CN201957018U - 一种用于旋转体的信号传送装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种用于旋转体的信号传送装置，包括：一共轴高频变压器，其初级线圈绕组及初级导磁体共轴安装在第一固定平台上，次级线圈绕组及次级导磁体共轴安装在一旋转轴上；一安装有红外发射元件和/或红外接收元件的固定端红外发射和/或接收装置；一安装有红外发射元件和/或红外接收元件的旋转端红外发射和/或接收装置，该旋转端红外发射和/或接收装置的供电电路连接包括所述次级线圈绕组的电源输出端。本实用新型由固定端光电发射/接收装置、旋转端光电发射/接收装置构成信号收发通道，一端发射的信号可由另一端接收，从而方便地实现信号传递。
Description
技术领域
本实用新型涉及电信号传送技术领域，具体来说是一种用于旋转体的信号传送装置，可广泛用于机械旋转扫描式LED播放器、旋转舞台灯等场合。
背景技术
旋转体上受元件装配方式的影响，在传送信号时会面临较大的问题。现有通信方式中已有射频通信法，没有连接线缆，故可以不受旋转体运动的影响。但是，一般的电子厂并不具备射频通信技术，因而需要另外寻求一种相对简单、价格较低的信号传送方式。
此外，旋转体也不能采用固定连接来供电，需要设置特殊的供电连接方式。目前，向旋转体传送电能的方法主要有以下几种：其一为接触碳刷法，通过碳刷和转子的滑环(也叫集电环)表面直接接触来传输电能，其弊端在于噪音大、磨损大；其二为发机法(即切割磁力线法)，通过导体在力的作用下切割磁力线，在导体中产生感应电动势产生，而导体外接的闭合回路中产生电流产生，从而达到传送电能的目的，其弊端在于体积大，且容易产生附加振动；其三为光电转换法，通过光子将能量传递给电子而使其运动，从而形成电流，最终达到传送电能的目的，其弊端在于效率低、能量小。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种用于旋转体的信号传送装置，可以较好地满足旋转体的信号传送问题。
为解决上述技术问题，本实用新型所提供的技术方案是：一种用于旋转体的信号传送装置，包括：
一共轴高频变压器，其初级线圈绕组及初级导磁体共轴安装在第一固定平台上，次级线圈绕组及次级导磁体共轴安装在一旋转轴上；
一安装有红外发射元件和/或红外接收元件的固定端红外发射和/或接收装置；
一安装有红外发射元件和/或红外接收元件的旋转端红外发射和/或接收装置，该旋转端红外发射和/或接收装置的供电电路连接包括所述次级线圈绕组的电源输出端。
较优地，所述初级导磁体为高频磁体的磁罐，其中容纳所述初级线圈绕组；所述次级导磁体为高频磁体的磁罐，其中容纳所述次级线圈绕组。
较优地，所述初级导磁体的磁罐和所述次级导磁体的磁罐之间的安装间隙为0.01mm～5mm。
较优地，所述固定端红外发射/接收装置包括：
一固定端发射/接收电路板，上面安装所述红外发射元件和/或红外接收元件；
一固定端主电路板，所述固定端发射/接收电路板通过导线连接该固定端主电路板；
所述旋转端红外发射/接收装置包括：
一旋转端发射/接收电路板，上面安装所述红外发射元件和/或红外接收元件；
一旋转端主电路板，该旋转端主电路板的供电电路与包括所述次级线圈绕组的电源输出端连接所述旋转端发射/接收电路板通过导线连接该旋转端主电路板。
较优地，所述旋转轴的固定端通过轴承装配于所述第一固定平台上，旋转端贯穿所述初级导磁体的磁罐，之后安装所述次级导磁体的磁罐；
所述固定端主电路板及所述固定端光电发射/接收电路板安装在所述第一固定平台上；
所述旋转端主电路板及所述旋转端光电发射/接收电路板安装在所述旋转轴上。
较优地，所述旋转轴的固定端通过轴承装配于第二固定平台上，旋转端的末端安装所述次级导磁体的磁罐；
