嵌套式高可靠接触转动系统及其组合式系统与方法
【专利摘要】本发明提供了一种嵌套式高可靠接触转动系统及其组合式系统与方法，其中，单个运动接触体、多个运动接触体或相互接触的多个运动接触体作为整体在运动接触体施力机构的施力下，与第一被接触体、第二被接触体均保持接触。本发明通过接触体球等运动接触体保证转动体无间隙接触相对转动，使转动体无间隙跳动；保证不受接触表面相对转动磨损影响而始终跟动接触，保证接触，并可用于导电；并且能够通过多个接触体球得到多个支点，使得转动体对中稳定、转动平稳；转动体在无径向跳动时，也不产生轴向攒动；可以有助于实现可控活动接触。
【专利说明】
嵌套式高可靠接触转动系统及其组合式系统与方法
技术领域
[0001]本发明涉及接触转动系统，具体地，涉及嵌套式高可靠接触转动系统及其组合式系统与方法。
【背景技术】
[0002]传统转动系统中的转轴存在较易发生径向跳动以及轴向攒动的现象，导致精度下降，且转轴磨损严重，因而传统转动系统的使用寿命有待提高。
[0003]此外，传统转动系统中，存在转轴外部电路与转轴内部电路之间不能保持长时间无间隙接触的不足之处。还存在着接触面弹塑性变形等使得接触面的接触不可靠，轴跳动，影响加工精度或导电、导流可靠性和寿命的不足之处。
[0004]因此，有必要对传统转动系统进行改进。
【发明内容】
[0005]针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种嵌套式高可靠接触转动系统及其组合式系统与方法。
[0006]根据本发明提供的一种嵌套式高可靠接触转动系统，包括:框架、转动体、运动接触体、运动接触体施力机构、第一被接触体、第二被接触体；
[0007]框架安装有转动体；
[0008]第一被接触体设置在框架上；
[0009]第二被接触体设置在转动体上；
[0010]单个运动接触体、多个运动接触体或相互接触的多个运动接触体作为整体在运动接触体施力机构的施力下，与第一被接触体、第二被接触体均保持接触。
[0011]优选地，运动接触体包括接触体球、接触体环以及接触颗粒中的任一种或任多种部件;运动接触体施力机构包括施力磁体和/或变形施力器；
[0012]第一被接触体与第二被接触体之间的间隙形成整段或部分段沿转动体径向或轴向由宽到窄的通道；
[0013]运动接触体在通道内运动；
[0014]其中，接触体球的数量为一个或者接触体球的数量为多个，多个接触体球中存在球直径相等的2个以上的接触体球和/或存在球直径不相等的2个以上的接触体球。
[0015]优选地，通道呈环形并在周向上环绕转动体的轴线;或者，在转动体的周向上分布有多个通道；
[0016]运动接触体受到通道腔型的限制以及与第一被接触体、第二被接触体之间的摩擦力，使得运动接触体约束了转动体相对于通道发生平动。
[0017]优选地，运动接触体包括弹性接触体，弹性接触体具有与第二被接触体相接触的自由端或者自由端部;运动接触体施力机构包括永磁跟动体、弹性跟动体;永磁跟动体紧固连接弹性跟动体；
[0018]运动接触体施力机构还包括:
[0019]-铁磁体;其中，在铁磁体的吸引下，永磁跟动体通过弹性跟动体紧密抵压在弹性接触体的一侧，铁磁体位于弹性接触体的另一侧;铁磁体位于转动体的内部或者外部;和/或
[0020]-施力磁体;其中，在施力磁体的排斥下，永磁跟动体通过弹性跟动体紧密抵压在弹性接触体的一侧。
[°021 ]优选地，运动接触体包括摆动接触体;运动接触体施力机构包括施力磁体、永磁跟动体；
[0022]施力磁体位于摆动接触体的外部；
[0023]永磁跟动体紧固连接摆动接触体；
[0024]摆动接触体能够摆动以保持接触第二被接触体。
