一种导电环及可延长使用寿命的电滑环的制作方法

本发明涉及电器电气连接技术领域，特别是涉及一种导电环及可延长使用寿命的电滑环。

背景技术：

传统的电滑环中，与导电环配合的导电刷一般为碳刷结构、刷针结构、纤维素刷结构。

碳刷结构电滑环的特点为：面与面接触，相对旋转运动，接触面积大，热量产生较多，影响其他零部件的工作寿命，另外磨损太大，长期摩擦会出现大量绝缘粉末，需要经常更换碳刷，维护周期短，使用成本增加，使用寿命短。

刷针结构电滑环的特点为：点与点接触，但每个环道接触点较少(比如2个或4个)，这种结构磨损比碳刷结构电滑环小，长期摩擦也会出现大量绝缘黑粉，另外由于接触点少，在接触点位置出现绝缘粉末后，会造成通讯误码，不能正确传输信号，这需要经常维护(如清洗环道与刷针)，才能使滑环正常工作，从而增加维护工作量和使用成本。

纤维束刷式结构电滑环的特点为：点与点接触，它是由很多电阻率低、耐磨及弹性好的细小的纤维丝组成束刷。束刷平铺在导电环环道表面上(导电环表面为平面)，使每根纤维丝都与环道相接触，所以接触点多。从统计学上分析，接触点越多，传输信号越可靠。纤维束刷式结构滑环传输信号可靠，由于是细小的纤维丝组成，与环道接触时的压力较小，且稳定性好，磨损也小，使用寿命长。但传输大功率(大电流)时寿命不可靠，适用于信号传输。

面结构大功率滑环的特点是：面与面接触，但滑块与环道采用耐磨及自带润滑的材料制作。面与面接触保证了大功率传输的可靠性，作为功率滑环传输功率大，耐磨及自带润滑的材料制作保证了产品的寿命与免维护性能。

综上所述，不同的电滑环结构或形式使得各自具有不同的特点，进一步优化电滑环的结构设计，以使得其具有更好的性能，是本领域技术人员所亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

针对上述提出的进一步优化电滑环的结构设计，以使得其具有更好的性能，是本领域技术人员所亟待解决的技术问题。本发明提供了一种导电环及可延长使用寿命的电滑环，以上导电环用于以上电滑环，可有效提高电滑环的整体使用寿命、减小对电滑环的维护频率、降低电滑环的使用成本。

本方案的技术手段如下，一种导电环，包括导电环本体，还包括设置在导电环本体外侧上的第一环槽，所述第一环槽呈圆环状，且第一环槽与导电环本体同轴，第一环槽位于导电环本体两端之间。

如上所述，现有技术中导电刷具有多种形式，不同形式的导电刷具有不同的特点。然而，由于电滑环在工作时导电刷与导电环组成滑动摩擦副，故电滑环在工作时其上零部件的磨损问题是不可避免，目前针对所述磨损，各类电滑环从如材料选择上、维护上尽可能减小所述磨损。

本方案提供的导电环结构设计中，通过设置为包括位于导电环两端之间的第一环槽，在导电环与导电刷接触过程中产生磨粒时，以上磨粒可由所述第一环槽由导电环与导电刷之间的配合面上脱出，相较于现有技术中设置为导电环整体呈环状，磨粒长时间附着在导电环和导电刷上或难以从导电环与导电刷之间的配合面上脱离，采用本方案，可达到减小磨粒与导电环、导电刷接触机会和接触时间的目的，从而达到提高电滑环的整体使用寿命、减小对电滑环的维护频率、降低电滑环的使用成本的目的。

具体的，在设计电滑环时，可设置为单个导电刷横跨第一环槽，此时，在沿着转子的轴线方向上，磨粒要从导电环与导电刷之间的配合面上逃逸不局限于仅能从导电刷的边缘逃逸，故可达到设置第一环槽的设置目的；采用多个导电刷时，由于第一环槽至少将导电环的外侧面分割为两个工作区间，故可采用单个导电刷与单个工作区间配合的方式，采用该方式，亦可通过所述第一环槽来达到设置第一环槽的设置目的。

作为所述导电环进一步的技术方案，沿着导电环的轴线方向，为使得通过所述第一环槽将导电环分割成的单个段落长度更短，以使得第一环槽整体能够发挥更好的容纳磨粒或排出磨粒的作用，以达到减小电滑环在工作过程中的磨损的问题，设置为：所述第一环槽为多个，且多个第一环槽沿着导电环本体的轴线方向间隔排布。

