如何在不使用额外电池的情况下为不断旋转的物体供电/接线?


27

因此,我想制作一个在一个方向上不断旋转的Lazy Susan。我还想在上面放一些其他东西,例如霓虹灯,移动东西等等。问题是我希望这一切都源于一个DC电源。问题是我无法弄清楚如何接线,因为整个物体一直在运动,所以不会缠结在一起。


27
Google的“滑环”
Eugene Sh。

2
@HotLicks一个小的PV电池和一个非常大的激光器?那看起来也不错。
克里斯·H

3
也许会磨损一些或廉价的电动牙刷,并抢占无线充电部件?
rackandboneman

2
您也可以忽略旋转部件上的电子设备。您可以穿过气隙将一束明亮的光(可能是激光)照射到懒惰苏珊中央的光纤中,如果光纤稍微漏一点,就会产生“霓虹”效果。机械的“移动物体”可以通过带齿轮的懒惰苏珊的机械旋转来提供动力。并非所有东西都需要电子化。
Mark Lakata '17

Answers:


49

您正在寻找滑环。该设备旨在完全按照您的描述进行操作-将功率和/或信号传输到旋转的物体。通常,它们的工作方式是在一侧具有旋转的圆形触点,而在另一侧具有弹力的弹簧销。

它们在长期或苛刻的条件下都不是超级可靠的,但对于您的项目来说应该没问题。较贵的通常更好,使用寿命更长。另一个选择是感应式功率传输/信号传输,但是第一次很难做到这一点,因此对于爱好项目可能不是理想的选择。


它们被用在闭路电视摄像机上,并在长期的户外条件下,多年的不停移动等情况下表现出色,并且通过了电源和视频(模拟和IP)。我不能保证便宜的eBay可以买到,但是好的可以持续到最后。我会避免将它们加载到接近其最大额定值的位置,但是您可以获得的联系人数量超过了您的需要,并且加倍提高了可靠性。
约翰·U

我参与了一个项目,该项目有一个滑环,可在12VDC下将〜30A的电流以及通信信号传输至以3000RPM旋转的电路板上。可靠性不是很好,但是可以接受。对于仅缓慢旋转的事物,我想您的使用寿命将为5年或更长时间。
朱尔斯

滑环是可靠的。您甚至可以获得用于以太网的滑环。它们只是变得荒唐可笑。更高的速度。
Jeroen3年

47

集电环的替代品是旋转变压器。它由两个彼此面对的杯状铁芯组成,绕组在杯内。如果您以高频率驱动初级线圈(我们使用25 kHz),则杯子可以是铁氧体,并且整个容器可以非常紧凑(我们在一个整体厚度约为1英寸,直径约为3英寸的单元中进行了约100W的功率处理) )。

cross-section


14
万一有人对可靠性和数据传输质量以及所有这些东西感到好奇:您的普通VHS旋转头就是这样工作的。
PlasmaHH

另一个使这一点复杂化的机械问题:为了使这种相对有效,您必须制造多小的气隙?
杰森·R

1
@JasonR:当然,越小越好。我们的原型组装并没有很高的精度,并且获得了良好的结果,其间隙约为1毫米。这是我们使用相对扁平的铁芯设计的原因之一-它使面对间隙的铁氧体表面积最大化。
戴夫·特威德

1
还有另一种可能性是在固定磁场内有一个活动线圈,也称为发电机。
超级猫

1
@supercat:在“懒惰的苏珊”应用程序中效果不佳,在该应用程序中,旋转预期是缓慢和/或间歇的。
戴夫·特威德

8

如何使用两个球轴承环,并使用每个环作为触点。无需添加引脚和触点...

补充一点,在注意到评论之后,我想到的是这里的5v或12v低压电源仅用于led或类似电源-我无意提出110VAC或230VAC解决方案。


22
轴承上的电弧应增加额外的兴奋感,而顶部则缺少霓虹灯!为概念+1。
晶体管

28
使电流通过滚珠轴承会使滚珠凹陷,从而导致轴承过早损坏
Tinkerer

5
...或电弧早起。呜!
晶体管

2
SKF的此页(我认为他们应该对轴承了解一两点)列出了一些很好的示例,说明为什么这将是一个有趣的主意:skf.com/cn/en/products/bearings-units-轴承座/滚子轴承/…
梅尔

3
实际上,要使多个轴承始终足够精确地对准以使其始终承受相等的载荷(即,两组球上的接触压力相等),将是困难的。至少在某些时候,一个轴承或另一个轴承很有可能会承受大部分负载,而另一个轴承会间歇性地接触。
戴夫·特威德

