China Expert of Slip Rings

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机械设备已经充斥着各个行业，机械设备的发展也带来相对应的行业的发展，在现在来说对于机械最有用的配件就是滑环，滑环可用于任一要求无限制连续旋转时从固定结构到旋转结构传输电源和数据信号的系统中，可以保证信号和电源的传送，不会象电缆传输因为旋转过多而搅断。滑环，传送能源与信号的电气部件，已经越来越受到各行各业的重视。下面一起来详细了解一下导电滑环的构造及其原理。 　　

导电滑环属于电接触滑动连接应用范围，它又称集电环、或称旋转关节、旋转电气接口、滑环、集流环、回流环、线圈、换向器、转接器，是实现两个相对转动机构的图像、数据信号及动力传递的精密输电装置。特别适合应用于无限制的连续旋转，同时又需要从固定位置到旋转位置传送功率或数据的场所。导电滑环由弹性材料-电刷、滑动触点表面材料-导电环、绝缘材料、粘结材料、组合支架、精密轴承、防尘罩及其他辅助件等组成。电刷采用贵金属合金材料，呈“II”型与导电环环槽对称双接触，借助电刷的弹性压力与导电环环槽滑动接触来传递信号及电流。 　　

一、目前国际上采用的滑环技术分为以下三种： 　　

1、复合电刷块技术，一般采用碳刷，铜刷，银/石墨/二硫化钼的刷块等形式。 　　

2、采用进口贵金属合金丝。 　　

3、纤刷技术，纤刷是指一种特殊的滑行电气接触设计。纤刷简单的说就是将多根金属纤丝(线)进行校准并装进一个金属管里。在这个悬臂设计中，纤刷束的散状的，无束缚的一端依附在环道表面的槽里。 　　

二、导电滑环的用途： 　　

1、导电滑环，多使用于多功能、高性能、高精密、多元连续旋转运功的高端工业电气设备或精密电子设备之中，如：航天设备、雷达通讯设备、医疗设备、自动加工设备、冶炼设备、矿山设备、电缆设备、游乐设备、展示设备、智能摄像头、化学反应釜、晶体炉、线材绞线机、风车、机械臂、机器人、盾构机、旋转门、测量仪、航模、特种汽车、特种轮船等。滑环为这些机电设备实现复杂运动提供可靠的能源与信号传输方案。也可以说：滑环，是高级智能运动设备的标志。 　　

2、导电滑环，还可以根据使用情况制作成各种特殊外形，混合传输电源、光源、流体压力源，或与其它电气元件配装使用，如：特殊异形、超大外形，连体齿轮、链轮、皮带轮、插头，电源与光源混合，电源与压力流体混合，配装光、电、声、温传感器、光纤收发器、压力表、气动元件等，组合成一种多功能的电气件总成，以达到节省空间、简化设计结构的特殊要求。 　　

三、导电滑环的种类： 　　

滑环结构分为圆柱式、圆盘式。圆柱式滑环的环道是沿着圆柱的轴心排列的，就象螺栓上的螺纹一样。圆盘式滑环的环道是同心的，就象在唱机唱片上的沟一样。目前大部分都采用圆柱式滑环，除非受到高度限制，才会选用圆盘式滑环。在奔联导电滑环分为：过孔式滑环系列、风电滑环系列、水银滑环系列、光纤滑环系列、盘式滑环系列、高速滑环系列、分体式滑环系列、光电组合滑环系列、电液(气)组合滑环系列、高频滑环系列、高清滑环系列、防水滑环系列、耐高温滑环系列、大电流导电滑环系列、大口径滑环系列、微型过孔滑环系列、特殊定制滑环系列、进口导电滑环系列。

导电滑环的工作原理：　　　　 　　　

随着我国现代化工业化水平不断的提高，导电滑环已广泛应用于各个领域。什么是导电滑环？导电滑环的工作原理是怎样的呢？导电滑环也叫：集电环、电气旋转接头、滑环、集流环、回流环、线圈、换向器、转接器；属于电接触滑动连接应用范畴，实现两个相对转动机构的图像、数据信号及动力传递的精密输电装置。 　