所述固定端主电路板安装在所述第一固定平台上，所述固定端光电发射/接收电路板安装在另一侧的第三固定平台上；
所述旋转端主电路板安装于所述旋转轴上靠近所述次级导磁体的磁罐一端，所述旋转端光电发射/接收电路板安装于所述旋转轴上远离所述次级导磁体的磁罐一端。
较优地，所述红外发射元件为红外发射管，所述红外接收元件为红外接收管。
较优地，所述固定端光电收发电路板上设置用以安装红外发射管和/或红外接收管的固定端安装环；
所述旋转端光电收发电路板上设置用以安装红外发射管和/或红外接收管的旋转端安装环。
较优地，所述固定端安装环与所述旋转端安装环正对。
较优地，所述固定端安装环上红外发射管/红外接收管的顶端与所述旋转端安装环上红外接收管/红外发射管的顶端之间的距离为1mm至500mm。
与现有技术相比，本实用新型设置初级线圈绕组与次级线圈绕组共轴安装，可方便地通过高频变压器将能量从初级线圈绕组传递到次级线圈绕组，从而给旋转端红外发射和/或接收装置供电；同时，还设置一路或两路红外发射/接收通道，其固定端红外发射和/或接收装置及旋转端红外发射和/或接收装置上分别安装有红外发射元件和/或红外接收元件，可有效实现信号传递，解决固定点与旋转体之间的单向或双向通信问题。
附图说明
图1a为本实用新型用于旋转体的信号传送装置实施例一的结构示意图，其中未示出驱动电路；
图1b为图1a中旋转端光电发射/接收电路板的俯视图；
图1c为图1a中固定端光电发射/接收电路板的俯视图；
图2a为本实用新型用于旋转体的信号传送装置中红外发射管驱动电路的实例；
图2b为本实用新型用于旋转体的信号传送装置中红外接收管驱动电路的实例；
图3a为本实用新型用于旋转体的信号传送装置实施例二的结构示意图，其中未示出驱动电路；
图3b为图3a中旋转端光电发射/接收电路板的俯视图；
图3c为图3a中固定端光电发射/接收电路板的俯视图。
具体实施方式
本实用新型的核心是：设置一路或两路红外发射/接收通道，其固定端红外发射和/或接收装置及旋转端红外发射和/或接收装置上分别安装有红外发射元件和/或红外接收元件，以便实现信号传递；还设置一共轴高频变压器，其初级线圈绕组及初级导磁体共轴安装在第一固定平台上，次级线圈绕组及次级导磁体共轴安装在一旋转轴上，进一步解决了向旋转体传送电能的问题。
其中，所述的红外发射元件和/或红外接收元件可装配在一电路板上，也可装配在一普通基板上然后进行电连接；这些红外发射元件和/或红外接收元件可以是为分立的红外二级管或红外三级管，也可以是集成的红外模块。不失一般性，下面以红外发射元件和/或红外接收元件为红外二级管或红外三级管，并装配在电路板上进行说明。
使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
同时参见图1a、图1b及图1c，为本实用新型用于旋转体的信号传送装置(以下简称信号传送装置)的实施例一。该信号传送装置包括两路红外发射/接收通道，由一固定端红外发射和/或接收装置及一旋转端红外发射和/或接收装置构成，其中：
所述固定端红外发射/接收装置包括：一固定端发射/接收电路板13，上面安装红外发射管和/或红外接收管；一固定端主电路板4，通过导线与固定端发射/接收电路板13连接。
旋转端红外发射/接收装置包括：一旋转端发射/接收电路板12，上面安装红外发射管和/或红外接收管；一旋转端主电路板11，通过导线与旋转端发射/接收电路板12连接。
上述实施例中，固定端发射/接收电路板13及旋转端发射/接收电路板12上的红外发射、接收管可按以下方式设置：
(1)两块发射/接收电路板上分别设置一半径相等的红外发射管、接收管安装环，红外发射、接收管分别排列在这些安装环上；优选地，固定端安装环上红外发射管/红外接收管的顶端与旋转端安装环上红外接收管/红外发射管的顶端之间的距离为1mm至500mm。
