CN115498588A - 旋转走线装置及光电设备 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种旋转走线装置及光电设备，旋转走线装置包括：旋转组件和线缆，旋转组件包括可相对旋转的第一部件和第二部件，第一部件至少部分位于第二部件的径向内侧；线缆穿过且固定于第一部件，线缆的一端与第一器件连接，另一端与第二器件连接，线缆具有螺旋线段，当线缆与第一部件同步转动时，旋扭螺旋线段。根据本发明实施例的旋转走线装置，采用旋转组件和线缆配合方式，结构简单，通过旋转组件与线缆的配合，可以在转动的情况下保持可靠连接，避免线缆刮擦。线缆具有螺旋线段，在转动过程中，可以提高连接的稳定性。

Description

旋转走线装置及光电设备

技术领域

本发明涉及光电设备走线技术领域，尤其涉及一种旋转走线装置及光电设备。

背景技术

随着光电技术的发展和应用，对光电装备的性能提出了越来越高的要求，其中机载、星载等光电装备以其高精度、高集成化以及多功能的特点受到越来越广泛的研究和应用。这类光电装备多由底座、转台和光电传感器等组成，其中转台作为光电装备的旋转部件，负责光电装备工作时的跟踪，同时还承担光电传感器与平台固定设备之间的载荷和信号传递功能。典型的转台由支撑转动装置、动力驱动装置、位置检测装置、旋转组合以及安全保护装置等组成。转台旋转过程中其转动部分与固定部分之间的电源以及信号的传输则主要依靠旋转组合来实现。

由于应用场景的不同，大部分光电装备都要求转台能够带动光电传感器实现旋转角度为-360°～360°连续旋转或正反双向连续无限旋转。目前国内外的转台旋转组合主要有旋转拖链、导电滑环和自由线缆三种形式。

旋转拖链由多个能旋转至一定角度的零部件沿轴线方向叠加组合而成，零部件越多其可旋转的角度越大，线缆穿过旋转拖链中心，随拖链旋转从而实现线缆在一定角度的旋转，其价格相对便宜，技术成熟，在旋转角度为-180°～180°连续旋转且尺寸空间较大的系统中应用较多。但是当线缆较多且旋转角度增大时，其在轴向方向上的尺寸较大，难以应用在旋转角度较大且空间尺寸受限的系统内。

导电滑环由多个信号通道叠加组成，可实现电功率以及多种信号的连续无限传输，传递的功率越大、信号越多则其在颈向和轴线方向的尺寸则越大，其价格较贵，技术相对成熟，并要求有特殊的加工工艺，设计和加工比较困难，适用环境有限，在正反双向连续无限旋转且空间尺寸和价格允许的系统中，应用较多。

另一种方法是多留出一部分电缆长度，在转台旋转过程中让电缆自己旋转，但随着转动角度增大，线缆缠绕和刮擦其他设备的可能性也大大增加。

现有技术中，例如授权公告号为CN108206500B的中国发明专利，公开了一种转台方位转轴简易走线装置，采用圆环柱结构，圆柱环与方位转台的旋转体固连，圆环柱的内圆柱和外圆柱之间为空腔，外圆柱的外侧壁绕周向开有贯通的走线槽，圆柱环的下表面开有贯通的穿线孔；线缆一端固定在旋转体上，由穿线孔进入走线盒，沿内圆柱绕一周后从外圆柱壁的走线槽水平引出，将另一端固连在机箱壁上。本发明用于方位转台转轴走线的收纳，可以满足连续360°正转和反转不产生线缆缠绕，不发生擦挂,对高度尺寸受限和顶端不具备安装走线装置的设备尤其适用。

授权公告号为CN106953290B的中国发明专利，公开了一种转台走线装置，其用于转台绕方位轴旋转时线缆的收放，包括：引线杆、走线柱、绕线筒及发条弹簧；其中，引线杆安装在转台叉臂内侧，用于在转台绕方位轴旋转时带动线缆；走线柱设置于转台底座，用于构成转台底座的走线路径；绕线筒处于走线柱与转台底座底盘之间，可绕转台底座旋转，用于通过所述旋转实现线缆的收放；发条弹簧一端固定于绕线筒，另一端固定于所述底盘，用于在放线时使绕线筒与线缆复位。本发明的转台走线装置能够实现转台方位轴系360°范围旋转过程中线缆的自动收放。

目前已有的光电装备转台旋转组合无法提供一个稳定可靠且旋转角度较大、价格便宜、轴向尺寸较小、适用性强的旋转组合，导致这类高精度、多功能光电装备无法进行高集成化研究。显然，亟需一种转台走线装置来解决以上问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提高光电装备走线装置的合理性，本发明提出一种旋转走线装置及光电设备。

