一种具有电磁屏蔽性能的旋转结构的制作方法

本实用新型涉及电磁屏蔽技术领域，尤其涉及一种具有电磁屏蔽性能的旋转结构。

背景技术：

随着电子信息技术的飞速发展及各类电气、电子、信息设备的日益广泛应用，人类生存、活动空间中存在着越来越复杂的电磁场，电磁能量越来越大。这必将给空间环境带来越来越严重的电磁污染，对人类的生存、活动和各种仪器设备的工作产生越来越重大的影响。因此，如何确保在整个或某个局部空间环境中，尽量减少以至消除电磁污染对人体健康和设备功能的影响，实现电磁屏蔽和兼容，便成为需要特别关注并着力解决的重大技术难题之一。

目前，在旋转结构中，通常采用铍铜簧片、导电石墨或导电铜球与导电石墨的组合进行电磁屏蔽，但是在长期使用过程中，铍铜簧片的磨损过大，需要经常更换且容易导致电磁屏蔽失效，而导电石墨的电导率过低、导电铜球容易表面氧化，导致电磁屏蔽效能过低(一般低于80dB)。而随着旋转速度的升高，材料磨损和氧化会进一步加剧，从而导致电磁屏蔽效能的加速降低。

技术实现要素：

本实用新型提供一种具有电磁屏蔽性能的旋转结构，可以使旋转结构具有较好的电磁屏蔽性能。

本实用新型提供一种具有电磁屏蔽性能的旋转结构，所述旋转结构采用如下技术方案：

所述旋转结构包括：

第一部件，所述第一部件的壳体具有电磁屏蔽性能，所述第一部件上设置有至少一个旋转开口；

第二部件，所述第二部件的一端穿过所述至少一个旋转开口；

所述第一部件和所述第二部件可相对转动；

所述第一部件的旋转开口与所述第二部件之间的间隙中填充有液态金属，所述液态金属的熔点低于所述旋转结构的工作温度。

可选地，所述至少一个旋转开口仅包括开口方向朝上和/或朝下的旋转开口；在所述旋转开口和所述第二部件配合的各位置处，所述旋转开口和所述第二部件中的一个上设置有开口朝上的凹槽，另一个上设置有突出部，所述突出部具有与所述凹槽间隙配合的插刀结构，所述液态金属填充于所述插刀结构和所述凹槽之间的间隙中。

进一步地，所述突出部包括x个同轴设置的空心圆柱，所述凹槽包括y个同轴设置的环形凹槽，所述空心圆柱作为所述突出部的插刀结构，x和y均为大于或等于1的正整数，且x＝y。

进一步地，所述突出部包括一个空心圆柱，所述凹槽包括一个环形凹槽，所述环形凹槽的外环直径D与内环直径d满足：10mm≤D-d≤30mm；所述液态金属的深度为10mm～20mm。

可选地，所述旋转结构还包括至少一个防溅片，所述防溅片设置于所述插刀结构上部和/或所述凹槽上部。

可选地，所述突出部和所述凹槽的材质均为不锈钢。

可选地，所述液态金属上设置有液态的密封层。

可选地，所述密封层的材质为真空泵油。

可选地，所述密封层的深度为15mm～30mm。

进一步地，在所述旋转开口和所述第二部件配合的各位置处，所述旋转开口和所述第二部件中的一个上设置有凹槽，另一个上设置有突出部，所述突出部具有与所述凹槽间隙配合的插刀结构，所述液态金属填充于所述插刀结构和所述凹槽之间的间隙中；所述凹槽的开口处设置有密封唇。

进一步地，所述旋转结构还包括用于为所述液态金属散热的散热结构、用于为所述液态金属保温的保温结构、以及用于为所述液态金属加热的加热结构中的一个或几个。

本实用新型提供的一种具有电磁屏蔽性能的旋转结构，其中，该旋转结构包括：第一部件，第一部件的壳体具有电磁屏蔽性能，第一部件上设置有至少一个旋转开口；第二部件，第二部件的一端穿过至少一个旋转开口；第一部件和第二部件可相对转动；第一部件的旋转开口与第二部件之间的间隙中填充有液态金属，液态金属的熔点低于旋转结构的工作温度。由于液态金属具有良好的导电性能和润滑性能，从而使得在第一部件和第二部件中的一个或两个旋转，甚至是高速旋转时，第一部件和第二部件之间的液态金属的损耗度低，进而使旋转结构具有较好的电磁屏蔽性能，可以长时间维持较高的电磁屏蔽效能。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的旋转结构的结构示意图一；

