Многоканальное токосъемное устройство

Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована в подъемно-транспортных машинах. Токосъемное устройство содержит траверсу с кожухом, снабженную поводком для соединения с поворотной частью машины, и размещенную в полости кожуха токосъемную часть, включающую в себя группу неповоротных электроконтактов, по крайней мере, две группы поворотных электроконтактов с подсоединенными к ним проводами для подключения к внешнему оборудованию и центрирующее устройство, включающее в себя дополнительную радиальную подшипниковую опору, связанную с группой неповоротных контактов. Неповоротные электроконтакты выполнены в виде плоских токопроводящих колец, имеющих на внутренней цилиндрической поверхности элемент в виде выступа для подсоединения провода и, по крайней мере, два ушка с отверстиями под крепежные элементы. Поворотные электроконтакты выполнены многолепестковыми из токопроводящего материала и закреплены на планках с образованием контактных групп, в каждой из которых контактные площадки лепестков поворотных электроконтактов поджаты к противоположным контактным поверхностям плоского токопроводящего кольца. Технический результат от использования полезной модели - повышение эксплуатационной надежности многоканального токосъемного устройства. 14 з.п. ф-лы, 9 илл.

Область техники

Полезная модель относится к электротехнике, и может быть использована в подъемно-транспортных машинах, например, в автогидроподъемниках и автокранах, для передачи электроэнергии и электрических сигналов с неповоротной части машин на поворотную и наоборот.

Уровень техники

Известно многоканальное токосъемное устройство, устанавливаемое на автокраны с гидроприводом. Устройство содержит траверсу с осевым отверстием, снабженную поводком для соединения с поворотной частью машины, кожухом и двумя стойками, выполненными в виде шпилек для крепления кожуха на траверсе с надетыми на их стержни изоляционными элементами. На траверсе смонтирована токосъемная часть, включающая одну группу неповоротных контактов в виде набора изолированных друг от друга и от траверсы токопроводящих колец с подсоединенными к их внутренним поверхностям проводами, снабженную установленным в отверстии траверсы опорным элементом в виде стакана с фланцем, скрепляемым с неповоротной частью машины, и две группы поворотных контактов прижимного типа, каждая из которых включает в себя закрепленные на соответствующей стойке хомуты с подсоединенными к ним проводами и шарнирно закрепленными на каждом хомуте двумя подпружиненными щеткодержателями, на свободных концах которых закреплены щетки, контактирующие с внешней цилиндрической поверхностью токопроводящего кольца (Полосин М.Д. Устройство и эксплуатация подъемно-транспортных и строительных машин: Учеб. для нач. проф. образования - М.: ИРПО; Изд. центр «Академия», 1999, 101-102, рис.48).

Данное токосъемное устройство обладает недостаточной эксплуатационной надежностью из-за ограниченной вибростойкости.

Известно также многоканальное токосъемное устройство, встроенное в гидравлический коммутационный соединитель краноманипуляторной установки Устройство содержит жестко скрепленный с неповоротной деталью гидравлического коммуникационного соединителя корпус, внутри которого размещен установленный на подшипниковых опорах скольжения центральный вал с выходным хвостовиком, закрепляемым на поворотной детали гидравлического коммуникационного соединителя, и токосъемную часть из группы кинематически соединенных с корпусом и центральным валом и взаимодействующих между собой неповоротных и поворотных электроконтактов поджимного типа, сообщенных посредством проводов с внешними электрическими присоединителями. Неповоротные электроконтакты выполнены в виде плоских металлических колец с парой диаметрально приклепанных к ним с одной из сторон двухлепестковых контактов из обладающего пружинными свойствами токопроводящего материала, например бериллиевой бронзы, а поворотные - в виде плоских металлических колец. Неповоротные и поворотные электроконтакты токосъемной части пространственно сгруппированы в располагаемый во внутренней полости корпуса блок из соответствующих контактных пар. Контактные пары блока токоизолированы друг от друга и от корпуса посредством размещенных между ними и кинематически соединенных с корпусом плоских кольцевых разъединителей из диэлектрического материала с антифрикционными свойствами, например полиамида (RU 2193810 C2, H01R 39/02, H01R 39/08, 27.11.2002).

Данное токосъемное устройство также обладает недостаточной эксплуатационной надежностью из-за ограниченной вибростойкости. Кроме того устройство обладает ограниченным ресурсом работы, так как контакт перемещается относительно контактного кольца на фиксированном диаметре.