根据本发明实施例的旋转走线装置，包括：

旋转组件，包括可相对旋转的第一部件和第二部件，所述第一部件至少部分位于所述第二部件的径向内侧；

线缆，所述线缆穿过且固定于所述第一部件，所述线缆的一端与第一器件连接，另一端与第二器件连接，所述线缆具有螺旋线段，当所述线缆与所述第一部件同步转动时，旋扭所述螺旋线段。

根据本发明实施例的旋转走线装置，采用旋转组件和线缆配合方式，结构简单，通过旋转组件与线缆的配合，可以在转动的情况下保持可靠连接，避免线缆刮擦。线缆具有螺旋线段，在转动过程中，可以提高连接的稳定性。

根据本发明的一些实施例，所述第一部件为轴承，所述第二部件为法兰，所述轴承的外圈固定于所述法兰，所述线缆固定于所述轴承内圈。

在本发明的一些实施例中，所述线缆与所述轴承内圈粘接连接。

根据本发明实施例的光电设备，包括：

机箱；

转台，设于所述机箱内，所述转台具有中空腔体；

光电传感器，设于所述转台；

旋转走线装置，所述旋转走线装置为如上所述的旋转走线装置，所述线缆穿过所述中空腔体，所述线缆的一端连接的所述第一器件为所述光电传感器，所述线缆另一端连接的所述第二器件为所述机箱上的接口。

根据本发明实施例的光电设备，转台方位的线缆通过旋转组件和线缆配合的形式，无线缆缠绕和擦挂风险；走线装置构成简单，易加工和安装，可靠性高；线缆磨损和所受扭力小，对线缆使用寿命影响小，增加了光电设备的可靠性；走线装置外形设计为圆柱形，装在转台方位轴的大口径中空结构部分，有利于结构美观。

根据本发明的一些实施例，所述光电设备还包括驱动机构，用于驱动所述转台带动所述光电传感器同步转动。

在本发明的一些实施例中，当所述旋转组件包括法兰和轴承时，所述法兰固定于所述转台，并与所述转台同步转动。

根据本发明的一些实施例，所述线缆连接的所述机箱上的接口为信号接口和/或电源接口。

在本发明的一些实施例中，所述线缆的至少位于所述中空腔体内的部分为所述螺旋线段。

根据本发明的一些实施例，所述线缆固定于所述机箱。

在本发明的一些实施例中，所述转台设有供所述线缆穿过的走线槽。

附图说明

图1为根据本发明实施例的旋转走线装置的结构示意图；

图2为根据本发明实施例的光电设备的结构示意图。

光电设备100，

走线装置10，

旋转组件110，第一部件111，第二部件112，

线缆120，螺旋线段121，

机箱20，转台30，光电传感器40，观测窗50。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本发明进行详细说明如后。

本发明中说明书中对方法流程的描述及本发明说明书附图中流程图的步骤并非必须按步骤标号严格执行，方法步骤是可以改变执行顺序的。而且，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。

目前国内外的转台旋转组合主要有旋转拖链、导电滑环和自由线缆三种形式。

旋转拖链由多个能旋转至一定角度的零部件沿轴线方向叠加组合而成，零部件越多其可旋转的角度越大，线缆穿过旋转拖链中心，随拖链旋转从而实现线缆在一定角度的旋转，其价格相对便宜，技术成熟，在旋转角度为-180°～180°连续旋转且尺寸空间较大的系统中应用较多。但是当线缆较多且旋转角度增大时，其在轴向方向上的尺寸较大，难以应用在旋转角度较大且空间尺寸受限的系统内。

导电滑环由多个信号通道叠加组成，可实现电功率以及多种信号的连续无限传输，传递的功率越大、信号越多则其在颈向和轴线方向的尺寸则越大，其价格较贵，技术相对成熟，并要求有特殊的加工工艺，设计和加工比较困难，适用环境有限，在正反双向连续无限旋转且空间尺寸和价格允许的系统中，应用较多。

为确保旋转体上的电器在旋转的同时还能够通过不旋转的结构传输电源、信号等，必须使用旋转联通装置以避免在旋转过程中线缆发生扭伤和拉断。滑环是最常用的旋转联通装置，但存在下列不足：

(1)触点结构间有摩擦有阻值，使得滑环的使用寿命不长且在传输信号时信号强度有衰减；(2)滑环内移动触点的触头是裸露无法屏蔽的，故滑环在传输多路数据信号时，信号间将会相互干扰；(3)滑环内移动触点的两触头需采用昂贵的高性能材料制作，且滑环的结构复杂加工精度要求高，由此造成滑环的制造成本很高；(4)使用导电滑环时安装同轴度要求高；(5)不适合于恶劣环境。

另一种方法是多留出一部分电缆长度，在转台旋转过程中让电缆自己旋转，线缆自己旋转需要留出大的空间，增加了整体设备的尺寸和重量，而且随着转动角度增大，线缆缠绕和刮擦其他设备的可能性也大大增加，容易导致整体设备出现故障。

