RU2069381C1 - Light guide rotating connector - Google Patents
Light guide rotating connector Download PDFInfo
- Publication number
- RU2069381C1 RU2069381C1 SU5058925A RU2069381C1 RU 2069381 C1 RU2069381 C1 RU 2069381C1 SU 5058925 A SU5058925 A SU 5058925A RU 2069381 C1 RU2069381 C1 RU 2069381C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- light
- electrical contacts
- elements
- rotor
- bearing
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Optical Communication System (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к элементам систем передачи информации и предназначено для передачи сигналов между взаимно вращающимися объектами. The invention relates to elements of information transmission systems and is intended to transmit signals between mutually rotating objects.
Известны световодные вращающиеся соединители (СВС), например, по патенту США N 4027945, кл. 350/96, 1977. Known fiber-optic rotating connectors (SHS), for example, according to US patent N 4027945, class. 350/96, 1977.
Такой СВС состоит из двух идентичных частей в виде цилиндрических корпусов, установленных соосно с возможностью вращения друг относительно друга. Внутри каждой из частей размещен набор цилиндрический светонесущих элементов, установленных коаксиально вокруг оси вращения. Торцевые части каждого из светонесущих элементов оптически сопряжены друг с другом. Устройство по патенту США N 4027945 выбрано в качестве аналога предлагаемого изобретения. Such a SHS consists of two identical parts in the form of cylindrical housings mounted coaxially with the possibility of rotation relative to each other. Inside each of the parts there is a set of cylindrical light-carrying elements mounted coaxially around the axis of rotation. The end parts of each of the light-bearing elements are optically coupled to each other. The device according to US patent N 4027945 is selected as an analogue of the invention.
В качестве прототипа выбран СВС по заявке ЕПВ N 0111390, кл. G 02 B 7126, 1984. Этот СВС состоит из двух многоканальных светонесущих элементов, расположенных в кожухах. Один из многоканальных световодных элементов установлен в шарикоподшипнике, что дает ему возможность вращаться вокруг оси симметрии относительно другого светонесущего элемента. Кожуха светонесущих элементов имеют установочные поверхности, что дает возможность закреплять их на вращающихся и невращающихся частях приборов. Передача оптических сигналов от коллимационных линз, соединенных с волоконно-оптическими линиями связи, осуществляется с помощью оптической призмы, которая должна вращаться со скоростью 1/2 в пространстве между неподвижными коллимационными линзами и вращающимися со скоростью коллимационными линзами. Для обеспечения вращения призмы используется специальный редуктор.As a prototype, the SHS was selected according to the application EPO N 0111390, class. G 02 B 7126, 1984. This SHS consists of two multichannel light-bearing elements located in the casings. One of the multi-channel light guide elements is mounted in a ball bearing, which enables it to rotate around the axis of symmetry relative to another light-carrying element. The casing of light-bearing elements have mounting surfaces, which makes it possible to fix them on rotating and non-rotating parts of devices. The transmission of optical signals from collimation lenses connected to fiber-optic communication lines is carried out using an optical prism, which should rotate at a speed of 1/2 in the space between stationary collimation lenses and rotating with speed collimation lenses. To ensure the rotation of the prism, a special gearbox is used.
Как аналог, так и прототип могут использоваться для передачи информационных сигналов, подходящих к СВС по волоконно-оптическим линиям связи. Both the analog and the prototype can be used to transmit information signals suitable for SHS via fiber-optic communication lines.
