[其他]平面蜗卷弹簧集电器

说明书

本发明是一种在两个同轴线相对旋转有限圈数的实体间馈电的集电装置。在这一领域里，现在普遍使用的集电装置是滑环集电器，比如电缆卷筒使用的滑环集电器。国内制造及国外进口的各式各样的滑环集电器在结构、材料等方面有所差别，但都有一个共同的实质特点，都是通过滑环和触头的相对旋转，滑动接触来馈电的。由于电气联接是动态接触，使滑环集电器工作的可靠性不够，容易发生故障，保养、调整、维修都比较麻烦，并且结构复杂、制造成本高、体积大。正是基于滑环集电器的现有技术状况，中国机械工业部1983年颁发的《起重机设计规范》对集电装置作了一些规定：“每个滑环至少备有一对碳刷，整个装置应有一个易于打开的护罩。”“应设置能既安全又方便地维修大车集电器的设施。”对小车馈电“当传递低电压、低功率的信号或因集电器跳动引起瞬间电流中断可能造成严重后果时，均应采用软电缆馈电。”

本发明的目的是以一种和滑环集电器工作原理不同的新器件来实现在两个同轴线只相对旋转有限圈数的实体间馈电的功能，并且克服滑环集电器的上述缺陷和不足。

本发明作为一个总成化的器件，其结构和工作原理是这样的;一个圆筒通过两个端盖支承在一个空心轴上，并可绕此空心轴作同轴线圆周转动。在由圆筒、端盖、空心轴所围成的内部空间，装有若干组相互绝缘的由带弹性的导电金属带材绕成的平面蜗卷弹簧。每一组弹簧的内、外端分别固定于空心轴和圆筒上并分别延伸到空心轴轴端外和圆筒外而成为和外电路联接的接线端子。圆筒和空心轴分别固接于两个同轴线相对转动的实体上，并随其而相对同轴线转动，从而带动弹簧卷紧或者放松，电流则从弹簧流过。这样就通过平面蜗卷弹簧的变形和导电性能实现了在两个同轴线相对旋转有限圈数的实体间馈电的功能。为了以尽量短的弹簧工作长度来获得所需要的旋转圈数，绕制弹簧的带材的截面厚度应限制在2毫米以下。当传导大电流时，由于弹簧带材的截面宽度不宜很宽，为了达到导电所需要的截面积，应采用多层叠绕的方式。当传导小电流而电路支数较多时，也可以采用多层叠绕，层与层相互绝缘，每一层独自接通一条电路。

本发明与现有技术相比，有以下几个优点：

1.由滑环集电器的滑动接触馈电改进为弹簧联接静态馈电，保证了工作的可靠性，扩大了适用范围。

2.由于没有易磨损另件，所以使用寿命长，并且一般不需保养、调整、维修。

3.在传递同样多的电路支数，传导同样大的电流或功率时，外形尺寸和制造成本、运行费用都将小于滑环集电器。

4.易于实现总成化、标准系列化和大批量生产。

实现本发明的最好方式，是用塑料注塑成型来制造圆筒、端盖、空心轴等另件，这样既便于制造，又便于电气绝缘。平面蜗卷弹簧要用非磁性、低电阻率带弹性的铜合金带绕制，以减少磁场的不利作用和弹簧导体的直流电阻损耗。多层叠绕时除内、外层用带弹性的铜合金带材外，中间层可用导电率更高的紫铜带。