Токосъемное устройство

Заявленная полезная модель относится к области электротехники, в частности к устройствам, где необходима передача электропитания, электрических сигналов при круговом вращении этих устройств, либо их частей, например, в машиностроении, автомобилестроении, авиастроении, космических аппаратах, а также в гироскопах, оптических головках самонаведения, управлении радиолокаторами, тепловизорами.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является токосъемное устройство (патент RU №2291531 от 01.06.2005 года), которое выбрано в качестве прототипа. Оно содержит коллекторно-щеточный узел, состоящий из цилиндрического коллектора и установленных по его окружности электрических щеток, дополнен соосной с коллектором изоляционной цилиндрической обоймой, установленной снаружи упомянутого коллектора и имеющей разъемы под электрические щетки; упругими токопроводящими кольцами, помещенными в диэлектрический сепаратор и равномерно расположенными между упомянутыми изоляционной цилиндрической обоймой и коллектором, на поверхности которых они опираются; при этом упомянутые щетки неподвижно закреплены в разъемах изоляционной цилиндрической обоймы так, что на их контактную поверхность также опираются токопроводящие кольца.
Надежное прижатие упругих токопроводящих колец между изоляционной цилиндрической обоймой и коллектором осуществляется за счет некоторой деформации этих колец. Данная деформация определяется тем, что разность внутреннего диаметра изоляционной цилиндрической обоймы и внешнего диаметра коллектора, несколько меньше, чем удвоенный диаметр упругого токопроводящего ролика, что составляет примерно десятые миллиметра. Исходя из этого, основным недостатком данного токосъемного устройства является малая толщина его упругих токопроводящих роликов, так как при столь малой толщине стенки роликов устройство не выдерживает больших механических нагрузок при эксплуатации.
Задачей предлагаемой полезной модели является создание токосъемного устройства, основанного на силе качения за счет толстостенных токопроводящих пружинных роликов для работы в жестких условиях эксплуатации.
Отличительной особенностью разрабатываемого токосъемного устройства является способность устройства работать при высоких осевых и радиальных нагрузках.
Техническое решение поставленной задачи достигается тем, что токосъемное устройство, состоящее из токопередатчика и токосъемника, расположенных соосно друг другу, токопроводящих пружинных роликов, равномерно размещенных на внутреннем выступе токопередатчика между двух токопроводящих колец, расположенных соосно друг другу, и представляющих собой толстостенные полые токопроводящие кольца с диагональным разрезом, зафиксированные с помощью прижимной пластины, расположенной на верхней поверхности токопередатчика, закрепленной с помощью винтов.
Благодаря утолщенной стенке ролика, устройство способно выдерживать высокие радиальные и осевые нагрузки, а благодаря диагональному разрезу, достигается нужная деформация ролика для надежного прижатия и за счет этого осуществляется непрерывный контакт между токопроводящими элементами в любой момент времени.
Структурная схема токосъемного устройства представлена на фиг.1:
1 - токопередатчик;
2 - токосъемник;
3 - пружинный токопроводящий ролик;
4 - прижимная пластина;
5 - винт.
Токопередатчик 1 и токосъемник 2 расположены соосно друг другу, между ними, на внутреннем выступе (на фиг. не показано) токопередатчика 1, равномерно расположены пружинные токопроводящие ролики 3, выполненные толстостенными, полыми, с диагональным разрезом (фиг. 2). Пружинные токопроводящие ролики 3 зафиксированы прижимной пластиной 4, расположенной на верхней поверхности токопередатчика 1, с помощью винтов 5.
Устройство работает следующим образом: токосъемник 2 при вращении увлекает за собой пружинные токопроводящие ролики 3, которые вращаются вместе с ним вокруг оси. При этом передача электрического сигнала между токопередатчиком 1 и токосъемником 2 осуществляется посредством пружинных токопроводящих роликов 3 на всем временном интервале работы устройства.
За счет технического решения, предложенного для токопроводящих пружинных роликов, представляющих собой толстостенные полые кольца, выполненные с диагональным разрезом, осуществляется непрерывный электрический контакт, надежное прижатие токопроводящих элементов, что позволяет устройству работать при высоких радиальных и осевых нагрузках.