为使得导电环表面导电性好，且光滑耐磨，同时具有理想的防腐蚀性能，设置为：所述导电环本体外侧面上第一环槽以外的其他区域上还设置有镀金层。采用本方案，可理解为：在导电环本体外侧面上，第一环槽区域以外的其他面均用于与导电刷相互作用，即作为导电环上的工作面，在设置镀金层时，可采用导电环本体外侧面整体镀金，即第一环槽上亦镀金，也可采用仅在所述工作面上设置镀金层。

同时，本发明还公开了一种可延长使用寿命的电滑环，包括导电环，所述导电环为以上任意一项所述的导电环。本电滑环采用所述的导电环，可具有电滑环整体使用寿命长、电滑环维护频率低、电滑环使用成本低的特点。

作为所述电滑环进一步的技术方案：设置为：还包括呈筒状的护罩、安装在护罩内的转子及刷架、安装在刷架上的传输线路板、安装在传输线路板上的导电刷、所述导电环安装在转子上；

所述导电刷为块状的块刷，且导电刷通过弹性片与传输线路板相连；

所述导电刷用于与导电环接触的面为弧面，且导电刷通过其上的弧面与导电环面接触。本方案在使用时，以上传输线路板上连接定子接线端，以上转子上连接转子接线端。设置为包括所述弹性片，这样，可利用所述弹性片发生弹性变形产生的弹力，保证导电刷与导电环的接触质量，同时避免因为导电刷与导电环之间压力过大导致电滑环在工作时产生严重磨损情况，同时在电滑环上零部件发生磨损时，通过所述弹性片发生弹性回复，保证导电刷与导电环接触的可靠性。设置为导电刷为块刷，在具体实施时，可采用导电刷为自身具有耐磨和自润滑性能的合金，传输线路板、弹簧片和导电刷之间的连接可采用焊接、压接等。设置为导电刷为块刷，且导电刷与导电环面接触，使得本电滑环可用于功率传输，即本电滑环可可靠的传输大电流。具体的，导电环基材可采用铜，即以上镀金层为铜表面的镀层。同时设置为以上弹性片在完成安装后产生弹性变形，弹性片所产生弹力的方向为沿着导电环的径向方向，且所述弹力即为导电环上用于与导电刷接触位置处的点的正压力，以利于导电刷与导电环配合的可靠性，使得所述弹力可尽可能小，降低电滑环工作时的磨损。优选的，设置为所述弧面与导电环的表面完全贴合。

作为一种利于导电刷与导电环配合精度、能够尽可能减小磨粒对电滑环工作时磨损影响的技术方案，设置为：所述导电刷的数量为多个，且导电环的数量为一个，导电刷的数量比第一环槽的数量多一个，第一环槽各侧的导电环本体的外侧面上均匹配有单独的导电刷，且任意相邻两第一环槽之间的导电环本体的外侧面上均匹配有单独的导电刷。本方案中，如第一环槽的数量为m个，则第一环槽将导电环的外表面分割为m+1个工作区间，此时，须采用m+1个导电刷，如由导电环的一端至另一端，分别为1号工作区间、2号工作区间…m+1号工作区间，以上所述的匹配有单独的导电刷，即单个导电刷仅与单个工作区间配合以实现电连接或信号连接。作为本领域技术人员，以上m为大于1或等于1的整数。

作为一种利于导电刷与导电环配合精度、能够尽可能减小磨粒对电滑环工作时磨损影响、能够实现不同功率传输或信号传输的技术方案，设置为：所述导电刷的数量为多个，导电环为n个，导电环沿着转子的轴线排布，且n的数值大于1，导电刷的数量比第一环槽的数量多n个；各导电环上，第一环槽各侧的导电环本体的外侧面上均匹配有单独的导电刷，且任意相邻两第一环槽之间的导电环本体的外侧面上均匹配有单独的导电刷。作为本领域技术人员，所述n为大于或等于2的整数。

