ВРАЩАЮЩЕЕСЯ КОНТАКТНОЕ УСТРОЙСТВО

Полезная модель относится к области точного приборостроения, а именно, к устройствам для передачи электрических сигналов между контактными элементами, один из которых вращается с высокой скоростью, и может быть использована в оптических головках самонаведения (ГСН) для передачи электрических сигналов на вращающийся ротор гироскопа.
В качестве аналога заявляемой полезной модели можно рассмотреть вращающееся контактное устройство (ВКУ) (см. патент РФ №2111587 кл. Н01R 39/00 опубл. 20.05.98) в котором пакет щеткодержателей установлен в изолирующей крепежной втулке коаксиально коллектору. Щетки имеют П-образную форму, а в щеткодержателях выполнены торцевые П-образные пазы, открывающиеся на внутренней боковой поверхности щеткодержателей. Через эти торцевые пазы пропущены средние части щеток, боковые консоли которых охватывают соответствующие кольца коллектора. Щетки крепятся в щеткодержателях с помощью пружин, установленных в кольцевых пазах, выполненных на внутренних боковых поверхностях щеткодержателей.
Наиболее близким по своей технической сущности к предлагаемой полезной модели является ВКУ (см. свидетельство РФ на полезную модель №12291, кл. Н01R 39/00 опубл. 16.12.1999), предназначенное для передачи электрических сигналов на вращающийся ротор гироскопа. Устройство содержит коллектор с соосно расположенными контактными кольцами, установленный коаксиально коллектору пакет кольцевых щеткодержателей с П-образными щетками круглого сечения, закрепленными в П-образных пазах каждого из колец щеткодержателя и охватывающими соответствующие контактные кольца коллектора.
Закрепление щеток в щеткодержателях выполнено с помощью пружин в виде разрезанных колец.
Существенным недостатком, как аналога, так и прототипа является то, что для подвода и съема электрических сигналов с кольцевых щеткодержателей необходимо приваривать или припаивать к ним провода. При условии минимальных габаритов всей конструкции присоединение проводов к кольцевым щеткодержателям увеличивает габариты узла ВКУ как в направлении оси вращения гироскопа, так и в плоскости, перпендикулярной ей. Кроме того, операция припайки или приварки проводов к щеткодержателям является достаточно трудоемкой в связи с необходимостью обеспечения надежного соединения при условии гарантированного обеспечения отсутствия короткого замыкания между щеткодержателями.
Задачей, поставленной при разработке заявляемой полезной модели, является, уменьшение габаритных размеров вращающегося контактного устройства, а также снижение трудоемкости его изготовления.
Для решения поставленной задачи предлагается вращающееся контактное устройство, которое, как и наиболее близкое к нему, выбранное в качестве прототипа, содержит коллектор с соосно расположенными контактными кольцами, установленный коаксиально коллектору внутри изоляционной крепежной втулки пакет кольцевых щеткодержателей с П-образными щетками круглого сечения, закрепленными в П-образных пазах каждого из колец щеткодержателя и охватывающими соответствующие контактные кольца коллектора. Особенностью предлагаемой полезной модели, отличающей ее от известного ВКУ, принятого за прототип, является то, что к противоположным от П-образных пазов торцевым поверхностям щеткодержателей электрически подсоединены плоские контакты, выполненные в виде колец с ленточным проводником. При этом, в изоляционной крепежной втулке выполнены сквозные пазы, в которые выведены ленточные проводники плоских контактов. Плоские контакты
выполнены из фольгированного пленочного гибкого изоляционного материала.
Выполнение задач, поставленных при создании полезной модели, стало возможным благодаря применению плоских контактов, выполненных в виде колец с ленточными проводниками для съема и подвода электрических сигналов, при этом ленточные проводники плоских контактов формуются по внешней цилиндрической поверхности щеткодержателей. Плоские контакты выведены через пазы конструктивно объединенных изоляционной крепежной и несущей втулок и соединены с монтажными платами, закрепленными на несущей втулке. Поскольку плоские контакты выполнены из пленочного гибкого фольгированного изоляционного материала толщиной не более 0,1 мм, они легко соединяются с торцевой плоскостью щеткодержателей контактной или лазерной сваркой, что обеспечивает надежный контакт, исключающий возможность короткого замыкания щеткодержателей между собой.
Таким образом, совокупность указанных выше признаков позволяет решить поставленные задачи.
Предлагаемая полезная модель иллюстрируется чертежами, на которых представлены:
на фиг.1 - общий вид вращающегося контактного устройства;
на фиг.2 - разрез по А-А на фиг.1;
на фиг.3 - общий вид щеткодержателя со щетками и плоским кольцевым контактом.
Вращающееся контактное устройство (см. фиг.1, 2, 3) состоит из коллектора 1 с контактными кольцами 2, пакета кольцевых щеткодержателей 3 с щетками 4 и плоскими контактами 5, изолирующих прокладок 6, металлических подборочных прокладок 7, прижимной планки 8, изолирующей втулки 9, несущей втулки 10 с пазами 11 и монтажных плат 12.
С помощью металлических подборочных прокладок 7 щетки 4 щеткодержателей 3 выставляются по соответствующим контактным кольцам
2 коллектора 1. Коллектор 1 закреплен во внутреннем кольце 13 карданного подвеса гироскопа, а несущая втулка 10 - на роторе гироскопа.
К каждому из щеткодержателей 3 с торцевой поверхности, противоположной торцевой поверхности, в которой выполнены П-образные пазы для щеток 4, с помощью лазерной сварки присоединены плоские контакты 5, выполненные в виде колец из фольгированной полиамидной пленки. Фольгированная поверхность плоского контакта 5 расположена со стороны торцевой поверхности щеткодержателя 3. Ленточные проводники 14 плоских контактов 5 выведены в пазы 11 несущей втулки 10 и соединены с монтажными платами 12.
При работе оптической головки самонаведения ротор гироскопа вращается со скоростью 6000 об/мин. Щетки 4 скользят по контактным кольцам 2 коллектора 1. От контактных колец 2, через щетки 4, щеткодержателей 3, плоские контакты 5 и монтажные платы 12, электрическое питание подается на фотоприемное устройство и электронные блоки, находящиеся на роторе гироскопа, а электрические сигналы с них в обратном направлении передаются через монтажные платы 12, плоские контакты 5, щетки 4, на контактные кольца 2 коллектора 1.
Таким образом, за счет выполнения проводников, в виде плоских контактов с ленточными проводниками, соединенных с торцевыми поверхностями щеткодержателей лазерной сваркой, удалось снизить трудоемкость процесса изготовления, а также значительно сократить габаритные размеры всего узла ВКУ, как в диаметральном, так и в осевом направлениях.