3

您可能没有考虑的另一种选择是将所有耗电物品(包括电动机,电池或其他电源)放到懒惰的Susan上。则不需要与外界的电连接器。


2
我也确实遇到过这种情况,这取决于系统必须在无意间运行多长时间。使用蓝牙低功耗与静态惯性空间进行通信,而将功耗降至最低。
KalleMP

1
@KalleMP,或者如果转速相当低,则使用简单的IR通讯,如果使用更高的全向IR传感器。
史蒂夫·巴恩斯

2

在我看来,如果您以合理的速度驾驶懒惰的苏珊(Susan),也可能会产生动力。

如果在中心主轴上或在边缘上弄圆,则可以安装固定磁体,可以使用适当放置的线圈在移动平台上发电。

如果您正在寻找技术含量非常低的技术,您甚至可以在旋转平台上使用旧的手推自行车发电机,以使其与某种静止的环绕环境相对应。


1

老虎机的动力来自在导电轨道上运行的编织层。您可能能够将扁平的同轴电缆屏蔽层(编织层)粘在基板上的两个同心圆中,然后使用编织“刷子”来拾取电压。
或使用一个圆圈并通过中心枢轴刷取电压的另一侧。
或将中心枢轴用作一个触点,将编织物绕在盘片的外部,然后使用水平刷子。
或者考虑一下老式的道奇汽车,它们的地板是一个接触点,而金属丝网的顶棚是另一个接触点。用耐用的家用铝箔覆盖整个基板(中间留一个孔)。将刷子作为一个触点连接到盘片上的任何位置,并使用中心枢轴作为另一个触点。


1

我最近研究了这种情况,在旋转陀螺上构建了带LCD的共沸物和微控制器。我最终用铜板和一些专为钻探电机设计的碳刷制作了一个DIY滑环组件。结果出乎意料的好(十万次左右旋转后仍然很好)。

不过,在走这条路之前,我研究了无线电源传输,并且使用这样的廉价tx / rx对模块看起来确实很有希望: wireless power modules

如果可以使驱动器轴保持紧密,则将驱动轴穿过发射器并将接收器连接到懒惰的Susan的底面,效果很好。它无法为我的应用提供足够的电流(我需要大约一个安培,并且这些电流可以舒适地提供约500mA的电流)。

对于我的应用程序,我还需要从底部到顶部传递速率非常低的单向数据,而不是添加到集电环组件中,而是使用IR LED和接收器,效果确实很好。


你所拥有的看起来不错。您可以通过增加线圈的直径来增加耦合。
richard1941

当然,以上注释假设您的下方没有金属桌子表面。
richard1941

0

尼古拉·特斯拉(Nicola Tesla)说,您可以在转子和定子上都装有带齿的铁磁轮,每个轮毂都带有绕组。组合变压器和同步时钟电动机。这样可以避免因使用液态汞,臭氧中毒或触电而产生的法律费用。


1
(1)这个答案含糊不清,不太可能对OP有用。(2)您能为特斯拉的言论提供参考吗?您认为懒惰的苏珊需要多少转速才能产生足够的能量来点亮OP的霓虹灯?(3)您的句子“ 组合变压器和同步时钟电动机。 ”缺少动词和主语。您打算传达什么?(4)什么是组合变压器?(5)同步时钟马达有什么帮助?
晶体管

我提到特斯拉只是在提醒他,他是我们大多数交流电动机,发电机和变压器技术的始祖。转子的速度与啮合磁通的齿数成反比。现在想象一下在每个转子齿周围有一个小绕组...。由于磁通量的变化,该绕组会产生感应电压。当然,如果您进行功率预算,则其结果将等同于增加的阻力和更大的输入电流相位滞后。希望此评论有所帮助。如果您需要参考,我将不得不在电机文本中进行挖掘。
richard1941

它必须旋转得太快,因此对于此应用程序而言,但可能对其他通过Google找到该线程的人有用。
厘米

0

当可以将线圈绕轴缠绕并为轴使用铁磁芯时,特威德的旋转变压器可能是最好的解决方案。但是,您可以在边缘周围设置几个较小的线圈,并在旋转平台上将类似的线圈耦合到它们。每个设备的电源都是断续的,但是如果它们之间的间距适当,则可以满足您的需求。当线圈彼此通过时,一定要期待令人讨厌的60 Hz振动...除非您以100 kHz的频率驱动它们并使用轻质的铁氧体磁心...如果要达到高频,则可以按照建议进行某种电容耦合由苏格兰伟大的诗人RFBurns创作。


-1

与球轴承一样,使用两个环,但要消除液态汞或其他导电性流体环的所有磨损和电弧。不要喝!当然,空气是高压下的导电流体,显示屏将赢得客人的尊敬,并且不鼓励在旋转平台上食用杏仁糖和杏仁。


2
像这样的液态汞浴被用于灯塔旋转信标。
太阳迈克
By using our site, you acknowledge that you have read and understand our Cookie Policy and Privacy Policy.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.