Наиболее близким к заявляемой полезной модели по совокупности существенных признаков является многоканальное токосъемное устройство, преимущественно для подъемно-транспортных машин, содержащее траверсу с кожухом, снабженную поводком для соединения с поворотной частью машины, и размещенную в полости кожуха токосъемную часть, включающую в себя группу неповоротных электроконтактов, три группы поворотных электроконтактов с подсоединенными к ним проводами для подключения к внешнему оборудованию и центрирующее устройство. Группа неповоротных электроконтактов включает в себя установленный в радиальной подшипниковой опоре траверсы опорный элемент в виде стакана с фланцем, скрепляемым с неповоротной частью машины, и размещенный на торце стакана набор изолированных друг от друга и от траверсы токопроводящих колец с установленными на его торцах опорными кольцами, стянутых в единый узел с помощью крепежных элементов. Три группы поворотных контактов смонтированы на траверсе с помощью шпилек с возможностью взаимодействия поворотных и неповоротных электроконтактов, и свободные концы шпилек связаны между собой с помощью платформы. Каждая группа поворотных электроконтактов включает в себя установленные на шпильке хомуты с шарнирно закрепленными на каждом хомуте двумя подпружиненными щеткодержателями, на свободных концах которых закреплены щетки, контактирующие с внешней цилиндрической поверхностью токопроводящего кольца. Центрирующее устройство включает в себя радиальную подшипниковую опору траверсы и дополнительную радиальную подшипниковую опору, связанную с группой неповоротных контактов. Дополнительная опора установлена в дополнительном стакане с фланцем, закрепленным на донной части кожуха (RU 73554 U1, H01R 39/00, B66C 13/12, 20.05.2008, фиг.4).

Данное токосъемное устройство, также как и устройство по патенту RU 2193810, обладает недостаточной эксплуатационной надежностью из-за ограниченной вибростойкости, и ограниченным ресурсом работы, так как контакт перемещается относительно контактного кольца на фиксированном диаметре.

Раскрытие полезной модели

Задачей настоящей полезной модели является разработка многоканального токосъемного устройства, обладающего повышенной эксплуатационной надежностью.

Дополнительные решаемые задачи и преимущества заявленной полезной модели будут понятны из последующего описания.

Решение поставленных задач и достижение технического результата обеспечивается тем, что в токосъемном устройстве, преимущественно для подъемно-транспортных машин, содержащем траверсу с кожухом, снабженную поводком для соединения с поворотной частью машины, и размещенную в полости кожуха токосъемную часть, включающую в себя группу неповоротных электроконтактов, по крайней мере, две группы поворотных электроконтактов с подсоединенными к ним проводами для подключения к внешнему оборудованию и центрирующее устройство, при этом группа неповоротных электроконтактов включает в себя установленный в радиальной подшипниковой опоре траверсы опорный элемент в виде стакана с фланцем, скрепляемым с неповоротной частью машины, и размещенный на торце стакана набор изолированных друг от друга и от траверсы токопроводящих колец с установленными на его торцах опорными кольцами, стянутых в единый узел с помощью крепежных элементов, группы поворотных контактов смонтированы на траверсе с помощью шпилек с возможностью взаимодействия поворотных и неповоротных электроконтактов, и свободные концы шпилек связаны между собой с помощью платформы, а центрирующее устройство включает в себя указанную радиальную подшипниковую опору траверсы и дополнительную радиальную подшипниковую опору, связанную с группой неповоротных контактов, согласно полезной модели, неповоротные электроконтакты выполнены в виде плоских токопроводящих колец, имеющих на внутренней цилиндрической поверхности элемент в виде выступа для подсоединения провода и, по крайней мере, два ушка с отверстиями под крепежные элементы, а поворотные электроконтакты выполнены многолепестковыми из токопроводящего материала, обладающего пружинными свойствами, и закреплены на планках, выполненных из электроизоляционного материала, с образованием контактных групп, в каждой из которых контактные площадки лепестков поворотных электроконтактов поджаты к противоположным контактным поверхностям плоского токопроводящего кольца.

Достижению технического результата способствуют также частные существенные признаки полезной модели.

Плоские токопроводящие кольца выполнены из диэлектрического материала с токопроводящим покрытием.

Плоские токопроводящие кольца выполнены из нержавеющей стали.

Выступы плоских токопроводящих колец соединены с проводами с помощью наконечников.

Каждая контактная группа поворотных электроконтактов образована двумя двухлепестковыми электроконтактами, закрепленными на противоположных поверхностях планки напротив друг друга и электрически соединенными между собой.