Прототипу свойственны недостатки, к числу которых могут быть отнесены
обязательное использование в сочетании с СВС сигнальных волоконно-оптических линий связи, оптически сопрягаемых с канальными световодами СВС. Это сужает применимость СВС в различных устройствах, где отсутствуют волоконно-оптические линии связи;
для обеспечения вращения оптической призмы со скоростью 1/2 от скорости вращения коллимационных линз требуется введение в состав СВС механического редуктора, что снижает его надежность и ограничивает возможность работы на больших скоростях вращения;
СВС не обеспечивает возможности бесконтактной передачи мощности, что необходимо в реальных машинах и механизмах.The prototype is characterized by shortcomings, which may include
mandatory use in conjunction with SHS signal fiber optic communication lines that are optically interfaced with channel SHS optical fibers. This limits the applicability of SHS in various devices where fiber-optic communication lines are absent;
to ensure rotation of the optical prism with a speed of 1/2 from speed rotation of collimation lenses requires the introduction of a mechanical gearbox into the SHS, which reduces its reliability and limits the ability to work at high speeds;
SHS does not provide the possibility of non-contact power transmission, which is necessary in real machines and mechanisms.
Изобретение преследует несколько целей. Одна из целей заключается в том, чтобы обеспечить возможность применения СВС в механизмах и устройствах, не имеющих в своем составе волоконно-оптических линий связи, а в которых используются только электрические линии информационной связи. The invention has several objectives. One of the goals is to provide the possibility of using SHS in mechanisms and devices that do not include fiber-optic communication lines, and in which only electric information communication lines are used.
Другая цель заключается в том, чтобы повысить надежность устройства за счет его выполнения без механического редуктора и обеспечить возможность его работы на высоких скоростях вращения. Another goal is to increase the reliability of the device due to its implementation without a mechanical gearbox and to ensure the possibility of its operation at high speeds of rotation.
Еще одна цель заключается в том, чтобы создать устройство, которое вместе с бесконтактной передачей информационных оптических сигналов обеспечивало бесконтактную передачу энергии, что необходимо практически во всех механических устройствах. Another goal is to create a device that, together with the contactless transmission of optical information signals, provides contactless energy transfer, which is necessary in almost all mechanical devices.
Для достижения указанных целей многоканальные световоды выполнены в виде идентичных элементов с концентрическими кольцевыми зонами на торцевой поверхности и канальными световодами, один из многоканальных световодов установлен в шарикоподшипник, а в состав многоканальных световодов введены электрические контакты с гнездами, оптически сопряженными с канальными световодами, ротор и статор кольцевого вращающегося трансформатора, выпрямительный блок и штепсельные разъемы. To achieve these goals, multi-channel optical fibers are made in the form of identical elements with concentric annular zones on the end surface and channel optical fibers, one of the multi-channel optical fibers is installed in a ball bearing, and electrical contacts with sockets optically coupled to channel optical fibers, a rotor and a stator are introduced into the multi-channel optical fibers. ring rotary transformer, rectifier block and plug connectors.
На рис. 1 и 22 представлены светонесущий элемент и СВС. In fig. 1 and 22 show the light-bearing element and SHS.
На рис. 1, 2 обозначено:
1 светонесущий элемент;
2 корпус светонесущего элемента;
3 светопроводящие элементы;
4 светоизолирующие элементы;
5 кольцевые зоны;
6 канальные световоды;
7 светонесущий элемент;
8 шарикоподшипник;
9 кожух;
10 установочная поверхность;
11 кожух;
12 установочная поверхность;
13 гнезда;
14 электрические контакты;
15 ротор кольцевого вращающегося трансформатора;
16 статор кольцевого вращающегося трансформатора;
17 выпрямительный блок;
18 роторная обмотка;
19, 20 штепсельные разъемы;
21 статорная обмотка;
22 роторная обмотка.In fig. 1, 2 is indicated:
1 light-bearing element;
2 body light-bearing element;
3 light guide elements;
4 light-insulating elements;
5 ring zones;
6 channel light guides;
7 light-bearing element;
8 ball bearing;
9 casing;
10 mounting surface;
11 casing;
12 mounting surface;
13 nests;
14 electrical contacts;
15 rotor ring rotary transformer;
16 stator ring rotary transformer;
17 rectifier unit;
18 rotor winding;
19, 20 plug connectors;
21 stator windings;
22 rotor winding.