针对现有走线方式存在的问题，利用转台的方位轴为大口径的中空结构，本发明提供一种转台方位转轴旋转线缆走线装置，用于方位转台转轴走线的收纳，可以满足连续360°正转和反转不产生线缆缠绕，不发生擦挂，对轴向尺寸受限和顶端不具备安装走线装置的设备尤其适用。

如图1所示，根据本发明实施例的旋转走线装置10，包括：旋转组件110和线缆120。

其中，旋转组件110包括可相对旋转的第一部件111和第二部件112，第一部件111至少部分位于第二部件112的径向内侧；

线缆120穿过且固定于第一部件111，线缆120的一端与第一器件连接，另一端与第二器件连接，线缆120具有螺旋线段121，当线缆120与第一部件111同步转动时，旋扭螺旋线段121。

根据本发明实施例的旋转走线装置10，采用旋转组件110和线缆120配合方式，结构简单，通过旋转组件110与线缆120的配合，可以在转动的情况下保持可靠连接，避免线缆120刮擦。线缆120具有螺旋线段121，在转动过程中，可以提高连接的稳定性。

根据本发明的一些实施例，如图1和图2所示，第一部件111可以为轴承，第二部件112可以为法兰，轴承的外圈固定于法兰，线缆120固定于轴承内圈。由此，线缆120和轴承可以相对于法兰相对转动，提高转动过程中连接的稳定性和可靠性。

在本发明的一些实施例中，线缆120与轴承内圈粘接连接。由此，可以提高线缆120与轴承内圈的固定效率。当然，线缆120与轴承间也可以通过卡接或其他固定方式连接。

如图2所示，根据本发明实施例的光电设备100，包括：机箱20、转台30、光电传感器40及旋转走线装置10。

其中，转台30设于机箱20内，转台30具有中空腔体，光电传感器40设于转台30。旋转走线装置10为如上所述的旋转走线装置10，线缆120穿过中空腔体，线缆120的一端连接的第一器件为光电传感器40，线缆120另一端连接的第二器件为机箱20上的接口。

结合图1和图2所示，旋转组件110通过法兰盘安装在转台30方位轴的大口径中空腔体中，线缆120的一端固定在旋转组件110上，旋转组件110随转台30转子一起转动；线缆120的另一端固定在转台30定子上，并从转台30穿出。

根据本发明实施例的光电设备100，转台30方位的线缆120通过旋转组件110和线缆120配合的形式，无线缆120缠绕和擦挂风险；走线装置10构成简单，易加工和安装，可靠性高；线缆120磨损和所受扭力小，对线缆120使用寿命影响小，增加了光电设备100的可靠性；走线装置10外形设计为圆柱形，装在转台30方位轴的大口径中空结构部分，有利于结构美观。

根据本发明的一些实施例，光电设备100还包括驱动机构，用于驱动转台30带动光电传感器40同步转动。由此，便于对光电传感器40的方位和角度进行调整。

在本发明的一些实施例中，当旋转组件110包括法兰和轴承时，法兰固定于转台30，并与转台30同步转动。需要说明的是，驱动机构驱动转台30转动时，可以带动光电传感器40和法兰同步转动，线缆120也可以通过轴承相对法兰转动。

根据本发明的一些实施例，线缆120连接的机箱20上的接口为信号接口和/或电源接口。例如，线缆120可以连接机箱20上的信号板卡的信号接口，以实现光电传感器40的信号传输；线缆120也可以连接机箱20上的电源接口，以实现对光电传感器40的供电；当然还可以与机箱20上的信号接口和电源接口均连接。

在本发明的一些实施例中，如图2所示，线缆120的至少位于中空腔体内的部分为螺旋线段121。也就是说，线缆120的至少位于中空腔体内的部分为螺旋线段121，由此，可以提高线缆120的扭转性能，在转台30转动时，避免线缆120被扭转损坏。

如图2所示，线缆120分成三个部分，中间部分为螺旋线段121，两端为直线段；一端直线段与转台30上的光电传感器40连接，为其提供信号和电源；另一端直线段与设备固定部分的电源和信号板卡连接。

根据本发明的一些实施例，线缆120固定于机箱20。例如，可以将靠近线缆120连接机箱20接口的端部附近的位置固定至机箱20。由此，可以提高线缆120连接的可靠性。

在本发明的一些实施例中，转台30设有供线缆120穿过的走线槽。由此，便于线缆120的走线。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，旋转走线装置10包括旋转组件110和线缆120，旋转组件包括：轴承(第一部件111)和法兰(第二部件112)，法兰固定在转台30方位轴的大口径中空腔体中，轴承固定在法兰上。

