[发明专利]光纤旋转连接装置及信号传输方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种信号传输装置及方法，特别是涉及一种旋转部件信号传输的滑环及方法。

背景技术

在工业设备的高端领域中，多有诸如公转、自转等多元相对运动的要求。其中旋转体需要功能能源以及控制信号源，因此需要在旋转体与联接的电器部件间传输功能电源、弱电信号、光信号、气压、水压、油压等不同能源介质，因此必须使用旋转连通装置滑环，负责为旋转体连通、输送能源与信号的电气部件。根据传输介质来区分，滑环分为电滑环、流体滑环、光滑环。滑环通常安装在设备的旋转中心，主要由旋转与静止两大部分组成。旋转部分连接设备的旋转结构并随之旋转运动，称为“转子”，静止部分连接设备的固定结构的能源，称为“定子”。使旋转体在无限旋转运动的同时，还能进行其它运动、或检测旋转状态下的工作状况。

根据使用情况制作成各种特殊外形，混合传输电源、光源、流体压力源，或与其它电气元件配装使用，如：特殊异形、超大外形，连体齿轮、链轮、皮带轮、插头，电源与光源混合，电源与压力流体混合，配装光、电、声、温传感器、光纤收发器、压力表、气动元件等，组合成一种多功能的电气件总成，以达到节省空间、简化设计结构的特殊要求。

现今绝大多数的光纤旋转关节（光纤旋转连接装置）为共轴旋转关节，共轴型光纤旋转关节的旋转耦合器件位于中心，此类器件的特点是光器件的光轴与互连器件中心轴重合，这种结构可以保证连接器具有简单的光路，为制作旋转关节提供较简便的方法。

但在动态信号传输过程中，有时伴随气、油和水等介质的传输，如有些雷达信号传输过程中要伴随高压气体的传输，这些介质需要一个传输通道，且该通道经常设置在中心轴的位置；有时在旋转关节的中心轴的部分需要放置滚轴、转桶等器件，甚至是人体，其目的是进行拉伸、滚动或扫描等操作。由于中心轴被其他介质或器件占用，光信号不能沿着与旋转关节中心轴重合的光轴进行传输，而大部分旋转关节的光传输通道都占据旋转关节中心轴或附近区域，造成此类光纤旋转关节不能满足上述场合的应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种光纤旋转连接装置，解决光纤旋转连接装置只能利用滑环中心轴位置传送光信号，其他信号传输介质无法与光信号在同一个滑环上进行多类型信号传输的技术问题。

本发明的另一个目的是提供一种光纤旋转连接装置信号传输的方法，解决多传输介质共同进行信号传输的技术问题。

本发明的光纤旋转连接装置，包括光纤滑环，贯穿光纤滑环的转子和定子开设有一个滑环通孔，定子中设置一个道威棱镜，贯穿道威棱镜的入射斜面和出射斜面开设有棱镜通孔，在定子中，在棱镜通孔的出射斜面外侧，设置第一光纤通道，在转子中，在棱镜通孔的入射斜面外侧与第一光纤通道相应的位置设置第二光纤通道，所述第一光纤通道和第二光纤通道的末端分别连接光纤准直器。

所述滑环通孔的轴线与光纤滑环的轴线重合，道威棱镜入射斜面与出射斜面的旋转主轴与滑环通孔的轴线平行，棱镜通孔的轴线与光纤滑环的轴线重合，棱镜通孔的内径与滑环通孔的内径相同，第一光纤通道和第二光纤通道的轴线重合。

本发明的光纤旋转连接装置，包括光纤滑环，贯穿光纤滑环的转子和定子开设有一个滑环通孔，定子中设置一个道威棱镜，所述道威棱镜设置在滑环通孔孔壁的外侧，在定子中，在棱镜通孔的出射斜面外侧，设置第一光纤通道，在转子中，在棱镜通孔的入射斜面外侧与第一光纤通道相应的位置设置第二光纤通道，所述第一光纤通道和第二光纤通道的末端分别连接光纤准直器。

道威棱镜入射斜面与出射斜面的旋转主轴与滑环通孔的轴线平行，第一光纤通道和第二光纤通道的轴线重合。

本发明的光纤旋转连接装置，包括光纤滑环，贯穿光纤滑环的转子和定子开设有一个滑环通孔，在定子中设置一个道威棱镜，所述道威棱镜为一个圆柱体，圆柱体的中心开设有棱镜通孔，圆柱体的上端面和下端面向圆柱体的重心倾斜，圆柱体轴线所处截面的形状为轴对称的两个等腰梯形；在定子中，在棱镜通孔的出射斜面外侧，设置第一光纤通道，在转子中，在棱镜通孔的入射斜面外侧与第一光纤通道相应的位置设置第二光纤通道，所述第一光纤通道和第二光纤通道的末端分别连接光纤准直器。

所述滑环通孔的轴线与光纤滑环的轴线重合，道威棱镜入射斜面与出射斜面的旋转主轴与滑环通孔的轴线平行，棱镜通孔的轴线与光纤滑环的轴线重合，棱镜通孔的内径与滑环通孔的内径相同，第一光纤通道和第二光纤通道的轴线重合。

利用光纤滑环进行信号传输的方法包括以下步骤：

s1，在光纤滑环上贯穿转子和定子开设有一个与光纤滑环中心轴线重合的滑环通孔；