[发明专利]一种高速多通道光纤旋转连接器

说明书

本发明属于光电技术领域，公开了一种高速多通道光纤旋转连接器，包括沿同一中轴线自左向右顺序排列的固定端光纤准直器、旋转端第一级、旋转端第二级、旋转端第三级，旋转端第一级包括旋转端光纤准直器、准直器轴套、一级滚动轴承，旋转端第二级包括中间轴、二级滚动轴承，旋转端第三级包括连接轴、1×N双向光开关、输入轴。本发明解决了现有技术中光纤旋转连接器结构较复杂、转速较低的问题，本发明结构简单、安装方便，能够适应高速的运转环境。

技术领域

本发明涉及光电技术领域，尤其涉及一种高速多通道光纤旋转连接器。

背景技术

光纤旋转连接器能够实现光信号在相对旋转部件之间的传输，常用在一端旋转一端固定的场合，从而保证光信号的传输不因为旋转而中断。光纤旋转连接器与传统的电滑环相比具有多种优点，可以适应极高的转速、并拥有超长寿命；产品的机械强度更高、更稳定；无电磁泄漏，保密性好，抗电磁干扰；传输频带宽；可以选择单模或多模，且体积小巧；适用于空间狭小的工作场合等优点，在不同的领域均得到了广泛的应用。作为两个非接触装置中利用光纤进行信息传输的连接机构，光纤旋转连接器在工业上的机械手、绞车、石油开采设备，海洋探测的扫描系统和追踪雷达、海底机器人；军事上战船的海底水声系统、战车的旋转塔台，航天领域的飞行器以及医疗设备CT扫描系统、风力发电、直升机、工业传感器等高速视频、数字、模拟信号的传输和控制等方面均有运用。

随着传输信号数量的增多，单通道光纤旋转连接器已不能满足要求，多通道光纤旋转连接器的设计势在必行。目前已有多种多通道的光纤旋转连接器实现方案，如利用DOVE棱镜转像原理实现光信号旋转连接，但该类方法需要复杂的行星轮机构来保证棱镜的转速为转子的一半，由于齿轮与DOVE棱镜的精度难以保证，势必会造成较大的误差，且机械结构过多，该结构的光纤旋转连接器转速都不高，只有几百转，严重限制了其使用。

另外，有采用光纤直接耦合，利用透镜结构的对称性、菲涅尔透镜等设计的多通道光纤旋转轴连接器，也有采用V型刻槽环形波的定向导光特性、圆柱状波导、光束直接耦合法等构建的中空多通道光纤旋转连接器，它们或因为精度难以保证、结构复杂、或因为损耗过大等原因，并没有得到大规模的使用，而且其内部构件过多，使用转速被严格限制。

发明内容

本申请实施例通过提供一种高速多通道光纤旋转连接器，解决了现有技术中光纤旋转连接器结构较复杂、转速较低的问题。

本申请实施例提供一种高速多通道光纤旋转连接器，包括沿同一中轴线自左向右顺序排列的固定端光纤准直器、旋转端第一级、旋转端第二级、旋转端第三级；所述固定端光纤准直器、所述旋转端第一级、所述旋转端第二级均封装在连接器外壳中；

所述旋转端第一级包括旋转端光纤准直器、准直器轴套、一级滚动轴承；所述旋转端第二级包括中间轴、二级滚动轴承；所述旋转端第三级包括连接轴、1×N双向光开关、输入轴；

所述旋转端光纤准直器与所述固定端光纤准直器耦合连接，所述旋转端光纤准直器与所述准直器轴套固定连接，所述准直器轴套的外径与所述一级滚动轴承的内径配合，所述一级滚动轴承的外径与所述连接器外壳配合；

所述准直器轴套通过一级弹簧销与所述中间轴相连，所述中间轴的外径与所述二级滚动轴承的内径配合，所述二级滚动轴承的外径与所述连接器外壳配合；

所述1×N双向光开关位于所述连接轴与所述输入轴之间，所述连接轴通过二级弹簧销与所述中间轴相连，所述输入轴用于通过联轴器与外部旋转输入轴相连。

优选的，所述固定端光纤准直器通过紧定螺钉固定在所述连接器外壳上；所述旋转端光纤准直器通过紧定螺钉与所述准直器轴套固定连接。

优选的，所述准直器轴套的末端设置有外螺纹，所述准直器轴套配合圆螺母与止动垫片对所述一级滚动轴承进行轴向固定。