为尽可能避免相邻导电环之间产生相互干扰，设置为：所述导电刷的数量为多个，导电环为n个，导电环沿着转子的轴线间隔排布，且n的数值大于1；

相邻两导电环之间均设置有呈环状的绝缘环，所述绝缘环呈圆环状且与转子同轴；

在转子的径向方向上，绝缘环的外侧位于导电环外侧面的外侧。本方案中，所述绝缘环作为相邻两导电环之间的隔离环，在产生磨粒，所述绝缘环占据相邻两导电环之间的空间，用于避免通过所产生的磨粒，实现相邻导电环之间的电导通或信号导通。优选的，可设置为隔离环套设在转子上，且隔离环与转子过盈配合。

为进一步优化导电环之间的隔离性能，设置为：所述绝缘环上还设置有第二环槽，所述第二环槽呈圆环状，且第二环槽与转子同轴；

还包括安装于护罩上或刷架上的隔离板，所述隔离板呈圆环状，所述隔离板与转子同轴，隔离板的内侧嵌入第二环槽中。采用本方案，在电滑环工作时，隔离板静止，绝缘环随转子转动，这样，可通过隔离板配合绝缘环，实现更为可靠的相邻两导电环之间的空间隔离。作为本领域技术人员，以上隔离板须采用绝缘材料制备；优选的，设置为隔离板与绝缘环间隔设置，即隔离板内侧嵌入第二环槽中但不与第二环槽的槽壁接触，这样，可避免绝缘环与隔离板组成的隔离部件在电滑环工作过程中因为磨损受损。

为尽可能减小磨粒对电滑环工作的影响和方便维护电滑环，设置为：还包括设置于护罩内，且位于导电环正下方的隔离槽，所述隔离槽的开口端朝向导电环。采用本方案，当电滑环工作时产生磨粒时，磨粒可在重力的作用下落入隔离槽并收纳在隔离槽内，避免磨粒四处扩散对电滑环工作的可靠性、寿命等产生更多的影响。优选的，设置为隔离槽亦呈环状，且与转子同轴并位于导电环的外侧，单个隔离槽匹配单个导电环以为单个导电环服务或单个隔离槽匹配单个导电环以为多个导电环服务，在相互匹配的隔离槽与导电环组合中，隔离槽与导电环位于转子的同一轴线位置，这样，在电滑环工作时，导电环转动，磨粒在离心力作用下亦可直接落入隔离槽中。

本发明具有以下有益效果：

本方案提供的导电环结构设计中，通过设置为包括位于导电环两端之间的第一环槽，在导电环与导电刷接触过程中产生磨粒时，以上磨粒可由所述第一环槽由导电环与导电刷之间的配合面上脱出，相较于现有技术中设置为导电环整体呈环状，磨粒长时间附着在导电环和导电刷上或难以从导电环与导电刷之间的配合面上脱离，采用本方案，可达到减小磨粒与导电环、导电刷接触机会和接触时间的目的，从而达到提高电滑环的整体使用寿命、减小对电滑环的维护频率、降低电滑环的使用成本的目的。

本电滑环采用所述的导电环，可具有电滑环整体使用寿命长、电滑环维护频率低、电滑环使用成本低的特点。

附图说明

图1是本发明所述的一种可延长使用寿命的电滑环一个具体实施例的结构示意图；

图2是本发明所述的一种可延长使用寿命的电滑环一个具体实施例的局部结构示意图，该示意图反映转子、导电环、导电刷、绝缘环、隔离板等的结构和相互配合关系；

图3是本发明所述的一种可延长使用寿命的电滑环一个具体实施例的局部结构示意图，该示意图反映导电环、导电刷、弹性片的结构和相互配合关系；

图4是本发明所述的一种可延长使用寿命的电滑环一个具体实施例的局部结构示意图，该示意图反映传输线路板与导电刷的连接关系。

图中的附图标记分别为：1、定子接线端，2、隔离槽，3、护罩，4、刷架，5、导电刷，6、传输线路板，7、导电环本体，8、转子，9、转子接线端，10、绝缘环，11、隔离板，12、第一环槽，13、第二环槽，14、弹性片。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但是本发明的结构不仅限于以下实施例。

实施例1：

如图1至图4所示，一种导电环，包括导电环本体7，还包括设置在导电环本体7外侧上的第一环槽12，所述第一环槽12呈圆环状，且第一环槽12与导电环本体7同轴，第一环槽12位于导电环本体7两端之间。

如上所述，现有技术中导电刷5具有多种形式，不同形式的导电刷5具有不同的特点。然而，由于电滑环在工作时导电刷5与导电环组成滑动摩擦副，故电滑环在工作时其上零部件的磨损问题是不可避免，目前针对所述磨损，各类电滑环从如材料选择上、维护上尽可能减小所述磨损。

