滑环总成包括壳体，该壳体具有可旋转地支撑转子的定子。该转子包括导电盘，该导电盘电连接至延伸穿过转子轴件的相应导体。该定子包括可滑动地且电接合该导电盘的电刷。该一个或多个电刷电连接至至少部分地延伸穿过该定子的定子导体。电通路经界定且自该定子导体、该电刷、该导电盘及该轴件中的该相应导体延伸。智能板连接至该定子，且包括电子组件，该电子组件经配置以监测该滑环总成的操作并向外部源提供信号。该智能板电连接至在该定子导体上存在且可供取用的电力并由其供电。存在且可供取用的电力并由其供电。存在且可供取用的电力并由其供电。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】贯孔滑环条件的监测系统和方法
[0001]相关申请案的交互参考
[0002]本专利申请案主张2019年5月10日提出申请的美国临时专利申请案第62/846,306号的优先权，其以全文引用的方式并于本文中。
技术介绍
[0003]滑环为机电装置，其包括操作以在固定装置与旋转装置之间传递电流或电压的一个或多个电连接，导管或通路。滑环，其也被称为旋转电连接器或旋转电接头，典型地经配置以在操作期间自由地旋转。滑环可用于在固定装置与旋转装置之间转移一个电导管。滑环有时也经堆栈或组合成总成，以使得可同时横跨旋转接口以转移多个电导管。
[0004]由于滑环提供的功能，滑环典型地用于各种应用中，包括旋转自动化或控制系统，诸如转台、分度台及机器人。风力涡轮机、半导体加工、印刷塑料成型、CT与MRI医疗扫描仪、卫星通讯、饮料加工以及工业洗衣机也是常见滑环应用。
[0005]在典型配置中，电滑环通过将滑动触点(电刷)保持抵靠环(导体环)来工作。一部分(典型地为电刷)为固定的，而另一部分(典型地为导体环)在旋转。当导体环经堆栈以提供多个信道时，可在毗邻导电环之间插置绝缘环。至电刷及导体环的引线在内部终止，且为滑环两侧上的装置提供电连接。通常，导体环安装于转子上，且与轴向延展穿过转子至一端的引线端接。电刷由安装至壳体的电刷架固定。壳体内的一组滚珠轴承支撑转子。盖和端盖封围装置。如同壳体、转子、盖及端盖的结构组件由金属和非金属材料所制成，该材料是基于诸如温度、重量、大小、坚固性和成本等应用要求进行选择。诸如电刷、导体环和电连接器之类的电组件通常由导电材料制成，该导电材料是基于其功能要求(诸如电流密度、电压降、转速、温度、电阻变化、带宽、特性阻抗及其类似者)进行选择。
技术实现思路
[0006]本专利技术描述用于感测滑环总成的健康状态的系统和方法。在一个具体实例中，其上含有各种电组件和电子组件以及传感器的板经内部安装至滑环总成，且操作以收集、处理用以指示滑环的操作状况的数据并将其传输至接收器，该接收器可用于监测滑环的操作和操作状态。有利地，在一个具体实例中，板的电组件和电子组件由电源提供的电力供电。电源可为内部的，例如通过电池或通过滑环转移使得不需要外部电源、或可为外部的，例如通过有线电源连接。该板可提供滑环总成的原始或经处理操作数据，且也可诊断并传输滑环总成以及板本身组件两者的故障状况。通信例如经由蓝牙或近场通信或经由有线连接以无线方式来实施。板也可在滑环总成外部提供板和/或滑环总成的操作状态的视觉指示。
[0007]在一个具体实例中，该板包括经配置以侦测光的存在及强度的光侦测器。光侦测器可经安置成毗邻于滑环总成的电刷或与其在视线上，使得在电刷失效(其通过火花的存在而显现)的情况下，可侦测到由火花发射的光。该板也可包括额外传感器，诸如温度传感器、湿度传感器、霍尔效应传感器及其类似者。霍尔效应传感器可感测与安置于旋转环上的
磁体的接近度，使得可监测旋转的数目及速率的指示。板上所包括并在板上操作的日期处理软件可将由各种传感器提供的信号或其他信息关联起来，以计算和估计滑环总成的健康状况或操作状况。例如，经过多个连续旋转而在电刷处一贯地存在火花可用来指示电刷或环的故障或即将发生的故障。
附图说明
[0008]图1为根据本专利技术的在其上安装有传感器板的滑环总成的轮廓图，经示出为盖经移除以说明内部组件。
[0009]图2为贯穿图1的滑环总成的剖面图。
[0010]图3为安装于图1中所示出的滑环总成的固定环上的传感器板的部分轮廓图。
[0011]图4为图1的传感器板的例示性示意图。
[0012]图5为根据本专利技术的网络的示意图。
[0013]图6为根据本专利技术的状态流程图。
具体实施方式
[0014]图1中示出滑环总成100的轮廓图，且图2中示出其剖面图。滑环总成100包括空心圆柱形的壳体102(如图2中所示出)，其在图1中经移除以说明其内部组件。在一些具体实例中，壳体102经配置以将滑环总成100的内部结构与环境密封隔离。参考图1及图2，滑环总成100包括一个或多个导电盘104，其与绝缘盘106沿着轴件108交替地安置。每一导电盘104以典型方式电连接至相应导体，该导体延伸穿过轴件108(未示出)或与轴件108整合在一起。定子110包括轴承112，轴承112可旋转地支撑其中的轴件108。定子110进一步包括电刷114，电刷114可滑动但电接合导电盘104。电刷114电连接至延伸穿过定子110的导体(未示出)，使得一个或多个电通路自定子导体延伸穿过电刷114、穿过导电盘104且穿过轴件108导体，而轴件108相对于定子110旋转，或反之亦然。