(2)同端发射/接收电路板上的红外发射、接收管的设置数量为大于或等于1；而同端发射/接收电路板上的两种元件数量、相互之间的间距可以不等；同端多个红外发射管与红外接收管的驱动方式可以采用并联或串联的方式。
分别参见图2a、图2b，分别示出红外发射管、红外接收接收管驱动电路的实例。一般地，发射管多采用二极管，而接收管可采用二极管或三极管，但绝大多数可能是三极管。对同一端采用多只接收管的线路，采用集电极输出“线与”的方案，将多个接收管的输出信号整合在一起，图2b即为接收三极管输出信号“线与”的实例。
本实施例为一种采用红外发射管和红外接收管的旋转体的双向传送信号装置，由于每一端的发射接收板上既有发射管也有接收管，从而能有效地解决固定点与旋转体之间的双向通信问题。当然，根据需要也可仅采用单向通信，在此不再赘述。
如图1a所示，本实施例中采用高频变压器供电，其好处是同时解决了旋转体的电能传递问题，简要说明如下：
所述传送电能的主体由一对共轴的高频变压器组成，其初级绕组线圈6及初级导磁体7共轴安置在同一旋转轴1的固定平台3一端；次级线圈绕组8及次级导磁体9共轴安置在旋转轴1上。工作时，该高频变压器的驱动电路(图未示出)产生高频驱动电源以驱动初级线圈绕组，使得次级线圈绕组也得到同频率的电源，由此能量从初级绕组传递到次级绕组。
优选地，初、次级导磁体均选用市场上标准规格的罐型高频磁体，其磁罐中分别容纳初级线圈绕组6、次级线圈绕组8；且初、次级导磁体两组磁罐的安装间隙为0.01mm～5mm，以保证高速旋转时初、次导磁体不磨擦；且间隙应尽量小，以减少高频变压器磁路的磁阻，从而提高该高频变压器的效率。
该变压器的具体装配方式为：旋转轴1的固定端通过轴承2装配于固定平台3上，旋转端贯穿初级导磁体7的磁罐，之后安装次级导磁体9的磁罐。适应机械强度需要，旋转轴1直径大于相应规格的磁罐的中心固定孔直径时，可以采用机械扩孔法略微扩大标准规格磁罐的中心固定孔，或修改磁罐的成型模具，订制专用的“扩孔”磁罐，在此不再赘述。
本实施例的固定端发射/接收装置、旋转端发射/接收装置采用变压器供电方式时，可以将两者相应的发射/接收电路板分别固定在固定平台3和旋转轴1上，具体而言：
固定端光电发射/接收电路板13通过导线连接安装在固定平台3上的固定端主电路板4，该固定端主电路板4的供电电路则通过导线5与包括初级线圈绕组6的电源输入端口连接，也可以单独供电；
旋转端光电发射/接收电路板12通过导线连接安装在旋转轴1上的旋转端主电路板11，该旋转端主电路板11的供电电路则通过导线10与包括次级线圈绕组8的电源输出端口连接。
上述信号传送装置的作工作过程为：当旋转轴1高速旋转时，给固定端的红外发射管接通信号，对应旋转端的红外接收管就收到相应的信号；如果停止该路信号的传送，同时对旋转端的红外发射管接通信号，在固定端的接收管便会接收到通信信号，从而实现半双工双向通信。当然，也可只采用单向通信的方案，但这也属于本实用新型的保护范围。
本实用新型也可作一定变形，兹举一例进行说明。
同时参见图3a、图3b、图3c示出本实用新型用于旋转体的信号传送装置的实施例二。此实施例为在旋转轴1末端且两组发射接收通道布置在不等半径圆环上的工程实例，在旋转扫描显示器中已实施。
与实施例一不同，该实施例表示了旋转轴无需穿过高频变压器的安装方法，简述如下：
旋转轴1的固定端通过轴承2装配于固定平台15上，旋转端的末端安装次级导磁体9的磁罐；
固定端主电路板4安装在固定平台3上，其供电电路通过导线5与包括初级线圈绕组6的电源输入端口连接，也可单独供电；
固定端光电发射/接收电路板13安装在另一侧的固定平台16上，通过导线(图5a未示出)与固定端主电路板4连接；
