可适应不同尺寸的导电环。
附图说明
23.图1是本申请实施例的动力信号轴的整体结构示意图。
24.图2是本申请实施例的动力信号轴的局部结构示意图。
25.图3是本申请实施例的定心件的整体结构示意图。
26.图4是本申请实施例的定心件的局部剖视图，主要用于展示驱动组件的结构。
27.图5是本申请实施例的动力信号轴的剖视图。
28.图6是图5的a部放大结构示意图。
29.图7是本申请实施例的上模的结构示意图。
30.图8是本申请实施例的下模的结构示意图。
31.附图标记说明：1、芯轴；2、定心件；3、固定筒；4、支撑板；5、导电环；7、注塑件；8、通道；10、填充部；11、限位环；12、形变槽；13、升降槽；14、扩孔板；15、导向槽；16、控制腔；17、推杆；18、驱动组件；19、驱动盘；20、滑移柱；21、驱动槽；22、轴承；23、橡胶环；24、橡胶片；25、控制杆；26、避让槽；27、定位槽；28、定位组件；29、弹簧；30、定位珠；31、卡槽；32、上模；33、下模；34、型腔；35、环槽；36、形变环；37、通口。
具体实施方式
32.以下结合附图1
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8对本申请作进一步详细说明。
33.本申请实施例公开一种电滑环的动力信号轴结构。参照图1和图2，该结构包括由金属制成的芯轴1，芯轴1呈圆柱形的杆状，在芯轴1上还同轴固定套设有定心件2，定心件2
包括固定在芯轴1上且呈圆柱形的固定筒3，固定筒3可以与芯轴1一体制成，也可以通过注塑固定在芯轴1上；在固定筒3的圆周侧壁上一体设置有至少两个支撑板4，支撑板4呈长方体且支撑板4的长边沿固定筒3的轴线方向延伸，支撑板4背离轴线的侧壁为弧面，弧面上任一点到固定筒3轴线的垂直距离均相等；以固定筒3的中心线为轴线，以支撑板4的该弧面为侧壁所形成的圆柱为虚拟圆柱，若干个支撑板4弧形的外侧壁均位于该虚拟圆柱的侧壁上，且相邻的支撑板4之间留有空间。
34.参照图1和图2，在定心件2上还套设有若干个导电环5，导电环5可以为铜环等，导电环5间隔套设在支撑板4上，且导电环5的内壁与支撑板4的外壁抵接，使得导电环5与定心件2同轴，在将导电环5套设于支撑板4时，在定心件2和导电环5之间通过注塑设置有注塑件7，通过注塑件7将导电环5分隔。
35.参照图2和图3，在支撑板4的内部开设有通道8，通道8在支撑板4内部呈弯曲状分布于支撑板4靠近边缘的部分，通道8本体位于支撑板4内，通道8的端部延伸至支撑板4侧壁并连通于相邻支撑板4之间的空间，通道8开口处的直径小于通道8本体的直径。之后通过将套设有导电环5的固定筒3和定心件2放置于模具内进行注塑，注塑液通过浇口流入相邻支撑板4之间的空间内形成注塑件7，当相邻支撑板4之间空间的注塑液注满后，多余的注塑液通过通道8流入支撑板4内部，当模具冷却时，冷却形成的注塑件一部分位于相邻支撑板4之间的空间内形成如图1所示的填充部10，且此时填充部10的外壁呈圆柱状，另一部分位于支撑板4内部，从而达到注塑更牢固的效果，使得填充部10与支撑板4之间的整体性更好。
36.参照图1，在填充部10的外壁还注塑有限位环11，限位环11凸出于填充部10外壁，且导电环5位于相邻的两限位环11之间，导电环5的边沿抵接于限位环11。在限位环11的外侧壁呈环形开设有形变槽12，形变槽12与限位环11同心，通过开设形变槽12，使得限位环11的两侧可发生形变，在定心件2转动过程中，当导电环5具有轴向窜动的趋势时，减小限位环11对导电环5边沿的硬挤压力，从而减小对导电环5的挤压损伤，提高导电环5的使用寿命。
37.参照图3和图4，为了使得支撑板4适应不同直径的导电环5，在支撑板4的侧壁开设有升降槽13，升降槽13沿支撑板4的长度方向开设，且在升降槽13内设置有可沿固定筒3的径向滑移的扩孔板14，在升降槽13的底部开设有导向槽15，导向槽15沿固定筒3的径向开设，在固定筒3内还开设有控制腔16，控制腔16通过导向槽15与升降槽13连通。在扩孔板14底面还连接有推杆17，推杆17穿过导向槽15并伸入控制腔16内，在控制腔16内设置有用于驱动推杆17沿导向槽15滑移的驱动组件18，驱动组件18的动力输出端连接于推杆17。