图2为本实用新型实施例提供的旋转结构的结构示意图二；

图3为本实用新型实施例提供的旋转结构的结构示意图三；

图4为本实用新型实施例提供的旋转结构的结构示意图四；

图5为本实用新型实施例提供的图1中A区域的放大示意图；

图6为本实用新型实施例提供的图2中B区域的放大示意图；

图7为本实用新型实施例提供的凹槽和突出部的结构示意图一；

图8为本实用新型实施例提供的凹槽和突出部的结构示意图二。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下本实用新型实施例中的各技术特征均可以相互结合。

本实用新型实施例提供一种具有电磁屏蔽性能的旋转结构，具体地，如图1、图2、图3和图4所示，图1～图4分别为本实用新型实施例提供的旋转结构的结构示意图一至结构示意图四，该旋转结构包括：

第一部件1，第一部件1的壳体具有电磁屏蔽性能，第一部件1上设置有至少一个旋转开口；

第二部件2，第二部件2的一端穿过至少一个旋转开口，例如一个旋转开口、两个旋转开口、多个旋转开口等；

第一部件1和第二部件2可相对转动；

第一部件1的旋转开口与第二部件2之间的间隙中填充有液态金属3，液态金属3的熔点低于旋转结构的工作温度。

由于液态金属3具有良好的导电性能和润滑性能，且在旋转结构工作时液态金属3为液态，从而使得在第一部件1和第二部件2中的一个或两个旋转，甚至是高速旋转(例如旋转速度不低于1000rpm)时，第一部件1和第二部件2之间的液态金属3的损耗度低，进而使旋转结构具有较好的电磁屏蔽性能，可以长时间维持较高的电磁屏蔽效能。

其中，第一部件1上可以仅设置有一个旋转开口，如图1和图3所示，第一部件1的壳体的底部设置一个旋转开口，第二部件2的一端穿过该旋转开口，且位于第一部件1的壳体内，或者，如图4所示，第一部件1的壳体的右侧设置一个旋转开口，第二部件2的一端穿过该旋转开口，且位于第一部件1的壳体内，或者，第一部件1上设置有两个旋转开口，如图2所示，两个旋转开口正对设置，第二部件2的一端依次穿过上述两个旋转开口，且伸出至第一部件1的壳体外。第一部件1上旋转开口的其他设置方式以及与第二部件2的配合方式，本领域技术人员可以根据以上内容轻松获得，此处不再进行赘述。

第一部件1和第二部件2可相对转动包括多种情况，例如，第一部件1静止，第二部件2旋转，或者，第二部件2静止，第一部件1绕第二部件2旋转，或者，第一部件1和第二部件2均旋转，二者的旋转方向相反，或者，第一部件1和第二部件2均旋转，二者的旋转方向相同，但旋转速度不同。

第一部件1的壳体的形状可以是圆柱体、长方体、正方体、圆锥体等任意形状。第一部件1的壳体的材质可以为导电板材，例如冷轧钢板、铝板、铜板、不锈钢板等，优选通过满焊制作第一部件1的壳体，以防止由缝隙、漏焊点导致的电磁波泄漏。第二部件2可以为旋转轴等结构。

液态金属3为熔点低于旋转结构的工作温度的低熔点金属单质、低熔点金属合金或主要成分为低熔点金属单质和/或低熔点金属合金的导电混合物。优选为，液态金属3为熔点低于旋转结构的工作温度的粘度较低的低熔点金属单质、或者低熔点金属合金。以旋转结构的工作温度为室温25℃为例，液态金属3可以为汞单质、镓单质、镓铟合金、镓锡合金、镓铟锡合金等中的一种或几种，例如，液态金属3为镓铟共晶合金(熔点15.9℃)、镓锡共晶合金(熔点20.4℃)或者镓铟锡共晶合金(熔点11℃)。

