CN201133949Y - 两芯光纤旋转接头 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及用于实现转动或移动设备与静止设备之间传输光信号进行通信的两芯光纤旋转接头。所要解决的技术问题是提供一种两芯光纤旋转接头，能避免将道威棱镜结构运用在两芯光纤旋转接头上所带来的调试困难的问题。其特征在于：套筒内固定有斜45度棱镜；斜45度棱镜的入射面朝向转盘的输入孔，出射面朝向固定的连接端盖的输出孔，底面固定在套筒内；所述用于连接转盘与套筒的传动机构的传动比为1∶1，能保持套筒转动时的角速度与转盘一致。本实用新型利用斜45度棱镜的光路传输特点，结构简单，解决了动静系统之间难以进行光信号传输的问题，具有良好可靠的光传输特性。从实践中来看连接器的转动变化不大。

Description

两芯光纤旋转接头

技术领域：

本实用新型涉及用于实现转动或移动设备与静止设备之间传输光信号进行通信的两芯光纤旋转接头。

背景技术：

在光纤通信领域内有许多场合光信号要通过转动或移动的设备进行传输，而接受光的信号端则需要保持静止。使用传统的光纤接头将导致光缆的相互缠结，无法实现动静系统之间的光传输。

现有技术中有使用道威棱镜结构的多芯旋转接头的制作。专利号为：ZL0227987.4、实用新型名称为《多芯光纤旋转接头》的中国实用新型专利公开了一种使用道威棱镜结构的多芯旋转接头，其包括外壳、输入端和输出端。输入端处设置转盘，转盘内设多个轴向平行的输入孔；输出端设固定的连接端盖；连接端盖内设多个轴向平行的输出孔。套筒同轴地设置在转盘和连接端盖之间，套筒内固定有道威棱镜。转盘与套筒通过减速机构相互连接，保持套筒转动时的角速度为转盘的一半。通过转盘输入孔射入的转动光信号经由道威棱镜的折射和反射后，可在连接端盖的输出孔处形成静止的像，保证对应光纤的耦合，达成动静系统间的信号传输。

参见图1、图2。1为信号光输入端；2为旋转轴；3为信号光输出端。图1为平行于道威棱镜底面入射的光路图(虚线为旋转后效果)；图2为不平行于道威棱镜底面入射的光路图(虚线为旋转后效果)。从图1、图2光路中可以看到，要将道威棱镜结构应用到两芯旋转接头上，只有保证输入光和输出光都平行于道威棱镜底面，这样在道威棱镜和信号光输入端一起绕旋转轴旋转时，保持静止的信号光输出端才能成功地接收到光信号并进行输出，如果不平行于道威棱镜底面，则在道威棱镜和信号光输入端一起绕旋转轴旋转时，信号光输出端所接收信号光就会受转动变化的影响，对光路来说会产生很大的损耗以及调试困难。

可见对于使用道威棱镜结构的两芯旋转接头的实际制作来说，保证光路的平行需要很高的加工和调试精度；且对道威棱镜的摆放位置很讲究。

发明内容：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种两芯光纤旋转接头，采用该结构的两芯光纤旋转接头的制作具有精度要求低，容易实现的特点，能避免将道威棱镜结构运用在两芯光纤旋转接头上所带来的调试困难的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型是提出以下技术方案实现的：

两芯光纤旋转接头，其包括外壳，输入端和输出端；输入端处设置转盘，转盘内设两个轴向平行的输入孔；输出端设固定的连接端盖；连接端盖内设一个轴向平行的输出孔；套筒同轴地设置在转盘和连接端盖之间；转盘与套筒通过传动机构相互连接；其特征在于：套筒内固定有斜45度棱镜；斜45度棱镜的入射面朝向转盘的输入孔，出射面朝向固定的连接端盖的输出孔，底面固定在套筒内；所述用于连接转盘与套筒的传动机构的传动比为1∶1，能保持套筒转动时的角速度与转盘一致。

转盘和套筒之间设有用于传输另一路光信号的反射镜组件，反射镜组件固定在外壳上。

反射镜组件由反射镜和反射镜座组成，反射镜固定在反射镜座上，反射镜座固定在外壳上，反射镜的反射面和旋转轴成45度角，和垂直纸面的位置成45度角，反射面的中心对应着外壳上所设用于传输另一路光信号的输出孔。

本实用新型带来以下有益效果：

本实用新型利用斜45度棱镜的光路传输特点，结构简单，解决了动静系统之间难以进行光信号传输的问题，具有良好可靠的光传输特性。从实践中来看连接器的转动变化不大。

附图说明：

图1：平行于道威棱镜底面入射的光路图(虚线为旋转后效果)；

图2：不平行于道威棱镜底面入射的光路图(虚线为旋转后效果)

图3：平行于斜45度棱镜底面入射的光路图(虚线为旋转后效果)

图4：任意方向入射斜45度棱镜的光路图(虚线为旋转后效果)

图5：本实用新型总的光路传输示意图

图6：本实用新型一个较佳实施例的结构示意图

具体实施方式：

下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步的描述：

本实用新型所采用的斜45度棱镜的工作原理如下，结合参见图3、图4，图中，1为信号光输入端；2为旋转轴；3为信号光输出端。斜45度棱镜不需要确保输入光和输出光都平行于斜45度棱镜的底面，无论从什么角度入射的信号光(在棱镜范围内)输入光和输出光都是平行的，只是相差一定的距离d，对斜45度棱镜的摆放位置要求不大。从图4可见，只要对旋转轴进行校正，就能保证处在固定位置的信号光输出端始终能接收到光信号。

