CN101334507A - 塑料光纤旋转连接器 - Google Patents

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Abstract

一种塑料光纤旋转连接器，其固定头的定端套管的一端嵌有定端光纤，另一端嵌有定端透镜，定端光纤与定端透镜的端面紧密接触配合，定端套管的外部设有固定金属套筒。旋转头的动端套管的一端嵌有动端光纤，另一端嵌有动端透镜，动端光纤与动端透镜的端面紧密接触配合；动端套管的外部设有旋转金属套筒。定端光纤和动端光纤均为塑料光纤，定端光纤嵌入定端套管一端的外部设有定端光纤套管，动端光纤嵌入动端套管一端的外部设有动端光纤套管。本发明解决了背景技术中光纤的数值孔径和芯径小，对机械加工精度和装配耦合精度要求极为严格，耦合难度大，成本高的技术问题。本发明尤其适用于连接点较多的局域网络和短距离信息传输系统中。

Description

塑料光纤旋转连接器
技术领域
本发明涉及一种光纤旋转连接器，具体涉及一种塑料光纤旋转连接器。
背景技术
光纤旋转连接器，是以光纤为数据传输媒介、解决旋转连接系统部件之间的数据传输的精密光学器件，能改善机械性能，简化系统操作，避免因活动关节的旋转对光纤的损害。适用于无限制的、连续的或断续的旋转，同时又要从固定位置到旋转位置传送大容量数据、信号的场所。广泛应用于需要自由转动连接器的全方位目标找准系统和指控系统中，例如：雷达天线和它的车载信号处理系统之间，海底机器人与控制船只之间，工业上应用的机械手与主控台之间的连接线路等需要自由转动的连接器。
目前，国内外的光纤旋转连接器主要是以石英光纤为数据传输媒介，比如多模光纤旋转连接器、单模光纤旋转连接器以及多通道多模或单模光纤旋转连接器。这些石英光纤连接器虽具有低损耗、宽带宽、抗干扰、体积小、重量轻、耐高低温等特点，但是仍然存在以下缺点：
(1)石英光纤旋转连接器，其光纤为石英光纤，柔韧性差，受到弯曲力极易碎裂，光纤的数值孔径和芯径不宜过大，芯径一般仅为微米级，因此，石英光纤旋转连接器的旋转损耗变化量受离轴、偏角和间距的影响极大，对机械加工精度和装配耦合精度要求极为严格，耦合难度大。
(2)石英光纤旋转连接器的性能参数极易受环境变化的影响。
(3)石英光纤旋转连接器的造价极其昂贵。
发明内容
本发明的目的在于提供一种塑料光纤旋转连接器，其解决了背景技术中光纤的数值孔径和芯径小，对机械加工精度和装配耦合精度要求极为严格，耦合难度大，成本高的技术问题。
本发明的技术解决方案是：
一种塑料光纤旋转连接器，包括固定头1和旋转头2；所述的固定头1包括定端套管103，所述定端套管103的一端嵌有定端光纤101，所述定端套管103的另一端嵌有定端透镜104，所述定端光纤101与定端透镜104的端面紧密接触配合，所述定端套管103的外部设置有固定金属套筒105；所述的旋转头2包括动端套管203，所述动端套管203的一端嵌有动端光纤201所述动端套管203的另一端嵌有动端透镜204，所述动端光纤201与动端透镜204的端面紧密接触配合；所述动端套管203的外部设置有旋转金属套筒205；其特殊之处在于：所述的定端光纤101和动端光纤201均为塑料光纤；所述定端光纤101嵌入定端套管103一端的外部设置有定端光纤套管102，所述动端光纤201嵌入动端套管203一端的外部设置有动端光纤套管202。
上述定端光纤套管102与动端光纤套管202一般采用铜管或铝管等。
上述定端套管103与动端套管203一般可采用普通的标准陶瓷套管。
上述定端透镜104与动端透镜204可采用自聚焦透镜或准直透镜等。
上述定端光纤101及其外部的定端光纤套管102与定端透镜104的紧密接触配合端面以抛光面配合为佳；上述动端光纤201及其外部的动端光纤套管202与动端透镜204的紧密接触配合端面也以抛光面配合为佳。
上述定端光纤套管102与定端光纤101以固定连接为一体为佳，所述的定端套管103与定端光纤套管102及定端透镜104以固定连接为一体为佳，所述的定端套管103与固定金属套筒105以固定连接为一体为佳；上述动端光纤套管202与动端光纤201以固定连接为一体为佳，所述的动端套管203与动端光纤套管202及动端透镜204以固定连接为一体为佳，所述的动端套管203与旋转金属套筒205以固定连接为一体为佳。该类固定连接以点胶固定连接。
本发明具有以下优点：
(1)以塑料光纤为数据传输媒介旋转连接器，塑料光纤的直径一般在0.25-3.0mm，易于连接，光的耦合效率高。
(2)装配简便，耦合难度低。塑料光纤韧性好，抗弯曲、耐震动，因此本发明可根据需要采用数值孔径、芯径较大的光纤，机械加工精度和装配耦合精度要求低，装配简便。
(3)由于本发明的机械结构简单，塑料光纤的成本又比石英光纤低很多，因此，本发明的成本较低。本发明采用通用的普通陶瓷套管即可满足光纤头与自聚焦透镜或准直透镜的装配要求，不仅装配更简便，也进一步降低了成本，有利于大批量生产、应用。
(4)塑料光纤兼具传统的石英光纤及铜缆的性能优点，且具有抗辐射性，尤其适用于连接点较多的局域网络和短距离信息传输系统中。
(5)因塑料光纤的大数值孔径和大芯径，使得连接器之间的旋转耦合损耗对光路的离轴、偏角和间距都不敏感，极易满足使用要求。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
附图标号说明：1-固定头，101-定端光纤，102-定端光纤套管，103-定端套管，104-定端透镜，105-固定金属套筒，2-旋转头，201-动端光纤，202-动端光纤套管，203-动端套管，204-动端透镜，205-旋转金属套筒。
具体实施方式
本发明主要由固定头1和旋转头2两部分构成，旋转头2通过与固定头1螺纹配合连接、嵌套配合连接，可相对于固定头1作旋转。设置于固定头1内的定端光纤101和设置于旋转头2内的动端光纤201均为塑料光纤。以塑料光纤为数据传输媒介，代替传统的石英光纤及铜缆，非常适合应用于连接点较多的局域网络和短距离信息传输系统中。塑料光纤旋转连接器，塑料光纤的直径一般可在0.25～3.0mm，塑料光纤的大数值孔径和大芯径使得连接器之间的旋转耦合损耗对光路的离轴、偏角和间距都不敏感，极易满足使用要求。塑料光纤光的耦合效率高，同时还兼有柔软、抗弯曲、耐震动、抗辐射、机械结构简单、装配方便、制造成本低、易于连接等优点。
参见图1，固定头1由定端光纤101、定端光纤套管102、定端套管103、定端透镜104、固定金属套筒105构成。
定端光纤101的端部套有定端光纤套管102，二者固连为一体，嵌于定端套管103的一端，其端面与嵌于定端套管103另一端的定端透镜104的端面经过研磨抛光处理后紧密接触配合。定端光纤101与定端光纤套管102、定端光纤套管102及定端透镜104与定端套管103，可在其接触外的外部或外端根部点一圈环氧胶，然后固化处理。定端光纤套管102具体可采用铜管或铝管等。定端套管103用普通的陶瓷套管即可满足塑料光纤头和自聚焦透镜或准直透镜的装配要求。定端透镜104可采用自聚焦透镜或准直透镜等。
旋转头2由动端光纤201、动端光纤套管202、动端套管203、动端透镜204、旋转金属套筒205构成。动端光纤201的端部套有动端光纤套管202，二者固连为一体，嵌于动端套管203的一端，其端面与嵌于动端套管203另一端的动端透镜204的端面经过研磨抛光处理后紧密接触配合。动端光纤201与动端光纤套管202、动端光纤套管202及动端透镜204与动端套管203，可在其接触外的外部或外端根部点一圈环氧胶，然后固化处理。动端光纤201具体可采用铜管或铝管等。动端套管203用普通的陶瓷套管即可满足塑料光纤头和自聚焦透镜或准直透镜的装配要求。动端透镜204可采用自聚焦透镜或准直透镜等。

