Токосъемник Советский патент 1983 года по МПК H01R39/64 

. (54) ТОКОСЪЕМНИК

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при испытании приборов, находящихся на вращаю щемся основании, для осуществления элек трической связя мехду испытуемым прибором и неподвижным объектом, например испытательной аппаратурой. Известен токосъемник, который содержит корпус, вал, две пары контактных . дисков механизм ДЛЕЯ периодического прижатия дисков, механизм, возврата дисков в исходное положение к их фиксашш, упор, установленный на корпусе, торцовые толкатели, кулачки и поводки 1 . Недостатками такого устройства заш- дааотся сложность конструкшш, невысокая надежность работы из-за наличия большого количества кинематических пар, воз-; можность дребезга контактов. , Наиболее близким к предложенному по техническому решению является токосъемник, содержащий электрические контактные элементы с проводниками, расположенными на статорнойи рото{шой частях устройства, и систему управления. контактными элементами с управляющим клапаном с приводом, связанным каналами с источником сжатого газа, при гом управляющий клапан связан с дисковыми контактами статора, снабженными жиклерами и механизмом перемещения (12 3. Недостатками этого устройства явля- . ются низкая максимально допустимая скорость вращения из-оа значительной инер1ШОННОСТИ подвижных частей роторной части в режиме возврата ее контактных колец в исходное положение, появление возможности дребезга контактов и, как следствие, нарушение гальвахгаческой связи и изменение переходного сопротивления, что снижает надежность, а также сложность конструкции и технологии изготовления, связанная с трудностями изготовления ковтак1иых колец с внутре№ними полостякп... Цель изобретения - повышение надежд ности контактирования и увеличение допустимой скорости вращения ротора токосъемника. Указанная цель достигается тем, что в токосъемни(:е, содержащем контакты с проводниками на роторной и статорной частях и систему управления контактами с источником сжатого газа, соединенным каналами с управляющим клапаном с приводом, при этом управляющий клапан связан каналами с соответствующим кон тактом статора, снабженным жиклерами и механизмом перемещения, каждый контакт статора выполнен в виде газова1суумного щагающего башмака и снабжен газова куумным распределителем, который включен в исполнительную цепь системы уп- равления контактами. Механизм перемещения контакта стато ра может быть выполнен в виде поршня с штоком, которые заключены в корпус, кордус кинематически сочленен как с приводо -апавляющего клапана посредством подшипника, так и с газовакуумным шагающим башмаком посредством шарнира и щтока поршня, при этом все упомянутые элементы механиакв перемещения снабжен газовакуумными каналами для связи упра ляющего клапана с жиклерами контакта статора. Газовакуумный распределитель содержит упомянутый управляющий клапан и эжектор, управляющий клапан вьшолнен в виде вращающихся каналов, которые размещены в теле поворотного вала, при этом входные и выходные окна вращающихся 1саналов расположены с возможностью nonepeMejffloro сопряжения с соот ветствующими каналами от источника сжатого газа, эжектора и канала связи с жиклерами контакта статора. На чертеже приведена структурная схема токосъемника. I Токосъемник соединяет вращающийся рбьект 1 и неподвижный 2 путем гальва ческой связи по каналу электрического соединения посредством одного контакта 3 роторной части токосъемника статорны контактов 4 статорной части и проводниВ теле каждого статорного контакта 4, вьшолненного в виде газовакуумного щагающего бащмака, размещены жиклеры 6, которые подсоединены к соответствую щему управляющему клапану 7 газовакуу ного распределителя 8 посредством газовакуумньк каналов 9. Корпус 10 меха низма перемещения контакта 4 статора имеет перепускное отверстие 11 и кинематически сочленен как со статорным к актом 4 посредстюм шарнира 12 и штоа 13 поршня, так и с шестерней 14 осредством подшипника 15, в теле котоых проходят газовакуумные каналы 9 аждый управляющий клапан 7 соединен азовым 16 и вакуу.