В каждой контактной группе многолепестковые поворотные электроконтакты выполнены за одно целое из пластины, в одном из торцов которой выполнены продольные прорези, образующие внешние и внутренние лепестки, с контактными площадками, поджимаемыми к противоположным контактным поверхностям плоского токопроводящего кольца, при этом пластина с лепестками закреплена на одной из поверхностей планки.

В каждой группе поворотных электроконтактов планки с закрепленными на них многолепестковыми электроконтактами выполнены с двумя отверстиями, расположенными по обе стороны относительно контактной группы, и каждая группа поворотных контактов смонтирована на траверсе с помощью двух шпилек, пропущенных через указанные отверстия планок, при этом одно из отверстий в каждой планке выполнено с гарантированным зазором, и планки с закрепленными на них многолепестковыми электроконтактами установлены на шпильках с возможностью поворота их относительно одной из шпилек в пределах указанного зазора.

В каждой контактной группе контактные площадки лепестков поворотных электроконтактов, поджимаемых к противоположным контактным поверхностям плоского токопроводящего кольца, расположены на разных расстояниях от оси, проходящей через центры отверстий в указанной планке.

Центрирующее устройство токосъемной части снабжено центрирующим элементом, выполненным в виде цилиндрической стойки, пропущенной через указанный набор плоских токопроводящих колец и установленные на его торцах опорные кольца, один конец которого закреплен в центральной части фланца стакана, а другой конец взаимодействует с дополнительной радиальной подшипниковой опорой, закрепленной в центральной части указанной платформы.

В центрирующем устройстве токосъемной части дополнительная радиальная подшипниковая опора закреплена на нижней поверхности платформы и взаимодействует со стаканом, закрепленным на опорном кольце, установленном на свободном торце набора изолированных друг от друга и от траверсы токопроводящих колец.

По крайней мере, в одном из каналов устройства контактные группы поворотных контактов расположены в одной плоскости и электрически соединены между собой с помощью проводов.

По крайней мере, один из его каналов для односторонней или двухсторонней передачи информационных или управляющих сигналов включает в себя расположенный на траверсе блок согласования протоколов передачи данных по проводной линии связи.

Блок согласования выполнен на основе микроконтроллера.

Блок согласования выполнен в виде модуля, закрепленного на траверсе между двумя группами поворотных электроконтактов.

Устройство снабжено внешним или встроенным датчиком азимута.

Сущность предложенного технического решения заключается в следующем.

Выполнение неповоротных электроконтактов в виде плоских токопроводящих колец, а поворотных электроконтактов - многолепестковыми из токопроводящего материала, обладающего пружинными свойствами, и закрепление их на планках, выполненных из электроизоляционного материала, с образованием контактных групп, в каждой из которых лепестки поворотных электроконтактов поджаты к противоположным контактным поверхностям плоского токопроводящего кольца, повышает эксплуатационную надежность устройства в жестких условиях эксплуатации при вибрационных нагрузках, так как при ослаблении контактного усилия при вибрации электроконтактов с одной стороны плоского токопроводящего кольца, происходит увеличение контактного усилия с другой его стороны. При этом расположение на внутренней цилиндрической поверхности плоского токопроводящего кольца элемента в виде выступа обеспечивает возможность соединения токопроводящего кольца с проводом с помощью наконечника без применения пайки, что упрощает технологию сборки неповоротных контактов в единый узел, а расположение на внутренней торцевой поверхности плоского токопроводящего кольца, по крайней мере, двух ушек с отверстиями под крепежные элементы, исключает возможность смещения токопроводящих колец во время эксплуатации под действием вибрационных нагрузок и упрощает процесс центрирования данных колец друг относительно друга.

Выполнение плоских токопроводящих колец из диэлектрического материала с токопроводящим покрытием дает возможность изготавливать их из известных, широко используемых в электротехнике материалов, например, из фольгированного стеклотекстолита с двумя внешними токопроводящими слоями.

Выполнение плоских токопроводящих колец из нержавеющей стали, обладающей химической инертностью, предотвращает коррозию токопроводящих колец при жестких условиях эксплуатации токосъемного устройства, что также повышает его эксплуатационную надежность, а также предотвращает изменение переходного сопротивления и появление в зоне контакта ЭДС в зависимости от наличия окислов в этой зоне, запыленности, влажности воздуха и т.п.