[0025]优选地，运动接触体包括弹性接触体;运动接触体施力机构包括弹性跟动体、变形施力器；
[0026]弹性接触体、弹性跟动体、变形施力器依次接触；
[0027]弹性接触体具有与第二被接触体相接触的自由端或者自由端部。
[0028]优选地，运动接触体的数量为一个或者多个，运动接触体施力机构的数量为一个或者多个，第一被接触体的数量为一个或者多个，第二被接触体的数量为一个或者多个;多个第二被接触体沿转动体的径向或者轴向布置；
[0029]其中:
[0030]-运动接触体、第一被接触体、第二被接触体均为导体，多个第二被接触体之间连接有通电负载;多个第一被接触体与多个第二被接触体之间形成一路或多路电路;或者[0031 ]-运动接触体、第一被接触体、第二被接触体中存在绝缘体。
[0032]优选地，还包括安装磁体;安装磁体设置在框架中。
[0033]根据本发明提供的一种组合式嵌套式高可靠接触转动系统，包括多个上述的嵌套式高可靠接触转动系统；
[0034]多个所述嵌套式高可靠接触转动系统之间的关系为:
[0035]-多个嵌套式高可靠接触转动系统中的转动体之间以串联和/或并联方式布置；和/或
[0036]-多个所述嵌套式高可靠接触转动系统之间依次嵌套，相互嵌套的两个嵌套式高可靠接触转动系统分别记为:嵌套系统、被嵌套系统;被嵌套系统的框架紧固连接在嵌套系统的转动体中；嵌套系统的一个第二被接触体电连接被嵌套系统的一个第一被接触体;嵌套系统的另一个第二被接触体电连接被嵌套系统的另一个第一被接触体。
[0037]根据本发明提供的一种上述的嵌套式高可靠接触转动系统的装配方法，包括:
[0038]预备步骤:令安装磁体上电，以将运动接触体吸引保持在转动体的安装区域之外；
[0039]转动体装入步骤:将转动体安装至所述安装区域；
[0040]释放步骤:令安装磁体失电，释放运动接触体。
[0041]与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果:
[0042]1、通过接触体球等运动接触体保证转动体无间隙接触相对转动，使转动体无间隙跳动;
[0043]2、通过多个接触体球，保证不受接触表面相对转动磨损影响而始终跟动接触，保证接触，并可用于导电；并且能够通过多个接触体球得到多个支点，使得转动体对中稳定、转动平稳；
[0044]3、转动体在无径向跳动时，也不产生轴向攒动；
[0045]4、可以有助于实现可控活动接触，可以在弹性接触体上设置压电涂层、压敏漆、石墨烯层、压阻材料等，通过这些方式做接触声振(声场)检测传感，然后通过外部放置电磁激励调节装置，驱动安装磁体或者施力磁体微调定位，以确保最佳接触力，保证接触和磨损最佳。
[0046]5、无间隙接触实现了可靠的导电，可实现多路送电，能够应用于转动体导电和控制等领域。
【附图说明】
[0047]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
[0048]图1为本发明第一实施例中嵌套式高可靠接触转动系统的结构示意图。
[0049]图2为本发明第二实施例中嵌套式高可靠接触转动系统的结构示意图。
[0050]图3为本发明第三实施例中嵌套式高可靠接触转动系统的结构示意图。
[0051]图4为本发明第四实施例中嵌套式高可靠接触转动系统的结构示意图。
[0052]图中:
[0053]1-框架
[0054]2-转动体
[0055]3-运动接触体
[0056]301-接触体球
[0057]302-接触体环
[0058]303-弹性接触体
[0059]304-摆动接触体
[0060]4-运动接触体施力机构[0061 ]401-施力磁体
[0062]402-变形施力器
[0063]403-永磁跟动体
