CN209562682U - 一种滑环组件及其dp高清视频滑环 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种滑环组件及其DP高清视频滑环，包括用以与第一DP接口线缆的各线缆分别连接的转子芯轴和套设于所述转子芯轴外周、用以与第二DP接口线缆的各线缆分别连接的定子电刷；所述转子芯轴与所述定子电刷旋转连接以实现所述第一DP接口线缆和所述第二DP接口线缆的一一转接。本实用新型还公开一种包括上述DP高清视频滑环的滑环组件。本实用新型所提供的DP高清视频滑环能够同时传递视频及音频信号，且传输速度较高。

Description

一种滑环组件及其DP高清视频滑环

技术领域

本实用新型涉及数据信号传输技术领域，特别涉及一种DP高清视频滑环。本实用新型还涉及一种包括上述DP高清视频滑环的滑环组件。

背景技术

随着互联网产业的快速发展，人们对数据传输质量和传输速度的要求越来越高，普通线缆只能用于相对静止系统之间的高清音视频传输，无法实现相对旋转的系统的数据传输。现有技术中存在以下两种方式能够实现相对旋转的系统的数据传输：一是使用高频滑环和射频电缆传输SDI高清视频；二是使用HDMI信号滑环传输高清视频。使用高频滑环传输高清视频虽然性能良好，但是只能传输视频数据，如果需要传输音频则需另外的线路，且成本较高。HDMI信号滑环则存在功能单一、带宽较低、数据传输速度较慢的缺点。

因此如何实现相对旋转系统的视频及音频等数据的快速传输成为本领域技术人员需要解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种DP高清视频滑环，该滑环能够实现视频及音频数据的高速传输。本实用新型的另一目的是提供一种包括DP高清视频滑环的滑环组件。

为实现上述目的，本实用新型提供一种DP高清视频滑环，包括用以与第一DP接口线缆的各线缆分别连接的转子芯轴和套设于所述转子芯轴外周、用以与第二DP接口线缆的各线缆分别连接的定子电刷；所述转子芯轴与所述定子电刷旋转连接以实现第一DP接口线缆和第二DP接口线缆的一一转接。

优选地，所述转子芯轴包括芯轴本体和设于所芯轴本体外周、用以连接第一DP接口线缆的多个导电环；

所述定子电刷包括电刷壳体和设于所述电刷壳体内部、与所述导电环一一对应设置且用以连接第二DP接口线缆的电刷。

优选地，多个所述导电环等间距套设于所述芯轴本体外周，任意相邻的两个所述导电环之间设有绝缘片。

优选地，所述电刷包括用以固定于所述电刷壳体的端部和沿所述端部向两侧呈八字状延伸、用以转动卡接所述导电环的卡接部。

优选地，所述导电环的特性阻抗为第一DP接口线缆或第二DP接口线缆的差分阻抗的两倍。

优选地，所述电刷壳体包括相互扣合的第一壳体和第二壳体，所述第一壳体和所述第二壳体呈相互配合的半圆筒状。

本实用新型还提供一种滑环组件，包括上述DP高清视频滑环，还包括连接于所述转子芯轴的第一DP接口线缆和连接于所述定子电刷的第二DP接口线缆。

优选地，所述第一DP接口线缆和所述第二DP接口线缆均包括四组差分对线和一组功能线。

优选地，任一组所述差分对线包括一对差分线和一根屏蔽线，一对所述差分线相间两个所述导电环设置，所述屏蔽线与所述差分线相邻且连接于远离所述转子芯轴始端的所述差分线的外侧的所述导电环。

优选地，一对所述差分线和一根所述屏蔽线两两铰接。

本实用新型还提供一种履带起重机，包括上述任一项所述的插接式履带架底座。

相对于上述背景技术，本实用新型所提供的DP高清视频滑环包括用来连接第一DP接口线缆的转子芯轴和用来连接第二DP接口线缆的定子电刷，其中定子电刷套设在转子芯轴，转子芯轴与定子电刷旋转连接。该滑环工作时，转子芯轴连接第一DP接口线缆，定子电刷连接第二DP接口线缆，而转子芯轴和定子电刷旋转连接，从而实现相对旋转系统的数据传输，通过设置能够连接DP接口线缆的滑环，实现DP接口线缆和滑环的结合，能够实现同时传输高清视频和音频数据，且相对于HDMI信号滑环来说，DP接口线缆及其DP高清视频滑环具有更高的带宽，数据传输速度更高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例所提供的转子芯轴的结构示意图；

图2为图1中导电环的局部放大图；

图3为本实用新型实施例所提供的定子电刷的结构示意图；

图4为本实用新型实施例所提供的电刷和导电环的工作原理图；

图5为本实用新型实施例所提供的DP高清视频滑环阻抗匹配的数学模型。

其中：1-电刷、2-导电环、21-差分线、22-屏蔽线、3-绝缘片、4-电刷壳体。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