Образование каждой контактной группы поворотных электроконтактов двумя двухлепестковыми электроконтактами, закрепленными на противоположных поверхностях планки напротив друг друга и электрически соединенными между собой, позволяет использовать в предлагаемом токосъемном устройстве известные, серийно изготавливаемые контакты.

Выполнение в каждой контактной группе многолепестковых поворотных электроконтактов за одно целое из пластины, в одном из торцов которой выполнены продольные прорези, образующие внешние и внутренние лепестки, с контактными площадками, поджимаемыми к противоположным контактным поверхностям плоского токопроводящего кольца, при этом пластина с лепестками закреплена на одной из поверхностей планки, упрощает конструкцию контактной группы и технологию ее изготовления.

Предлагаемое выполнение планки с закрепленными на них поворотными многолепестковыми электроконтактами обеспечивает возможность увеличения ширины контактных дорожек, на которых происходит взаимодействие неповоротных и поворотных контактов, путем смещения группы поворотных электроконтактов под действием силы трения, возникающей при взаимодействии неповоротных и поворотных электроконтактов, относительно одного их элементов крепления данной группы на траверсе в пределах указанного зазора, что приводит к меньшему по глубине износу из-за большей площади контактирования поворотных электроконтактов и плоского токопроводящего кольца при работе устройства, что в свою очередь приводит к увеличению ресурса контактной группы. Уменьшение глубины проникновения электроконтактов в плоское токопроводящее кольцо при износе улучшает условия токосъема вследствие меньшего изменения контактного давления.

Расположение в каждой контактной группе контактных площадок лепестков поворотных электроконтактов, поджимаемых к противоположным контактным поверхностям плоского токопроводящего кольца, на разных расстояниях от оси, проходящей через центры отверстий в планке обеспечивает возможность смонтировать контактные группы поворотных контактов на траверсе без использования набора колец, отделяющих планки друг от друга.

Предлагаемое выполнение центрирующих устройств исключает возможность смещения поворотных и неповоротных электроконтактов друг относительно друга под действием вибрационных нагрузок.

Расположение, по крайней мере, в одном из каналов токосъемного устройства контактных групп поворотных контактов в одной плоскости и электрическое соединение их между собой с помощью проводов позволяет уменьшить токовую нагрузку на один контакт.

Включение, по крайней мере, в один из каналов токосъемного устройства блока согласования протоколов передачи данных с расположением его на траверсе по проводной линии связи обеспечивает передачу информационных или управляющих сигналов в данном канале между электронными блоками, установленными на неповоротной и поворотной частях машины.

Выполнение блока согласования на основе микроконтроллера упрощает его конструкцию и делает его универсальным для согласования различных проводных протоколов за счет использования различных ветвей программы, прошитой в памяти микроконтроллера.

Выполнение блока согласования в виде модуля, закрепленного на траверсе между двумя группами поворотных электроконтактов, повышает ремонтопригодность данного блока и снижает трудоемкость его изготовления.

Снабжение устройства внешним или встроенным датчиком азимута, обеспечивает возможность дистанционного управления поворотом подвижной части машины для исключения возможности выхода расположенного на ней оборудования за пределы рабочей зоны без монтажа дополнительных устройств на поворотной части подъемно транспортной машины.

Приведенные далее описание предлагаемой предлагаемого многоканального токосъемного устройства и сопровождающие чертежи предназначены только для иллюстрации полезной модели и ни в коем случае не ограничивают объема формулы полезной модели.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 приведено предлагаемое многоканальное токосъемное устройство, общий вид; на фиг.2 - разрез -A на фиг.1, на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - второй пример исполнения токосъемного устройства; на фиг.5 - разрез В-В на фиг.4; на фиг.6 - разрез Г-Г на фиг.4; на фиг.7 - токосъемное устройство с внешним датчиком азимута; на фиг.8 - вид Д сверху на токосъемное устройство; на фиг.9 - токосъемное устройство со встроенным датчиком азимута. На приведенных рисунках одни и те же детали обозначены одинаковыми позициями.

Осуществление полезной модели

Многоканальное токосъемное устройство содержит основание в виде траверсы 1, снабженной поводком 2 для соединения с поворотной частью машины, закрепленный на траверсе кожух 3 и размещенную в полости кожуха токосъемную часть, включающую в себя одну группу 4 неповоротных электроконтактов и три группы 5 поворотных электроконтактов с подсоединенными к ним проводами 6 и 7, снабженными наконечниками 8 для подключения к внешнему оборудованию, расположенному соответственно на неповоротной и поворотной частях машины.

