題:
我如何在沒有多餘電池的情況下為不斷旋轉的東西供電/接線?
Sie
2017-07-19 01:44:24 UTC
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所以我想製作一個不斷向一個方向旋轉的 Lazy Susan。我還想在上面放一些其他東西,例如霓虹燈,移動東西等等。問題是我希望所有這些東西都來自一個DC電源。問題是我無法弄清楚如何接線,因為整個物體一直在運動,所以不會纏結在一起。

Google的“滑環”
在eBay上,搜索時它們都會出現:滑環膠囊。還有,阿達果(Adafruit)有一個二十美元
一般而言,您可以在集電環/換向器,旋轉變壓器或光伏電池之間進行選擇。
@HotLicks是小的光伏電池還是很大的激光器?那看起來也不錯。
也許會磨損一些或廉價的電動牙刷,並搶占無線充電部件?
也可以在平台上安裝發電機,並在軸上鎖定軸,並通過設計過度的電機驅動基座,該電機可以驅動發電機和平台。您將需要某種齒輪。搜索“螺旋槳時鐘”
@ChrisH 35年前,南非的一家公司正在開發採礦雷管,該雷管被激光脈衝沿光纖向下點燃,因此光量可能很高。這樣做的目的是防止雷電等感應電壓引起表面工作過早爆炸。
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您也可以忽略旋轉部件上的電子設備。您可以將明亮的光(可能是激光)穿過氣隙,射入懶惰蘇珊中央的光纖中,如果光纖稍微漏出,則會產生“霓虹”效果。機械的“移動物體”可以通過帶齒輪的懶惰蘇珊的機械旋轉來提供動力。並非所有東西都需要電子化。
看到其中之一(http://www.viking-direct.co.uk/catalog/catalogSku.do?id=6451956)?
@BoristheSpider很好地發現了我們,多年來我們一直在使用類似產品,並且從未考慮過旋轉功能,3個額定電流為許多安培的觸點,並且如果放置在稍微靈活的安裝座中,則可以自動對準。如果只需要做一兩個,我會同意的。通過當地分類或跳蚤市場購買幾個用過的水壺,然後膽量大減。
標準的汽車交流發電機有兩個滑環,適合許多安培來驅動轉子繞組。剝離它們並使它們工作將很費力,但是從廢品場中掏出一個單元可能會給您一些想法。這些是非常耐用的單元。哇,有很多選擇-https://www.google.fi/search?q=car+alternator+slipring&tbm=isch
連續還是開始停止旋轉?變速還是恆速旋轉?單向還是雙向?什麼轉速範圍?想要什麼功率傳遞-峰值是什麼意思?
十 答案:
Jack B
2017-07-19 01:57:29 UTC
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您正在尋找滑環。該設備旨在完全按照您的描述進行操作-將功率和/或信號傳輸到旋轉的物體。通常,它們的工作方式是在一側具有旋轉的圓形觸點,而在另一側具有彈力的彈簧銷。

它們在長期或苛刻條件下都不是超級可靠的,但對於您的項目來說應該沒問題。較貴的通常更好,使用壽命更長。另一個選擇是感應式功率傳輸/信號傳輸,但是第一次很難做到這一點,因此對於愛好項目而言可能不是理想的選擇。

它們被用在閉路電視攝像機上,在經過電源和視頻(模擬和IP)的情況下,可以很好地適應長期的室外條件,多年的不停移動等。我不能保證便宜的eBay可以買到,但是好的可以持續到最後。我會避免將它們加載到接近其最大額定值的位置,但是您可以獲得的聯繫人數量超過了您的需要,並且加倍提高了可靠性。
我參與了一個項目,該項目具有一個滑環,可在12VDC下將〜30A的電流以及通信信號傳輸到以3000RPM旋轉的板上。可靠性不是“很大”,但是可以接受。對於僅緩慢旋轉的事物,我想您的使用壽命將為5年或更長時間。
滑環是可靠的。您甚至可以獲得用於以太網的滑環。他們只是變得荒謬昂貴。更高的速度。
Dave Tweed
2017-07-19 02:25:18 UTC
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滑環的另一種選擇是旋轉變壓器。它由兩個彼此面對的杯狀鐵芯組成,繞組在杯內。如果您以高頻率驅動初級線圈(我們使用了25 kHz),則罩杯可以是鐵氧體,並且整個容器可以非常緊湊(我們在一個總厚度約1英寸,直徑約3英寸的單元中進行了約100W的功率處理))。

