一种用于高空气球的回转机构的制作方法

1.本发明涉及回转装置技术领域，尤其涉及一种用于高空气球的回转机构。


背景技术：

2.一些高空气球和系留球中都用到回转机构，是位于上部囊体和下部载荷之间的连接件。其目的是，消除囊体与载荷因为各自旋转而产生的相互影响和扭矩传递，同时接入线缆，传递通讯信息和保证电源供给，完成规定的飞行任务。主要包括回转机械结构、电滑环设备、线缆、其他附件等。
3.在高空气球及系留气球等应用中，不光要求回转机构完成电力传输，还要求该机构能够传递浮升系统的拉力。对于大型高空气球，下部载荷将近3t。这就是说，该回转机构在传输电力的同时，还要承受将近3t的拉力。目前，市面上常见的滑环设备能够完成两个相对回转部件之间的电力传输，但并不能作为主要的承力件使用。另外在定制能满足承力要求的同时又能完成电力传输的滑环设备时，往往发现有成本过高、价格昂贵的特点。此外，滑环在浮空器的应用中，上部或者下部需要连接漫长的绳索，由上部囊体产生的旋转和下部载荷产生的旋转，如果不经过解耦释放，往往对绳索系统产生周期性的过载，且对线缆形成拉扯缠绕。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种用于高空气球的回转机构，解决上述提到的问题。
5.为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
6.本发明一种用于高空气球的回转机构，包括回转机械装置和滑环总成，所述滑环总成上设置有线缆；所述回转机构装置包括对称设置的上壳体和下壳体，所述上壳体和下壳体内依次设置有端盖、深沟球轴承和推力轴承，所述深沟球轴承的外圈卡接在所述端盖和下壳体之间，所述深沟球轴承的内圈固定连接着轴，所述轴可旋转的穿出所述推力轴承和下壳体后固定连接着滑环总成；所述推力轴承的外圈卡接在所述下壳体内侧壁上。
7.进一步的，所述上壳体和下壳体之间通过螺栓紧固件连接在一起。
8.进一步的，所述上壳体和下壳体的连接端均轴向设置有加固用筋板。
9.进一步的，所述滑环总成包括滑环外圈和滑环内圈，所述滑环内圈和轴之间通过穿过所述滑环内圈螺纹孔的螺丝相互卡紧；所述滑环外圈上远离线缆的端部设置有下止动片，所述下壳体远离所述端盖的端部设置有与所述下止动片相匹配的上止动片，所述上止动片和下止动片之间固定连接在一起。
10.进一步的，所述滑环总成采用过孔式滑环。
11.进一步的，所述上壳体的顶部以及所述轴的端部分别设置有用于连接的u型吊耳。
12.进一步的，所述线缆包括外圈线缆和内圈线缆，所述外圈线缆在所述滑环外圈上引出，所述内圈线缆在所述滑环内圈上引出。
13.与现有技术相比，本发明的有益技术效果：
14.该发明用于高空气球的回转机构用于高空气球和系留气球等浮空器时，滑环总成的滑环外圈和回转机械装置的上壳体下壳体同步运动；而滑环总成的滑环内圈和回转机械装置的轴同步运动，由此，整体上前后两者之间产生相对回转的效果，使得囊体和载荷之间的相对扭矩得以释放，有助于提高整个浮空器系统中其他部件的安全性能，并有助于任务载荷姿态的调节，完成载荷的飞行任务。此外，电力信息通过所述外圈线缆和内圈线缆传输，实现电力信息的回转传递。总之，本发明用于高空气球的回转机构结构简单，成本低，消除了绳索系统的负面影响，避免了线缆的缠绕问题，使任务载荷的调姿更加省力可靠。
附图说明
15.下面结合附图说明对本发明作进一步说明。
16.图1为本发明用于高空气球的回转机构结构示意图；
17.图2为本发明用于高空气球的回转机构剖视图；
18.附图标记说明：1、上壳体；2、端盖；3、深沟球轴承；4、推力轴承；5、下壳体；6、轴；7、滑环总成；701、滑环外圈；702、滑环内圈；8、线缆；801、外圈线缆；802、内圈线缆；9、上止动片；10、下止动片。
具体实施方式
19.为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
20.需要说明的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。
21.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
22.如图1-2所示，一种用于高空气球的回转机构，包括回转机械装置和滑环总成7，所述滑环总成7上安装有线缆8，具体的，线缆8通过相应接头分别接入滑环总成7的内外圈上。
23.所述滑环总成7包括滑环外圈701和滑环内圈702，所述滑环内圈702和轴6之间通过穿过所述滑环内圈702螺纹孔的螺丝相互卡紧。所述滑环外圈701上远离线缆8的端部安装有下止动片10，所述下壳体5远离所述端盖2的端部安装有与所述下止动片10相匹配的上止动片9，所述上止动片9和下止动片10之间固定连接在一起。
24.具体的，所述线缆8包括外圈线缆801和内圈线缆802，所述外圈线缆801在所述滑环外圈701上引出，所述内圈线缆802在所述滑环内圈702上引出。
25.本实施例中，所述滑环总成7采用过孔式滑环，过孔式滑环是中心带孔的一系列导电滑环的统称，主要用于传输精密信号、微弱电流、大电流、高电压；具有低扭矩，低损耗免
维护；低电气噪音、超长寿命等主要特点，过孔滑环也叫空心轴滑环。本次实施例中，过孔滑环用于连接线缆8，进而满足电力传输要求。具体的，滑环总成7选择市面上的工业级滑环，要求电力损失小，精度高，其本身的电缆参数为：4根电流≤10a的电源线，10根信号线用于通讯、并作屏蔽，用于满足常用的高空气球和系留气球的供电要求以及通信要求。
26.所述回转机构装置包括对称安装的上壳体1和下壳体5，所述上壳体1和下壳体5内依次安装有端盖2、深沟球轴承3和推力轴承4。其中，所述深沟球轴承3的外圈卡接在所述端盖2和下壳体5之间，所述深沟球轴承3的内圈固定连接着轴6，承担径向的拉力。所述轴6可旋转的穿出所述推力轴承4和下壳体5后固定连接着滑环总成7。所述推力轴承4的外圈卡接在所述下壳体5内侧壁上，从图2中可以看出，推力轴承4的内圈与轴6固定连接在一起，承担轴向的拉力。
27.具体的，回转机械装置主要受力为轴向的拉力，因此推力轴承4为主要的承力部件。除此外，在气球的回收和发放、使用阶段，会受到不稳定的径向力，由深沟球轴承3承受这一部分力。
28.所述上壳体1和下壳体5之间通过螺栓紧固件连接在一起，并承担一部分的轴向拉力。所述上壳体1和下壳体5的连接端均轴向安装有加固用筋板，以改善接口处的受力特性。
29.在所述回转机构工作时，所述滑环总成7的滑环外圈701和所述回转机械装置的上壳体1下壳体5同步运动；而所述滑环总成7的滑环内圈702和所述回转机械装置的轴6同步运动，由此，整体上前后两者之间产生相对回转的效果。进一步，电力信息通过所述外圈线缆801和内圈线缆802传输，实现电力信息的回转传递。
30.此外，当该回转机构应用于高空气球时，其任务环境为0～20km大气，温度约为-70℃～65℃，往往要求设备有足够的耐低温能力。因此，在使用轴承时，配套使用低温润滑脂，能较好地改善回转机构的摩擦性能。同时，回转机构在使用中往往是频繁的低速回转，本实施例中，对于轴承的选择，更注重于承重要求，对于高速性能要求较低。
31.所述上壳体1的顶部以及所述轴6的端部分别安装有用于连接的u型吊耳，并通过销钉的方式与其他装置和设备连接。
32.以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

