CN219420953U - 一种基于旋转光电信号的高速旋转部件信号采集传输系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及信号采集传输，具体涉及一种基于旋转光电信号的高速旋转部件信号采集传输系统，包括主控计算机、旋转光电信号传输单元和旋转作业装置，旋转光电信号传输单元接收主控计算机发出的控制信号，通过控制信号与旋转光电信号之间的转换将控制信号发送给旋转作业装置；同时，旋转光电信号传输单元接收旋转作业装置发出的反馈信号，通过反馈信号与旋转光电信号之间的转换将反馈信号发送给主控计算机，完成信号的双工传输；本实用新型提供的技术方案能够有效克服现有技术所存在的对于高频和高速信号传输误码率增加，以及结构复杂的缺陷。

Description

一种基于旋转光电信号的高速旋转部件信号采集传输系统

技术领域

本实用新型涉及信号采集传输，具体涉及一种基于旋转光电信号的高速旋转部件信号采集传输系统。

背景技术

随着信号传输技术的发展，短距离的数据传输协议及相应的实现技术也日益成熟，如果将其应用到旋转连接器的设计中，充分利用其成本低、信号耦合范围大等优势，则采用简单的机械结构就能实现旋转连接器的信号传输。目前，旋转环境下的信号传输主要通过导电滑环、光纤滑环实现。

导电滑环以刷环刷丝为传输介质，并以电的形式进行信号传输。导电滑环在使用中存在摩擦、噪声、寿命等问题，难以满足旋转连接器的长时间使用要求，同时传输带宽低也是导电滑环的致命弱点。因此，导电滑环只适用于一些速率较低的信号传输场景，对于一些高频和高速信号，传输误码率会显著增加。

光纤滑环则是以光的形式进行信号传输，其具有传输速率快、带宽高、抗干扰强等优点，但是其结构复杂、成本高。

实用新型内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术所存在的上述缺点，本实用新型提供了一种基于旋转光电信号的高速旋转部件信号采集传输系统，能够有效克服现有技术所存在的对于高频和高速信号传输误码率增加，以及结构复杂的缺陷。

(二)技术方案

为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：

一种基于旋转光电信号的高速旋转部件信号采集传输系统，包括主控计算机、旋转光电信号传输单元和旋转作业装置，所述旋转光电信号传输单元接收主控计算机发出的控制信号，通过控制信号与旋转光电信号之间的转换将控制信号发送给旋转作业装置；

同时，所述旋转光电信号传输单元接收旋转作业装置发出的反馈信号，通过反馈信号与旋转光电信号之间的转换将反馈信号发送给主控计算机，完成信号的双工传输。

优选地，所述旋转光电信号传输单元包括与主控计算机相连的用于完成控制信号与旋转光电信号之间转换的第一光电信号传输板，以及与旋转作业装置传动连接的用于完成反馈信号与旋转光电信号之间转换的第二光电信号传输板。

优选地，所述第一光电信号传输板包括第一光发射器、第一光接收器和第一信号处理电路；

第一信号处理电路，将主控计算机发出的控制信号转换为第一光信号，同时将第一光接收器接收到的第二光信号转换为第二电信号，并发送给主控计算机；

第一光发射器，将第一信号处理电路转换得到的第一光信号发送给第二光电信号传输板；

第一光接收器，接收第二光电信号传输板根据旋转作业装置发出的反馈信号转换得到的第二光信号。

优选地，所述第二光电信号传输板包括第二光发射器、第二光接收器和第二信号处理电路；

第二信号处理电路，将旋转作业装置发出的反馈信号转换为第二光信号，同时将第二光接收器接收到的第一光信号转换为第一电信号，并发送给旋转作业装置；

第二光发射器，将第二信号处理电路转换得到的第二光信号发送给第一光电信号传输板；

第二光接收器，接收第一光电信号传输板根据主控计算机发出的控制信号转换得到的第一光信号。

优选地，所述第一光电信号传输板、第二光电信号传输板均包括信号传输串口，所述第一光电信号传输板的信号传输串口通过传输电缆与主控计算机通信连接，所述第二光电信号传输板的信号传输串口通过传输电缆与旋转作业装置通信连接。