38.参照图3和图4，驱动组件18包括通过转轴转动连接在控制腔16内壁且呈圆盘形的驱动盘19，推杆17伸入控制腔16的一端固定连接有滑移柱20，滑移柱20呈圆柱形且与推杆17垂直，在驱动盘19的侧壁开设有驱动槽21，驱动槽21与支撑板4的数量相同且与支撑板4一一对应，驱动槽21呈弧形设置，且驱动槽21沿固定筒3的圆周方向呈逐渐远离圆心设置，即驱动槽21前端到圆心的距离小于后端到圆心的距离。滑移柱20穿设于驱动槽21内，并随着驱动盘19转动，滑移柱20可在驱动槽21内滑移，当滑移柱20沿驱动槽21滑移时，滑移柱20可向远离或靠近圆心的方向移动，从而推动推杆17朝向远离或靠近圆心的方向移动。
39.参照图3，在滑移柱20外壁连接有轴承22，轴承22的内圈过盈配合于滑移柱20，轴承22的外圈通过胶水粘接包覆有橡胶环23，在驱动槽21的内壁通过胶水粘接固定有橡胶片24，橡胶片24的厚度由中部向两端呈逐渐变厚设置。且橡胶片24端部的厚度与橡胶环23的
外径之和小于驱动槽21的厚度。从而当滑移柱20移动至驱动槽21的两端时，橡胶片24与橡胶环23之间形成挤压变形，从而对滑移柱20施加阻力，减缓滑移柱20的移动，避免滑移柱20滑移过快，导致扩孔板14向外伸出过快，随导电环5造成冲击剐蹭，甚至损伤的问题。
40.参照图2和图3，为了便于控制驱动盘19的转动，在驱动盘19的侧壁连接有控制杆25，参照图4，在固定筒3的端面开设有供控制杆25伸出的避让槽26，控制杆25穿过并伸出避让槽26，避让槽26沿控制杆25的转动轨迹开设，从而保证控制杆25的顺利转动。
41.参照图5和图6，为了对控制杆25的位置进行定位，在控制杆25的侧壁沿其径向开设有定位槽27，在定位槽27内设置有定位组件28，定位组件28一端伸出定位槽27并抵接在避让槽26内壁，从而实现对控制杆25的定位。
42.如图6所示，定位组件28包括连接在定位槽27底面的弹簧29，在弹簧29的端部焊接有定位珠30，定位珠30的一端在弹簧29的推力作用下伸出定位槽27，在避让槽26内壁沿定位珠30的转动轨迹开设有若干个卡槽31，卡槽31呈内凹的弧形，定位珠30的伸出部分可抵接在卡槽31内，当定位珠30抵接于卡槽31内时，定位珠30的一部分位于卡槽31内，另一部分位于定位槽27内，当转动控制杆25时，定位珠30挤压弹簧29并可转动至其他卡槽31内。
43.本申请实施例一种电滑环的动力信号轴结构的实施原理为：芯轴1带动固定筒3以及定心件2转动，进而带动导电环5转动，导电环5与电滑环的电刷始终接触，从而实现持续导电的效果，并且通过注塑件7使得导电环5连接更牢固，导电环5位置精确度更高，减小了导电环5的轴向窜动，进而延长了导电环5的使用寿命。
44.本申请实施例同时公开一种用于加工电滑环动力信号轴的加工装置，参照图7和图8，该装置包括设置在注塑模具内的下模33和上模32，在下模33和上模32的中部开设有型腔34，型腔34整体呈圆柱形，且在型腔34的内壁上沿圆周开设有若干个环槽35，相邻环槽35之间的间隔距离与导电环5轴向的宽度相等，在环槽35远离圆心的侧壁还一体成型有形变环36，形变环36位于环槽35中部，且形变环36的宽度小于环槽35的宽度，从而通过形变环36将环槽35分成两个腔室，用于注塑出外壁具有形变槽12的限位环11。在上模32上还开设有浇口，在形变环36上开设有与浇口连通的通口37，通口37用于将浇口与环槽35连通，便于由浇口进入的注塑液流入环槽35。且环槽35与相邻支撑板4之间的空间连通，从而使得注塑液可由环槽35进入相邻支撑板4之间的空间，形成填充部10。
45.本申请实施例一种用于加工电滑环动力信号轴的装置的实施原理为：首先将导电环5间隔套设在支撑板4上，之后将套设有导电环5的芯轴1部件放置在下模33内，并且需要注意将导电环5设在相邻的环槽35之间，之后合模注塑，将上模32盖设于下模33，并通过浇口浇注注塑液，注塑液经过通口37流入环槽35，之后再流入支撑板4之间的空间，且在支撑板4上还开设有通道8，部分注塑液流入通道8内，当冷却脱模时，位于相邻支撑板4之间的注塑液凝固形成填充部10，位于环槽35内的注塑液凝固形成限位环11。
46.以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。