[0064]404-弹性跟动体
[0065]405-铁磁体
[0066]5-第一被接触体
[0067]6-第二被接触体
[0068]7-通道
[0069]8-通电负载
[0070]9-安装磁体
【具体实施方式】
[0071]下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
[0072]基本实施例
[0073]根据本发明提供的一种嵌套式高可靠接触转动系统，包括:框架1、转动体2、运动接触体3、运动接触体施力机构4、第一被接触体5、第二被接触体6 ；
[0074]框架I安装有转动体2;
[0075]第一被接触体5设置在框架I上；
[0076]第二被接触体6设置在转动体2上；
[0077]单个运动接触体3、多个运动接触体3或相互接触的多个运动接触体3作为整体在运动接触体施力机构4的施力下，与第一被接触体5、第二被接触体6均保持接触。嵌套式高可靠接触转动系统还包括安装磁体9;安装磁体9设置在框架I中。
[0078]具体地，转动体2能够相对于框架I转动，转动体2可以与框架I同轴或者不同轴设置，转动体2可以为转轴、转盘或者不规则形;第二被接触体6设置在转动体2上是指，第二被接触体6可以是转动体2的一部分或者是加设在转动体2上的部件;相互接触的多个运动接触体3与第一被接触体5、第二被接触体6均保持接触，例如，可以是第一被接触体5、一个运动接触体、另一个运动接触体、第二被接触体6依次接触，从而该一个运动接触体与另一个运动接触体作为一个整体，能够与第一被接触体5、第二被接触体6均保持接触。嵌套式可以是指转动体2被嵌套在框架I中；运动接触体施力机构4是指向运动接触体施力的机构。
[0079]进一步地，运动接触体3的数量为一个或者多个，运动接触体施力机构4的数量为一个或者多个，第一被接触体5的数量为一个或者多个，第二被接触体6的数量为一个或者多个;多个第二被接触体6沿转动体的径向或者轴向布置;其中:运动接触体3、第一被接触体5、第二被接触体6均为导体，多个第二被接触体6之间连接有通电负载8;多个第一被接触体5与多个第二被接触体6之间形成一路或多路电路;或者运动接触体3、第一被接触体5、第二被接触体6中存在绝缘体。电路可以是驱动电路或者磁电感应的位移传感检测电路。
[0080]下面对第一实施例、第二实施例、第三实施例进行说明，可以将第一实施例、第二实施例、第三实施例理解为所述基本实施例的优选例。
[0081 ] 第一实施例
[0082I如图1所示，运动接触体3包括接触体球301、接触体环302;运动接触体施力机构4包括施力磁体401和变形施力器402;施力磁体401可以是永磁体或者电磁体;转动体2为转轴;第一被接触体5与第二被接触体6之间的间隙形成整段沿转动体2轴向由宽到窄的通道7 ；运动接触体3在通道7内运动；
[0083]其中，接触体球301的数量为一个或者接触体球301的数量为多个，多个接触体球301中存在球直径相等的2个以上的接触体球301和/或存在球直径不相等的2个以上的接触体球301。通道7呈环形并在周向上环绕转动体7的轴线；在转动体7的周向上可以分布有多个通道7;运动接触体3受到通道7腔型的限制以及与第一被接触体5、第二被接触体6之间的摩擦力，使得运动接触体3约束了转动体2相对于通道7发生平动。
[0084]在第一实施例的变化例中，接触体球301或接触体环302可以替换为接触颗粒，接触颗粒可以具有规则形状，也可以是不规则形状;第一被接触体5与第二被接触体6之间的间隙形成部分段沿转动体2径向或轴向由宽到窄的通道7。
[0085]在第一实施例的优选例中，运动接触体3还包括接触颗粒。变形施力器402可以包括弹簧或者记忆合金部件。
