一种接触式背靠背中空旋转关节，包括固定端壳体、旋转端连接体、第一摩擦环、第二摩擦环和内导体，第一摩擦环和第二摩擦环结构相同；第一摩擦环和第二摩擦环之间连接有滚珠环，第一摩擦环固定连接固定端壳体，第二摩擦环固定连接旋转端连接体，固定端壳体的一端和旋转端壳体的一端通过轴承转动连接；固定端壳体的另一端设有固定端SMA接头，旋转端连接体的另一端设有旋转端SMA接头，内导体为中空结构，且内导体从固定端壳体的另一端贯穿至旋转端连接体的另一端；第一摩擦环连接固定端SMA接头，第二摩擦环连接旋转端SMA接头。本发明专利技术的两个摩擦环通过滚珠实时接触，使器件稳定连接，属于微波旋转关节技术领域。微波旋转关节技术领域。微波旋转关节技术领域。
【技术实现步骤摘要】
一种接触式背靠背中空旋转关节
[0001]本专利技术涉及微波旋转关节
，具体涉及一种接触式背靠背中空旋转关节。
技术介绍
[0002]对于雷达通信系统，电磁波的发射与接收都要通过天线，当天线旋转而发射机与接收机保持固定时，天线下部需要连接旋转关节以保持旋转过程中良好的电性能连接。对于不同的雷达通信系统，涉及不同性能天线，通常采用直接接触式、耦合非接触式旋转关节，需要采取功率容量大、工作频带宽、反射系数小、损耗及泄漏电平低的旋转关节。在实际雷达应用中，旋转关节固定与旋转部分需要留出中空部分以保证柔性线缆通过，为了实现宽带中空结构，通常采用弹片与摩擦环直接接触式结构、四分之一探针耦合结构、加载扼流槽的同轴与波导方案等，对于宽频带结构的接触式旋转关节，如中国专利技术申请CN112635935A公开的一种中空单通道旋转关节，其为接触式旋转关节，其为弹片摩擦环中空接触结构，当工作频段较高时旋转关节弹片与摩擦环尺寸较小，弹片加工难度高，难以保证弹片弹性与旋转过程中的稳定性，对加工和装配要求高，难度大，且加工成本高。而对于耦合非接触式旋转关节，其结构带宽窄，无法从直流工作，设计难度大。
技术实现思路
[0003]针对现有技术中存在的技术问题，本专利技术的目的是：提供一种连接稳定、易加工且可以实现超宽带中空结构的一种接触式背靠背中空旋转关节。
[0004]为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种接触式背靠背中空旋转关节，包括固定端壳体、旋转端连接体、第一摩擦环、第二摩擦环和内导体，第一摩擦环和第二摩擦环结构相同；第一摩擦环和第二摩擦环之间连接有滚珠环，第一摩擦环固定连接固定端壳体，第二摩擦环固定连接旋转端连接体，固定端壳体的一端和旋转端壳体的一端通过轴承转动连接；固定端壳体的另一端设有固定端SMA接头，旋转端连接体的另一端设有旋转端SMA接头，内导体为中空结构，且内导体从固定端壳体的另一端贯穿至旋转端连接体的另一端，内导体固定连接旋转端连接体，内导体与固定端壳体转动连接；第一摩擦环通过固定端SMA连接件连接固定端SMA接头，第二摩擦环通过旋转端SMA连接件连接旋转端SMA接头。
[0005]采用这种结构后，固定端SMA接头、固定端SMA连接件、摩擦环、旋转端SMA连接件、旋转端SMA接头形成射频信号传输通道，内导体的内部中空，可以允许射频线缆通过，也可以将中空部分拓展为多通道传输。两个相同结构的摩擦环上下设置形成背靠背形式的结构，二者通过滚珠环的滚珠实时接触，实现了固定端与旋转端器件的稳定连接，电接触性好，解决了目前的超宽中空结构在小尺寸的限制下，采用弹片接触稳定性差、难以加工的问题。且滚珠环起到类似推力轴承的作用，固定端壳体和旋转端连接体还通过轴承转动连接，使整个旋转关节的轴向一致性较好。
[0006]作为一种优选，内导体包括空心圆柱状的通道管和位于通道管的一端的连接块，连接块上设有多个用于安装螺丝的第一安装孔，连接块通过螺丝连接旋转端连接体，通道
管的另一端通过内导体轴承连接固定端壳体。
[0007]作为一种优选，旋转端壳体的一端开有第一安装槽，固定端壳体的一端伸入第一安装槽中，轴承包括推力轴承和深沟球轴承，推力轴承安装于第一安装槽的底部，深沟球轴承安装于第一安装槽的内侧壁。
[0008]作为一种优选，第一摩擦环和第二摩擦环均由依次连接的摩擦圆环、支撑片、半圆环体、延伸杆和导柱组成，摩擦圆环为圆环状结构，半圆环体为180
°
的圆弧结构且轴线和摩擦圆环的轴线重合，摩擦圆环的一端通过支撑片连接半圆环体，延伸杆为L形结构，导柱为圆柱状结构，导柱的轴线平行于摩擦圆环的轴线且位于摩擦圆环的外侧；第一安装槽的底部开有第二安装槽，摩擦圆环、支撑片、半圆环体和延伸杆均位于第二安装槽的内部。
[0009]作为一种优选，滚珠环包括多个可转动的滚珠，摩擦圆环的另一端开有与滚珠相匹配的环状轨道。
[0010]作为一种优选，还包括两个摩擦环固定介质，摩擦环固定介质由绝缘材料制成，两个摩擦环固定介质分别用于支撑第一摩擦环和第二摩擦环，两个摩擦环固定介质分别固定连接固定端壳体和旋转端连接体，摩擦环固定介质开有用于安装摩擦圆环的圆环安装槽和用于安装半圆环体的弧形安装槽。