旋转端主电路板11安装于旋转轴1上靠近次级导磁体9的磁罐一端，其供电电路通过导线10与包括次级线圈绕组8的电源输出端口连接；
旋转端光电发射/接收电路板12安装于旋装轴1上远离次级导磁体9的磁罐一端，通过导线14连接旋转端主电路板11，并正对固定端光电发射/接收电路板13。
本实施例的实施例一的区别在于部件的安装方式不同，而基本原理及工作过程并无多大差异，在此不再赘述。
以上对本实用新型所进行了详细介绍，文中应用具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种用于旋转体的信号传送装置，其特征在于，包括：
一共轴高频变压器，其初级线圈绕组及初级导磁体共轴安装在第一固定平台上，次级线圈绕组及次级导磁体共轴安装在一旋转轴上；
一安装有红外发射元件和/或红外接收元件的固定端红外发射和/或接收装置；
一安装有红外发射元件和/或红外接收元件的旋转端红外发射和/或接收装置，该旋转端红外发射和/或接收装置的供电电路连接包括所述次级线圈绕组的电源输出端。
2.如权利要求1所述的用于旋转体的信号传送装置，其特征在于，所述初级导磁体为高频磁体的磁罐，其中容纳所述初级线圈绕组；所述次级导磁体为高频磁体的磁罐，其中容纳所述次级线圈绕组。
3.如权利要求2所述的用于旋转体的信号传送装置，其特征在于，所述初级导磁体的磁罐和所述次级导磁体的磁罐之间的安装间隙为0.01mm～5mm。
4.如权利要求2所述的用于旋转体的信号传送装置，其特征在于，
所述固定端红外发射/接收装置包括：
一固定端发射/接收电路板，上面安装所述红外发射元件和/或红外接收元件；
一固定端主电路板，所述固定端发射/接收电路板通过导线连接该固定端主电路板；
所述旋转端红外发射/接收装置包括：
一旋转端发射/接收电路板，上面安装所述红外发射元件和/或红外接收元件；
一旋转端主电路板，该旋转端主电路板的供电电路与包括所述次级线圈绕组的电源输出端连接，所述旋转端发射/接收电路板通过导线连接该旋转端主电路板。
5.如权利要求4所述的用于旋转体的信号传送装置，其特征在于，
所述旋转轴的固定端通过轴承装配于所述第一固定平台上，旋转端贯穿所述初级导磁体的磁罐，之后安装所述次级导磁体的磁罐；
所述固定端主电路板及所述固定端光电发射/接收电路板安装在所述第一固定平台上；
所述旋转端主电路板及所述旋转端光电发射/接收电路板安装在所述旋转轴上。
6.如权利要求4所述的用于旋转体的信号传送装置，其特征在于，
所述旋转轴的固定端通过轴承装配于第二固定平台上，旋转端的末端安装所述次级导磁体的磁罐；
所述固定端主电路板安装在所述第一固定平台上，所述固定端光电发射/接收电路板安装在另一侧的第三固定平台上；
所述旋转端主电路板安装于所述旋转轴上靠近所述次级导磁体的磁罐一端，所述旋转端光电发射/接收电路板安装于所述旋转轴上远离所述次级导磁体的磁罐一端。
7.如权利要求4、5或6所述的用于旋转体的信号传送装置，其特征在于，所述红外发射元件为红外发射管，所述红外接收元件为红外接收管。
8.如权利要求7所述的用于旋转体的信号传送装置，其特征在于，
所述固定端光电收发电路板上设置用以安装红外发射管和/或红外接收管的固定端安装环；
所述旋转端光电收发电路板上设置用以安装红外发射管和/或红外接收管的旋转端安装环。
9.如权利要求8所述的用于旋转体的信号传送装置，其特征在于，所述固定端安装环与所述旋转端安装环正对。
10.如权利要求9所述的用于旋转体的信号传送装置，其特征在于，所述固定端安装环上红外发射管/红外接收管的顶端与所述旋转端安装环上红外接收管/红外发射管的顶端之间的距离为1mm至500mm。
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