请参考图1至图5，图1为本实用新型实施例所提供的转子芯轴的结构示意图；图2为图1中导电环的局部放大图；图3为本实用新型实施例所提供的定子电刷的结构示意图；图4为本实用新型实施例所提供的电刷和导电环的工作原理图；图5为本实用新型实施例所提供的DP高清视频滑环阻抗匹配的数学模型。

Display Port(简称DP)是一个由PC及芯片制造商联盟开发，视频电子标准协会(VESA)标准化的数字式视频接口标准，可用于同时传输音频和视频。伴随高清影像和高清显示器的发展，DP接口超高的带宽和分辨率完全足以适应高清显示设备的发展，DP线缆的需求量也随之增加。普通DP线缆只能用于相对静止系统之间的高清音视频传输，无法实现相对旋转的系统就需要一种能够传输DP信号的滑环。

因此本实用新型的核心在于提供一种DP高清视频滑环，该DP高清视频滑环包括用来连接第一DP接口线缆的转子芯轴，还包括用来连接第二DP接口线缆的定子电刷，定子电刷和转子芯轴相互配合，实现二者相对旋转的连接，从而连接两个相对旋转的系统。

众所周知，Display Port(DP)是由VESA(Video Electronics StandardsAssociation，视频电子标准协会)提出的一种数字影音传输接口规范，旨在取代传统的VGA、DVI等视频接口。

DP发展经历了1.0版本、1.1a版本、1.2版本、1.3版本、1.4版本等；当下应用范围最广泛的依然是1.2版本。

DP1.2版本规范中定义了DP接口线缆有20根线组成，有4组差分信号对线，每组包括1对差分线21和1根屏蔽线22，剩余8根为功能线。线缆的差分阻抗标准为100Ω±10％，DP1.2版本的带宽达到21.6Gbps，满足4K@60Hz分辨率及3D的传输要求。

与之对应的，用来连接第一DP接口线缆的转子芯轴和用来连接第二DP接口线缆的定子电刷则需要包括多个分别用来连接上述差分线21和屏蔽线22的接线端子，且转子芯轴和定子电刷的接线端子的数目不小于DP线缆中线缆的数目，无论是DP线缆的连接还是转接，DP线缆中的各条线缆的连接都是一一对应的，这对于本领域的技术人员来说是基本常识。也即无论DP线缆为何种版本，对于本领域的普通技术人员来说，都可以将DP高清视频滑环与第一DP接口线缆和第二DP接口线缆对应连接。

下面结合具体实施例对本实用新型所提供的DP高清视频滑环进行更加详细的介绍。

在本实用新型所提供的一种具体实施例中，转子芯轴的结构如图1和图2所示，转子芯轴包括芯轴本体和设置在芯轴本体的外表面用来连接第一DP接口线缆的多个导电环2，多个导电环2平行等间距的套设在芯轴本体上，导电环2的数目大于DP接口线缆中线缆数目(包括屏蔽线22、差分线21、和功能线)的总和；在任意两个相邻的导电环2之间还设有用来隔离两个相邻导电环2的绝缘片3，防止线缆间的相互干扰。

定子电刷的结构则如图3所示，包括电刷壳体4和安装在电刷壳体4内的用来和第二DP接口线缆连接的电刷1，电刷1与导电环2一一对应设置，换句话说，电刷1不仅装设位置与导电环2配合，二者的数目也相同，将第一DP接口线缆和第二DP接口线缆分别连接导电环2和电刷1，即可是实现两个相对转动系统的数据的传输。

电刷壳体4优选采用两个半圆筒状的壳体扣合而成，两个半圆筒的壳体相互扣合拼装之后套设在转子芯轴的外周，实现转子芯轴和定子电刷的转动连接。电刷壳体4采用两个半圆筒状的壳体，方便DP高清视频滑环的组装，同时在电刷1和导电环2接触不良时，便于更换电刷1进行故障排除。

在本实用新型的一种优选实施例中，电刷1具体包括用来固定在壳体的端部和沿端部向两侧呈八字状延伸的卡接部，从而实现电刷1和导电环2的转动卡接；电刷1和导电环2的配合图如图4所示，八字状的卡接部与圆环状的导电环2接触与两个切点，实现两点耦合，降低了信号的传输损耗，提高了信号传输的冗余度。

本实用新型的另一个核心在于DP高清视频滑环和线缆的阻抗匹配，DP高清滑环设计的一个理论基础是传输线理论，DP高清视频滑环设计追求的目标是使DP高清视频滑环在转动过程中尽量与传输线的特性一致，如阻抗匹配、插损小等。所以DP高清视频滑环的特性阻抗为尽可能接近线缆本身的差分阻抗。

