CN205404899U - 一种旋转光电滑环 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种旋转光电滑环，属滑环信号传输领域；包括固定环、旋转环、光发射器、光接收器，旋转环与固定环轴线重合，旋转环相对固定环旋转；在旋转环与固定环之间相对的表面上，分别固定设置有一个以上的光发射器或光接收器和与之相应的光接收器或光发射器，使光发射器发射的光在旋转一周过程中能够照射到光接收器上，从而实现旋转环与固定环的光信号传递；所述固定环和旋转环的同心轴线上设置有为检测及监控光电滑环信号传输提供控制信号的光纤滑环。本实用新型解决了现有光纤滑环和光电组合滑环旋转部件间的多路信号传输及自检测困难以及结构复杂、制造工艺要求高等难题，提供了一种结构简单、经济实用、安全可靠的旋转光电滑环。

Description

一种旋转光电滑环

技术领域

本实用新型是一种实现设备或装置的旋转环与固定环之间信号传输的滑环，具体是一种旋转光电滑环，属于信号传输领域。

背景技术

滑环在很多领域的设备或装置中承担着旋转环与固定环间数据及信号传输的功能。目前，实现这种数据及信号传输的方式有主要有：电滑环、光纤滑环和光电组合滑环。

电滑环通过机械触点实现旋转端与固定端的信号传输，其应用范围广，技术成熟。但这种连接方式存在接触点压力控制困难的问题，压力过大会导致触点磨损严重，使用寿命下降，转动力矩过大；压力不足会造成接触不可靠，动态电阻变化过大，信号传输质量下降。另外，电滑环的体积与数据传输量成正比，数据量越大，需要传输路数越多，体积就越庞大，很难满足设备小型化的要求。随着设备或装置的复杂化发展，由于在数据传输量方面的限制，电滑环主要用于电能传输，不能满足复杂系统传输需求。

光纤滑环可实现旋转端与固定端的光信号连接，由于光纤传输技术具有传输容量大、传输性能好等优点，它的应用能够弥补电滑环的不足。

光纤滑环是实现旋转端与固定端光信号连续传输的枢纽，是一种精密的光学传输器件。目前应用的光纤滑环有单通道和多通道之分，单通道要求单路同轴对准，实现原理简单，多通道光纤滑环则需要通过光路折转来实现光信号的连续传输。目前大多数多通道光纤滑环的实现原理都基于道威棱镜的光传输特性，当道威棱镜自身转速为输入平行光束绕其转轴旋转转速的一半时，经过道威棱镜输出的光束位置不变，因此只要保证2：1的转动关系，就可实现多路光信号的旋转传输。

光纤滑环是一种高精密高带宽的传输介质，分为单模和多模光纤，而在2根光纤之间传输旋转的光信号，必须要用到光纤滑环。单模光纤滑环的制作比较简单，而多模光纤的制作和使用都非常复杂，需要用到多个透镜的组合才能完成。在两个旋转结构中传递光信号，光纤滑环是最佳的选择。光纤滑环的应用范围广，体积小，轻便，组装安装都非常方便，非常多的需要快速传输信号的场合，都使用了光纤滑环来作为旋转结构的连接部件。

光纤滑环有以下优点：1、使用光进行信号传输，无电磁泄漏，密封性好，抗电磁干扰。2、无接触传输，无磨损，寿命长，可达1000万转。无摩擦，可在易燃易爆的环境中使用。3、传输带宽远远大于电连接器，与波分复用器配合使用，更可以成倍提高带宽。

目前，光纤滑环最常用的几个地方就是海底光纤电缆，光电经纬仪，机器人自动化设备，机械手，海底机器人和控制船，雷达等等，只要是需要用到大量数据传输的场合，光纤滑环就是最好的连接传输方式。

但对于要求高可靠性及可实施性的一些功率信号、中频信号仍需采用传统形式的电滑环来传输，所以诞生了光电组合式滑环在现代系统中的应用。

光电组合滑环则是将光纤滑环和电滑环组合起来，既可以传输大容量数据，同时也可以传递电功率、中低频电信号等，满足机电系统的要求。

光电组合滑环采用光纤作为数据传输介质，为相对旋转的部件之间传递光电信号，光电信号通过调制、解调用来传递数据、信号，由于光受周围电磁干扰小、衰减小、保密性好、可传递的数据容量大，因此光电组合滑环是高端数据传递的优先选择，尤其在高频信号下优势明显。

但由于多路传输器件制造工艺要求高，使其运用受到限制。

因此，市场上迫切需要一种结构简单、经济实用、安全可靠、具有光信号传输功能的新型滑环，以替代现有光纤滑环和光电组合滑环。

发明内容

本实用新型提供的一种旋转光电滑环针对现有技术中的上述不足，为解决现有光纤滑环和光电组合滑环旋转部件间的多路数据信号传输困难及自检测问题以及结构复杂、制造工艺要求高等问题，综合了电滑环、光纤滑环及光电组合滑环的信号传输装置特点，提供了一种结构简单、经济实用、安全可靠、具有光信号传输功能的新型滑环--旋转光电滑环。