Светонесущий элемент 1, представленный на рис. 1, содержит корпус 2, внутри которого коаксиально размещены светопроводящие элементы 3, отделенные друг от друга светоизолирующими элементами 4. Светопроводящие элементы 3 и светоизолирующие элементы 4 выполнены из тонких (10 25 мкм) световодных волокон. На торцевой поверхности светонесущего элемента 1 светопроводящие 3 и светоизолирующие 4 элементы образуют кольцевые зоны 5. Концы волокон светопроводящих элементов 3 собираются в единые канальные световоды 6. Light-bearing
СВС состоит из двух идентичных светонесущих элементов светонесущего элемента 1 и светонесущего элемента 7. SHS consists of two identical light-bearing elements of the light-bearing
Светонесущий элемент 1 установлен в шарикоподшипнике 8, на котором закреплен кожух 9 с установочной поверхностью 10 для крепления на неподвижной части прибора. The light-bearing
Внутри кожуха 9 соосно со светонесущим элементом 1 жестко закреплен светонесущий элемент 7. На светонесущий элемент 1 установлен кожух 11 с установочной поверхностью 12. Inside the
На корпусе светонесущих элементов 1 и 7 расположены гнезда 13 для установки светоизлучателей и фотоприемников и электрические контакты 14. Гнезда 13 оптически сопряжены с канальными световодами 6. На оконечную часть светонесущего элемента 1 "одет" ротор 15 кольцевого вращающегося трансформатора, а на оконечную часть светонесущего элемента 7 "одет" статор 16 кольцевого вращающего трансформатора. On the housing of the light-carrying
В кожухе 11 установлен выпрямительный блок 17, связанный с одной из роторных обмоток 18 и электрическими контактами 14. На кожухах 11 и 9 установлены штепсельные разъемы 19 и 20. In the
Обмотка 21 статора 16 подключена к штепсельному разъему 20. Обмотка 22 ротора 15 подключена к штепсельному разъему 19. Работа СВС происходит следующим образом. The winding 21 of the
Потребитель в зависимости от требований к направлению передачи сигналов устанавливает в гнезда 13 светонесущих элементов 1 и 7 приемники и передатчики излучения таким образом, чтобы обеспечивались требования направления передачи. Приемники и передатчики соединяются с электрическими контактами 14, к которым подведены линии питания и сигнальные линии. СВС установочной поверхностью 10 крепится к невращающейся части прибора, а установочной поверхностью 12 к вращающейся вокруг оси а-а части прибора. The consumer, depending on the requirements for the direction of signal transmission, installs in the
К СВС через штепсельные разъемы 19, 20 подключаются датчики информации, приемники информации и источники питания. Информационные сигналы по электрическим линиям связи поступают на разъемы 19, 20, далее на передатчики излучения, установленные в гнездах 13, через СВС на соответствующие приемники излучения, где сигналы преобразуются в электрическую форму и поступают к потребителям. To the SHS through the
Передача мощности осуществляется через кольцевой вращающийся трансформатор, на статорную обмотку которого от источника питания должно поступать переменное напряжение высокой частоты. Статор 16 и ротор 15 выполнены из материала типа феррит, а обмотки статора и ротора рассчитаны на передачу силового сигнала мощностью до 40 50 Вт. При подаче силового сигнала на статорную обмотку 21 с вращающейся роторной обмотки 22 будет сниматься вторичное напряжение. Power is transmitted through an annular rotary transformer, to the stator winding of which an alternating voltage of high frequency must be supplied from the power source. The
Для питания приемников и передатчиков излучения, установленных в гнездах 13 вращающегося светонесущего элемента 1, на роторе 15 имеется дополнительная обмотка 22, напряжение которой выпрямляется выпрямительным блоком 17 и поступает на приемники и передатчики излучения. To power the radiation receivers and transmitters installed in the
Таким образом СВС осуществляет бесконтактную передачу электрических информационных и силовых сигналов с взаимно вращающихся частей машинного оборудования. Thus, SHS provides non-contact transmission of electrical information and power signals from mutually rotating parts of machinery.