优选地，所述第二光电信号传输板通过转轴与旋转作业装置传动连接。

(三)有益效果

与现有技术相比，本实用新型所提供的一种基于旋转光电信号的高速旋转部件信号采集传输系统，采用光进行信号传输，不仅简化了系统结构，而且还有效提高了对于高频和高速信号传输的准确性，此外双工通信系统依靠LED、PD进行光信号地发送与接收，它们的体积很小，而且成本低易于集成，从而使得双工通信系统的结构更加简单，同时相互之间保持信号的独立，确保两路信号不会发生干扰。

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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的系统示意图；

图2为本实用新型图1中旋转光电信号传输单元的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，都属于本实用新型保护的范围。

一种基于旋转光电信号的高速旋转部件信号采集传输系统，如图1和图2所示，包括主控计算机1、旋转光电信号传输单元2和旋转作业装置3，旋转光电信号传输单元2接收主控计算机1发出的控制信号，通过控制信号与旋转光电信号之间的转换将控制信号发送给旋转作业装置3；

同时，旋转光电信号传输单元2接收旋转作业装置3发出的反馈信号，通过反馈信号与旋转光电信号之间的转换将反馈信号发送给主控计算机1，完成信号的双工传输。

本申请技术方案中，旋转光电信号传输单元2包括与主控计算机1相连的用于完成控制信号与旋转光电信号之间转换的第一光电信号传输板4，以及与旋转作业装置3传动连接的用于完成反馈信号与旋转光电信号之间转换的第二光电信号传输板5。

①第一光电信号传输板4包括第一光发射器6、第一光接收器7和第一信号处理电路；

第一信号处理电路，将主控计算机1发出的控制信号转换为第一光信号，同时将第一光接收器7接收到的第二光信号转换为第二电信号，并发送给主控计算机1；

第一光发射器6，将第一信号处理电路转换得到的第一光信号发送给第二光电信号传输板5；

第一光接收器7，接收第二光电信号传输板5根据旋转作业装置3发出的反馈信号转换得到的第二光信号。

②第二光电信号传输板5包括第二光发射器8、第二光接收器9和第二信号处理电路；

第二信号处理电路，将旋转作业装置3发出的反馈信号转换为第二光信号，同时将第二光接收器9接收到的第一光信号转换为第一电信号，并发送给旋转作业装置3；

第二光发射器8，将第二信号处理电路转换得到的第二光信号发送给第一光电信号传输板4；

第二光接收器9，接收第一光电信号传输板4根据主控计算机1发出的控制信号转换得到的第一光信号。

③第一光电信号传输板4、第二光电信号传输板5均包括信号传输串口10(HDMI/USB3.0串口)，第一光电信号传输板4的信号传输串口10通过传输电缆与主控计算机1通信连接，第二光电信号传输板5的信号传输串口10通过传输电缆与旋转作业装置3通信连接。

主控计算机1通过HDMI/USB3.0串口与第一光电信号传输板4相连，不仅能够完成数据信号的收发，同时还可以通过上位机程序检测系统的传输状态。

④第二光电信号传输板5通过转轴11与旋转作业装置3传动连接。其中，第一光电信号传输板4位置固定，第二光电信号传输板5能够跟随旋转作业装置3转动，由于光通信是面对面的视距传输，光发射器、光接收器传输视角需要远大于普通光电信号耦合器的传输视角，从而在转轴11沿轴向转动过程中，不会因为两块光电信号传输板的相对位置和转速而影响信号传输。