本实用新型总的光路传输如图5所示，另有一旁路光信号通过反射镜，将光信号从旁路输出；从图5中可看出只要绕着光轴旋转，输入的光信号总能从固定的输出端中输出。

参见图6，为本实用新型的一个较佳实施例的结构示意图。该两芯光纤旋转接头包括一外壳10。外壳的一侧为旋转的信号光输入端101，另一侧为静止的信号光输出端102，外壳上另有旁路光信号输出孔103。

外壳10的信号光输入端101处安装有转动端盖板12，转盘11装在转动端盖板12之中。转盘11上设有连接槽113，通过连接槽113可与外部的转动光信号输入设备相连接配合，转盘11可保持与该输入设备同步旋转。外壳10的光信号输出端102设有固定端盖板13。转盘11内设有多个轴向平行的输入孔111和与转盘11同心的输入孔112，固定端盖板13上有和转盘11同心的输出孔131，输入孔111、112和输出孔131以及外壳10上的输出孔103内可设置光纤准直器用于光纤连接。

转盘11通过设置于外壳10内的传动机构20与套筒40形成联动。传动机构20的第一齿轮21设在转盘11的外壳上，第一齿轮21与第二齿轮22噬合，第二齿轮22和第三齿轮23同轴安装在外壳10内的传动轴25上，第三齿轮23与第四齿轮24噬合，第一齿轮21设在转盘11的外壳上。转盘11转动时带动第一齿轮21一起转动，第一齿轮21通过与之噬合的第二齿轮22带动传动轴25以及第三齿轮23转动，第三齿轮23带动与之噬合的第四齿轮24转动，套筒40则随第四齿轮24一起转动。

从转盘11的输入孔111入射的平行光，通过斜45度棱镜41入射面411的折射和出射面412的折射，仍然与入射光的方向平行并从固定端盖板13的输出孔131输出。从转盘11的输入孔112输入的平行光经过反射镜组件30的反射后从垂直于图6的方向从纸面射出，在外壳上的103孔输出。

根据斜45度棱镜原理，从出射面出射的平行光的方向平行于从入射面入射的入射光的方向，但是入射光和出射光的光轴不再共线，而是有一定的位移，位移的距离和入射到入射面上的入射角以及棱镜的长度有关，根据这个原理，以出射光的光轴为旋转中心，让斜45度棱镜旋转，则能使入射光从该点出射的入射光的集合应是以该点为圆心，入射光随着棱镜的旋转而旋转，以入射光和出射光的偏移距离为半径画圆。

根据以上原理，将本实用新型的传动装置设计为1∶1，当输入的信号光绕着输出光的光轴旋转时，转盘11通过第一齿轮21、第二齿轮22、第三齿轮23和第四齿轮24带动套筒40旋转，斜45度棱镜41的底面413固定在套筒40内，套筒40内部的斜45度棱镜41跟着绕着输出光的光轴旋转，使输出光的位置始终保持在光轴中心，使得固定端盖板13上的固定在光轴上的接收光准直器始终可以接收到入射光入射的光信号。

另一路光信号从转盘11的轴心的输入孔112上输入经过反射镜组件30上的反射面321的反射由外壳10上的输出孔103输出，反射镜组件30由反射镜32和反射镜座31组成，反射镜32固定在反射镜座31上，反射镜座31固定在外壳10上，反射镜32的反射面321和旋转轴成45度角，和垂直纸面的位置成45度角，反射面321的中心对应着外壳10上的输出孔103。

由此可知在转盘11转动时，输入的信号光分别从输入孔111输入，从输出孔131输出；从输入孔112输入、从输出孔103输出。在转盘11转动时，信号光始终能从静止的输出孔131、103输出，解决动静系统之间光信号传输的问题。

Claims (3)

1、两芯光纤旋转接头，其包括外壳，输入端和输出端；输入端处设置转盘，转盘内设两个轴向平行的输入孔；输出端设固定的连接端盖；连接端盖内设一个轴向平行的输出孔；套筒同轴地设置在转盘和连接端盖之间；转盘与套筒通过传动机构相互连接；其特征在于：套筒内固定有斜45度棱镜；斜45度棱镜的入射面朝向转盘的输入孔，出射面朝向固定的连接端盖的输出孔，底面固定在套筒内；所述用于连接转盘与套筒的传动机构的传动比为1∶1，能保持套筒转动时的角速度与转盘一致。

2、按照权利要求1所述的两芯光纤旋转接头，其特征在于：转盘和套筒之间设有用于传输另一路光信号的反射镜组件，反射镜组件固定在外壳上。

3、按照权利要求1或2所述的两芯光纤旋转接头，其特征在于：反射镜组件由反射镜和反射镜座组成，反射镜固定在反射镜座上，反射镜座固定在外壳上，反射镜的反射面和旋转轴成45度角，和垂直纸面的位置成45度角，反射面的中心对应着外壳上所设用于传输另一路光信号的输出孔。

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