cross-section

萬一有人對可靠性和數據傳輸質量以及所有這些東西感到好奇:您的普通VHS旋轉頭就是這樣工作的。
另一個使這一點複雜化的機械問題:為了使這種相對有效,您必須製造多小的氣隙?
@JasonR:當然越小越好。我們的原型組裝並沒有很高的精度,並且獲得了良好的結果,其間隙約為1毫米。這是我們採用相對扁平的鐵芯設計的原因之一-它使面向間隙的鐵氧體表面積最大化。
我可能不得不考慮這一點,因為我在eBay上看到了滑環,它們將適用於Lazy Susan,但我還需要滑環(或其他類似的東西)才能實現高RPM的使用。高轉速超過3,000RPM。
還有另一種可能性是在固定磁場內有一個活動線圈,也稱為發電機。
@Sie-正如上面的評論中提到的那樣,儘管環的使用壽命相當短,但我曾與一個滑環一起在一個以3,000RPM旋轉的項目上工作,它確實起作用了。
@supercat:在“懶惰的蘇珊”應用程序中效果不佳,在該應用程序中,旋轉預計會很慢和/或是間歇性的。
@DaveTweed:根據OP,預計該設備將不斷旋轉。齒輪傳動可能是使發電機有用的必要條件,但這並不一定是問題。
@supercat的動力傳遞與轉速成正比,轉速可能不足以使其實用。然後還有其他考慮因素,例如驅動機構和發電機齒輪的重量和摩擦給電動機帶來的額外負載,以及發電機本身的負載。
@MBraedley:是的,我不確定要使用哪種“齒輪”超級貓。顯然,您無法旋轉線圈,因為那樣的話,您將回到滑環/電刷的狀態,因此他必須考慮旋轉磁鐵(?)。或者使用極數非常多的裝置,例如步進電機。200步/轉。電機以4秒/轉的速度旋轉。會在線圈處給您50 Hz的波形,但我懷疑總體效率確實非常糟糕。
在此處檢查@Dave Tweet:的位置,檢查線圈的纏繞方向。上下線圈應相同,長線圈應相同。
@Janka:您正在選擇一個不存在的尼特!線圈的相對極性無關緊要。如果您指的是圖像中的標記,請使用Wikipedia進行處理-它直接來自鏈接的文章。但是我認為這是正確的,假設標記是指電流的方向,而不是電壓的極性。
@Dave Tweed:例如左磁通量沿順時針方向環繞電線。這不能與流進飛機和飛機外的電流**連接。根本不可能。如果您有兩條相鄰的導線在相反的方向上以相同的電流運行,則通量為零。
@Janka:是的,完全是!次級電流產生的通量*抵消了初級電流產生的通量-變壓器就是這樣工作的。圖中顯示的通量是剩餘的“磁化”通量,這實際上僅是由於初級電流引起的。
@Dave Tweed:您說得對!但是形象仍然令人誤解。我和作者交談。
Solar Mike
2017-07-19 02:07:24 UTC
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如何使用兩個球軸承環,並使用每個環作為觸點。無需添加引腳和触點...