Конструктивные проработки и инженерные расчеты показали, что предлагаемый СВС может иметь следующие технические характеристики. Constructive studies and engineering calculations showed that the proposed SHS may have the following technical characteristics.
Габариты:
диаметр 70 мм,
длина 80 мм,
количество информационных линий передачи 14,
передаваемая мощность 40 Вт,
КПД 70%
коэффициент трансформации передаваемой мощности требуемый.Dimensions:
diameter 70 mm
length 80 mm
the number of
transmitted power 40 W,
Efficiency 70%
Transmit power ratio required.
Предлагаемая конструкция СВС обеспечивает:
двунаправленную с учетом требований потребителя бесконтактную передачу электрических информационных сигналов по 14 параллельным каналам;
повышение надежности СВС и снижение требований к скорости вращения;
бесконтактную передачу мощности;
отсутствие требований к питанию приемников и передатчиков излучения, так как питание вырабатывается в самом СВС.The proposed design of SHS provides:
bi-directional, taking into account consumer requirements, non-contact transmission of electrical information signals via 14 parallel channels;
increasing the reliability of SHS and reducing the requirements for speed;
non-contact power transmission;
lack of power requirements for radiation receivers and transmitters, since power is generated in the SHS itself.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5058925 RU2069381C1 (en) | 1992-08-18 | 1992-08-18 | Light guide rotating connector |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5058925 RU2069381C1 (en) | 1992-08-18 | 1992-08-18 | Light guide rotating connector |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2069381C1 true RU2069381C1 (en) | 1996-11-20 |
Family
ID=21611697
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5058925 RU2069381C1 (en) | 1992-08-18 | 1992-08-18 | Light guide rotating connector |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2069381C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2554890C2 (en) * | 2010-02-12 | 2015-06-27 | Тайко Электроникс (Шанхай) Ко., Лтд. | Fibre-optic filter device and method for production thereof |
-
1992
- 1992-08-18 RU SU5058925 patent/RU2069381C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Патент США N 4027945, кл. G 02 B 5/16, 1977. 2. Заявка ЕПВ N 0111390, кл. кл. G 02 B 7/26, 1984. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2554890C2 (en) * | 2010-02-12 | 2015-06-27 | Тайко Электроникс (Шанхай) Ко., Лтд. | Fibre-optic filter device and method for production thereof |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0216470A3 (en) | Connecting section for optical fiber cable | |
US5064299A (en) | Optocoupler apparatus | |
MY125615A (en) | Optical connector module | |
CN205353410U (en) | Optic fibre sliding ring | |
CN113097761A (en) | Photoelectric connecting device | |
CN101221269A (en) | Novel high speed rotating platform based on optical fiber rotating connector | |
US20180372963A1 (en) | Fiber optic cable connector for a rugged environment | |
FR2424554A1 (en) | MAGNETIC CONNECTOR FOR OPTICAL CABLES | |
ATE43058T1 (en) | FIBER OPTIC COUPLING FOR A MEDICAL LASER DEVICE. | |
RU2069381C1 (en) | Light guide rotating connector | |
US10215934B2 (en) | Hybrid optical fiber and copper conductor cable assembly | |
AU580740B2 (en) | Fiber optic coupling device | |
NO964471L (en) | Hybrid electricity and telecommunication distribution network | |
GB1587531A (en) | Connectors | |
ES2014692A6 (en) | Combination of optical connectors and optical terminal covers | |
EP0988751A1 (en) | Coupler for transmitting signals across a rotating interface | |
EP0243962A3 (en) | A connector housing for an optical fiber cable | |
CN106908908A (en) | A kind of photoelectricity mixing slip ring | |
JPS63127212A (en) | Multicore optical rotary connector | |
JPS6244241B2 (en) | ||
CN213659014U (en) | System for data transmission | |
JPS6310634Y2 (en) | ||
CN215178542U (en) | Data transmission device for testing strength of high-speed rotating part | |
JPS63127213A (en) | Multicore optical rotary connector | |
JPS5840510A (en) | Multichannel photocoupling device between rotating body and nonrotating body |