本方案提供的导电环结构设计中，通过设置为包括位于导电环两端之间的第一环槽12，在导电环与导电刷5接触过程中产生磨粒时，以上磨粒可由所述第一环槽12由导电环与导电刷5之间的配合面上脱出，相较于现有技术中设置为导电环整体呈环状，磨粒长时间附着在导电环和导电刷5上或难以从导电环与导电刷5之间的配合面上脱离，采用本方案，可达到减小磨粒与导电环、导电刷5接触机会和接触时间的目的，从而达到提高电滑环的整体使用寿命、减小对电滑环的维护频率、降低电滑环的使用成本的目的。

具体的，在设计电滑环时，可设置为单个导电刷5横跨第一环槽12，此时，在沿着转子8的轴线方向上，磨粒要从导电环与导电刷5之间的配合面上逃逸不局限于仅能从导电刷5的边缘逃逸，故可达到设置第一环槽12的设置目的；采用多个导电刷5时，由于第一环槽12至少将导电环的外侧面分割为两个工作区间，故可采用单个导电刷5与单个工作区间配合的方式，采用该方式，亦可通过所述第一环槽12来达到设置第一环槽12的设置目的。

实施例2：

如图1至图4所示，本实施例在实施例1的基础上作进一步限定：

作为所述导电环进一步的技术方案，沿着导电环的轴线方向，为使得通过所述第一环槽12将导电环分割成的单个段落长度更短，以使得第一环槽12整体能够发挥更好的容纳磨粒或排出磨粒的作用，以达到减小电滑环在工作过程中的磨损的问题，设置为：所述第一环槽12为多个，且多个第一环槽12沿着导电环本体7的轴线方向间隔排布。

为使得导电环表面导电性好，且光滑耐磨，同时具有理想的防腐蚀性能，设置为：所述导电环本体7外侧面上第一环槽12以外的其他区域上还设置有镀金层。采用本方案，可理解为：在导电环本体7外侧面上，第一环槽12区域以外的其他面均用于与导电刷5相互作用，即作为导电环上的工作面，在设置镀金层时，可采用导电环本体7外侧面整体镀金，即第一环槽12上亦镀金，也可采用仅在所述工作面上设置镀金层。

实施例3：

本实施例在实施例1的基础上提供一种具体的电滑环，如图1至图4所示，所述电滑环包括导电环，所述导电环为以上任意一个实施例提供的任意一项导电环方案。本电滑环采用所述的导电环，可具有电滑环整体使用寿命长、电滑环维护频率低、电滑环使用成本低的特点。

实施例4：

本实施例在实施例3的基础上提供一种具体的电滑环，如图1至图4所示，

作为所述电滑环进一步的技术方案：设置为：还包括呈筒状的护罩3、安装在护罩3内的转子8及刷架4、安装在刷架4上的传输线路板6、安装在传输线路板6上的导电刷5、所述导电环安装在转子8上；

所述导电刷5为块状的块刷，且导电刷5通过弹性片14与传输线路板6相连；

所述导电刷5用于与导电环接触的面为弧面，且导电刷5通过其上的弧面与导电环面接触。本方案在使用时，以上传输线路板6上连接定子接线端1，以上转子8上连接转子接线端9。设置为包括所述弹性片14，这样，可利用所述弹性片14发生弹性变形产生的弹力，保证导电刷5与导电环的接触质量，同时避免因为导电刷5与导电环之间压力过大导致电滑环在工作时产生严重磨损情况，同时在电滑环上零部件发生磨损时，通过所述弹性片14发生弹性回复，保证导电刷5与导电环接触的可靠性。设置为导电刷5为块刷，在具体实施时，可采用导电刷5为自身具有耐磨和自润滑性能的合金，传输线路板6、弹簧片和导电刷5之间的连接可采用焊接、压接等。设置为导电刷5为块刷，且导电刷5与导电环面接触，使得本电滑环可用于功率传输，即本电滑环可可靠的传输大电流。具体的，导电环基材可采用铜，即以上镀金层为铜表面的镀层。同时设置为以上弹性片14在完成安装后产生弹性变形，弹性片14所产生弹力的方向为沿着导电环的径向方向，且所述弹力即为导电环上用于与导电刷5接触位置处的点的正压力，以利于导电刷5与导电环配合的可靠性，使得所述弹力可尽可能小，降低电滑环工作时的磨损。优选的，设置为所述弧面与导电环的表面完全贴合。

