СИГНАЛЬНОЕ ТОКОСЪЕМНОЕ УСТРОЙСТВО
SIGNALLING CURRENT-COLLECTING DEVICE

Изобретение относится к области электротехники, к многоканальным токосъемным устройствам миниатюрного исполнения и может быть использовано в космической технике.
Настоящее изобретение предназначено для передачи телеметрической информации и сигналов управления между солнечной батареей и космическим аппаратом. Оно используется для передачи относительно небольших токов.
Известны токосъемные устройства (например, авторское свидетельство SU 1695429), содержащие неподвижные контактные лепестковые кольца и сопряженные с ними плоские подвижные контактные кольца. Оно отличается большими габаритами и массой и сложностью обеспечения постоянного усилия поджатия электрического контакта лепесткового типа и ограничениям на материалы контактируемых пар (контактируемые материалы определяются нанесением покрытий на кольца, которые имеют электрические, механические и триботехнические характеристики существенно ниже металлов и их сплавов).
Существенное сокращение габаритов, массы и повышение ресурса достигнуто за счет использования П-образных упругих щеток из проволоки круглого сечения и колец с канавкой (патент RU 2111587) и соответствующего способа их закрепления. Данное изобретение взято в качестве прототипа.
Аналогичная конструкция с U-образными щетками в патенте RU 2226309, запатентована форма канавки кольца.
Задачей заявленного изобретения является повышение надежности устройства, снижение массы конструкции и повышение функциональных возможностей.
Поставленная задача достигается тем, что сигнальное токосъемное устройство выполнено из набора колец с канавкой, установленных на изоляторах на валу и щеток с упругими токопроводящими пластинчатыми пружинами и установленными в них контакт-деталями. Пластинчатые пружины имеют минимальную жесткость и обеспечивают оптимальное усилие поджатия контакт-детали к кольцу на большом ходе контакта (уменьшаются требования к выставке щеток и биению колец, расположенных на валу). Контакт-детали выполнены из сплавов благородных металлов и обеспечивают увеличение ресурса и минимальное сопротивление при минимальном контактном давлении, практически исключающем износ поверхностей контактов и колец. Кольца выполнены из сплавов золота или имеют покрытие с последующей механической обработкой для повышения чистоты поверхности и упрочнения покрытия, например раскаткой.
Для обеспечения точной выставки контактов относительно колец используется корпус с двухсторонними пазами, смещенными на одно кольцо, что позволяет выполнить устройство с минимальными габаритами и массой, что особенно важно в космической технике.
Суть изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображен общий вид заявленного устройства с разрезом.
Сигнальное токосъемное устройство состоит из нескольких десятков цепей. Каждая цепь состоит из кольца 1, установленного на валу 2, и щетки 3. Щетки установлены в двухсторонних пазах корпуса 4. Пазы с каждой стороны выполнены через одно кольцо вала 2. Пазы одной стороны смещены относительно другой на одно кольцо. Щетки имеют пластинчатые пружины 5 и контакт-детали 6. Щетки устанавливаются на одну или несколько шпилек 7.
Передача электрических сигналов может производиться как при вращении, так и в неподвижном состоянии. Надежный электрический контакт обеспечивается за счет применения контакт-детали 6 из сплавов благородных металлов. Применение сплавов позволяет обеспечить твердость, износостойкость и минимальное электрическое сопротивление при вращении вала 2 токосъемника. Подбор материалов контакт-детали 6 и кольца 1 позволяет обеспечить стабильный электрический контакт при усилии до 0,01 Н. Постоянное усилие поджатия контакт-детали 6 к кольцу 1 обеспечивается пластинчатыми пружинами 5, с плоскостью, параллельной оси вращения, имеющими минимальную жесткость в радиальном направлении к валу и максимальную в осевом. Этим же обеспечивается постоянное усилие поджатия контакт-деталей при вращении и совместно с пазами корпуса 4 постоянное положение контакт-деталей на дорожке кольца 1 при механических воздействиях (перегрузках, вибрационных воздействиях). Возможность конструкции обеспечить подбор материалов пар скольжения и выставки постоянного минимально необходимого усилия поджатия обеспечивает минимальное трение и износ контактных поверхностей, повышает надежность и ресурс сигнального токосъемного устройства.
Достигаемый технический результат заключается в уменьшении массы и габаритов устройства, обеспечении минимального переходного сопротивления цепей, повышении ресурса и надежности устройства за счет конструкции щеток и способа их установки в корпус сигнального токосъемного устройства, а также в повышении технологичности изготовления устройства.