一种轻小型一体化导电滑环刷板的制作方法

本发明属于轻小型吊舱导电滑环设计领域。涉及一种轻小型、机电一体化的导电滑环刷板组件。

背景技术：

小型无人机的带载能力有限，因此对机载吊舱也提出了轻小型化的要求。滑环/滑环刷板组件是吊舱必不可少的组成部分，其体积重量直接影响吊舱的体积重量。

刷板组件是导电滑环的组成部分，起固定刷丝(结构作用)、导出信号/电流(电气作用)两方面作用。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种轻小型一体化导电滑环刷板，用于解决上述现有技术的问题。

本发明一种轻小型一体化导电滑环刷板，其中，包括：pcb挠性部分、导电滑环压片、滑环转子、滑环外部连接器、轴承、滑环垫片、pcb刚性部分、刷丝、盖板、波形弹簧、导电滑环以及底座；滑环转子为主支撑结构，滑环转子设置在底座的中部，轴承套设在滑环转子上，并固定在底座的中部；滑环垫片设置在轴承上部，并套设滑环转子；导电滑环设在滑环垫片上侧，并套在滑环转子上；波形弹簧套设在滑环转子上，与滑环转子不接触，波形弹簧用于支撑滑环转子的上部的轴承，导电滑环压片套设在滑环转子，盖板压住滑环转子，盖板与波形弹簧相抵，波形弹簧常态为压缩状态；滑环两边各安装了一组pcb刚性部分、pcb挠性部分和刷丝通过滑环外部连接器连接至底座上的pcb板。

根据本发明的轻小型一体化导电滑环刷板的一实施例，其中，pcb板铜厚1oz，功率印制线线宽>60mil。

根据本发明的轻小型一体化导电滑环刷板的一实施例，其中，刷丝焊装于纵向两列焊盘内；左侧弯曲区域是挠性部分，通过金手指将信号和电流输入和输出至导电滑环外部。

根据本发明的轻小型一体化导电滑环刷板的一实施例，其中，导电滑环包含左右镜像对称的两个刷板组件。

本发明应用刚挠结合pcb设计方法，用pcb的刚性部分，实现传统刷板的结构支撑功能，起到固定刷丝、传输信号的双重作用；用pcb的挠性部分，替代传统刷板的焊接导线，将信号和电流输出至滑环以外。

附图说明

图1为刷板组件(未装刷丝)示意图；

图2为刷板组件装配示意图；

图3为刷板组件装配刷板示意图；

图4为刷板组件装配外部电路示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

图1为刷板组件(未装刷丝)，图2为刷板组件的滑环示意图，图3为刷板组件装配刷板示意图，图4为刷板组件装配外部电路示意图，如图1至图4所示，图1中右侧矩形区域是刷板组件刚性部分，刷丝焊装于纵向两列焊盘内；左侧弯曲区域是挠性部分，通过金手指将信号和电流输入/输出至导电滑环外部。导电滑环包含左右镜像对称的两个刷板组件。其中：pcb挠性部分1，导电滑环压片2，滑环转子3，滑环外部连接器4，轴承5，滑环垫片6，pcb刚性部分7，刷丝8，盖板9，波形弹簧10，导电滑环11，底座12。

滑环转子3为主支撑结构，滑环转子3设置在底座12的中部，轴承5套设在滑环转子3上，并固定在底座12的中部。滑环垫片6设置在轴承5上部，并套设滑环转子3。导电滑环11设在滑环垫片6上侧，并套在滑环转子3上。波形弹簧10套设在滑环转子3上，与滑环转子3不接触用于支撑滑环转子3的上部的轴承，导电滑环压片2套设在滑环转子3，盖板9压住滑环转子3，盖板9与波形弹簧10相抵，波形弹簧10常态为压缩状态。

