[实用新型]一种具有开关功能的磁流体微型旋转电连接器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种微型旋转电连接器，尤其是涉及一种具有开关功能的磁流体微型旋转电连接器。

背景技术

旋转电连接器是其输入端和输出端可绕公共轴转动，并能保证电路连接的连接器，通常应用在汽车转向装置、深井钻机、CNC床等设备中。在旋转连接器中，最为常见的形式是机械结构式，即通过固定外筒体和具有内筒体的可转动体同轴配置，并将带状电缆容纳并卷绕在这些外筒体和内筒体之间划分出的容纳空间内，来实现旋转电路连接的。这种旋转连接器用作汽车的转向装置那样旋转数有限的把手上所安装的安全气囊充气机等的电连接单元。上述带状电缆是绝缘膜中承载有导体的带状体，常见的有将该带状电缆卷绕成螺旋状的螺旋型和在中途反转并卷绕的反转型，但后者的反转型能够显著缩短带状电缆的长度，在一定程度上缩小了旋转连接器的尺寸。

现有技术的主要旋转电路连接器主要靠带状电缆或轴瓦的同轴布置，但这种形式造成电连接器内部电缆和轴瓦在通电状况下不断摩擦，这样极易发热，产生电火花，严重影响电连接器的性能，并可能产生危险事故的发生。另外，当前的电连接器一般都不具备开关功能，如果需要开关功能则需要在旋转电连接器外另加开关装置。这样，造成了空间布置的浪费，且多部件同时工作不易检修。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种具有开关功能的磁流体微型旋转电连接器，以解决现有的机械结构式电连接器连接不可靠、对工作环境要求较多、自身不具备开关功能的问题。

为了实现上述的目的，采用如下的技术方案。一种具有开关功能的磁流体微型旋转电连接器，包括外壳、输入端端盖、电转子和导电磁流体，所述外壳两端分别为输出端和开口端，所述输出端设置有输出端子，所述输出端子外围设置有电磁铁，所述开口端与所述输入端端盖连接，所述输入端端盖设置有通孔，所述电转子设置在所述外壳内，所述电转子一端设置有输入端子从所述输入端端盖的通孔穿出，所述电转子另一端与所述外壳之间形成内腔，所述导电磁流体设置在所述内腔里，所述导电磁流体为带有导电颗粒的磁流体。外壳主要作为旋转电连接器的外部固定件和支撑件，其上的输出端子用于输出电流。输入端端盖主要用于固定电转子，并与外壳形成闭合空间。电转子主要承担旋转电连接器的旋转动作，并在电磁铁上电状态下将外部电流传递到输出端。电磁铁用于上电形成磁场。导电磁流体主要用于控制电路的闭合和断开，磁流体中的导电颗粒在一定的磁场作用下，会出现沿磁感线方向呈线性自组装特性，能够实现通电导电，因此可以通过控制磁场改变磁性流体的状态来实现电路闭合、断开。工作时，电磁铁上电形成磁场，导电磁流体中的导电颗粒根据磁场方向组装成链，使电转子和输出端子连通，电流从电转子的输入端子进入，由导电颗粒进入输出端子，输出电流。

所述导电颗粒为微纳米导电颗粒，所述磁流体为感温绝缘磁性流体，所述导电颗粒与所述磁流体通过保持剂保持均匀混合状态。

所述导电颗粒为非磁性颗粒，所述非磁性颗粒为纳米级铜粉、纳米级铝粉、纳米级银粉、纳米级银线或碳纳米管，所述感温绝缘磁流体为水基、油基、酯基或氟醚油磁流体。选用时综合考虑流体粘度、压力和经济性来选择不同磁化强度的磁流体，磁化强度越高，磁流体固体特性越明显。

所述外壳设置有密封永磁铁，所述密封永磁铁设置在所述外壳内壁，位于所述外壳内壁与所述电转子外壁之间。密封永磁铁用于防止导电磁流体从外壳与电转子之间泄露，提高了密封性，主要利用了磁流体在磁场作用下的磁粘性增大的特性，对于水基磁流体来讲，永磁铁的磁场强度应大于0.1T（特斯拉）。常用的材料有钕铁硼永磁铁、铁氧体永磁铁。

所述密封永磁铁与所述电转子之间设置有0.02至0.2毫米的间隙。

所述电转子内设置有通道，所述通道一端与所述内腔连通，另一端开设在所述电转子与所述密封永磁铁的连接处，便于补充导电磁流体。

所述外壳的输出端子为导电材料，除输出端子外的部分为不导电材料，所述电转子为整体导电材料，或高分子硬质材料中嵌入导电材料芯棒。

本实用新型的设计方法，包括以下步骤：

S1配置导电磁流体，进行实验测量在设计磁场强度下组装成链率80%以上的链长度L；

S2设计电转子直径D1、输出端子直径D2以及电极最小安全许用直径Dmin；

S3根据电转子直径D1和输出端子直径D2设计外壳，外壳的输出端子采用导电材料，除输出端子外的部分采用不导电材料；

S4设计输入端端盖和电磁铁，电磁铁的中心孔径大于D2；

S5将电转子与外壳进行装配，再安装电磁铁；