以上所述的“第一部件1的旋转开口与第二部件2之间的间隙中填充有液态金属3”的具体实现方式可以有多种，本实用新型实施例进行举例说明：

在一个例子中，如图1和图2所示，至少一个旋转开口仅包括开口方向朝上和/或朝下的旋转开口，在图1所示的例子中，第一部件1仅包括一个开口方向朝下的旋转开口，在图2所示的例子中，第一部件1包括一个开口方向朝下的旋转开口和一个开口方向朝上的旋转开口。基于此，本实用新型实施例中选择，如图5和图6所示，图5为本实用新型实施例提供的图1中A区域的放大示意图，图6为本实用新型实施例提供的图2中B区域的放大示意图，在旋转开口和第二部件2配合的各位置处(例如图1中A区域所示位置以及图2中B区域所示位置)，旋转开口和第二部件2中的一个上设置有开口朝上的凹槽4，另一个上设置有突出部5，突出部5具有与凹槽4间隙配合的插刀结构，液态金属3填充于插刀结构和凹槽4之间的间隙中。具体地，在图5所示的例子中，在旋转开口和第二部件2配合的位置处，旋转开口上设置有突出部5，第二部件2上设置有开口朝上的凹槽4，在图6所示的例子中，在旋转开口和第二部件2配合的位置处，旋转开口上设置有开口朝上的凹槽4，第二部件2上设置有突出部5。

需要说明的是，当第一部件1上设置有多个旋转开口，且多个旋转开口同时包括开口方向朝上和开口方向朝下的旋转开口时，针对旋转开口和第二部件2配合的各位置处，不同位置处凹槽4和突出部5的设置方式可以相同，也可以不同，此处不进行限定，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，例如选择结构最为简单、最易实现的设置方式。例如，在图2所示的例子中，在开口朝上的旋转开口和第二部件2配合的位置处，旋转开口上设置有开口朝上的凹槽4，第二部件2上设置有突出部5，在开口朝下的旋转开口和第二部件2配合的位置处，第二部件2上设置有开口朝上的凹槽4，旋转开口上设置有突出部5。

进一步地，如图5、图6和图7所示，图7为本实用新型实施例提供的凹槽和突出部的结构示意图一，突出部5包括x个同轴设置的空心圆柱，凹槽4包括y个同轴设置的环形凹槽，空心圆柱作为所述突出部的插刀结构，x和y均为大于或等于1的正整数，且x＝y。其中，x和y的数值的大小，应该根据电磁屏蔽的效果、旋转结构的结构复杂程度和液态金属3的用量等进行合理选择。在图5和图6所示的例子中，突出部5包括1个空心圆柱，凹槽4包括1个环形凹槽，在图7所示的例子中，突出部5包括3个同轴设置的空心圆柱，凹槽4包括3个同轴设置的环形凹槽。

进一步地，本实用新型实施例中选择，如图5和图6所示，突出部5包括一个空心圆柱，凹槽4包括一个环形凹槽，环形凹槽的外环直径D与内环直径d满足：10mm≤D-d≤30mm，以使得旋转结构的结构简单，且液态金属3的用量合适，成本不会过高，且电磁屏蔽效果较好。

进一步地，液态金属3的深度以10mm～20mm为宜，发明人发现，若液态金属3的深度大于20mm，电磁屏蔽效果增加不明显，但成本明显增加，若液态金属3的深度小于10mm，则电磁屏蔽效能较低(低于100dB)。

可选地，如图8所示，图8为本实用新型实施例提供的凹槽和突出部的结构示意图二，旋转结构还包括至少一个防溅片6，防溅片6设置于插刀结构上部和/或凹槽4上部，以防止第一部件1和第二部件2在相对转动过程中，液态金属3外溅。防溅片6的形状应该与插刀结构或者凹槽4的形状相匹配，例如，凹槽4为环形凹槽时，凹槽4上部设置的防溅片6也应该为圆环形。如图8所示，防溅片6的自由端可以低于其固定端，即防溅片6的自由端更朝向液态金属3设置，以达到更好的防溅效果。

具体地，旋转结构可以包括一个防溅片6，该防溅片6设置于插刀结构上部或凹槽4上部，或者，旋转结构可以包括多个防溅片6，多个防溅片6均设置于插刀结构上部，或均设置于凹槽4上部，或一部分防溅片6设置于插刀结构上部、另一部分防溅片6设置于凹槽4上部。其中防溅片6的数量越多，防止液态金属3外溅的效果越好，但会使得凹槽和插刀结构的尺寸越大。在综合考虑二者的前提下，本实用新型实施例中选择，如图8所示，旋转结构包括三个防溅片6，其中两个防溅片6设置于凹槽4上部，一个防溅片6设置于插刀结构上部。