主控计算机1发出的控制信号通过HDMI/USB3.0串口输送至第一光电信号传输板4，第一信号处理电路将控制信号转换为第一光信号，转换后的第一光信号通过第一光发射器6在特定的传播媒介中传播并发送给第二光电信号传输板5。第二信号处理电路将第二光接收器9接收到的第一光信号转换为第一电信号，并发送给旋转作业装置3。

转轴11带动第二光电信号传输板5转动，第二信号处理电路将旋转作业装置3发出的反馈信号转换为第二光信号，并通过第二光发射器8发送给第一光电信号传输板4。第一信号处理电路将第一光接收器7接收到的第二光信号转换为第二电信号，并发送给主控计算机1，从而实现高速旋转部件的信号双工传输。

本申请技术方案中，通过两块光电信号传输板完成了高速旋转部件的信号双工传输，这种结构为系统扩展提供了必要条件。本系统中的各部分共同作用组成了一个完善的信号传输体系，只有通过对各部分的设计和优化才能实现并完善系统功能，使之经济实用。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种基于旋转光电信号的高速旋转部件信号采集传输系统，其特征在于：包括主控计算机(1)、旋转光电信号传输单元(2)和旋转作业装置(3)，所述旋转光电信号传输单元(2)接收主控计算机(1)发出的控制信号，通过控制信号与旋转光电信号之间的转换将控制信号发送给旋转作业装置(3)；

同时，所述旋转光电信号传输单元(2)接收旋转作业装置(3)发出的反馈信号，通过反馈信号与旋转光电信号之间的转换将反馈信号发送给主控计算机(1)，完成信号的双工传输。

2.根据权利要求1所述的基于旋转光电信号的高速旋转部件信号采集传输系统，其特征在于：所述旋转光电信号传输单元(2)包括与主控计算机(1)相连的用于完成控制信号与旋转光电信号之间转换的第一光电信号传输板(4)，以及与旋转作业装置(3)传动连接的用于完成反馈信号与旋转光电信号之间转换的第二光电信号传输板(5)。

3.根据权利要求2所述的基于旋转光电信号的高速旋转部件信号采集传输系统，其特征在于：所述第一光电信号传输板(4)包括第一光发射器(6)、第一光接收器(7)和第一信号处理电路；

第一信号处理电路，将主控计算机(1)发出的控制信号转换为第一光信号，同时将第一光接收器(7)接收到的第二光信号转换为第二电信号，并发送给主控计算机(1)；

第一光发射器(6)，将第一信号处理电路转换得到的第一光信号发送给第二光电信号传输板(5)；

第一光接收器(7)，接收第二光电信号传输板(5)根据旋转作业装置(3)发出的反馈信号转换得到的第二光信号。

4.根据权利要求3所述的基于旋转光电信号的高速旋转部件信号采集传输系统，其特征在于：所述第二光电信号传输板(5)包括第二光发射器(8)、第二光接收器(9)和第二信号处理电路；

第二信号处理电路，将旋转作业装置(3)发出的反馈信号转换为第二光信号，同时将第二光接收器(9)接收到的第一光信号转换为第一电信号，并发送给旋转作业装置(3)；

第二光发射器(8)，将第二信号处理电路转换得到的第二光信号发送给第一光电信号传输板(4)；

第二光接收器(9)，接收第一光电信号传输板(4)根据主控计算机(1)发出的控制信号转换得到的第一光信号。

5.根据权利要求4所述的基于旋转光电信号的高速旋转部件信号采集传输系统，其特征在于：所述第一光电信号传输板(4)、第二光电信号传输板(5)均包括信号传输串口(10)，所述第一光电信号传输板(4)的信号传输串口(10)通过传输电缆与主控计算机(1)通信连接，所述第二光电信号传输板(5)的信号传输串口(10)通过传输电缆与旋转作业装置(3)通信连接。

6.根据权利要求5所述的基于旋转光电信号的高速旋转部件信号采集传输系统，其特征在于：所述第二光电信号传输板(5)通过转轴(11)与旋转作业装置(3)传动连接。