ВРАЩАЮЩЕЕСЯ КОНТАКТНОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 1998 года по МПК H01R39/00 

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано в оптических головках самонаведения для передачи электрических сигналов на вращающийся ротор гироскопа.

Известны вращающиеся контактные устройства, содержащие вращающееся и неподвижное кольцо с контактирующей частью на одном из них, выполненном в виде отогнутых лепестков.

Такие устройства обеспечивают надежный электрический контакт между вращающимися частями, но имеют высокий момент трения и не пригодны для работы на высоких скоростях вращения из-за низкой износостойкости.

Известно также многоканальное подвижное устройство, содержащее несколько концентричных контактных колец и несколько пар контактных лепестков, закрепленных в шахматном порядке и контактирующих со своими кольцами по их цилиндрической поверхности. Это устройство также создает высокий момент трения, кроме того, имеет значительные габариты в плоскости, перпендикулярной оси вращения колец.

Известно вращающееся контактное устройство с плоской круглой контактной пластинкой, закрепленной на вращающемся валу, неподвижным кольцевым держателем и пружиной, связанной с вращающимся валом и смещающей держатель до взаимодействия с контактной пластиной.

Недостатками такого устройства являются сравнительно крупные его габариты, особенно при передаче электрических сигналов по нескольким каналам и сложность.

Известны вращающиеся контактные устройства, в которых подвижный контакт представляет собой элемент качения в виде упругого кольца. Такие устройства обеспечивают надежную работу при низких скоростях вращения, а на высоких скоростях образуется высокочастотные разрывы контакта между элементом качения и контактным кольцом, что приводит к резкому увеличению электрических шумов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому вращающемуся контактному устройству, взятому за прототип, является щеточный узел нормализованного коллектора, состоящий из коллектора с контактными кольцами и узла щеток, набранного в виде пакета щеткодержателей. Щеткодержатели выполнены в виде плоской металлической скобы с двумя впаянными в них одним концом контактами. Контакты представляют собой прямые отрезки круглой проволоки из упругого контактного материала. Между щеткодержателями находятся изолирующие прокладки. Пакет щеткодержателей соединяется на двух изолирующих втулках, проходящих через отверстия в щеткодержателях и закрепляется двумя винтами, проходящими через эти втулки.

В этом устройстве не обеспечивается надежный контакт при вибрационных, ударных перегрузках и на высоких скоростях вращения из-за плохой резонансозащищенности контактов, малой их жесткости и малого количества дублирующих контактов. Соединение щеткодержателей винтами плохо центрирует щетки относительно оси коллектора и не позволяет создать миниатюрную конструкцию узла.

Целью настоящего изобретения является повышение ударо- и виброзащищенности контактного устройства, повышение его надежности при использовании его для передачи электрических сигналов на вращающийся ротор гироскопа в оптических головках самонаведения.

Для достижения поставленной цели в известном контактном устройстве щеткодержатели выполнены в виде плоских колец с продольными пазами на внутренней боковой поверхности. Щетки концами закреплены в пазах щеткодержателя. Щетки располагаются попарно, крестообразно, в два или более рядов. Пакет щеткодержателей вставляется в изоляционную крепежную втулку, базируясь по наружному диаметру щеткодержателей коаксиально коллектору.

На фиг. 1 показан общий вид вращающегося контактного устройства в разрезе. Вращающееся контактное устройство состоит из коллектора 1 с контактными кольцами 2, щеткодержателей 3 со щетками 4, изолирующих прокладок 5, металлических подборочных прокладок 6, прижимной планки 7 и крепежной изоляционной втулки 8. С помощью подборочных прокладок 6 щетки 4 щеткодержателей 3 выставляются по контактным кольцам 2 коллектора 1. Коллектор 1 закреплен во внутреннем кольце 9 карданного подвеса гироскопа оптической головки самонаведения, а изоляционная крепежная втулка 8 - на роторе гироскопа 10.

На фиг. 2 показан общий вид щеткодержателя с щетками. Щеткодержатель 3 имеет вид кольца с восемью пазами, в которых закреплены щетки 4.

При работе оптической головки самонаведения ротор гироскопа вращается со скоростью 6000 об/мин. Щетки 4 скользят по контактным кольцам 2 коллектора 1. Через контактные кольца 2 и щетки 4 подается питание электроприборам, находящимся на роторе гироскопа и снимаются с них электрические сигналы, необходимые для работы изделия. При работе изделие может подвергаться воздействию ударов и вибрации в широкой полосе частот. Надежность работы изделия во многом определяется надежностью работы контактного устройства.

Повышение надежности работы вращающегося контактного устройства достигается, во-первых, за счет повышения количества дублирующих щеток, во-вторых, за счет закрепления щеток в щеткодержателе с двух концов, значительно повышающего жесткость щеток в направлении оси коллектора, что препятствует самопроизвольному перемещению щеток на соседние контактные кольца или изолирующие прокладки.

Повышение ударо- и виброзащищенности вращающегося контактного устройства достигается за счет закрепления щеток в щеткодержателе с двух концов, что значительно повышает частоту собственных колебаний контактов.

Уменьшение габаритов вращающегося контактного устройства, полученное благодаря базированию щеткодержателей по наружному диаметру, позволяет разместить вращающееся контактное устройство внутри обращенного карданового подвеса гироскопа оптической головки самонаведения.

Применение предлагаемого вращающегося контактного устройства позволит увеличить надежность и ресурс безотказной работы оптических головок самонаведения, в которых используется передача электрических сигналов на вращающийся ротор гироскопа.

Вращающееся контактное устройство содержит коллектор с соосно расположенными контактными кольцами и упругими щетками, отличающееся тем, что щеткодержатели выполнены в виде колец с продольными пазами на внутренней боковой поверхности, которые установлены коаксиально снаружи соответствующих контактных колец коллектора. Причем щетки закреплены на внутренней боковой поверхности щеткодержателей, свободные конусы щеток установлены в пазах щеткодержателей, а пакет щеткодержателей установлен внутри изоляционной крепежной втулки. 2 ил.

Вращающееся контактное устройство, содержащее коллектор с соосно расположенными контактными кольцами, установленный на изоляционной крепежной втулке пакет плоских щеткодержателей, разделенных между собой изолирующими прокладками, и упругие щетки, выполненные в виде отрезков круглой проволоки, одни из концов которых жестко закреплены на соответствующих щеткодержателях, а средние части контактируют с соответствующими контактными кольцами коллектора, отличающееся тем, что, с целью обеспечения возможности его использования для передачи электрических сигналов на вращающийся ротор гироскопа в оптических головках самонаведения путем повышения его надежности, вибро- и ударозащищенности, щеткодержатели выполнены в виде колец с продольными пазами на внутренней боковой поверхности, которые установлены коаксиально снаружи соответствующих контактных колец коллектора, щетки закреплены на внутренней боковой поверхности щеткодержателей, причем свободные концы щеток установлены в указанных пазах щеткодержателей, а пакет щеткодержателей установлен внутри указанной изоляционной крепежной втулки.