[0086]第二实施例
[0087]第二实施例可以被理解为是第一实施例的变化例，区别在于，在第二实施例中，转动体2为转盘，转盘的转动方向如图2中的箭头方向所示。图1示出一个安装磁体9，用两个打叉的方框表示;图2示出两个安装磁体9，用分别位于转盘上下两侧的两个打叉的方框表示。
[0088]第三实施例
[0089 ]如图3所示，图3示出了四种不同方式的运动接触体3和运动接触体施力机构4。
[0090]如图3左上角示出的运动接触体3和运动接触体施力机构4的实现方式，运动接触体3包括弹性接触体303，弹性接触体303具有与第二被接触体6相接触的自由端或者自由端部;运动接触体施力机构4包括永磁跟动体403、弹性跟动体404 ；永磁跟动体403紧固连接弹性跟动体404 ；运动接触体施力机构4还包括:铁磁体405;其中，在铁磁体405的吸引下，永磁跟动体403通过弹性跟动体404紧密抵压在弹性接触体303的一侧，铁磁体405位于弹性接触体303的另一侧;铁磁体405位于转动体2的内部或者外部。
[0091]如图3右下角示出的运动接触体3和运动接触体施力机构4的实现方式，运动接触体3包括弹性接触体303，弹性接触体303具有与第二被接触体6相接触的自由端或者自由端部;运动接触体施力机构4包括永磁跟动体403、弹性跟动体404 ；永磁跟动体403紧固连接弹性跟动体404 ；运动接触体施力机构4还包括铁磁体405和施力磁体401;其中，在铁磁体405的吸引下，永磁跟动体403通过弹性跟动体404紧密抵压在弹性接触体303的一侧，铁磁体405位于弹性接触体303的另一侧;铁磁体405位于转动体2的内部或者外部;在施力磁体401的排斥下，永磁跟动体403通过弹性跟动体404紧密抵压在弹性接触体303的一侧。
[0092]如图3左下角示出的运动接触体3和运动接触体施力机构4的实现方式，运动接触体3包括摆动接触体304 ；运动接触体施力机构4包括施力磁体401、永磁跟动体403;施力磁体401位于摆动接触体304的外部;永磁跟动体403紧固连接摆动接触体304。摆动接触体304能够摆动以保持接触第二被接触体6。
[0093]如图3右上角示出的运动接触体3和运动接触体施力机构4的实现方式，运动接触体3包括弹性接触体303 ；运动接触体施力机构4包括弹性跟动体404、变形施力器402 ；弹性接触体303、弹性跟动体404、变形施力器402依次接触;弹性接触体303具有与第二被接触体6相接触的自由端或者自由端部。
[0094]第四实施例
[0095]如图4所示，根据本发明提供的一种组合式嵌套式高可靠接触转动系统，包括多个所述嵌套式高可靠接触转动系统；多个所述嵌套式高可靠接触转动系统之间的关系为:多个所述嵌套式高可靠接触转动系统之间依次嵌套，相互嵌套的两个嵌套式高可靠接触转动系统分别记为:嵌套系统、被嵌套系统;被嵌套系统的框架I紧固连接在嵌套系统的转动体2中；嵌套系统的一个第二被接触体6电连接被嵌套系统的一个第一被接触体5;嵌套系统的另一个第二被接触体6电连接被嵌套系统的另一个第一被接触体5。优选地，多个嵌套式高可靠接触转动系统中的转动体2之间以串联和/或并联方式布置。
[0096]第五实施例
[0097]根据本发明提供的所述嵌套式高可靠接触转动系统的装配方法，包括:
[0098]预备步骤:令安装磁体9上电，以将运动接触体3吸引保持在转动体2的安装区域之外；
[0099]转动体装入步骤:将转动体2安装至所述安装区域；
[0100]释放步骤:令安装磁体9失电，释放运动接触体3。
[0101]工作原理