差分对信号环须采用平行板式腔体，以保持和平衡双绞线一致。如图2所示，平行板腔体的特性阻抗和导电环2的尺寸、绝缘片3的材质及尺寸是紧密相关的，改变平行板腔体的相关参数可以设计出相应阻抗的滑环(包括电刷1和导电环2)。如图5所示，由于DP高清视频滑环是转动的，所以无法使DP高清视频滑环转动到任何位置时特性阻抗Z₁(转动到不同的位置Z₁不同)都与第一DP接口线缆或第二DP接口线缆的差分阻抗Z₀匹配。通常来说，Z₀约等于100欧姆。阻抗不匹配就产生反射，有反射就带来反射损失，引起信号的衰减。综合考虑一圈的不同位置，设计Z₁＝2Z₀，这样当转子芯轴和定子电刷相对转动，第一DP接口线缆和第二DP接口线缆相对成180°时，理论上达到完全匹配。也就是说滑环的特性阻抗设计为第一DP接口线缆或第二DP接口线缆的差分阻抗两倍时，阻抗匹配效果最佳，滑环的传输性能最好。

本实用新型还提供一种滑环组件，包括上述实施例所述的DP高清视频滑环，还包括连接于转子芯轴的第一DP接口线缆和连接于定子电刷的第二DP接口线缆。第一DP接口线缆和第二DP接口线缆均包括四组差分对线和一组功能线。任一组差分对线包括一对差分线21和一根屏蔽线22。

经过计算验证，本项目中四组差分对线，其中每对差分线21中间空两环，屏蔽线22则布置在远离转子芯轴始端(如图1所述的左端)的差分线21外侧的紧邻导电环2；这样设计是使滑环的特性阻抗尽可能接近线缆的特性阻抗。

如图1所示，规定转子芯轴部分导电环2从左至右为1-28#。其中1-5#、6-10#、11-15#、16-20#依次对应4组差分对线，其中1#和4#分别连接一对差分线21，5#则对应一条屏蔽线22，6-20#重复1-5#布置；21-23#为辅助通道，24-28#为剩余的5根功能线。其中4组差分对线中的每组差分对线的差分线21和屏蔽线22在滑环芯轴内部尽量保持两两双绞结构即三根线三绞。相对应的，定子电刷部分如图3所示，布线与转子芯轴部分完全对应，特别的，四组差分对线交错分布在相对的两个外壳上，这种布线的好处是可以降低差分对线之间的串扰。

本实用新型所提供DP高清视频滑环，通过将DP接口线缆技术和滑环相结合，保证了相对转动的两个系统间视频及音频数据的高速传播，顺应互联网了时代数据高速传输的需求。

以上对本实用新型所提供的滑环组件及其DP高清视频滑环进行了详细介绍。本文中应用了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DP高清视频滑环，其特征在于，包括用以与第一DP接口线缆的各线缆分别连接的转子芯轴和套设于所述转子芯轴外周、用以与第二DP接口线缆的各线缆分别连接的定子电刷；所述转子芯轴与所述定子电刷旋转连接以实现第一DP接口线缆和第二DP接口线缆的一一转接。

2.根据权利要求1所述的DP高清视频滑环，其特征在于，所述转子芯轴包括芯轴本体和设于所芯轴本体外周、用以连接第一DP接口线缆的多个导电环(2)；

所述定子电刷包括电刷壳体(4)和设于所述电刷壳体(4)内部、与所述导电环(2)一一对应设置且用以连接第二DP接口线缆的电刷(1)。

3.根据权利要求2所述的DP高清视频滑环，其特征在于，多个所述导电环(2)等间距套设于所述芯轴本体外周，任意相邻的两个所述导电环(2)之间设有绝缘片(3)。

4.根据权利要求3所述的DP高清视频滑环，其特征在于，所述电刷(1)包括用以固定于所述电刷壳体(4)的端部和沿所述端部向两侧呈八字状延伸、用以转动卡接所述导电环(2)的卡接部。

5.根据权利要求4所述的DP高清视频滑环，其特征在于，所述导电环(2)的特性阻抗为第一DP接口线缆或第二DP接口线缆的差分阻抗的两倍。

6.根据权利要求5所述的DP高清视频滑环，其特征在于，所述电刷壳体(4)包括相互扣合的第一壳体和第二壳体，所述第一壳体和所述第二壳体呈相互配合的半圆筒状。

7.一种滑环组件，其特征在于，包括权利要求2至6任一项所述的DP高清视频滑环，还包括连接于所述转子芯轴的第一DP接口线缆和连接于所述定子电刷的第二DP接口线缆。

8.根据权利要求7所述的滑环组件，其特征在于，所述第一DP接口线缆和所述第二DP接口线缆均包括四组差分对线和一组功能线。

9.根据权利要求8所述的滑环组件，其特征在于，任一组所述差分对线包括一对差分线(21)和一根屏蔽线(22)，一对所述差分线(21)相间两个所述导电环(2)设置，所述屏蔽线(22)与所述差分线(21)相邻且连接于远离所述转子芯轴始端的所述差分线(21)的外侧的所述导电环(2)。

10.根据权利要求9所述的滑环组件，其特征在于，一对所述差分线(21)和一根所述屏蔽线(22)两两铰接。