[发明专利]一种模拟真空环境下模块化滚动式导电旋转运动的装置

权利要求书

1.一种模拟真空环境下模块化滚动式导电旋转运动的装置，其特征在于包括：绝缘外壳(1)、滚动导电模块(2)、高压电刷(3)、内环绝缘层(4)、外环绝缘层(5)、负载电阻(6)、绝缘顶丝(9)、绝缘芯轴(10)、真空电机(11)以及环形导电槽(15)；

绝缘外壳(1)为一端开口的空心圆柱结构，两个滚动导电模块(2)设置在绝缘外壳(1)内部且与绝缘外壳(1)同轴；滚动导电模块(2)中部设置有通孔，绝缘芯轴(10)从中穿过，两个滚动导电模块(2)之间以及两个滚动导电模块(2)的外侧均固定安装有绝缘层，所述绝缘层包括内环绝缘层(4)和外环绝缘层(5)，外环绝缘层(5)与滚动导电模块(2)的外廓尺寸一致且与滚动导电模块(2)固定连接，内环绝缘层(4)位于靠近绝缘芯轴(10)一侧，与滚动导电模块(2)中部通孔的外廓尺寸一致且与滚动导电模块(2)固定连接；绝缘芯轴(10)上的凹槽与滚动导电模块(2)以及内绝缘层(4)上的凸台过盈配合连接；

绝缘外壳(1)上设置有圆台孔结构以及多处通孔，通孔用于安装绝缘顶丝(9)，以实现对于滚动导电模块(2)的定位；绝缘外壳(1)外侧还固定有两个环形导电槽(15)，环形导电槽(15)上有向内的楔形圆柱结构，穿过绝缘外壳(1)上的圆台孔结构，插入到滚动导电模块(2)上，楔形圆柱结构用于定位限位；

绝缘外壳(1)的封闭端有凸出轴结构，与真空电机(11)的旋转端连接，在真空电机(11)的驱动下，使得绝缘外壳(1)随之转动；

高压电刷(3)通过环形导电槽(15)与滚动导电模块(2)导通，高压电刷(3)至环形导电槽(15)，再由环形导电槽(15)至滚动导电模块(2)，再至负载电阻(6)形成导电回路；

滚动导电模块(2)包括固定端(12)、旋转端(13)和薄壁弹性环(14)，固定端(12)与绝缘芯轴(10)过盈配合连接，旋转端(13)与绝缘外壳(1)之间通过顶丝(9)相对固定，旋转端(13)与绝缘外壳(1)同步旋转运动，多个薄壁弹性环(14)设置在固定端(12)和旋转端(13)之间且电连通，旋转端(13)转动时带动薄壁弹性环(14)围绕固定端转动，同时薄壁弹性环(14)自身旋转；

环形导电槽(15)为薄壁环形结构，材料为铍青铜，环形导电槽(15)上的楔形圆柱结构插入到滚动导电模块(2)的旋转端(13)中与旋转端(13)固定连接且电连通；

位置固定的高压电刷(3)一端连接高压电源，另一端与环形导电槽(15)之间滑动电接触，高压电刷(3)与环形导电槽(15)之间形成相对转动副；

负载电阻(6)连接在两个滚动导电模块(2)的固定端之间，高压电刷(3)通过环形导电槽(15)与滚动导电模块(2)的旋转端(13)导通，高压电刷(3)至环形导电槽(15)，再由环形导电槽(15)依次至滚动导电模块(2)的旋转端(13)、薄壁弹性环(14)、固定端(12)，再至负载电阻(6)形成导电回路；

绝缘外壳(1)、内环绝缘层(4)、外环绝缘层(5)、绝缘顶丝(9)以及绝缘芯轴(10)均采用绝缘材料，为聚醚醚酮。

2.根据权利要求1所述的一种模拟真空环境下模块化滚动式导电旋转运动的装置，其特征在于：外环绝缘层(5)和内环绝缘层(4)均为空心圆柱结构，圆周均布4处通孔。

3.根据权利要求2所述的一种模拟真空环境下模块化滚动式导电旋转运动的装置，其特征在于：滚动导电模块(2)与内环绝缘层(4)之间通过第二绝缘螺钉螺母(8)固定连接，滚动导电模块(2)与外环绝缘层(5)之间通过第一绝缘螺钉螺母(7)固定连接，滚动导电模块(2)与内环绝缘层(4)上设置的通孔用于穿过绝缘螺钉螺母。

4.根据权利要求1所述的一种模拟真空环境下模块化滚动式导电旋转运动的装置，其特征在于：真空电机(11)的旋转端和绝缘外壳(1)封闭端的凸出轴结构之间通过顶丝(9)定位。

5.根据权利要求4所述的一种模拟真空环境下模块化滚动式导电旋转运动的装置，其特征在于：真空电机(11)的旋转端、绝缘外壳(1)封闭端的凸出轴结构以及绝缘芯轴(10)同轴。