Группа 4 неповоротных электроконтактов включает в себя установленный в радиальной подшипниковой опоре 9 траверсы 1 опорный элемент в виде стакана 10 с фланцем 11 в виде диска, скрепляемым с неповоротной частью машины. На торце стакана 10 размещен набор неповоротных электроконтактов, выполненных в виде плоских токопроводящих колец 12, изолированных друг от друга и от траверсы с помощью изоляционных колец 13. Набор неповоротных электроконтактов снабжен размещенными на его торцах двумя опорными кольцами 14 и 15.

Плоские токопроводящие кольца 12 выполнены с расположенными на их внутренних цилиндрических поверхностях одним соединительным элементом в виде выступа 16, и тремя ушками 17 с отверстиями 18. Кольца 12 могут быть выполнены из нержавеющей стали для токосъемных устройств, работающих в неблагоприятных условиях, но они могут быть выполнены также из сплавов, традиционно используемых в электротехнике для изготовления контактных пар, например, из меди, латуни, бронзы, или из других современных токопроводящих материалов, в том числе композиционных, или из диэлектрических материалов с токопроводящим покрытием, например, из фольгированных материалов, имеющих два внешних токопроводящих слоя. В этом случае кольца выполняются из пластины с отверстиями 19 в выступах 16, через которые пропускаются концы проводов 6 и припаиваются к обоим токопроводящим слоям.

Набор неповоротных электроконтактов с размещенными на его торцах двумя опорными кольцами 14 и 15 смонтирован на опорном элементе в виде стакана 10 с фланцем 11 с помощью трех шпилек 20, закрепленных на фланце стакана, стянут в единый узел с помощью гаек 21.

К выступам 16 колец 12 подсоединены провода 6 с помощью наконечников 22. Провода 6 собраны в жгут 23, пропущенный через отверстие 24 во фланце 11 стакана 10, и снабжены на свободных концах наконечниками 8 для подключения к внешнему оборудованию, расположенному на неповоротной части машины. Соединение проводов 6 к выступам 16 колец 12 может быть выполнено также иным способом, например, пайкой или сваркой, что повышает вибростойкость токосъемного устройства.

Три группы 5 поворотных контактов расположены на траверсе 1 на равном угловом расстоянии друг от друга с возможностью взаимодействия поворотных и неповоротных электроконтактов.

Каждая группа 5 поворотных электроконтактов включает в себя набор планок 25 с закрепленными на них двухлепестковыми электроконтактами 26, и набор колец 27, отделяющих планки 25 друг от друга. Планки 25 и кольца 27 выполнены из электроизоляционного материала, а двухлепестковые электроконтакты 26 выполнены из термообработанной бериллиевой бронзы, обладающей пружинными свойствами. Электроконтакты 26 закреплены на каждой планке 25 попарно напротив друг друга с помощью заклепок 28 и электрически соединены между собой с образованием контактной группы 29. По крайней мере, в одном из каналов токосъемного устройства все контактные группы 29 взаимодействуют с контактными поверхностями одного плоского кольца 12 и электрически соединены между собой. На фиг.4 показано, в частности, такое расположение контактных групп 29 в четырех каналах снизу.

Планки 25 с закрепленными на ней двухлепестковыми электроконтактами 26 выполнены с двумя отверстиями 30 и 31, расположенными по обе стороны относительно контактной группы 29. При этом одно из отверстий, например отверстие 31, как это показано на фиг.2, выполнено по диаметру больше, чем отверстие 30.

Группа 5 поворотных электроконтактов смонтирована на траверсе 1 с помощью двух шпилек 32 и 33, пропущенных через отверстия 30 и 31 планок 25. Элементы данной группы стянуты в единый узел с помощью гаек 34 с возможностью поворота планок 25, с закрепленными на них двухлепестковыми электроконтактами 26, относительно шпильки 32 в пределах зазора между поверхностью отверстия 31 и поверхностью шпильки 33. Свободные концы шпилек 32 и 33 связаны между собой с помощью платформы 35, выполненной в виде плоского кольца с отверстиями под резьбовые части шпилек 32 и 33.

Токосъемная часть содержит также дополнительную радиальную подшипниковую опору 36, закрепленную на верхней поверхности платформы 35 в ее центральной части, и центрирующий элемент 37, выполненный в виде цилиндрической стойки, пропущенной через набор плоских колец 12 и опорные металлические кольца 14 и 15, один конец которой закреплен в центральной части фланца 11 стакана 10, а другой конец взаимодействует с радиальной подшипниковой опорой 36. Радиальные подшипниковые опоры 9 и 36 совместно с центрирующим элементом 37 образуют центрирующее устройство токосъемной части.