[0102]如图1所示，以运动接触体3采用接触体球301为例，在通道7中设置有多个接触体球301，接触体球301在施力磁体401的吸引和变形施力器402推动下被挤压在通道7的径向较窄处，此时接触体球301与通道7的内壁有向通道7径向较宽处的摩擦力，且与转轴之间也有摩擦力向通道7径向较宽处的摩擦力，因此当如图1所示在转轴的上下两部分都被接触体球301在轴向方向上卡住，从而转轴不会发生攒动;进一步地，转轴转动时，接触体球301也会发生自转，并且，由于接触体球301在工作时被始终向通道7的更窄处推动或者吸引，因此确保了转轴与通道7的内壁之间无间隙接触，从而转轴不会发生跳动。多个接触体球301的球直径可以不同，例如球直径较小的接触体球301能够到达球直径较大的接触体球301不能到达的较窄处，当球直径较小的接触体球301被磨损后，一方面在施力磁体401的吸引和变形施力器402推动下，球直径较小的接触体球301会向通道7的更窄处移动，另一方面，球直径较大的接触体球301也可以保持通道7内部与转轴之间的无间隙接触;更进一步地，当接触体球301填满或者基本填满通道7时，多个接触体球301的球直径可以小于通道7的最窄处。
[0103]如图3左上角所示，永磁跟动体403吸引铁磁体405，从而带动弹性接触体303向铁磁体405移动，进而推动弹性接触体303的自由端在始终接触转轴。如图3左下角所示，在施力磁体401的激励下，永磁跟动体403进行摆动，从而带动摆动接触体304摆动，在摆动接触体304具有长径和短径，摆动接触体304的自由端或者自由端部在摆动范围内可以接触到转轴，当自由端或者自由端部磨损时，通过调整摆动角度，摆动接触体304能够继续接触转轴。如图3右上角所示，变形施力器402通过弹性跟动体404驱动弹性接触体303，从而弹性接触体303的自由端或者自由端部始终接触转轴。如图3右下角所示，永磁跟动体403吸引铁磁体405，并且施力磁体401排斥永磁跟动体403，驱动带动弹性接触体303向铁磁体405移动，进而推动弹性接触体303的自由端在始终接触转轴。
[0104]以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
【主权项】
1.一种嵌套式高可靠接触转动系统，其特征在于，包括:框架(I)、转动体(2)、运动接触体(3)、运动接触体施力机构(4)、第一被接触体(5)、第二被接触体(6)； 框架(I)安装有转动体(2); 第一被接触体(5)设置在框架(I)上； 第二被接触体(6)设置在转动体(2)上； 单个运动接触体(3)、多个运动接触体(3)或相互接触的多个运动接触体(3)作为整体在运动接触体施力机构(4)的施力下，与第一被接触体(5)、第二被接触体(6)均保持接触。2.根据权利要求1所述的嵌套式高可靠接触转动系统，其特征在于，运动接触体(3)包括接触体球(301)、接触体环(302)以及接触颗粒中的任一种或任多种部件;运动接触体施力机构(4)包括施力磁体(401)和/或变形施力器(402); 第一被接触体(5)与第二被接触体(6)之间的间隙形成整段或部分段沿转动体(2)径向或轴向由宽到窄的通道(7); 运动接触体(3)在通道(7)内运动； 其中，接触体球(301)的数量为一个或者接触体球(301)的数量为多个，多个接触体球(301)中存在球直径相等的2个以上的接触体球(301)和/或存在球直径不相等的2个以上的接触体球(301)。3.根据权利要求2所述的嵌套式高可靠接触转动系统，其特征在于，通道(7)呈环形并在周向上环绕转动体(7)的轴线;或者，在转动体(7)的周向上分布有多个通道(7); 运动接触体(3)受到通道(7)腔型的限制以及与第一被接触体(5)、第二被接触体(6)之间的摩擦力，使得运动接触体(3)约束了转动体(2)相对于通道(7)发生平动。4.