Claims (7)

1.一种塑料光纤旋转连接器，包括固定头(1)和旋转头(2)；所述的固定头(1)包括定端套管(103)，所述定端套管(103)的一端嵌有定端光纤(101)，所述定端套管(103)的另一端嵌有定端透镜(104)，所述定端光纤(101)与定端透镜(104)的端面紧密接触配合，所述定端套管(103)的外部设置有固定金属套筒(105)；所述的旋转头(2)包括动端套管(203)，所述动端套管(203)的一端嵌有动端光纤(201)所述动端套管(203)的另一端嵌有动端透镜(204)，所述动端光纤(201)与动端透镜(204)的端面紧密接触配合；所述动端套管(203)的外部设置有旋转金属套筒(205)；其特征在于：所述的定端光纤(101)和动端光纤(201)均为塑料光纤；所述定端光纤(101)嵌入定端套管(103)一端的外部设置有定端光纤套管(102)，所述动端光纤(201)嵌入动端套管(203)一端的外部设置有动端光纤套管(202)。
2.根据权利要求1所述的塑料光纤旋转连接器，其特征在于：所述的定端光纤套管(102)与动端光纤套管(202)均为铜管或铝管。
3.根据权利要求1或2所述的塑料光纤旋转连接器，其特征在于：所述的定端套管(103)与动端套管(203)均为陶瓷套管。
4.根据权利要求3所述的塑料光纤旋转连接器，其特征在于：所述的定端透镜(104)与动端透镜(204)为自聚焦透镜或准直透镜。
5.根据权利要求4所述的塑料光纤旋转连接器，其特征在于：所述的定端光纤(101)及其外部的定端光纤套管(102)与定端透镜(104)的紧密接触配合端面均是抛光面；所述的动端光纤(201)及其外部的动端光纤套管(202)与动端透镜(204)的紧密接触配合端面均是抛光面。
6.根据权利要求5所述的塑料光纤旋转连接器，其特征在于：所述的定端光纤套管(102)与定端光纤(101)固定连接为一体，所述的定端套管(103)与定端光纤套管(102)及定端透镜(104)固定连接为一体，所述的定端套管(103)与固定金属套筒(105)固定连接为一体；所述的动端光纤套管(202)与动端光纤(201)固定连接为一体，所述的动端套管(203)与动端光纤套管(202)及动端透镜(204)固定连接为一体，所述的动端套管(203)与旋转金属套筒(205)固定连接为一体。
7.根据权利要求6所述的塑料光纤旋转连接器，其特征在于：所述定端光纤套管(102)与定端光纤(101)的固定连接、定端套管(103)与定端光纤套管(102)及定端透镜(104)的固定连接、定端套管(103)与固定金属套筒(105)的固定连接、动端光纤套管(202)与动端光纤(201)的固定连接、动端套管(203)与动端光纤套管(202)及动端透镜(204)的固定连接、动端套管(203)与旋转金属套筒(205)的固定连接均为点胶固定连接。
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