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德國KUBLER庫伯勒滑環(huán)的各種類型和用途說明
KUBLER滑環(huán)，就是負(fù)責(zé)為旋轉(zhuǎn)體連通、輸送能源與信號的電氣部件。根據(jù)傳輸介質(zhì)來區(qū)分，KUBLER滑環(huán)分為電KUBLER滑環(huán)、流體KUBLER滑環(huán)、光KUBLER滑環(huán)，也可通俗的統(tǒng)稱為“旋轉(zhuǎn)連通”或“旋通”。KUBLER滑環(huán)通常安裝在設(shè)備的旋轉(zhuǎn)中心，主要由旋轉(zhuǎn)與靜止兩大部分組成。旋轉(zhuǎn)部分連接設(shè)備的旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)并隨之旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，稱為“轉(zhuǎn)子”，靜止部分連接設(shè)備的固定結(jié)構(gòu)的能源，稱為“定子”。
KUBLER滑環(huán)，也稱做旋轉(zhuǎn)電氣接口、電氣旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，可用于任一要求無限制連續(xù)旋轉(zhuǎn)時(shí)從固定結(jié)構(gòu)到旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)傳輸電源和數(shù)據(jù)信號的電統(tǒng)中。
利用導(dǎo)電部件的滑動(dòng)或滾動(dòng)接觸、靜電耦合或電磁耦合，在天線座架轉(zhuǎn)動(dòng)部件與靜止部件之間傳遞電信號和電能的裝置。在轉(zhuǎn)動(dòng)部件上有驅(qū)動(dòng)元件、測量元件和控制元件，必須從機(jī)房向它們輸送控制信號和提供電源。這就需要各種KUBLER滑環(huán)組件來傳輸信號和能量。有的雷達(dá)需要轉(zhuǎn)動(dòng)連接的線路多達(dá)百條以上。KUBLER滑環(huán)組件根據(jù)傳輸信號的頻率高低可分為：低頻KUBLER滑環(huán)、中頻KUBLER滑環(huán)和高頻轉(zhuǎn)動(dòng)鉸鏈。KUBLER滑環(huán)通常僅指前兩種。KUBLER滑環(huán)組件的電性能指標(biāo)是：絕緣電阻、接觸電阻、介質(zhì)強(qiáng)度和串?dāng)_。對于中頻KUBLER滑環(huán)，因?yàn)轭l率較高還要考慮屏蔽、阻抗匹配、噪聲電壓等。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上首先要保證接觸可靠，保證所有的線路連續(xù)接通。因此，要求電刷所用材料的導(dǎo)電性能良好，對KUBLER滑環(huán)的壓強(qiáng)要適當(dāng)，KUBLER滑環(huán)的偏心和晃動(dòng)量小、耐磨性好、摩擦力矩小、便于維護(hù)。
低頻KUBLER滑環(huán)
利用滑動(dòng)接觸來傳輸?shù)皖l信號和能量的KUBLER滑環(huán)組件。通常的KUBLER滑環(huán)有圓柱形KUBLER滑環(huán)和差動(dòng)KUBLER滑環(huán)兩種。圓柱形KUBLER滑環(huán)的導(dǎo)電環(huán)又分為平環(huán)和 V形環(huán)。導(dǎo)電環(huán)的材料通常采用紫銅、黃銅、錢幣銀和金。電刷有鈀、金合金或鍍金的線電刷以及銅石墨合成的電刷。如果KUBLER滑環(huán)數(shù)目較多，圓柱形KUBLER滑環(huán)由上、下兩組電刷和一個(gè)差動(dòng)轉(zhuǎn)接盤組成（圖1），但其軸向尺寸較大，采用差動(dòng)KUBLER滑環(huán)可以顯著地減小軸向尺寸，減小體積和重量。差動(dòng)KUBLER滑環(huán)由上、下兩組電刷和一個(gè)差動(dòng)轉(zhuǎn)接盤組成。