Один из каналов предлагаемого устройства, предназначенный для односторонней или двухсторонней передачи информационных или управляющих сигналов, включает в себя блок 38 согласования протоколов передачи данных по проводной линии связи, выполненный на основе микроконтроллера в виде герметизированного модуля, закрепленного на траверсе 1 между двумя группами 5 поворотных электроконтактов.

К контактным группам 29 трех групп поворотных контактов припаяны провода 7, собранные в жгут 39, пропущенный через отверстие 24 в траверсе 1.

Сборка предлагаемого многоканального токосъемного устройства может быть произведена по известным правилам и не представляет труда для специалистов.

Многоканальное токосъемное устройство работает следующим образом.

При вращении поворотной части подъемно-транспортной машины, например, поворотной платформы крана, приводится во вращение траверса 1, связанная с поворотной частью машины с помощью поводка 2. Контактные площадки лепестков электроконтактов 26 скользят по противоположным поверхностям плоских металлических колец 12, обеспечивая электрическое соединение между собой электрооборудования, расположенного на неповоротной и поворотной части подъемно-транспортной машины.

Описанное многоканальное токосъемное устройство является лишь частным примером реализации предлагаемой полезной модели. Понятно, что в зависимости от типа крана, подъемника или другой машины может меняться конструкция данного устройства и его основных узлов при сохранении сути предложенной полезной модели.

На фиг.5 показан второй пример исполнения многоканального токосъемного устройство, отличающийся от первого примера исполнения конструктивным выполнением многолепестковых поворотных электроконтактов.

По данному примеру исполнения токосъемного устройства многолепестковые поворотные электроконтакты 40 выполнены за одно целое из одной пластины путем выполнения в ее торце трех параллельных продольных прорезей 41, с последующим формированием четырех контактных лепестков путем их отгиба попарно по разные стороны относительно геометрической плоскости пластины. Затем поворотные контакты 40 подвергаются термообработке для придания им пружинных свойств и крепятся с помощью заклепок 28 на планках 25 с образованием контактных групп 42.

Сборка многоканального токосъемного устройства по второму примеру исполнения производится так, чтобы контактные площадки лепестков поворотных электроконтактов 40 были поджаты попарно к противоположным контактным поверхностям плоского токопроводящего кольца 12. При этом в данном токосъемном устройстве, в отличие от токосъемного устройства по первому примеру исполнения, показанного на фиг.1, отсутствуют кольца, отделяющие планки 25 друг от друга, так как контактные группы 42 сохраняют свое пространственное положение на шпильках 32 и 33 за счет того, что в каждой контактной группе контактные площадки лепестков поворотных электроконтактов 40, поджимаемых к противоположным контактным поверхностям плоского токопроводящего кольца 12, расположены на разных расстояниях L₁ и L₂ от оси, проходящей через центры отверстий 30 и 31 планок 25. При этом расстояние L₂ больше, чем расстояние L₁.

Токосъемное устройство по данному примеру исполнения работает аналогично устройству, описанному выше.

На фиг.7 показан третий пример исполнения многоканального токосъемного устройства, снабженного внешним датчиком 43 азимута. Конструкция данного датчика не является предметом правовой охраны данной полезной модели. В предлагаемом устройстве может быть использован, например, потенциометрический датчик азимута ДА-2, выполненный приводным от поворотной платформы крана и серийно выпускаемый ЗАО ИТЦ «КРОС», или датчик азимута по патенту RU 94332 U1.

Датчик 43 азимута включает в себя основание 44 с фигурным отверстием 45 для поводка 46, закрепленного на кожухе 3 токосъемного устройства, размещенный на основании преобразователь 47 угла поворота подвижной части подъемно-транспортной машины в электрический сигнал, выполненный в виде магнитного энкодера, имеющего собственный вал 48 с закрепленным на нем постоянным магнитом и магниточувствительную микросхему-преобразователь (на чертеже не показаны). Кроме того датчик 43 азимута содержит зубчатую передачу, включающую ведущее зубчатое колесо 49, ось 50 которого установлена в закрепленном на основании 44 подшипнике 51 и имеет резьбовое отверстие для крепления датчика 43 на неподвижной оси токосъемного устройства, и находящееся в зацеплении с ведущим зубчатым колесом 49 ведомое зубчатое колесо 52, связанное с концом вала 48 магнитного энкодера. В качестве неподвижной оси токосъемного устройства использован центрирующий элемент 37, пропущенный через выполненное в кожухе 3 центральное отверстие 53. Центрирующий элемент 37 связан с ведущим зубчатым колесом 49 с помощью втулки 54, ввернутой в резьбовое отверстие оси 50 ведущего зубчатого колеса 49. Центрирующий элемент 37 может быть выполнен пустотелым в виде трубки, как это показано на фиг.7, через которую пропускается трос, используемый для дистанционного управления подачей топлива в двигательную установку, расположенную на неповоротной части подъемно-транспортной машины из поворотной части машины.

