[实用新型]一种替代滑环中电刷结构的电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种替代滑环中电刷结构的电路，尤其是涉及一种采用无线传输替代有线传输的电路。

背景技术

现有的滑环属于接触滑动连接应用范畴，又称集电环或转接器，是实现两个相对转动机构的数据信号及电力传递的精密输电装置。现有的滑环包括滑环环体、多根输入线、多根输出线、多个导电环，位于滑环环体内的刷架和多个刷子，刷架为单端支撑的悬臂梁结构且具有多个悬臂，输入线、输出线、导电环、刷架的悬臂和刷子的数量相同，刷子安装在刷架的悬臂顶端，多个导电环间隔设置于滑环环体内壁且沿滑环环体径向排列，导电环、刷架和刷子构成旋转连接部件，称为电刷。输入线从滑环环体的外部的一端引入滑环环体内部与刷架连接，输出线从滑环环体的外部的另一端引入滑环环体内部与导电环一一对应连接，刷子与导电环保持接触。当滑环处于转动状态时，刷架随之旋转，旋转过程中，刷子能够保持与导电环接触，从而保证信号与电力传输，避免因为设备旋转过多从而造成电缆传输搅断的问题。

但是，现有的滑环中的电刷结构存在以下问题：一、电刷由于离心力和径向不平衡力矩的作用，电刷的刷架将不可避免地产生径向抖动,尤其是在启动和调速运行时，现象更为明显，并且抖动振幅和频率很高的时候，会导致电刷和导电环接触不良，造成信号中断，更严重的会有打火现象，表面烧蚀，电刷损坏；二、较高的转动速度会造成电刷磨损大，寿命短，电刷的磨损和滑环相对运动的线速度密切相关，具有关资料介绍，电刷的寿命和滑环的线速度的平方成反比，故机载滑环的传统结构电刷的寿命较低，标准规定只有3500——4500小时，实际的寿命还远低于标准值；三、现有电刷在散热方面也存在困难，通常，导电环表面的温升会超过80度，加剧了刷子的磨损，使电刷可靠性进一步降低，同时，电刷磨损产生很多的导电碎屑，散落在绝缘的各个导电环之间，容易造成导电环相间短路和接地。

究其原因，现有的电刷产生上述问题的主要原因是机械结构中必然存在的摩擦问题，鉴此，采用电路结构来取代电刷的机械结构，从而避免机械结构本身存在的问题具有重大意义。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能够替代滑环中电刷结构的电路。该电路中采用光通信替代信号传输，采用无线功率传输替代电力传输，由此通过电路结构替代电刷的机械结构，采用电路结构实现电刷功能，克服了机械结构在使用过程中出现的难以克服的问题，提高滑环寿命与可靠性。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种替代滑环中电刷结构的电路，包括发送模块和接收模块，所述的发送模块包括前端数字处理器、光信号发送器和无线功率发送器，所述的前端数字处理器设置于滑环环体的外部，所述的光信号发送器设置于滑环环体的外部，所述的无线功率发送器设置于滑环环体的外部，所述的前端数字处理器有三个输出端，分别为用于传输电信号的第一输出端、用于传输第一驱动信号的第二输出端和用于传输第二驱动信号的第三输出端，所述的无线功率发送器有两个输入端，分别为用于接收第一驱动信号的第一输入端和用于接收第二驱动信号的第二输入端，所述的前端数字处理器的第一输出端和所述的光信号发送器的输入端连接，所述的前端数字处理器的第二输出端和所述的无线功率发送器的第一输入端连接，所述的前端数字处理器的第三输出端和所述的无线功率发送器的第二输入端连接，所述的接收模块包括光信号接收器、后端数字处理器、无线功率接收器、DC-DC变换器和电源，所述的光信号接收器设置于滑环环体中心，所述的后端数字处理器设置于滑环环体外部，所述的无线功率接收器设置于滑环环体内部，所述的DC-DC变换器设置于滑环环体内部，所述的电源设置于滑环环体外部，所述的光信号接收器的输出端和后端数字处理器的输入端连接，所述的无线功率接收器的输出端和所述的DC-DC变换器的输入端连接，所述的DC-DC变换器的输出端和电源连接。

所述的光信号发送器包括光电发射管、第一电阻和三极管，所述的光电发射管的阳极和5V电源连接，所述的光电发射管的阴极和所述的第一电阻的一端连接，所述的第一电阻的另一端和所述的三极管的集电极连接，所述的三极管的发射极接地，所述的三极管的基极是所述的光信号发送器的输入端。