在註意到這些評論之後,只需補充一點,就是我想到這裡的5v或12v低壓電源僅用於led或類似的東西-我無意提出110VAC或230VAC解決方案。

軸承上的電弧應增加額外的興奮感,因為頂部缺少霓虹燈!為概念+1。
沒錯-也許可以用led代替霓虹燈以降低電壓和功率-必須承認我錯過了霓虹燈的含義...
使電流通過滾珠軸承會使滾珠凹陷,從而導致軸承過早損壞
...或賽車的早期發作。輪!
SKF的這一頁(我認為他們應該對軸承了解一兩點)列出了一些很好的示例,說明為什麼這將成為軸承問題。_interesting_想法:http://www.skf.com/cn/zh/產品/軸承單元軸承座/滾子軸承/原理/故障排除/軸承故障及其原因/軸承損壞/電流通路/index.html
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@Mels以及您所引用的頁面都在談論電弧焊接,因此大約80v和40至160amps-不是我建議的5v或12v以及一些LED等
@SolarMike不,他們說“在接觸面,該過程類似於電弧焊”。他們繼續說:“交流電和直流電都會損壞軸承。即使低安培數的電流也是危險的。”-儘管他們沒有量化他們所認為的“低安培電流”,但我從中得到的信息是,好的設計不應依賴於流經滾珠軸承的電流。
@Mels好的設計是正確的,但是我們談論的是懶惰的susie ....並且已經看到人們在車床上焊接-我不建議這樣做。
儘管軸承使用不佳,但還是不錯的主意。我預計多個球賽的成本將高於滑環組件。如果您有較大的滾珠推力軸承,則可能有大量的軸承電接觸,問題可能不如通過車輪軸承傳遞焊接電流嚴重。
@KalleMP次優:)我同意這一點-懶惰的蘇西需要一些旋轉支撐,而內外滾珠座圈也可能有助於提高穩定性-我的支撐確實有點搖擺,因為軸承支撐靠近中心。
實際上,要使多個軸承始終足夠精確地對準以使其始終承受相等的載荷(即,兩組球上的接觸壓力相等),將很困難。至少在某些情況下,一個軸承或另一個軸承很有可能會承受大部分負載,而另一個軸承會間歇性地接觸。
@DaveTweed好,我可以選擇使用圓錐滾子(或只是成角度的滾子)軸承來定心,而平針軸承則用於推力。如果平台變形到足以將兩個軸承座圈置於一定的預緊力下,那麼傳遞幾瓦功率的機會就很小,並且取得了一定的成功。
@Mels具有足夠高的電流,您可以使滾珠軸承提供動力:-)雖然這是可以接受電流供應的限制,但是我已經看到這樣的電機在漢諾威博覽會的顯示器上工作了一周(也許多次)顯示)。https://www.youtube.com/watch?v=DjKhggNJGls
儘管可以很好地保證評論者的懷疑,但您可以在低電流下通過軸承,並在軸承中添加大量的導電潤滑劑。潤滑劑不是超級導體,通常用於減輕靜電積累,但它可以為您提供足夠的導電性以防止軸承損壞。
Steve Barnes
2017-07-20 10:07:27 UTC
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您可能沒有考慮過的另一種選擇是將所有耗電物品(包括電動機,電池或其他電源)放到懶惰的Susan上。這樣就不需要外部連接器了。

我也確實遇到過這種情況,這取決於系統必須在無人看管的情況下運行多長時間。使用藍牙低功耗與靜態慣性空間進行通信,而將功耗降至最低。
@KalleMP或旋轉速率相當低的簡單IR通訊,如果全向IR傳感器較高。
Steve Barnes
2017-07-21 08:56:22 UTC
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在我看來,如果您以合理的速度駕駛懶惰的蘇珊,那麼您也可能會在上面生電。

如果在中心主軸上或在邊緣上倒圓角,則可以安裝固定磁體,可以使用適當放置的線圈在移動平台上發電。

如果您正在尋找技術含量非常低的技術,甚至可以在旋轉平台上使用舊的手推自行車發電機,以使其與某種靜止的環繞環境相對應。

raysputin
2017-07-26 04:37:31 UTC
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老虎機的動力來自在導電軌道上運行的編織層。您可以將扁平的同軸電纜屏蔽層(編織層)粘在基板上的兩個同心圓中,然後使用編織“刷子”來拾取電壓。
或使用一個圓圈並通過中心樞軸刷取電壓的另一側。
或將中心樞軸用作一個觸點,將編織物繞在盤片的外部,然後使用水平刷子。
或者考慮一下老式的道奇汽車,它們的地板是一個接觸點,而金屬絲網的頂棚是另一個接觸點。用耐用的家用鋁箔覆蓋整個基板(在中間留一個孔)。將刷子作為一個觸點連接到盤片上的任何位置,並使用中心樞軸作為另一個觸點。