技术特征：
1.一种用于高空气球的回转机构，其特征在于：包括回转机械装置和滑环总成(7)，所述滑环总成(7)上设置有线缆(8)；所述回转机构装置包括对称设置的上壳体(1)和下壳体(5)，所述上壳体(1)和下壳体(5)内依次设置有端盖(2)、深沟球轴承(3)和推力轴承(4)，所述深沟球轴承(3)的外圈卡接在所述端盖(2)和下壳体(5)之间，所述深沟球轴承(3)的内圈固定连接着轴(6)，所述轴(6)可旋转的穿出所述推力轴承(4)和下壳体(5)后固定连接着滑环总成(7)；所述推力轴承(4)的外圈卡接在所述下壳体(5)内侧壁上。2.根据权利要求1所述的用于高空气球的回转机构，其特征在于：所述上壳体(1)和下壳体(5)之间通过螺栓紧固件连接在一起。3.根据权利要求1所述的用于高空气球的回转机构，其特征在于：所述上壳体(1)和下壳体(5)的连接端均轴向设置有加固用筋板。4.根据权利要求1所述的用于高空气球的回转机构，其特征在于：所述滑环总成(7)包括滑环外圈(701)和滑环内圈(702)，所述滑环内圈(702)和轴(6)之间通过穿过所述滑环内圈(702)螺纹孔的螺丝相互卡紧；所述滑环外圈(701)上远离线缆(8)的端部设置有下止动片(10)，所述下壳体(5)远离所述端盖(2)的端部设置有与所述下止动片(10)相匹配的上止动片(9)，所述上止动片(9)和下止动片(10)之间固定连接在一起。5.根据权利要求1所述的用于高空气球的回转机构，其特征在于：所述滑环总成(7)采用过孔式滑环。6.根据权利要求1所述的用于高空气球的回转机构，其特征在于：所述上壳体(1)的顶部以及所述轴(6)的端部分别设置有用于连接的u型吊耳。7.根据权利要求1所述的用于高空气球的回转机构，其特征在于：所述线缆(8)包括外圈线缆(801)和内圈线缆(802)，所述外圈线缆(801)在所述滑环外圈(701)上引出，所述内圈线缆(802)在所述滑环内圈(702)上引出。

技术总结
本发明公开了一种用于高空气球的回转机构，属于回转装置技术领域，包括回转机械装置和滑环总成，滑环总成上设置有线缆；回转机构装置包括对称设置的上壳体和下壳体，上壳体和下壳体内依次设置有端盖、深沟球轴承和推力轴承，深沟球轴承的外圈卡接在端盖和下壳体之间，深沟球轴承的内圈固定连接着轴，轴可旋转的穿出推力轴承和下壳体后固定连接着滑环总成；推力轴承的外圈卡接在下壳体内侧壁上。本发明用于高空气球的回转机构结构简单，成本低，消除了绳索系统的负面影响，避免了线缆的缠绕问题，使任务载荷的调姿更加省力可靠。使任务载荷的调姿更加省力可靠。使任务载荷的调姿更加省力可靠。


技术研发人员：唐继伟 蒲书敏
受保护的技术使用者：上海交大重庆临近空间创新研发中心
技术研发日：2023.03.21
技术公布日：2023/7/26