При вращении поворотной части подъемно-транспортной машины, например, поворотной платформы крана, поводок 46 поворачивает основание 44 с закрепленным на нем преобразователем 47 относительно ведущего зубчатого колеса 49. При этом поворачивается также ведомое зубчатое колесо 52 и связанный с ним вал 48 магнитного энкодера. Магнитный энкодер регистрирует прохождение магнитных полюсов вращающегося постоянного магнита непосредственно вблизи чувствительного элемента (микросхемы-преобразователя), преобразуя эти данные в соответствующий электрический сигнал, поступающий по кабельной линии связи в регистрирующую аппаратуру. Работа самого токосъемного устройства аналогична работе токосъемного устройства по первому примеру исполнения.

На фиг.9 показан четвертый пример исполнения многоканального токосъемного устройства, снабженного встроенным датчиком 55 азимута. Конструкция данного датчика не является предметом правовой охраны данной полезной модели. В токосъемном устройстве может быть использован, например, датчик угла поворота, конструкция которого приведена в описании к патенту RU 120635 U1.

Датчик 55 азимута включает в себя установленный на верхней поверхности платформы 35 в ее центральной части преобразователь угла поворота подвижной части подъемно-транспортной машины в электрический сигнал, выполненный в виде магнитного энкодера, имеющего собственный вал 56 с закрепленным на нем постоянным магнитом и магниточувствительную микросхему-преобразователь.

Токосъемное устройство по данному примеру исполнения отличается также от описанных выше устройств тем, что в его токосъемной части отсутствует центрирующий элемент 37. При этом дополнительная радиальная подшипниковая опора 36 закреплена в центральной части платформы 35 на ее нижней поверхности и взаимодействует со стаканом 57, закрепленным на опорном кольце 15. Радиальные подшипниковые опоры 9 и 36 совместно со стаканом 57, закрепленном на опорном кольце 15, и шпильками 19 образуют центрирующее устройство токосъемной части.

Вал 56 магнитного энкодера кинематически связан с неподвижной частью токосъемника (группой 4 неповоротных контактов) с возможностью компенсации его радиальных, угловых и осевых смещений относительно продольной оси опорного элемента в виде стакана 10 с фланцем 11. Для этого вал 56 магнитного энкодера снабжен поводком 58, на свободном конце которого выполнена радиальная прорезь, а группа неповоротных контактов токосъемника снабжена выступом, расположенным в указанной прорези. В качестве указанного выступа использована концевая часть одной из шпилек 19.

Работа самого токосъемного устройства, приведенного на фиг.9, аналогична работе токосъемного устройства по первому примеру исполнения.

При вращении подвижной части подъемно-транспортной машины поводок 58, поворачивает платформу 35 с установленным на ней магнитным энкодером. Магнитный энкодер регистрирует прохождение магнитных полюсов вращающегося постоянного магнита непосредственно вблизи чувствительного элемента (микросхемы-преобразователя), преобразуя эти данные в соответствующий электрический сигнал, поступающий по кабельной линии связи в регистрирующую аппаратуру.

Все элементы и узлы предлагаемого многоканального токосъемного устройства, не раскрытые в настоящей заявке, известны из уровня техники и не являются предметом правовой охраны данной полезной модели.

Промышленная применимость

Заявленное устройство может быть изготовлено промышленным способом на приборостроительном предприятии с использованием известных материалов и технологий.