[0011]作为一种优选，摩擦环固定介质包括支撑座和支撑块；支撑座呈圆环状，支撑块的一端固定连接支撑座的一端，圆环安装槽开设于支撑块的另一端，弧形安装槽位于支撑座的一端与支撑块之间，支撑座上开有与延伸杆相匹配的避让槽；两个支撑座上均开有用于安装螺丝的第二安装孔，两个支撑座分别通过螺丝连接固定端壳体和旋转端连接体。
[0012]作为一种优选，还包括导柱固定介质，导柱固定介质为中空的圆柱状，导柱固定介质套于导柱的外侧。
[0013]作为一种优选，摩擦环固定介质和导柱固定介质的材料均为PEEK。
[0014]作为一种优选，内导体的外侧与固定端壳体之间安装有扼流环。
[0015]总的说来，本专利技术具有如下优点：
[0016](1)本专利技术通过背靠背结构，即可实现单通道超宽带中空结构旋转关节设计，定子与转子中内导体摩擦环通过滚珠进行实时接触，实现了旋转端和固定端内部器件的稳定连接，定子与转子轴向与径向稳定性高，电接触性较好，传输损耗小。
[0017](2)本专利技术可拓展为双通道传输，结构紧凑，体积小。
[0018](3)本专利技术无需使用弹片结构、扼流槽与四分之一波长短路面，也无需在动定部件之间使用复杂的过渡结构，易于制造、成本低、易于微组装。
附图说明
[0019]图1为一种接触式背靠背中空旋转关节的立体结构图。
[0020]图2为一种接触式背靠背中空旋转关节的侧视图。
[0021]图3为一种接触式背靠背中空旋转关节的俯视图。
[0022]图4为图3中A
‑
A部视图。
[0023]图5为图3中B
‑
B部视图。
[0024]图6为第一摩擦环、第二摩擦环、滚珠环和摩擦环固定介质连接的立体图。
[0025]图7为第一摩擦环、第二摩擦环和滚珠环连接的立体图。
[0026]图8为第一摩擦环的立体图。
[0027]图9为第一摩擦环的正视图。
[0028]图10为滚珠环的立体图。
[0029]图11为一种接触式背靠背中空旋转关节的整机仿真结果曲线图。
[0030]其中，1为固定端壳体，2为连接螺丝环，3为深沟球轴承；4为推力轴承，5为旋转端连接体，6为旋转端SMA连接件，7为旋转端SMA接头，8为第二槽口，9为内导体，10为第二摩擦环，11为滚珠环，12为第一摩擦环，13为轴承固定盖，14为固定端SMA连接件，15为固定端SMA接头，16为第一槽口，17为内导体轴承，18为支撑座，19为右支撑块，20为左支撑块；1001为摩擦圆环，1002为支撑片，1003为半圆环体，1004为延伸杆，1005为导柱；901为通道管，902为连接块；501为中间连接体，502本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种接触式背靠背中空旋转关节，其特征在于：包括固定端壳体、旋转端连接体、第一摩擦环、第二摩擦环和内导体，第一摩擦环和第二摩擦环结构相同；第一摩擦环和第二摩擦环之间连接有滚珠环，第一摩擦环固定连接固定端壳体，第二摩擦环固定连接旋转端连接体，固定端壳体的一端和旋转端壳体的一端通过轴承转动连接；固定端壳体的另一端设有固定端SMA接头，旋转端连接体的另一端设有旋转端SMA接头，内导体为中空结构，且内导体从固定端壳体的另一端贯穿至旋转端连接体的另一端，内导体固定连接旋转端连接体，内导体与固定端壳体转动连接；第一摩擦环通过固定端SMA连接件连接固定端SMA接头，第二摩擦环通过旋转端SMA连接件连接旋转端SMA接头。2.按照权利要求1所述的一种接触式背靠背中空旋转关节，其特征在于：内导体包括空心圆柱状的通道管和位于通道管的一端的连接块，连接块上设有多个用于安装螺丝的第一安装孔，连接块通过螺丝连接旋转端连接体，通道管的另一端通过内导体轴承连接固定端壳体。3.按照权利要求1所述的一种接触式背靠背中空旋转关节，其特征在于：旋转端壳体的一端开有第一安装槽，固定端壳体的一端伸入第一安装槽中，轴承包括推力轴承和深沟球轴承，推力轴承安装于第一安装槽的底部，深沟球轴承安装于第一安装槽的内侧壁。4.按照权利要求3所述的一种接触式背靠背中空旋转关节，其特征在于：第一摩擦环和第二摩擦环均由依次连接的摩擦圆环、支撑片、半圆环体、延伸杆和导柱组成，摩擦圆环为圆环状结构，半圆环体为180
°
的圆弧结构且轴线和摩擦圆环的轴线重合，摩擦圆环的一端通过支撑片连接半圆环体...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘克彬，玉贵升，吴鹏，胡建民，方广有，
申请(专利权)人：广东大湾区空天信息研究院，
类型：发明
国别省市：
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