可选地，突出部5和凹槽4的材质均为不锈钢，以保证在长期接触液态金属3的情况下，突出部5和凹槽4不会受到液态金属3的化学腐蚀，旋转结构的结构稳定性好。

可选地，如图7和图8所示，液态金属3上设置有液态的密封层7，以防止液态金属3因接触空气氧化而造成粘度的上升和导电性的下降。进一步地，密封层7的材质选择为真空泵油，其挥发性较低，可以长时间对液态金属3起到密封作用。密封层7的深度以15～30mm为宜，其中，若密封层7的深度大于30mm，则会增加凹槽4和插刀结构5的尺寸，增加旋转结构的整体尺寸，若密封层7的深度小于15mm，则密封效果不好，在旋转过程中，易造成液态金属3氧化。

在又一个例子中，如图3和图4所示，在旋转开口和第二部件2配合的各位置处，旋转开口和第二部件2中的一个上设置有凹槽4，另一个上设置有突出部5，突出部5具有与凹槽4间隙配合的插刀结构，液态金属3填充于插刀结构和凹槽4之间的间隙中；凹槽4的开口处设置有密封唇8。由于密封唇8的设置，使得如论旋转开口朝向哪个方向，无论凹槽的开口朝向哪个方向，液态金属3均不会流出，因此，旋转开口可以朝向任意方向，有利于扩展旋转结构的适用范围。且密封唇8还保证了液态金属3不会与空气接触，且在旋转过程中液态金属3也不会外溅。

另外，本实用新型实施例中的旋转结构还可以包括用于为液态金属3散热的散热结构、用于为液态金属3保温的保温结构、以及用于为液态金属3加热的加热结构中的一个或几个。其中，当液态金属3放置于插刀结构和凹槽4之间的间隙中时，散热结构、保温结构、加热结构中的一个或多个可以设置于凹槽4外侧，优选通过可拆卸的方式设置。散热结构可以防止高速旋转过程中液态金属3、第一部件1和第二部件2的温度过高，加热结构可以使旋转结构在低于液态金属3的熔点的温度下工作，无需更换液态金属3，保温结构可以降低液态金属3的散热，也有助于旋转结构在较低温度下工作。

本实用新型提供的一种具有电磁屏蔽性能的旋转结构，其中，该旋转结构包括：第一部件1，第一部件1的壳体具有电磁屏蔽性能，第一部件1上设置有至少一个旋转开口；第二部件2，第二部件2的一端穿过至少一个旋转开口；第一部件1和第二部件2可相对转动；第一部件1的旋转开口与第二部件2之间的间隙中填充有液态金属3，液态金属3的熔点低于旋转结构的工作温度。由于液态金属3具有良好的导电性能和润滑性能，从而使得在第一部件1和第二部件2中的一个或两个旋转，甚至是高速旋转时，第一部件1和第二部件2之间的液态金属3的损耗度低，进而使旋转结构具有较好的电磁屏蔽性能，可以长时间维持较高的电磁屏蔽效能。

具体地，以图1和图5所示的旋转结构为例，在旋转开口和第二部件2配合的位置处，旋转开口上设置有突出部5，第二部件2上设置有开口朝上的凹槽4，突出部5包括一个空心圆柱，凹槽4包括一个环形凹槽，环形凹槽的外环直径D与内环直径d之差为25mm，液态金属3为镓铟锡共晶合金(熔点11℃)，液态金属3的深度为10mm时，针对频率为10MHz～18GHz的全频段，电磁屏蔽效能均高于100dB，液态金属3的深度为20mm时，针对频率为10MHz～18GHz的全频段，电磁屏蔽效能均高于120dB。

而将环形凹槽的外环直径D与内环直径d之差设计为50mm时，在其中填充同样深度的现有技术中的导电铜球+导电石墨的组合物时，虽然组合物的量远高于液态金属3的量，但电磁屏蔽效果不稳定，最高在100dB上下，且还使得旋转结构的尺寸较大，本实用新型实施例提供的旋转结构的电磁屏蔽效果远优于现有技术。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。