1. Многоканальное токосъемное устройство, преимущественно для подъемно-транспортных машин, содержащее траверсу с кожухом, снабженную поводком для соединения с поворотной частью машины, и размещенную в полости кожуха токосъемную часть, включающую в себя группу неповоротных электроконтактов, по крайней мере, две группы поворотных электроконтактов с подсоединенными к ним проводами для подключения к внешнему оборудованию и центрирующее устройство, при этом группа неповоротных электроконтактов включает в себя установленный в радиальной подшипниковой опоре траверсы опорный элемент в виде стакана с фланцем, скрепляемым с неповоротной частью машины, и размещенный на торце стакана набор изолированных друг от друга и от траверсы токопроводящих колец с установленными на его торцах опорными кольцами, стянутых в единый узел с помощью крепежных элементов, группы поворотных контактов смонтированы на траверсе с помощью шпилек с возможностью взаимодействия поворотных и неповоротных электроконтактов, и свободные концы шпилек связаны между собой с помощью платформы, а центрирующее устройство включает в себя указанную радиальную подшипниковую опору траверсы и дополнительную радиальную подшипниковую опору, связанную с группой неповоротных контактов, отличающееся тем, что неповоротные электроконтакты выполнены в виде плоских токопроводящих колец, имеющих на внутренней цилиндрической поверхности элемент в виде выступа для подсоединения провода и, по крайней мере, два ушка с отверстиями под крепежные элементы, а поворотные электроконтакты выполнены многолепестковыми из токопроводящего материала, обладающего пружинными свойствами, и закреплены на планках, выполненных из электроизоляционного материала, с образованием контактных групп, в каждой из которых контактные площадки лепестков поворотных электроконтактов поджаты к противоположным контактным поверхностям плоского токопроводящего кольца.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что плоские токопроводящие кольца выполнены из диэлектрического материала с токопроводящим покрытием.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что плоские токопроводящие кольца выполнены из нержавеющей стали.

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что выступы плоских токопроводящих колец соединены с проводами с помощью наконечников.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что каждая контактная группа поворотных электроконтактов образована двумя двухлепестковыми электроконтактами, закрепленными на противоположных поверхностях планки напротив друг друга и электрически соединенными между собой.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в каждой контактной группе многолепестковые поворотные электроконтакты выполнены за одно целое из пластины, в одном из торцов которой выполнены продольные прорези, образующие внешние и внутренние лепестки, с контактными площадками, поджимаемыми к противоположным контактным поверхностям плоского токопроводящего кольца, при этом пластина с лепестками закреплена на одной из поверхностей планки.

7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в каждой группе поворотных электроконтактов планки с закрепленными на них многолепестковыми электроконтактами выполнены с двумя отверстиями, расположенными по обе стороны относительно контактной группы, и каждая группа поворотных контактов смонтирована на траверсе с помощью двух шпилек, пропущенных через указанные отверстия планок, при этом одно из отверстий в каждой планке выполнено с гарантированным зазором, и планки с закрепленными на них многолепестковыми электроконтактами установлены на шпильках с возможностью поворота их относительно одной из шпилек в пределах указанного зазора.

8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что в каждой контактной группе контактные площадки лепестков поворотных электроконтактов, поджимаемых к противоположным контактным поверхностям плоского токопроводящего кольца, расположены на разных расстояниях от оси, проходящей через центры отверстий в указанной планке.

9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что центрирующее устройство токосъемной части снабжено центрирующим элементом, выполненным в виде цилиндрической стойки, пропущенной через указанный набор плоских токопроводящих колец и установленные на его торцах опорные кольца, один конец которого закреплен в центральной части фланца стакана, а другой конец взаимодействует с дополнительной радиальной подшипниковой опорой, закрепленной в центральной части указанной платформы.

10. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в центрирующем устройстве токосъемной части дополнительная радиальная подшипниковая опора закреплена на нижней поверхности платформы и взаимодействует со стаканом, закрепленным на опорном кольце, установленном на свободном торце набора изолированных друг от друга и от траверсы токопроводящих колец.

11. Устройство по п.1, отличающееся тем, что, по крайней мере, в одном из его каналов три контактные группы поворотных контактов расположены в одной плоскости и электрически соединены между собой с помощью проводов.

12. Устройство по п.1, отличающееся тем, что, по крайней мере, один из его каналов для односторонней или двухсторонней передачи информационных или управляющих сигналов включает в себя расположенный на траверсе блок согласования протоколов передачи данных по проводной линии связи.

13. Устройство по п.12, отличающееся тем, что блок согласования выполнен на основе микроконтроллера.

14. Устройство по п.12, отличающееся тем, что блок согласования выполнен в виде модуля, закрепленного на траверсе между двумя группами поворотных электроконтактов.

15. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено внешним или встроенным датчиком азимута.