上電刷隨天線方位轉(zhuǎn)動(dòng)，下電刷固定不動(dòng)，差動(dòng)轉(zhuǎn)接盤上有上下兩組接觸片，相應(yīng)的接觸片由導(dǎo)線連接，利用差動(dòng)機(jī)構(gòu)使其轉(zhuǎn)速為方位轉(zhuǎn)速的1/2。天線轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),流入每一下電刷的電流，經(jīng)過差動(dòng)轉(zhuǎn)盤上的一條或兩條接觸片電路，從相應(yīng)的上電刷流出，以保證固定部分和轉(zhuǎn)動(dòng)部分之間的電路始終接通。滑動(dòng)接觸式KUBLER滑環(huán)磨損的粉末可能造成環(huán)與環(huán)之間的短路。因此，從結(jié)構(gòu)上應(yīng)保證便于清理，通常用組合式結(jié)構(gòu)，以便現(xiàn)場維修或更換組件。
中頻KUBLER滑環(huán)
用來傳輸雷達(dá)中頻（幾十兆赫）信號和能量的KUBLER滑環(huán)組件。這種KUBLER滑環(huán)頻率較高，需要屏蔽。傳輸12兆赫以下的信號也可以使用普通的KUBLER滑環(huán)。一個(gè)環(huán)接中心導(dǎo)體，一個(gè)環(huán)接電纜的外層作為屏蔽環(huán)（圖2）。傳輸12兆赫以上的信號通常使用同軸線型的屏蔽式KUBLER滑環(huán)。這種KUBLER滑環(huán)的截面為槽形，實(shí)質(zhì)上就是矩形的同軸導(dǎo)體。還有一種電容式中頻KUBLER滑環(huán)（圖3），中心導(dǎo)體是環(huán)狀的，用絕緣墊支撐在屏蔽層內(nèi)，轉(zhuǎn)動(dòng)部分和固定部分之間有一間隙,互不接觸,中頻信號通過電容耦合。在天線轉(zhuǎn)動(dòng)范圍有限的情況下，可以不用KUBLER滑環(huán)，而用電纜卷繞裝置。
近代，在工業(yè)設(shè)備的領(lǐng)域中，多有諸如公轉(zhuǎn)、自轉(zhuǎn)等多元相對運(yùn)動(dòng)的要求。即機(jī)械設(shè)備360°連續(xù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，旋轉(zhuǎn)體上還需要多元運(yùn)動(dòng)。有運(yùn)動(dòng)，就需要能源，如電能源、流體壓力能源等。有時(shí)，也需要控制信號源，如光纖信號、高頻信號等。任何相對連續(xù)旋轉(zhuǎn)360°的電氣部件之間需要傳輸功能電源、弱電信號、光信號、氣壓、水壓、油壓等不同能源介質(zhì)，以確保電器在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)還能自由運(yùn)動(dòng)的機(jī)電設(shè)備，都必須使用旋轉(zhuǎn)連通裝置。
KUBLER滑環(huán)整體依靠彈力搭接原理、滾動(dòng)搭接原理、或密封原理，以及巧妙的運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)與密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、精密的零件制作配合、合理的選材等，構(gòu)成穩(wěn)定可靠的旋轉(zhuǎn)連通系統(tǒng)。只要將KUBLER滑環(huán)附著于無限旋轉(zhuǎn)的設(shè)備上，就可以給旋轉(zhuǎn)體提供動(dòng)力能源，使旋轉(zhuǎn)體在無限旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，還能進(jìn)行其它運(yùn)動(dòng)、或檢測旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下的工作狀況。
也稱為“集電環(huán)”或“匯流環(huán)”。國內(nèi)幾十年前已有成熟的設(shè)計(jì)技術(shù)及成熟的制作工廠，主要傳輸大電流，采用碳刷緊靠銅環(huán)的技術(shù)。缺點(diǎn)：局限于傳輸大電流，而且，因磨擦產(chǎn)生大量碳合金粉，需要定期清理或更換碳刷。由于現(xiàn)代精密電子與精密機(jī)電產(chǎn)品的迅猛發(fā)展，精密電KUBLER滑環(huán)應(yīng)運(yùn)而生。其原本專用于航空、航天等超領(lǐng)域，現(xiàn)在，已普遍用于民用精密電子、電氣設(shè)備。部分系列已制作成通用電氣配件。