根据权利要求1所述的嵌套式高可靠接触转动系统，其特征在于，运动接触体(3)包括弹性接触体(303)，弹性接触体(303)具有与第二被接触体(6)相接触的自由端或者自由端部;运动接触体施力机构(4)包括永磁跟动体(403)、弹性跟动体(404);永磁跟动体(403)紧固连接弹性跟动体(404); 运动接触体施力机构(4)还包括: -铁磁体(405);其中，在铁磁体(405)的吸引下，永磁跟动体(403)通过弹性跟动体(404)紧密抵压在弹性接触体(303)的一侧，铁磁体(405)位于弹性接触体(303)的另一侧；铁磁体(405)位于转动体(2)的内部或者外部;和/或 -施力磁体(401);其中，在施力磁体(401)的排斥下，永磁跟动体(403)通过弹性跟动体(404)紧密抵压在弹性接触体(303)的一侧。5.根据权利要求1所述的嵌套式高可靠接触转动系统，其特征在于，运动接触体(3)包括摆动接触体(304);运动接触体施力机构(4)包括施力磁体(401)、永磁跟动体(403)； 施力磁体(401)位于摆动接触体(304)的外部； 永磁跟动体(403)紧固连接摆动接触体(304); 摆动接触体(304)能够摆动以保持接触第二被接触体(6)。6.根据权利要求1所述的嵌套式高可靠接触转动系统，其特征在于，运动接触体(3)包括弹性接触体(303);运动接触体施力机构(4)包括弹性跟动体(404)、变形施力器(402); 弹性接触体(303)、弹性跟动体(404)、变形施力器(402)依次接触； 弹性接触体(303)具有与第二被接触体(6)相接触的自由端或者自由端部。7.根据权利要求1所述的嵌套式高可靠接触转动系统，其特征在于，运动接触体(3)的数量为一个或者多个，运动接触体施力机构(4)的数量为一个或者多个，第一被接触体(5)的数量为一个或者多个，第二被接触体(6)的数量为一个或者多个;多个第二被接触体(6)沿转动体的径向或者轴向布置； 其中:-运动接触体(3)、第一被接触体(5)、第二被接触体(6)均为导体，多个第二被接触体(6)之间连接有通电负载(8);多个第一被接触体(5)与多个第二被接触体(6)之间形成一路或多路电路;或者 -运动接触体(3)、第一被接触体(5)、第二被接触体(6)中存在绝缘体。8.根据权利要求1所述的嵌套式高可靠接触转动系统，其特征在于，还包括安装磁体(9);安装磁体(9)设置在框架(I)中。9.一种组合式嵌套式高可靠接触转动系统，其特征在于，包括多个权利要求1至8中任一项所述的嵌套式高可靠接触转动系统； 多个所述嵌套式高可靠接触转动系统之间的关系为:-多个嵌套式高可靠接触转动系统中的转动体(2)之间以串联和/或并联方式布置;和/或 -多个所述嵌套式高可靠接触转动系统之间依次嵌套，相互嵌套的两个嵌套式高可靠接触转动系统分别记为:嵌套系统、被嵌套系统;被嵌套系统的框架(I)紧固连接在嵌套系统的转动体(2)中；嵌套系统的一个第二被接触体(6)电连接被嵌套系统的一个第一被接触体(5);嵌套系统的另一个第二被接触体(6)电连接被嵌套系统的另一个第一被接触体(5)。10.—种权利要求8所述的嵌套式高可靠接触转动系统的装配方法，其特征在于，包括: 预备步骤:令安装磁体(9)上电，以将运动接触体(3)吸引保持在转动体(2)的安装区域之外； 转动体装入步骤:将转动体(2)安装至所述安装区域； 释放步骤:令安装磁体(9)失电，释放运动接触体(3)。
【文档编号】H01R39/64GK106058598SQ201610351263
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年5月24日
【发明人】杨斌堂
【申请人】南京伶机宜动驱动技术有限公司