اسلیپ رینگ چیست و چه کاربردی در صنعت دوربین مداربسته دارد

اسلیپ رینگ یک ابزار الکترومکانیکی است که سیگنال و توان الکتریکی را از یک قسمت ثابت ماشین به یک بخش دوار منتقل می‌کند. به همین دلیل این رینگ‌­ها در طیف گسترده‌ای از سیستم‌­های الکترومکانیکی که نیاز به چرخش مهار نشده و همزمان انتقال قدرت یا سیگنال دارند، استفاده می­‌شوند.

در دستگاه­‌هایی که برای تعداد دور ثابتی می‌چرخند، شاید بتوان از کابل برق با طول کافی استفاده کرد. اما متاسفانه برای این کار تنظیمات بسیار پیچیده‌ای لازم است و اگر اجزا به صورت مداوم بچرخند، این روش غیرممکن خواهد بود. در نتیجه استفاده از این روش در چنین لوازم الکتریکی ناکارآمد است. در این جاست که توصیه می‌شود از اسلیپ رینگ استفاده شود.

این رینگ‌های انتقال یا کانکتو­رهای دوار در بسیاری از سیستم‌های موتور، سیستم‌های ژنراتور برق متناوب و در ماشین‌های بسته‌بندی و غیره یافت می‌شوند. به همین دلیل انواع و اندازه‌های مختلفی از این رینگ‌ها وجود دارد که بسته به نیاز کاربر و نوع صنعت می‌­توان آن را به صورت استاندارد یا سفارشی تهیه کرد.

در ادامه این مطلب از مجله آریاهوشمند با ما همراه باشید تا بیشتر با اسلیپ رینگ یا حلقه لغزشی آشنا شوید و ببینیم این رینگ­‌ها در صنعت دوربین‌­های مداربسته چه کاربردی دارند.

اسلیپ رینگ چیست

اگر بخواهیم به ساده‌ترین شکل ممکن این اصطلاح را توضیح دهیم باید بگوییم که یک وسیله الکترومکانیکی است و سیگنال­‌های الکتریکی و نیرو را انتقال می‌­دهد. انتقال این سیگنال‌­ها در واقع از یک جسم ثابت به یک سازه دوار که به عنوان کلکتور یا اتصال الکتریکی نیز شناخته می‌شود، صورت می­‌گیرد.

این رینگ‌­ها برای هر سیستم­ الکترومکانیکی که باید چرخش مداوم در حین انتقال نیرو یا داده داشته باشند، مفید است. اسلیپ رینگ همچنین به عنوان یک اتصال چرخشی الکتریکی، اتصال­‌دهنده الکتریکی دوار یا چرخاننده الکتریکی نیز شناخته می­‌شود و بصورت خلاصه در لوازم الکتریکی مختلف برای بهبود عملکرد مکانیکی و ساده کردن عملیات آن استفاده می­‌شود. (منبع)

اسلیپ رینگ چگونه کار می­‌کند؟

اسلیپ رینگ از دو جزء اصلی تشکیل می­‌شود؛ حلقه فلزی و رابط. تعداد این حلقه‌ها و رابط‌­ها بسته به کاربرد و طراحی دستگاه متفاوت است. اما جنس آن­ها از چیست؟

در حقیقت جنس رابط‌­های برس از گرافیت یا فسفر برنز است. رابط­‌های گرافیتی معمولا از لحاظ قیمت به‌صرفه­‌تر هستند اما رابط برنز از نظر کیفیت بهتر است، زیرا رسانایی و عمر سایش بیشتری دارد. از طرف دیگر، حلقه‌­ها از فلز رسانا مانند برنج و نقره ساخته شده­‌اند. این حلقه­‌ها روی محور نصب می‌­شوند اما با یک محور مرکزی عایق­‌بندی شده‌­اند. حلقه‌­ها نیز در کنار هم از طریق نایلون یا پلاستیک عایق‌­بندی می­‌شوند.

بسته به RPM (چرخش در دقیقه)، برس­‌ها با حلقه­‌های چرخان ثابت می‌­شوند یا حلقه‌­ها با برس‌­های ثابت می­‌چرخند. در هر دو حالت، رابط­ با فشار فنرها، تماس خود را با حلقه حفظ می­‌کند. به طور کلی، حلقه ­بر روی دستگاه چرخان نصب می­‌شود و در حال چرخش است اما رابط­‌ها ثابت می­‌مانند و با چرخش حلقه­‌ها، جریان الکتریکی از طریق رابط­‌ها هدایت می­‌شود. بنابراین بین حلقه­‌ها (سیستم چرخان) و رابط­‌ها (سیستم ثابت) تماس مستمری وجود دارد. (منبع)

انواع اسلیپ رینگ

اسلیپ رینگ‌ها بر اساس ساختار و اندازه به انواع مختلفی دسته­‌بندی می‌­شوند که در ادامه به چند مورد اشاره شده است:

رینگ پنکیک

در این نوع از اسلیپ رینگ‌­ها، رسانا روی یک دیسک صاف قرار می­‌گیرد و دیسک در مرکز یک محور چرخان قرار دارد. شکل این لغزنده صاف است و به همین دلیل به اسلیپ رینگ تخت یا حلقه لغزش بشقابی نیز شناخته می­‌شود.