[0015]轴件108及定子110可由不同结构的总成制成。在所说明的具体实例中，轴件108为空心杆116的总成，空心杆116具有从中穿过延伸的孔118。轮毂120安置于空心杆116的任一端上，且与空心杆116旋转地接合。类似地，定子110包括支撑壳体102及轴承112的轮缘122。如图1中所示出，定子110包括一个或多个细长结构124，其包括螺栓管道126，螺栓管道126容纳有从中穿过的螺栓128以支撑电刷114以及沿滑环总成100的纵轴L用以支撑导电盘104及绝缘盘106的其他结构。关于定子110的导体，电刷114连接至分接头130，分接头130在壳体102内延伸且可用于将导体电连接至电刷114。
[0016]在所说明的具体实例中，滑环总成100进一步包括智能型板200，该智能型板200如图3中所示出安装至定子110的轮缘122上，且其包括操作以监测滑环总成100的操作并且提供各种信号至外部源的各种电子组件，如将在下文中描述。智能型板200可利用由电池或可接线至智能型板200的外部电源提供的电力来操作。在图2中所说明的具体实例中，一对导体202连接至相应分接头130，分接头130在滑环总成100的操作期间承载适当的电压，因此内部地向智能型板200供应电力。
[0017]图3中示出安装至定子110的端部上的智能型板200的轮廓图，且图4中示出智能型板200的示意图。参考此等图，可看到，智能型板200包括电路板204，其上安装有各种电性及
电子组件。在所示出的具体实例中，智能型板200包括磁场传感器(诸如霍尔效应传感器)206，温度与湿度传感器208以及火花传感器210，其在图3中经体现为经配置以感测光辐射的存在及强度的光传感器。也可使用额外传感器并将其安装于电路板204的一侧或另一侧上，此具体取决于传感器类型以及传感器与所监测结构的物理接近度或视线。举例而言，在一个具体实例中，火花传感器210可为适当类型的传感器，其经配置以侦测由电弧引起或由电弧产生或在电弧期间产生的在滑环总成100内所发现的组件及材料的电离或分解，其可在滑环总成100内保持足够长时间以在滑环总成100的密封内部空间内发生火花或电弧之后经侦测到。此类材料可包括在可见、红外或紫外线光谱中发出的闪光、臭氧、氧气、氮氧化物，粉尘及其他者。可用本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种滑环总成，其特征在于，包含：中空圆柱形壳体；转子，其包括一个或多个导电盘，所述转子安置于所述中空圆柱形壳体内，其中所述一个或多个导电盘中的每一者电连接至延伸穿过轴件的至少一部分的相应导体；定子，其连接至所述壳体，所述定子包括连接至所述定子的一个或多个电刷，所述一个或多个电刷可滑动地且电性地接合所述转子的所述一个或多个导电盘，其中所述一个或多个电刷电连接至至少部分地延伸穿过所述定子的定子导体；其中，一个或多个电通路经界定且自所述一个或多个定子导体、所述一个或多个电刷、所述一个或多个导电盘以及所述轴件中的所述相应导体延伸；及智能板，其连接至所述定子，所述智能板包括电子组件，所述电子组件经配置以监测所述滑环总成的操作并向外部源提供信号；其中所述智能板电连接至电源并由所述电源供电。2.如权利要求1所述的滑环总成，其特征在于，所述壳体经配置以使所述转子及所述定子与环境隔离。3.如权利要求1所述的滑环总成，其特征在于，所述一个或多个导电盘沿着所述轴件安置以形成堆栈，且所述滑环总成包含与所述堆栈中的所述一个或多个导电盘交替安置的一个或多个绝缘盘。4.如权利要求1所述的滑环总成，其特征在于，所述电源为以下中的至少一者：安置在所述智能板上的电池，由与所述定子导体中的至少一者连接的导体所提供的电力，以及由连接在所述智能板与在所述壳体的外部的电源之间的导体所提供的电力。5.如权利要求1所述的滑环总成，其特征在于，进一步包含连接至所述定子的轴承，所述轴承将所述轴件可旋转地支撑在所述中空圆柱形壳体内。6.如权利要求1所述的滑环总成，其特征在于，所述智能板的所述电子组件包括多个传感器，所述多个传感器经配置以监测所述电刷的操作。7.如权利要求6所述的滑环总成，其特征在于，所述多个传感器包括磁场传感器、温度传感器、湿度传感器、粉尘传感器及火花传感器。8.如权利要求7所述的滑环总成，其特征在于，所述火花传感器为光传感器，其经配置以感测在所述一个或多个电刷中的一者处经发射作为电弧的光辐射的存在及强度。9.如权利要求7所述的滑环总成，其特征在于，所述火花传感器为气体传感器，其经配置以感测臭氧及氮氧化物中的至少一者在所述壳体内的存在。10.如权利要求1所述的滑环总成，其特征在于，所述智能板的所述电子组件包括一个或多个内存装置、可程序化处理器、功率调节电路、无线信息传输电路及无线信息接收器电路。11.如权利要求10所述的滑环总成，其特征在于，所述智能板的所述电子组件进一步包括与所述可程序化处理器相关联的两个视觉指示器，所述两个视觉指示器经配置以响应于来自所述可程序化处理器的信号而操作以提供视觉信息。12.如权利要求1所述的滑环总成，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：杜博林公司有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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