作为一种利于导电刷5与导电环配合精度、能够尽可能减小磨粒对电滑环工作时磨损影响的技术方案，设置为：所述导电刷5的数量为多个，且导电环的数量为一个，导电刷5的数量比第一环槽12的数量多一个，第一环槽12各侧的导电环本体7的外侧面上均匹配有单独的导电刷5，且任意相邻两第一环槽12之间的导电环本体7的外侧面上均匹配有单独的导电刷5。本方案中，如第一环槽12的数量为m个，则第一环槽12将导电环的外表面分割为m+1个工作区间，此时，须采用m+1个导电刷5，如由导电环的一端至另一端，分别为1号工作区间、2号工作区间…m+1号工作区间，以上所述的匹配有单独的导电刷5，即单个导电刷5仅与单个工作区间配合以实现电连接或信号连接。作为本领域技术人员，以上m为大于1或等于1的整数。

作为一种利于导电刷5与导电环配合精度、能够尽可能减小磨粒对电滑环工作时磨损影响、能够实现不同功率传输或信号传输的技术方案，设置为：所述导电刷5的数量为多个，导电环为n个，导电环沿着转子8的轴线排布，且n的数值大于1，导电刷5的数量比第一环槽12的数量多n个；各导电环上，第一环槽12各侧的导电环本体7的外侧面上均匹配有单独的导电刷5，且任意相邻两第一环槽12之间的导电环本体7的外侧面上均匹配有单独的导电刷5。作为本领域技术人员，所述n为大于或等于2的整数。

为尽可能避免相邻导电环之间产生相互干扰，设置为：所述导电刷5的数量为多个，导电环为n个，导电环沿着转子8的轴线间隔排布，且n的数值大于1；

相邻两导电环之间均设置有呈环状的绝缘环10，所述绝缘环10呈圆环状且与转子8同轴；

在转子8的径向方向上，绝缘环10的外侧位于导电环外侧面的外侧。本方案中，所述绝缘环10作为相邻两导电环之间的隔离环，在产生磨粒，所述绝缘环10占据相邻两导电环之间的空间，用于避免通过所产生的磨粒，实现相邻导电环之间的电导通或信号导通。优选的，可设置为隔离环套设在转子8上，且隔离环与转子8过盈配合。

为进一步优化导电环之间的隔离性能，设置为：所述绝缘环10上还设置有第二环槽13，所述第二环槽13呈圆环状，且第二环槽13与转子8同轴；

还包括安装于护罩3上或刷架4上的隔离板11，所述隔离板11呈圆环状，所述隔离板11与转子8同轴，隔离板11的内侧嵌入第二环槽13中。采用本方案，在电滑环工作时，隔离板11静止，绝缘环10随转子8转动，这样，可通过隔离板11配合绝缘环10，实现更为可靠的相邻两导电环之间的空间隔离。作为本领域技术人员，以上隔离板11须采用绝缘材料制备；优选的，设置为隔离板11与绝缘环10间隔设置，即隔离板11内侧嵌入第二环槽13中但不与第二环槽13的槽壁接触，这样，可避免绝缘环10与隔离板11组成的隔离部件在电滑环工作过程中因为磨损受损。

为尽可能减小磨粒对电滑环工作的影响和方便维护电滑环，设置为：还包括设置于护罩3内，且位于导电环正下方的隔离槽2，所述隔离槽2的开口端朝向导电环。采用本方案，当电滑环工作时产生磨粒时，磨粒可在重力的作用下落入隔离槽2并收纳在隔离槽2内，避免磨粒四处扩散对电滑环工作的可靠性、寿命等产生更多的影响。优选的，设置为隔离槽2亦呈环状，且与转子8同轴并位于导电环的外侧，单个隔离槽2匹配单个导电环以为单个导电环服务或单个隔离槽2匹配单个导电环以为多个导电环服务，在相互匹配的隔离槽2与导电环组合中，隔离槽2与导电环位于转子8的同一轴线位置，这样，在电滑环工作时，导电环转动，磨粒在离心力作用下亦可直接落入隔离槽2中。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的技术方案下得出的其他实施方式，均应包含在对应发明的保护范围内。