мным 17 каналами эжектором 18, образуя газовакуумный аспределитель 8. К управляющим клапаам 7 подключен источник сжатого газа 19 с помощью газовьтх соединительных каналов 16. В корпусе 20 управляющего канала 7 установлен поворотный вал 21, в теле оторого имеются вращающиеся каналы 22 и 23 с входными 24 и выходными 25 окнами, соответствующие входные и выходые окна расположены на корпусе 20 управляющего клапана 7. Окна 24 и 25 расположены с возможностью попеременного сопряжения с каналами 9. 16 и. 17. Поворотные валы 21 сочленены с шестернями 14, которые находятся в зацеплении с зубчатым колесом 26 привода. Система управления контактами содержит в своей исполнительной цепи источник сжатого газа 19, газовакуумные распреде лители 8, привод, контакты статора 4 с механизмами перемещения, связанные i соответствующими газовакуумными каналами. Газовакуумный распределитель 8 включает управляющий канал 7, газовый 16 и вакуумный 17 каналы и эжектор 18. Механизм перемещения контакта статора включает щарнир 12, щестерню 14, под- щипник 15, щтог 13 порщня и перепускное отверстие 11. Токосъемник работает следующим о&разом. Непрерывная гальваническая связь по одному каналу между вращающимся 1 и неподвижньш 2 объектами осуществляет ся с помощью электрических проводников 5, роторного контакта 3 и минимум трех статорных контактов 4, сочлененных с соответствующими механизмами перемещения и газовакуумными распределителями 8. Поскольку все элементы для каждого контакта статора идентичны, то для описания их работы рассматривается один комплект. Статорные контакты 4 электрически запараллелены, и во время работы токосъемника один из трех имеет гальваническую связь с роторным контактом 3. Эта гальваническая связь между вращаю- щимся роторным контактом 3 и статор ным 4 возможна благодаря способности статорных контактов совершать некоторую часть пути совместно с роторным контактом 3 следующим образом. Статор ный контакт 4 находится в исходном положении: поршень со штоком 13 механизма перемещения вьщвинут- до упора, сжатый газ от газовакуумного распределителя 8 по газовакуумным каналам 9 поступает к жиклерам 6 и отжимает этот статорный контакт 4 от роторного 3 гальванической связи между ними нет. Зубчатое колесо 26 привода, жестко сочлененное с роторной частью токосъемника, поворачивает шестерню 14, на оси которой жестко закреплен поворотный вал 21 управляющего клапана 7, Газовакуумный распределитель 8 прекрани-, ет подачу сжатого газа к жиклерам б этого контакта 4,и он прижимается к роторному контакту 3 за счет трения между подшипником 15 и шестерней 14. Одновременно от газовакуумного распределителя 8 поступает вакуум к жикле- .рам 6. Этот статорный контакт 4 надежно присасывается к роторному контакту 3 ш начинает совершать с ним перемещение чему также способствует поршень со што ком 13 поскольку в верхней части над поршнем образуется вакуум, а в нижнюю часть под поршень поступает воздух из окружающей среды через перепускное от верстие 11, расположенное в кортусс 10 механизма перемещения контакта статора Когда этот контакт 4 совершает полный рабочий ход к занимает положение, какое занимает на чертеже верхний контакт 4, от газовакуумного распределителя 8 к жиклерам 6 поступает сжатый газ, который -ожимает нижний статорный контакт 4 от роторного 3 и нарушает гальваническую связь, одновременно под поршнем со штоком 13 создается давление, которое заставляет перемешаться поршень со штоком 13 до упора и нижний контакт 4 занимает исходное положение. Попеременная подача к жиклерам 6 сжатого газа или вакуума по газовайуумным каналам 9 осуществляется газова- куумным распределителем 8, который работает следующим образом. От источника сжатого газа 19 по газовым каналам 16 сжатый газ поступает ; к входным окнам 24, расположенным в корпусе 2О управляющего клапана 7. При вращении поворотного вала 21 его враща ющиеся каналы 22 и 23 поочередно сочленяются с входными Окнами 24 газо- вых каналов 16. В том случае, когда сочленяется вращающийся канал 22 с газовым 16, сжатый газ поступает к выход.& se ному окну 25 и по газовакуумному каналу 9 через подшипник 15, порщень со штоком 13, шарнир. 