导电滑环是利用导电环的滑动接触、静电耦合或电磁耦合，在固定座架转动部件与滚动或滑动部件之间传递电信号和电能传递的精密输电装置。广泛应用于要求提供无限制、连续或断续旋转的设备上，提供多通路的旋转动力、数据的机电系统。其大大简化系统结构，避免导线在旋转过程中造成扭伤。 　

首先导电滑环在结构设计上要保证接触可靠，保证所有的线路连续接通。导电滑环组件是由滑环体、电刷组件、固定支架、深沟球轴承等几大重要部件构成,其每个部件的设计和制造工艺都会影响到滑环的使用寿命。其滑环芯轴导电环材料通常是采用紫铜、黄铜等材料，在导电环表面上还需镀多层贵金属物质，起到减少阻抗使金属体在瞬间能迅速导通延长滑环耐磨寿命和降低电器噪音等优点，为保证电刷与导电滑环的导电环充分接触，导电环又被设计成“U”形环。另外其内部的电刷组件采用的是贵金属合金丝加工成型.电刷材料有：铍铜、银镍合金、金镍合金、银石墨和铜石墨合成的电刷，电刷丝是靠弹性压力与“U”形环槽的滑动接触，以此来传递信号及电流的导通，因此，要求电刷所用材料的导电性能要非常好，弹性压力对滑环的压强要适当，减小滑环的偏心和晃动偏差、耐磨性好、摩擦力矩小、便于维护。还要考虑屏蔽、阻抗匹配、噪声电压等。 　

导电滑环的应用领域：

1.研制和提供能量转换机械，包括将热能、化学能、原子能、电能、流体压力能和天然机械能转换为适合于应用的机械能的各种动力机械，以及将机械能转换为所需要的其他能量的能量变换机械。

2.研制和提供用以生产各种产品的机械，包括农、林、牧、渔业机械和矿山机械以及各种重工业机械和轻工业机械等。

3.研制和提供从事各种服务的机械，如物料搬运机械，交通运输机械，医疗机械，办公机械，通风、采暖和空调设备以及除尘、净化、消声等环境保护设备等。

4.研制和提供家庭和个人生活用的机械，如洗衣机、电冰箱、钟表、照相机、运动器械和娱乐器械等。

5.实现两个相对转动机构的图像、数据信号传输。

由于电缆通信传输是一种使用较早的传统的传输方式，技术也比较成熟，已经是面临淘汰的通信传输方式。像现在许多发达国家都已经停止对于电缆通信传输线路的建设，所以光纤通信传输将作为世界各国主要发展的通信传输方式。在实际应用中经常面对一些旋转的部位，通常都可以使用一个光纤旋转接头——光纤滑环来解决。

光纤传输与电缆传输相比，光纤由于技术越来越成熟，生产量剧增，导致成本也越来越低，而电缆却因为原料铜的价格不断上涨而成本上升。光纤还有信息传输量大、稳定，长距离传输不损耗等特点。光纤传输就是将光波通过光导纤维传送各种信息的传输方式。其原理就是先把各种信息转换成电信号，再调制到激光发射器上，发出的激光束通过强弱来反映电信号的波动频率，通过光纤输送目标端，最好又还原回原来的原始信息供人使用。由于激光具有很强的方向性和单色性的特点，所以传输过程中对于外界的干扰和本身的损耗都是微乎其微的。现在光纤技术经过20多年的发展，经历了短波多模、长波多模、短波单模三个阶段，技术是也越来越成熟。在许多旋转连接方面，通过光纤滑环完全可以解决。正是因为光纤所传输的是光信号，所以在用光纤滑环连接时，可以采用无接触传输的方式，这样滑环就可以处于无磨损状态下工作，使用寿命会更长。可以适应各种恶劣的环境下使用，传输距离超过100Km光纤的数据连接。

目前，光纤滑环广泛的应用于机器人、远程控制系统，军事、航空的各种设备，海底作业等等各种高科技、高要求的设施。随着科技不断的进步，光纤滑环还将会有更多的领域发挥作业。

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