本实用新型的技术方案是：一种旋转光电滑环，包括固定环、旋转环、光发射器、光接收器，旋转环与固定环轴线重合并可相对旋转；在旋转环与固定环之间相对的表面上，分别固定设置有一个以上的光发射器或光接收器和与之相应的光接收器或光发射器，使光发射器发射的光在旋转一周过程中能照射到光发射器上，从而实现旋转环与固定环的光信号传递；所述光是能够实现电-光转换和光-电转换的光波。

本实用新型中，光电信号与现有的光电组合滑环类似，通过调制、解调方式传递数据、信号。

由于本实用新型中的光发射器、光接收器和光纤滑环是公知技术，本领域的普通技术人员能够利用行业公知技术和经验，不需要创造性劳动就能够实现其在本实用新型中的具体应用。

本实用新型还提供了进一步的优化或/和改进作为优选的技术方案：

优选方案之一，专门设置有为检测和监控信号传输提供控制信号的光纤滑环，以进一步优化信号传输效果。

优选方案之二，固定环、旋转环分别位于径向的内或外侧和与之相应的外或内侧，光发射器的光发射方向和光接收器的光接收方向均呈径向设置。

优选方案之三，固定环、旋转环分别位于轴向的前或后侧和与之相应的后或前侧，光发射器的光发射方向和光接收器的光接收方向均呈轴向设置。

实施本实用新型提供的技术效果是：保持了光电组合滑环干扰小、衰减小、保密性好、传递数据量大，尤其适合高频信号的优点，同时克服了现有滑环技术结构复杂、制造难度大、成本高昂的问题，提供了一种结构简单、经济实用、安全可靠具有光电组合滑环优点的新型滑环--旋转光电滑环。

下面结合附图和实施例详细说明本实用新型的技术方案。

附图说明

图1是本实用新型的工作原理图。

图2是本实用新型的径向传输结构示意图。

图3是本实用新型的轴向传输结构示意图的主视图。

图4是本实用新型的轴向传输结构示意图的左视图。

图2-4中，1—固定环、2—旋转环、3—光发射器、4—光接收器。

具体实施方式

为使本领域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1～4和实施例对本实用新型作进一步地详细描述。

在实施例中，为了便于描述，各部件相对位置关系的描述是根据说明书中相应附图的布图方式来进行描述的，如：上、下、左、右等的位置关系是依据说明书中相应附图的布图方向来确定的。

图1是本实用新型优选方案之一的工作原理图。图1中专门设置的光纤滑环提供了为检测和监控数据信号传输的控制信号，可以方便的实现固定端和旋转端之间的多路数据信号传输的分别同步控制，以进一步优化信号传输效果。

实施例1：如图2所示的是本实用新型优选方案之二，一种旋转光电滑环，包括固定环、旋转环、光发射器、光接收器，旋转环与固定环轴线重合并可相对旋转；在旋转环与固定环之间相对的表面上，分别固定设置有一个以上的光发射器或光接收器和与之相应的光接收器或光发射器；所述光是能够实现电-光转换和光-电转换的光波。

所述固定环、旋转环分别位于径向的内或外侧和与之相应的外或内侧，光发射器的光发射方向和光接收器的光接收方向均呈径向设置。

实施例2：如图3～4所示的是本实用新型优选方案之三，一种旋转光电滑环，包括固定环、旋转环、光发射器、光接收器，旋转环与固定环轴线重合并可相对旋转；在旋转环与固定环之间相对的表面上，分别固定设置有一个以上的光发射器或光接收器和与之相应的光接收器或光发射器；所述光是能够实现电-光转换和光-电转换的光波。

所述固定环、旋转环分别位于轴向的前或后侧和与之相应的后或前侧，光发射器的光发射方向和光接收器的光接收方向均呈轴向设置。

可以理解的是，以上实施例仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此，可根据本实用新型的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，增加的这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种旋转光电滑环，包括固定环、旋转环、光发射器、光接收器，旋转环与固定环轴线重合并可相对旋转；其特征在于，在旋转环与固定环之间相对的表面上，分别固定设置有一个以上的光发射器或光接收器和与之相应的光接收器或光发射器；所述光是能够实现电-光转换和光-电转换的光波。

2.根据权利要求1所述的一种旋转光电滑环，其特征在于：还设置有为检测和监控信号传输提供控制信号的光纤滑环。

3.根据权利要求1或2所述的一种旋转光电滑环，其特征在于：固定环、旋转环分别位于径向的内或外侧和与之相应的外或内侧，光发射器的光发射方向和光接收器的光接收方向均呈径向设置。

4.根据权利要求1或2所述的一种旋转光电滑环，其特征在于：固定环、旋转环分别位于轴向的前或后侧和与之相应的后或前侧，光发射器的光发射方向和光接收器的光接收方向均呈轴向设置。