[发明专利]一种磁流体微型多路旋转电连接器及其设计方法

说明书

本发明涉及一种磁流体微型多路旋转电连接器，包括外壳、两个端盖、两个分线合线盘、两个转子和导电磁流体，端盖设置在外壳两端，外壳与端盖闭合形成内腔，端盖开设有通孔，分线合线盘设置在端盖上，分线合线盘包括分线端和合线端，分线端设置在内腔里，合线端穿过通孔设置在内腔外，转子设置在分线合线盘的分线端，转子上设置有转瓦或转筒，转瓦或转筒内设置有产生轴向磁场的线圈，导电磁流体为带有导电颗粒的磁流体，导电磁流体设置在两个转子之间的间隙内。本发明结构简单，加工成本较低，同时磁流体又具有良好的密封、散热和润滑性能，可应用于灰尘、水下等极端环境，极大地提高了电连接器的响应速度、稳定性、可靠性和经济性。

技术领域

本发明涉及一种多路旋转电连接器，尤其是涉及一种磁流体微型多路旋转电连接器及其设计方法。

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是单路连接，多路旋转的主要依靠电缆之间的绝缘层来实现，一是这种实现方式容易劳损而造成不耐用和连接不可靠的问题，二是这样的结构需要的加工成本较高，导致整个电连接器的成本骤然升高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种磁流体微型多路旋转电连接器及其设计方法，以解决现有的机械结构式电连接器连接不可靠、工作环境要求较多、多路连接成本较高的问题。

为了实现上述的目的，采用如下的技术方案。一种磁流体微型多路旋转电连接器，包括外壳、两个端盖、两个分线合线盘、两个转子和导电磁流体，所述两个端盖分别设置在所述外壳两端，所述外壳与所述端盖闭合形成内腔，所述端盖开设有通孔，所述两个分线合线盘分别设置在所述两个端盖上，所述分线合线盘包括分线端和合线端，所述分线端设置在所述内腔里，所述合线端穿过所述通孔设置在所述内腔外，所述两个转子分别设置在所述两个分线合线盘的分线端，所述转子上设置有转瓦或转筒，所述两个转子上的转瓦或转筒互相交替插入，所述转瓦或转筒内设置有产生轴向磁场的线圈，所述导电磁流体为带有导电颗粒的磁流体，所述导电磁流体设置在所述两个转子之间的间隙内。外壳主要作为旋转电连接器的外部固定件和支撑件。端盖用于封闭内部空间。分线合线盘主要用于输入时将各路电缆分开到各层转瓦或转筒上，输出时保持各路电缆独立的同时将转瓦或转筒上的各个电缆汇合成一股。两个转子主要用于实现相对旋转，并在旋转过程中保持其各个电缆的独立连接。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，转瓦或转筒产生轴向磁场，导电磁流体中的导电颗粒根据磁场方向组装成链，使两个转子互相对应的转瓦或转筒连通，电流从一个分线合线盘的合线端输入，经过分线端，再经过转瓦或转筒，由导电颗粒进入另一分线合线盘的转瓦或转筒，经过分线端后从合线端输出。

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。