如图1所示，线缆120的一端固定在旋转组件110轴承的内圈，旋转线缆120的螺旋线段部分随轴承内圈一起转动；旋转线缆120的另外一端固定在机箱20底座上。

如图2所示，本发明提出的光电设备100，包括机箱20、转台30、光电传感器40、观测窗50以及上述的旋转走线装置10。

如图2所示，本实施例中的机箱20、转台30、光电传感器40、观测窗50以及驱动转台30转动的驱动机构均为现有技术，驱动机构包括设置在转台30上的电机、轴承和编码器等。

如图2所示，转台30安装在机箱20上，旋转走线装置10安装在转台30方位轴的大口径中空腔体上，光电传感器40安装在转台30上，观测窗50安装在机箱20上。旋转走线装置10的旋转线缆120的内端连接至光电传感器40，旋转走线装置10的旋转线缆120的外端连接至机箱20，进而实现将光电传感器40接出。

工作原理：

如图1、2所示，本发明中的旋转走线装置10在实际应用时，采用法兰加轴承结构，结构简单，轴向空间尺寸较小、且成本低廉，旋转线缆120中间部分为螺旋线，工艺稳定成熟，使用寿命长。

旋转线缆120内端固定在转台30上，旋转线缆120外端固定在机箱20上，旋转走线装置10随着转台30一起转动时，只有旋转线缆120的螺旋线部分在转动，螺旋线转动时，不会发生线缆120缠绕旋转，也不会刮擦其他设备，线缆120磨损和所受扭力小，对线缆120使用寿命影响小，增加了系统的可靠性。

本发明不破坏线缆120自身结构，螺旋线转动时对系统电功率及信号的传输无延时或失真现象，传输稳定可靠，无附加环境适应性要求。旋转走线装置10无需额外提供驱动，随转台30一起转动。本发明采用螺旋线结构，避免了不同圈层线缆120在旋转时发生缠绕而无法旋转或者破坏线缆120的现象，保证了线缆120旋转时的可靠性。

由于设置有轴承，旋转线缆120的螺旋线部分随转台30一起转动时，摩擦系数下，提高了装置可靠性及寿命。

综上所述，本发明相比于现有旋转拖链方法，利用装在转台30方位轴的大口径中空腔体部分，可以有效减少装置的尺寸和空间。

本发明相比于现有导电滑环方法，利用装在转台30方位轴的大口径中空腔体部分，可以有效减少装置的尺寸和空间，同时走线装置10构成简单，易加工和安装，可靠性高。

本发明相比于多留出一部分电缆长度方法，利用装在转台30方位轴的大口径中空腔体部分，转台30方位的线缆120通过旋转线缆120的形式，无线缆120缠绕和擦挂风险，线缆120磨损和所受扭力小，对线缆120使用寿命影响小，增加了系统的可靠性。

通过具体实施方式的说明，应当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入且具体的了解，然而所附图示仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。

Claims (10)

1.一种旋转走线装置，其特征在于，包括：

旋转组件，包括可相对旋转的第一部件和第二部件，所述第一部件至少部分位于所述第二部件的径向内侧；

线缆，所述线缆穿过且固定于所述第一部件，所述线缆的一端与第一器件连接，另一端与第二器件连接，所述线缆具有螺旋线段，当所述线缆与所述第一部件同步转动时，旋扭所述螺旋线段。

2.根据权利要求1所述的旋转走线装置，其特征在于，所述第一部件为轴承，所述第二部件为法兰，所述轴承的外圈固定于所述法兰，所述线缆固定于所述轴承内圈。

3.根据权利要求2所述的旋转走线装置，其特征在于，所述线缆与所述轴承内圈粘接连接。

4.一种光电设备，其特征在于，包括：

机箱；

转台，设于所述机箱内，所述转台具有中空腔体；

光电传感器，设于所述转台；

旋转走线装置，所述旋转走线装置为根据权利要求1-3中任一项所述的旋转走线装置，所述线缆穿过所述中空腔体，所述线缆的一端连接的所述第一器件为所述光电传感器，所述线缆另一端连接的所述第二器件为所述机箱上的接口。

5.根据权利要求4所述的光电设备，其特征在于，所述光电设备还包括驱动机构，用于驱动所述转台带动所述光电传感器同步转动。

6.根据权利要求4所述的光电设备，其特征在于，当所述旋转组件包括法兰和轴承时，所述法兰固定于所述转台，并与所述转台同步转动。

7.根据权利要求4所述的光电设备，其特征在于，所述线缆连接的所述机箱上的接口为信号接口和/或电源接口。

8.根据权利要求4所述的光电设备，其特征在于，所述线缆的至少位于所述中空腔体内的部分为所述螺旋线段。

9.根据权利要求4所述的光电设备，其特征在于，所述线缆固定于所述机箱。

10.根据权利要求4所述的光电设备，其特征在于，所述转台设有供所述线缆穿过的走线槽。

Images