12 к жиклерам 6, Когда сочленяются газовый канал 16с вращающимся каналом 23 поворотного вала 21, сжатый газ поступает через выходное окно 25 в эжектор 18, создающий вакуум, а затем по вакуумному каналу 17, щзащающемуся каналу 22 поворотного вала 21 поступает к выходному окну 25 и далее по газовакуумному каналу 9 к жиклерам 6. Циклограмму подачи вакуума и сжатого газа в жиклеры 6 контактов 4 статора осуществляет привод управляющего клапана 7, включающий зубчатое колесо 26, щестерни 14 и поворотный вал 21 управляющего клапана 7. Синхронизацию работы всех элементов конструкции выполняет Honoitнительная цепь системы управления контактами, включающая газовакуумный распределитель 8 и статорные контакты с механизмами их перемещения. Конструкция токосъемника позволяет устанавливать любое количество ротор- |НЫХ контактов 3 и соответствующее количество статорных контактов 4 (выбирается из услови:я необходимого количества гальванических связей между вра- щаюшимся объектом 1 и неподвижшдм 2). Предложенный токосъемник по сравнению с прототипом обладает следующими преимуществами: надежной гальванической связью между вращающимся и неподвижным объектом в результате неподвиж ного соединения статорного контакта с роторным, осуществляемого вакуумным присасъшанием статорных конта-ктов к роторному контакту; более въюокой максимально допустимой скоростью вращения в результате установки дополнительного количества статорных контактов и снижения инерционности подвижных элементов статорной частя; меньшими габаритами и весом в результате размещения статорных контактов по периметру и, как следствие, использования только одного роторного контакта для одной цепи гальванической связи; упрощенной конструкцией и технологией изготовления (отсутствуют паяные и сварные соединения для образования сообщающихся воздушных каналов в подвижных статорных элементах, а также воздушная подводящая трубопроводная арматура). Кроме того, улучшены условия эксплуатации в ре;аультате свобсщ ного подхода к контактирующим поверхгностям, не требующего разборки и сборки устройства. 79 У предложенного токосъемника по сравнению с прототипом ресурс в пять раз больше, рабочий диапазон температур значительно шире. Кроме того, этот токо съемник может работать в более тяжелых атмосферных условиях, не вьщеляет токсичных паров и не заражает окружающую среду, он более технологичен и не спешшльного помещения для его изготовления, хранения, ремонта и эксплуатации. Формула изобретения 1. Токосъемник, содержащий контакты с проводниками на статорной и роторной частях и систему управления контактами с источником сжатого газа, соединенным каналами с управляющим клапано с приводом, при этом управляющий клапа связан каналами с соответствующим , контактом статора, снабженным жиклерами и механизмом перемещения, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности контактирования и. допустимой скорости вращешш .ротора, каждый контакт статора вьшолнен в виде газовакуумного шагающего башмака и снабжен газовакуумным распределителем который включен в исполнительную цепь системы управления контактами. 2.Токосъемник по п.1, р. т л и ч а ющ и и с я тем, что механизм перемещеЗения контакта статора выполнен в виде , поршня со штоком, которые заключены в корпус, корпус кинематически сочленен как с приводом управляющего клапана посредством подшипника, так и с газовакуумным шагающим башмаком посредством шарнира и штока поршня, при этом все упомянутые элементы механизма перемещения снабжены газовакуумньши каналами для связи управляющего клапана с жиклерами контакта статора, 3. Токосъемник по пп. 1 и 2, о т личающ.ийся тем, что газовакуум ный распределитель содержит упомянутый управляющий клапан и эжектор,, управляющий клапан вьшолнен в виде вращающихся каналов, которые размещены в теле поворотного вала, при этом входные и выходные окна вращающихся каналов расположены с возможностью попеременного сопряжения с соответствующими каналами от источника сжатого газа, эжектора и канала связи с жиклерами контакта статора. ( . . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство CXICP № 606179, кл. Н 01 R 39/64, 1975. 2.Авторское свидетельство СССР № 773803, кл. Н 01 R 39/64, 1979 (прототип).