[发明专利]一种基于光纤旋转连接器的新型高速转台

说明书

技术领域

本发明是一种基于光纤旋转连接器的新型高速转台。

背景技术

转台作为一类复杂的精密机电设备是惯性导航仪和飞行器进行环境实验的主要仪器。当前普遍使用的转台精度很低、体积大、响应速度慢，这是由于这些转台一般是通过机械接触的电滑环传输信号，由于在机械接触的地方接触电阻的不稳定和电路中的静电干扰、磁场干扰、电压电流突变干扰等多种因素引起的高频噪声影响了有用信号的采集及利用，且在多路传输中电源线与信号线之间以及各信号线之间存在串扰噪声。消除干扰噪声需要很好的屏蔽措施和复杂的信号处理电路，这样却增加了系统的复杂度和不稳定性。

导航仪器及其它飞行器的快速发展要求转台的精度和转速等性能也必须大幅度提高，但是在当前的转台方案中其精度与转速之间是相互矛盾的。为了解决此问题，本发明采用光纤连接器来传输测量信号，同时用电滑环传输功率电源。由于光纤旋转连接器的转子与定子是无接触耦合，且光信号在光纤中传输时各通路之间无串扰，因此测量信号的噪声降为最小。大功率电源受干扰程度小且光信号传输功率不够大，因此仍用电滑环传输电源。本发明采用此方案，极大的提高了测量信号的传输质量，为实现高精度高速率转台提供了较好的方案。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于光纤旋转连接器的高速转台装置。

基于光纤旋转连接器的高速转台装置具有基座，在基座上依次设有圆感应同步器、T型精密空心主轴、旋转工作台，T型精密空心主轴内设有连接轴，连接轴下端设有正六边形裙，连接轴外侧与T型精密空心主轴内侧之间设有第三轴承、电滑环、第二轴承，连接轴上端设有连接轴固定孔和凹槽，连接轴凹槽内设有光纤旋转连接器，T型精密空心主轴外侧与基座之间设有第一轴承，基座上设有伺服电机，伺服电机通过齿轮组与T型精密空心主轴相连接，基座和旋转工作台上设置有基座光电-电光转换模块、转台光电-电光转换模块。

所述的旋转工作台是圆形平台，中心处有孔上下连通，下表面中心处有一凸轴，凸轴在精密空心主轴内嵌套与T型精密空心主轴衔接。T型精密空心主轴上轴端设有裙边，裙边为正六边形与旋转工作台底部固定并紧密配合，T型精密空心主轴的轴壁上设有第一精密空心主轴固定孔、第二精密空心主轴固定孔。圆感应同步器的定子固定在基座顶部，圆感应同步器的转子固连在T型精密空心主轴上。光纤旋转连接器内部设有两根单模光纤输入输出形成双向通路。光纤旋转连接器中的定子与转子两边各有一个变折射率透镜。光纤旋转连接器的转子通过固紧装置固定在第二精密空心主轴固定孔处。电滑环转子套置在定子外面，并固定在第一精密空心主轴固定孔处，电滑环的位置在光纤旋转连接器下方。

现有转台大多是用电滑环传输信号，但是电滑环是一种以机械接触的形式传输信号的系统，高速旋转下接触部分的材料、接触形式、接触压力和力矩都会影响到接触电阻使传输信号不稳定，形成高频噪声，各路信号之间也存在着大量的静电干扰，电磁干扰，同时电源与测控信号之间还有很强的串扰，而且电滑环系统信号带宽小，信号容易衰减，以上这些问题都限制了转台的转速和精度。本发明中的光纤旋转连接器利用微型自聚焦透镜耦合光信号，转子定子间无接触不会产生接触电阻的波动，光纤传输不受电磁干扰和线路串扰的影响，避免了弱信号受电磁干扰和高频噪声影响的可能。对于大功率电源由于不易受干扰所以用导电滑环传输，这样减少了导电滑环的接触环数即减少了摩擦力矩，有利于转台稳定性精度的提高。同时光通路有很大的带宽，信号衰减小，本发明利用时分复用的通讯系统使光纤旋转连接器的双光纤通路实现多路信号的双向传输。

附图说明

图1为本发明的基于光旋转接器的高速转台装置示意图；

图2为本发明的转台精密空心主轴示意图；

图3为本发明的转台连接轴示意图；

图4为本发明的转台中光纤旋转连接器示意图；

图5为本发明的转台中电滑环示意图；

图中：基于光纤旋转连接器的高速转台1、旋转工作台2、精密空心主轴3、圆感应同步器4、基座5、基座光电-电光转换模块6、第一轴承7、第二轴承8、连接轴9、光纤旋转连接器10、电滑环11、第三轴承12、伺服电机13、齿轮组14、转台光电-电光转换模块15、数据线孔16、第一精密空心主轴固定孔17、第二精密空心主轴固定孔18、连接轴固定孔19、光纤旋转连接器定子20、光纤旋转连接器转子21、光纤旋转连接器固紧装置22、电滑环转子23、电滑环定子24。

具体实施方式