این رینگ طول محوری را کاهش می­‌دهد و برای فضاهای بسیار محدود طراحی شده است اما دارای وزن و حجم زیادی هستند. از طرفی، ظرفیت خازنی و سایش بیشتری دارند.

اسلیپ رینگ از طریق سوراخ

این نوع اسلیپ رینگ­‌ها، سوراخی در مرکز دارند و در دستگاه‌­هایی که نیاز به انتقال نیرو یا سیگنال همراه با چرخش 360 درجه است، استفاده می‌شود. از مزایای آن می‌­توان به طول عمر بالا و صدا و نگهداری کم آن اشاره کرد.

اسلیپ رینگ مینیاتوری

این نوع اسلیپ رینگ­‌ها از نظر اندازه بسیار کوچک هستند و در دستگاه‌­های کوچک برای انتقال سیگنال یا برق از یک دستگاه چرخان طراحی شده­‌اند. اسلیپ رینگ مینیاتوری برای دستگاه‌­های الکتریکی مانند کنترل پنل، فرستنده ویدئو و سنسورها ایده آل هستند که در ادامه بیشتر به آن خواهیم پرداخت.

اسلیپ رینگ فیبر نوری

این نوع از اسلیپ رینگ جهت ارسال سیگنال­‌ها از طریق رابط‌­های چرخان مخصوصا زمانی که حجم زیادی از داده‌­ها باید منتقل شوند، ساخته شده است.

اسلیپ رینگ فیبر نوری با نام‌­های رابط فیبر نوری یا رابط چرخشی فیبر-الکتریک هم شناخته می‌­شود. این نوع رینگ در سیستم‌­هایی مانند مدیریت سیگنال سنسور، سیستم انتقال ویدئو HD، رادار و سیستم نظارت تصویری، تجهیزات پزشکی، ارتباطات مایکروویو به کار می­‌رود.

رینگ پرسرعت

اسلیپ رینگ با سرعت بالا بیشتر در دستگاه‌­های مکانیکی استفاده می­‌شود که تا 10000 دور در دقیقه چرخش دارند. فیبر رابط­‌های این رینگ­‌ها باعث افزایش عمر دستگاه می­‌شوند و بدون هیچ تجهیزات کمکی یا خنک کننده، امکان چرخش تا 10000 دور در دقیقه را برای دستگاه فراهم می­‌کنند.

اسلیپ رینگ کپسولی مینیاتوری چیست؟

رینگ­‌های کپسولی مینیاتوری می‌­توانند اترنت تا 1000 مگابایت را با استفاده از کابل و کانکتور مناسب انتقال دهند. این رینگ­‌ها بسیار جمع و جور و در اندازه کوچک با قطر خارجی  22 میلی متر ساخته شده‌­اند و به صورت خاص در دوربین مداربسته یا سیستم‌های چرخشی کوچک استفاده می­‌شوند.

این رینگ­‌های کوچک به سیستم چرخشی کوچک یا متوسط که سیگنال پایینی را منتقل می‌­کند، پاسخ می‌­دهد و در مدارهای مختلفی مانند ویدئو، کنترل، سنسور و اترنت به‌کار می­‌رود­. گشتاور پایین و سایش کم این رینگ­‌ها به انتقال سیگنال­‌های ویدئویی، اترنت، سنسور و قدرت کمک زیادی می‌­کند.

دوربین‌­های مداربسته و دوربین‌­های امنیتی به صورت مداوم 360 درجه می‌­چرخند. از طرفی اندازه دوربین­‌های مداربسته باید کوچک باشد و به همین دلایل اسلیپ رینگ‌­های کپسولی از لحاظ اندازه و کارکرد کاملا مناسب این دوربین­‌ها هستند.

اسلیپ رینگ‌­های کپسولی برای انتقال داده‌­ها با سرعت بالا و هزینه کم مناسب هستند و مزایای زیادی دارند. از همه مهم­تر این رینگ‌­ها دارای اندازه کوچک و دقت بالایی هستند و گشتاور کم و انتقال پایدار آن‌­ها باعث افزایش کارایی دوربین می­‌شود. علاوه بر این، صدای بسیار کمی تولید می­‌کنند و با آبکاری طلا ایمن شد­ه‌­اند. این رابط­‌های الکتریکی دوار نقش بسیار مهمی در ادغام اتصالات دوار با فرکانس بالا، رابط دوار فیبر نوری و برق در یک وسیله الکتریکی ایفا می‌کند.

سخن آخر

اسلیپ رینگ تقریباً در هر لوازم الکتریکی که شامل پایه یا سکوی چرخان است، یافت می­‌شود، از تجهیزات صنعتی مانند میزهای شاخص و جوشکارهای خودکار گرفته تا توربین‌های بادی، ماشین‌های تصویربرداری پزشکی (CT، MRI) و حتی تجهیزات شهربازی.

اگرچه کاربرد سنتی اسلیپ رینگ در ابتدا برای انتقال نیرو بود، اما این رینگ‌­ها می‌توانند سیگنال‌های آنالوگ و دیجیتال را از دستگاه‌هایی مانند سنسورهای دما یا فشارسنج‌ها و حتی داده‌ها را از طریق اترنت یا سایر شبکه‌ها ارسال کنند. این فناوری از عملکرد بالا، سرعت چرخش زیاد و نویز کم برخوردار است که در هر دو دستگاه استاتور و روتور برای اتصالات الکتریکی ساده کاربردی است.