导电滑环压片2,，轴承5，盖板9；滑环两边各安装了一组pcb刚性部分7、pcb挠性部分1和刷丝8，通过滑环外部连接器4连接至底座12上的pcb板；

如图1至图4所示，由刷板所承担的功能，其设计过程分为3步：

根据吊舱的结构需求，确定刷板的外形尺寸、安装孔/定位孔位置、尺寸；刷丝安装孔位置、间距；挠性电路形状、折弯方式；

根据吊舱的功率传输需求，确定通过刷板的电流/电压值，据此设计刚挠结合电路印制线的宽度/厚度；

根据信号传输速率的需求，确定刚挠结合电路中印制线的阻抗参数。

本发明中，刷板结构/电气参数如下：

刚性部分长、宽、厚分别为：16mm±0.5mm；22mm±0.5mm；1.8mm～2mm；刷丝孔间距纵列方向、横排方向分别为：1.6mm±0.05mm；11mm±0.05mm；挠性部分有90°折弯一处；

刷板pcb铜厚1oz、功率印制线线宽>60mil，可承载2.5a以上电流；

差分信号印制线对之间差分阻抗100ω±10ω，可传输四线制百兆以太网信号。

本发明通过机电一体化的设计思路，将结构支撑、功率传输、信号传输需求统筹考虑，减小了刷板的体积和重量；减少了滑环的零件数量；减少了滑环的装配时间。且由于应用pcb制造工艺代替传统机械加工工艺，刷板批量生产时成本较低。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

技术特征：

1.一种轻小型一体化导电滑环刷板，其特征在于，包括：pcb挠性部分、导电滑环压片、滑环转子、滑环外部连接器、轴承、滑环垫片、pcb刚性部分、刷丝、盖板、波形弹簧、导电滑环以及底座；

滑环转子为主支撑结构，滑环转子设置在底座的中部，轴承套设在滑环转子上，并固定在底座的中部；滑环垫片设置在轴承上部，并套设滑环转子；导电滑环设在滑环垫片上侧，并套在滑环转子上；波形弹簧套设在滑环转子上，与滑环转子不接触，波形弹簧用于支撑滑环转子的上部的轴承，导电滑环压片套设在滑环转子，盖板压住滑环转子，盖板与波形弹簧相抵，波形弹簧常态为压缩状态；滑环两边各安装了一组pcb刚性部分、pcb挠性部分和刷丝通过滑环外部连接器连接至底座上的pcb板。

2.如权利要求1所述的轻小型一体化导电滑环刷板，其特征在于，pcb板铜厚1oz，功率印制线线宽>60mil。

3.如权利要求1所述的轻小型一体化导电滑环刷板，其特征在于，刷丝焊装于纵向两列焊盘内；左侧弯曲区域是挠性部分，通过金手指将信号和电流输入和输出至导电滑环外部。

4.如权利要求1所述的轻小型一体化导电滑环刷板，其特征在于，导电滑环包含左右镜像对称的两个刷板组件。

技术总结
本发明涉及一种轻小型一体化导电滑环刷板，其中，包括：滑环转子为主支撑结构，滑环转子设置在底座的中部，轴承套设在滑环转子上，并固定在底座的中部；滑环垫片设置在轴承上部，并套设滑环转子；导电滑环设在滑环垫片上侧，并套在滑环转子上；波形弹簧套设在滑环转子上，与滑环转子不接触，波形弹簧用于支撑滑环转子的上部的轴承，导电滑环压片套设在滑环转子，盖板压住滑环转子，盖板与波形弹簧相抵，波形弹簧常态为压缩状态；滑环两边各安装了一组PCB刚性部分、PCB挠性部分和刷丝通过滑环外部连接器连接至底座上的PCB板。本发明通过机电一体化的设计思路，将结构支撑、功率传输、信号传输需求统筹考虑，减小了刷板的体积和重量；减少了滑环的零件数量；减少了滑环的装配时间。

技术研发人员：宋万禄;鄂瑞迪
受保护的技术使用者：天津津航技术物理研究所
技术研发日：2019.12.17
技术公布日：2020.04.10