電KUBLER滑環(huán)，在所有KUBLER滑環(huán)系列中使用泛，也稱電刷、碳刷、集電環(huán)、集流環(huán)、匯流環(huán)、旋通、旋轉(zhuǎn)電氣關(guān)節(jié)，專用于在無限制連續(xù)旋轉(zhuǎn)時(shí)，傳輸功率電源、信號電源。定子與轉(zhuǎn)子部分分別引出導(dǎo)線連接固定結(jié)構(gòu)與旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的電源與終端電器，并隨之旋轉(zhuǎn)。根據(jù)其整體結(jié)構(gòu)的不同，分為實(shí)圓KUBLER滑環(huán)（在旋轉(zhuǎn)體上挖一個(gè)孔，安裝KUBLER滑環(huán)），空圓KUBLER滑環(huán)（將KUBLER滑環(huán)安裝在旋轉(zhuǎn)軸上），以及分離KUBLER滑環(huán)、扁盤KUBLER滑環(huán)、水銀KUBLER滑環(huán)、特型KUBLER滑環(huán)等等。
KUBLER滑環(huán)，多使用于多功能、高性能、高精密、多元連續(xù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的工業(yè)電氣設(shè)備或精密電子設(shè)備之中，如：航天設(shè)備、雷達(dá)通訊設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備、自動(dòng)加工設(shè)備、冶煉設(shè)備、礦山設(shè)備、電纜設(shè)備、游樂設(shè)備、展示設(shè)備、智能攝像頭、化學(xué)反應(yīng)釜、晶體爐、線材絞線機(jī)、風(fēng)車、機(jī)械臂、機(jī)器人、盾構(gòu)機(jī)、旋轉(zhuǎn)門、測量儀、航模、特種汽車、特種輪船等。KUBLER滑環(huán)為這些機(jī)電設(shè)備實(shí)現(xiàn)復(fù)雜運(yùn)動(dòng)提供可靠的能源與信號傳輸方案。也可以說：KUBLER滑環(huán)，是高級智能運(yùn)動(dòng)設(shè)備的標(biāo)志。
KUBLER滑環(huán)，還可以根據(jù)使用情況制作成各種特殊外形，混合傳輸電源、光源、流體壓力源，或與其它電氣元件配裝使用，如：特殊異形、超大外形，連體齒輪、鏈輪、皮帶輪、插頭，電源與光源混合，電源與壓力流體混合，配裝光、電、聲、溫傳感器、光纖收發(fā)器、壓力表、氣動(dòng)元件等，組合成一種多功能的電氣件總成，以達(dá)到節(jié)省空間、簡化設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的特殊要求。
導(dǎo)電KUBLER滑環(huán)屬于電接觸滑動(dòng)連接應(yīng)用范疇，它又稱集電環(huán)、或稱旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)、旋轉(zhuǎn)電氣接口、KUBLER滑環(huán)、集流環(huán)、回流環(huán)、線圈、換向器、轉(zhuǎn)接器，是實(shí)現(xiàn)兩個(gè)相對轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的圖像、數(shù)據(jù)信號及動(dòng)力傳遞的精密輸電裝置。特別適合應(yīng)用于無限制的連續(xù)旋轉(zhuǎn)，同時(shí)又需要從固定位置到旋轉(zhuǎn)位置傳送功率或數(shù)據(jù)的場所。
其由彈性材料-電刷、滑動(dòng)觸點(diǎn)表面材料-導(dǎo)電環(huán)、絕緣材料、粘結(jié)材料、組合支架、精密軸承、防塵罩及其他
輔助件等組成。
電刷采用貴金屬合金材料，呈“II”型與導(dǎo)電環(huán)環(huán)槽對稱雙接觸，借助電刷的彈性壓力與導(dǎo)電環(huán)環(huán)槽滑動(dòng)接觸來傳遞信號及電流。