Al Bennett
2017-07-26 16:31:13 UTC
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最近,我研究了在液晶顯示器上製造帶液晶顯示器和旋轉微控制器的zootrope。我最終用銅板和一些專為鑽探電機設計的碳刷製作了一個DIY滑環組件。結果出乎意料的好(十萬轉之後仍然很好)。

在我走這條路之前,我研究了無線電源傳輸,並且使用這樣的廉價tx / rx模塊對看起來非常有希望: wireless power modules

如果可以使驅動器軸保持緊密,則將驅動軸穿過發射器並將接收器連接到懶惰的Susan的底面,效果很好。它無法為我的應用程序提供足夠的電流(我需要大約一個安培,並且舒適地提供約500mA電流。)

對於我的應用程序,我還需要從底部到頂部傳遞速率非常低的單向數據,而不是添加到集電環組件中,而是使用IR LED和接收器,效果非常好。

你所擁有的看起來不錯。您可以通過增加線圈的直徑來增加耦合。
當然,以上註釋假設您的下方沒有金屬桌子表面。
richard1941
2017-07-24 14:52:52 UTC
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尼古拉·特斯拉(Nicola Tesla)說,您可以在轉子和定子上都裝有帶齒的鐵磁輪,每一個都有繞組。組合變壓器和同步時鐘電動機。這樣可以避免因使用液態汞,臭氧中毒或觸電而產生的法律費用。

(1)這個答案含糊不清,不太可能對OP有用。(2)您能為特斯拉的言論提供參考嗎?您認為一個懶惰的蘇珊需要多少轉速才能產生足夠的能量來點亮OP的霓虹燈?(3)您的句子“ *組合變壓器和同步時鐘電動機。*”缺少動詞和主語。您打算傳達什麼?(4)什麼是組合變壓器?(5)同步時鐘電動機有什麼幫助?
我提到特斯拉只是在提醒他,他是我們大多數交流電動機,發電機和變壓器技術的始祖。轉子的速度與嚙合磁通的齒數成反比。現在想像一下在每個轉子齒周圍有一個小繞組...。由於通量的變化,該繞組會產生感應電壓。當然,如果您進行功率預算,則其結果將等同於增加的阻力和更大的輸入電流相位滯後。希望此評論有所幫助。如果您需要參考,我將不得不在電機文本中進行挖掘。
它必須旋轉得太快,因此對於此應用程序而言,但可能對其他通過Google找到該線程的人有用。
richard1941
2019-04-16 02:22:48 UTC
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Tweed的旋轉變壓器可能是最好的解決方案,因為它可以將線圈繞軸纏繞並具有用於軸的鐵磁芯。但是,您可以在邊緣周圍設置幾個較小的線圈,並在旋轉平台上將類似的線圈耦合到它們。每個設備的電源都是斷續的,但是如果它們之間的間距適當,則可以滿足您的需求。當線圈彼此通過時,不要期望出現討厭的60 Hz振動...除非您以100 kHz的頻率驅動它們並使用輕質的鐵氧體磁芯...如果要達到高頻,則可以按照建議進行某種電容耦合由蘇格蘭偉大的詩人RFBurns創作。

richard1941
2017-07-24 14:32:06 UTC
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使用兩個環,與滾珠軸承一樣,但要消除液態汞或其他導電性流體環的所有磨損和電弧。不要喝!當然,空氣是高壓下的導電流體,顯示屏將贏得客人的尊敬,並阻止小杏仁餅和aboutargo在旋轉平台上的吞噬。

像這樣的液態汞浴被用於燈塔旋轉信標。


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