The invention discloses a series expandable hollow bidirectional coaxial high-power rolling conductive rotary joint, which comprises a shell, a rolling current collector ring, an insulating layer, an insulating sheet, an insulating bracket, an outer cover plate, an outer rotor motor, a rolling bearing, a motor bearing and a center bare cable. By innovative designs of bidirectional confluence, hollow coaxial confluence modularization and vacuum insulated center bare cable, the invention realizes the assembly of large power generation array, improves the modular assembly ability of transmission, saves the cable weight in the use of conventional rolling conductive rotary joint and the problem of space high voltage insulation protection, and so on. Energy harvesting and transmission of large scale space facilities such as space solar power stations and other power plants are possible.
【技术实现步骤摘要】
一种可串联扩展的空心双向同轴大功率滚动导电旋转关节
本专利技术涉及一种可串联扩展的空心双向同轴大功率滚动导电旋转关节,用于新型多旋转关节空间太阳能电站太阳电池帆板(旋转端)和电站结构本体(固定端)的大功率电力传输。
技术介绍
导电旋转关节是卫星、航天器以及空间大型航天设施必不可少的机电部件,负责太阳电池帆板对日定向并将采集的能源传输至卫星航天器本体。传统的导电旋转关节功率传输等级在10kW以内,随着空间传输功率需求的大幅提高,大型航天器、超大型空间设施的功率传输需求达100kW,甚至MW级。目前的传统产品日益增长的空间技术发展需求,导电旋转关节已经成为大功率航天器的关键制约因素,也是未来超大型空间设施的瓶颈技术。本专利提出的方案中,结合新型空间太阳能电站功率传输需求,通过模块化、空心同轴连接、同轴式真空绝缘中心裸电缆以及双向汇流设计,较好的解决了功率传输较小、太阳能电池帆板扩展以及空间高压绝缘等问题。申请号201310114534.2的国内专利公开了一种适用于大功率传输的滚动汇流环装置,滚环装置内部容纳多个导电的滚环,可以有效的增大导线的截面积;滚环装置与外环通过弹簧连接预紧,保证汇流环在正转和反转时的导电接触。这种汇流环装置在传输功率及信息时,要经过滚动盘和滚环两次滚动传输过程,由于增加了一次滚动传输过程,就会增大波动电阻,增加制造成本,并降低滚环的可靠性。申请号201010622163.5的国内专利公开了一种空间应用小型滚动式导电环组件,通过内环、外环、滚子和保持架之间的相对运动实现了太阳帆板收集的电能向卫星本体传输的功能。另外,在内环和外环的凸台上设 ...
【技术保护点】
1.一种可串联扩展的空心双向同轴大功率滚动导电旋转关节,其特征在于包括:外壳(1)、滚动式汇流环(2)、绝缘支架(5)、外盖板(6)、外转子电机(7)以及中心裸电缆(14);所述外壳(1)为圆筒状结构,中部设置有机械结构接口,用于安装外转子电机(7),绝缘支架(5)也为圆筒状结构,设置在外壳(1)内且与外壳(1)同轴,中心裸电缆(14)沿轴线从绝缘支架(5)中穿过,外壳(1)与绝缘支架(5)之间设置有多个滚动式汇流环(2),外盖板(6)将滚动式汇流环(2)封装在外壳(1)内部;外壳(1)的两端设置有机械和电气接口,用于连接航天器的太阳电池帆板,从而实现双向扩展;太阳电池帆板生成的电流通过滚动式汇流环(2)汇流到中心裸电缆(14)输出,外壳(1)与绝缘支架(5)之间相对旋转运动,从而实现太阳电池帆板的对日指向调整。
【技术特征摘要】
1.一种可串联扩展的空心双向同轴大功率滚动导电旋转关节,其特征在于包括:外壳(1)、滚动式汇流环(2)、绝缘支架(5)、外盖板(6)、外转子电机(7)以及中心裸电缆(14);所述外壳(1)为圆筒状结构,中部设置有机械结构接口,用于安装外转子电机(7),绝缘支架(5)也为圆筒状结构,设置在外壳(1)内且与外壳(1)同轴,中心裸电缆(14)沿轴线从绝缘支架(5)中穿过,外壳(1)与绝缘支架(5)之间设置有多个滚动式汇流环(2),外盖板(6)将滚动式汇流环(2)封装在外壳(1)内部;外壳(1)的两端设置有机械和电气接口,用于连接航天器的太阳电池帆板,从而实现双向扩展;太阳电池帆板生成的电流通过滚动式汇流环(2)汇流到中心裸电缆(14)输出,外壳(1)与绝缘支架(5)之间相对旋转运动,从而实现太阳电池帆板的对日指向调整。2.根据权利要求1所述的一种可串联扩展的空心双向同轴大功率滚动导电旋转关节,其特征在于:还包括绝缘层(3)和绝缘片(4),绝缘层(3)为薄壁圆柱状结构,用于滚动式汇流环(2)与外壳(1)之间以及多个滚动式汇流环(2)之间的绝缘;绝缘片(4)为薄壁圆片状结构,用于滚动式汇流环(2)与外盖板(6)之间绝缘。3.根据权利要求1所述的一种可串联扩展的空心双向同轴大功率滚动导电旋转关节,其特征在于:还包括滚动轴承(12)和电机轴承(13);绝缘支架(5)和外盖板(6)之间设置有滚动轴承(12),外转子电机(7)的旋转端和固定端之间设置有电机轴承(13),外转子电机(7)的旋转端和外壳(1)固连,固定端与绝缘支架(5)固连,从而实现外壳(1)和绝缘支架(5)的相对旋转运动...
【专利技术属性】
技术研发人员:王立,刘自立,侯欣宾,
申请(专利权)人:中国空间技术研究院,
类型:发明
国别省市:北京,11
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