专利名称：一种空间应用小型滚动式导电环组件的制作方法
技术领域：
本发明属于机电一体化技术领域，特别涉及一种用于帆板驱动机构向星内传输能源和电信号的导电环。
背景技术：
太阳帆板驱动机构是长寿命三轴稳定卫星必不可少的重要部件，主要功能是支撑并驱动太阳电池阵对日定向，并将太阳电池阵获得的能源和电信号传输到星体内。由于无法备份，太阳帆板驱动机构是星上少数的单点故障源之一，一旦失效将会直接导致整星丧失全部能源而失效。导电环是帆板驱动机构向星内传输能源和电信号的关键部件。现今国内外绝大多数卫星帆板驱动机构应用的导电环为滑动式导电环，主要通过给电刷施加一定弹性压力， 使其与导电环环片可靠接触形成电通路来传输电流。但其存在易磨损、速度稳定度差、寿命有限等问题。滚动式导电环属于新一代的电传输装置，可以替代滑环为帆板驱动机构向星内传输能源和电信号，其最大的优点就是长寿命、低磨损，主要应用在有长寿命、大功率、高速度稳定度要求的太阳帆板驱动机构上。申请号255021的美国专利公开了一种大电流传输滚环装置，主要包括滚子，内环、外环和保持滚子。其工作原理是信号或功率从内环通过滚子传输到外环，完成信号在静止和运动间的不间断传输的目的。这种方式主要靠保持滚子使多个滚子在运动时保持相对位置关系稳定。因此，在多滚子装配时，由于滚子间的公差要求高，对滚子和保持滚子的加工精度较高，装配难度大，容易产生废品，不利于实际应用，同时加大了滚子的磨损，降低了滚环的可靠性。
发明内容
本发明的技术解决问题是，克服现有技术的不足，提供一种加工简单，装配难度小，体积小，可靠性高的空间应用小型滚动式导电环组件。本发明的技术解决方案是一种空间应用小型滚动式导电环组件，包括滚子、内环、外环和保持架；内环和外环同心；内环的外表面和外环的内表面分别加工有两路容纳滚子的沟道，两个沟道之间设置凸台；保持架通过均勻分布的定位轮固定在内环和外环的凸台上；在定位轮之间安装滚轮；在保持架的上下两侧，滚子套在滚轮上，滚子依靠自身的弹性变形卡在内环外表面和外环内表面的沟道内；内环内表面和外环外表面设置焊槽用于焊接导线。所述滚子的数量为1-12个。所述定位轮的数量为3-4个。所述滚动式导电环可以根据帆板驱动机构向星内传输能源和电信号的路数多层叠加，每层环与环之间通过片环状端面绝缘层绝缘。
本发明与现有技术相比的有益效果是(1)本发明通过在内环和外环的凸台上设置保持架的形式，来固定多滚子间的相对位置，使多个滚子相互之间在滚动时保持相互隔离，避免摩擦所带来的磨损，可以在滚子加工精度较低的情况下实现较高的装配精度，提高滚环的可靠性。(2)本发明通过在定位轮之间安装滚轮，将滚子套在滚轮上，因此可以在有限的空间中排列更多的滚子，进而提高了环道的电流传输功率。(3)本发明可以根据电流的实际需求，通过变更定位轮和滚轮的数量，灵活调整每层导电环上滚子的安装数量，从而提高了滚环的适应性。
图1为本发明滚动式导电环组件的结构示意图；图2为本发明滚动式导电环组件的侧视剖面图；图3为本发明滚动式导电环组件的结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明做进一步说明。如图1、2所示，为本发明的一种空间应用小型滚动式导电环组件，包括滚子1、内环2、外环3和保持架4。内环2和外环3同心。内环2的外表面及外环3的内表面分别设有两路用于容纳滚子1的沟道，沟道之间设置凸台5。保持架4通过均勻分布的定位轮6固定在内环2和外环3的凸台5上。在定位轮6之间安装滚轮7。在保持架4的上下两侧，滚子1套在滚轮7上。滚子1为圆环形，材料为铍青铜。滚子1依靠自身的弹性变形卡在内环2和外环3的沟道内。 内环2和外环3上设置焊孔8用于焊接导线10。本发明中，滚子1的数量根据帆板驱动机构向星内传输能源和电信号的功率以及星上对滚环结构的外形尺寸要求来确定，可以为1-12个。本实施例中，滚子1的数量为8 个，在保持架4的上下侧各4个。同样，为了控制滚子1间的相对位置，定位轮6的数量定为4个。当帆板驱动机构向星内传输能源和电信号的路数增加时，可以将多层导电环叠加在一起构成多通道滚动式导电环。每两环构成一个传输通路，一环为输入，一环为输出。图 3所示为多通道滚动式导电环。本实施例中，采用8层滚动式导电环构成4路通道。环与环之间通过片环状结构端面绝缘层9绝缘。导线10从内环2和外环3上的焊孔8中穿过，分别从内环2和外环3引出。本实施例的单个滚动式导电环的最大传输功率可达100V、50A，环与环间的绝缘电阻可达到DC500V，接触电阻小于5mVrmS/A。4路通道滚动式导电环的总传输功率可达 20000W。当然，本发明的各组成部件、位置关系及连接方式在不改变其功能的情况下，进行的等效变换或替代，也落入本发明的保护范围。本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。
权利要求
1.一种空间应用小型滚动式导电环组件，其特征在于包括滚子(1)、内环O)、外环 (3)和保持架；内环(2)和外环(3)同心；内环O)的外表面和外环(3)的内表面分别加工有两路容纳滚子(1)的沟道，两个沟道之间设置凸台(5)；保持架(4)通过均勻分布的定位轮(6)固定在凸台( 上；在定位轮(6)之间安装滚轮(7)；在保持架(4)的上下两侧， 滚子(1)套在滚轮(7)上，滚子(1)依靠自身的弹性变形卡在内环( 外表面和外环(3) 内表面的沟道内；内环⑵内表面和外环⑶外表面设置焊孔⑶用于焊接导线(10)。
2.根据权利要求1的一种空间应用小型滚动式导电环组件，其特征在于所述滚子(1) 的数量为1-12个。
3.根据权利要求1的一种空间应用小型滚动式导电环组件，其特征在于所述定位轮 (6)的数量为3-4个。
4.根据权利要求1的一种空间应用小型滚动式导电环组件，其特征在于所述滚动式导电环可以根据帆板驱动机构向星内传输能源和电信号的路数多层叠加，每层环与环之间通过片环状端面绝缘层(9)绝缘。
全文摘要
本发明公开了一种用于帆板驱动机构向星内传输能源和电信号的滚动式导电环组件，包括滚子(1)、内环(2)、外环(3)和保持架(4)；内环(2)的外表面和外环(3)的内表面分别加工有两路容纳滚子(1)的沟道，沟道之间设置凸台(5)；保持架(4)通过均匀分布的定位轮(6)固定在凸台(5)上；在定位轮(6)之间安装滚轮(7)；在保持架(4)的上下两侧，滚子(1)套在滚轮(7)上，依靠自身的弹性变形卡在沟道内。本发明通过在内环和外环的凸台上设置保持架的形式，来固定多滚子间的相对位置，使多个滚子相互之间在滚动时保持相互隔离，避免摩擦所带来的磨损，可以在滚子加工精度较低的情况下实现较高的装配精度，提高了滚环的可靠性。
文档编号H01R39/64GK102163785SQ20101062216
公开日2011年8月24日 申请日期2010年12月27日 优先权日2010年12月27日
发明者于国庆, 刘磊, 张可, 张红, 曲强, 王友平 申请人:北京控制工程研究所