精密導(dǎo)電KUBLER滑環(huán)屬于高科技產(chǎn)品，一直以來被應(yīng)用于*事領(lǐng)域，是各種精密轉(zhuǎn)臺、離心機(jī)和慣導(dǎo)設(shè)備的關(guān)鍵器件。
隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，民用領(lǐng)域也越來越多的涉足使用此類產(chǎn)品，用于工業(yè)自動(dòng)系統(tǒng)控制中。在發(fā)達(dá)國家，該類產(chǎn)品已逐漸由產(chǎn)品轉(zhuǎn)化為民用產(chǎn)品，近幾年已實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、批量化生產(chǎn)，被廣泛應(yīng)用于安防、工廠自動(dòng)化、電力、金融、儀表、航空、運(yùn)輸、建筑等機(jī)電設(shè)備上。
電KUBLER滑環(huán)：電KUBLER滑環(huán)顧名思義就是用來導(dǎo)電的KUBLER滑環(huán)在所有KUBLER滑環(huán)系列中使用泛，也稱電刷、碳刷、集電環(huán)、集流環(huán)、匯流環(huán)、旋通、旋轉(zhuǎn)電氣關(guān)節(jié)，專用于在無限制連續(xù)旋轉(zhuǎn)時(shí)，傳輸功率電源、信號電源。定子與轉(zhuǎn)子部分分別引出導(dǎo)線連接固定結(jié)構(gòu)與旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的電源與終端電器，并隨之旋轉(zhuǎn)。根據(jù)其整體結(jié)構(gòu)的不同，分為實(shí)圓KUBLER滑環(huán)（在旋轉(zhuǎn)體上挖一個(gè)孔，安裝KUBLER滑環(huán)），空圓KUBLER滑環(huán)（將KUBLER滑環(huán)安裝在旋轉(zhuǎn)軸上），以及分離KUBLER滑環(huán)、扁盤KUBLER滑環(huán)、水銀KUBLER滑環(huán)、特型KUBLER滑環(huán)等等。
電KUBLER滑環(huán)：就是負(fù)責(zé)為旋轉(zhuǎn)體連通、輸送能源與信號的電氣部件。根據(jù)傳輸介質(zhì)來區(qū)分，KUBLER滑環(huán)分為電KUBLER滑環(huán)、流體KUBLER滑環(huán)、光KUBLER滑環(huán)。也可通俗的統(tǒng)稱為“旋轉(zhuǎn)連通”或“旋通”。 KUBLER滑環(huán)通常安裝在設(shè)備的旋轉(zhuǎn)中心，主要由旋轉(zhuǎn)與靜止兩大部分組成。旋轉(zhuǎn)部分連接設(shè)備的旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)并隨之旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，稱為“轉(zhuǎn)子”，靜止部分連接設(shè)備的固定結(jié)構(gòu)的能源，稱為“定子”。KUBLER滑環(huán)整體依靠彈力搭接原理、滾動(dòng)搭接原理、或密封原理，以及巧妙的運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)與密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、精密的零件制作配合、合理的選材等，構(gòu)成穩(wěn)定可靠的旋轉(zhuǎn)連通系統(tǒng)。只要將KUBLER滑環(huán)附著于無限旋轉(zhuǎn)的設(shè)備上，就可以給旋轉(zhuǎn)體提供動(dòng)力能源，使旋轉(zhuǎn)體在無限旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，還能進(jìn)行其它運(yùn)動(dòng)、或檢測旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下的工作狀況。
