[發(fā)明專利]回轉(zhuǎn)軸空間光滑環(huán)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710183121.8
• 申請日: 2017-03-24
• 公開（公告）號: CN106990490A
• 公開（公告）日: 2017-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 耿天文;高世杰;傘曉剛;馬爽;李亞添;盛磊;張玉良;陳云善
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所
• 主分類號: G02B6/42
• 分類號: G02B6/42;H04B10/40
• 代理公司: 長春菁華專利商標(biāo)代理事務(wù)所(普通合伙)22210
• 代理人: 荊喆

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及激光通信技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種回轉(zhuǎn)軸空間光滑環(huán)。

背景技術(shù)

在數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中，信號往往需要在如回轉(zhuǎn)軸等相對旋轉(zhuǎn)的部件之間進(jìn)行高速傳輸，而為了實(shí)現(xiàn)在相對旋轉(zhuǎn)的部件之間的數(shù)據(jù)通信，本領(lǐng)域技術(shù)人員一般采用兩種方式，其中一種方式是利用傳輸電信號的電滑環(huán)來連接相對旋轉(zhuǎn)的部件，這種電滑環(huán)為接觸式，在高速條件下電刷容易磨損，因此壽命較短，且通信速率受到傳輸介質(zhì)的限制，無法實(shí)現(xiàn)高速通信；另外一種方式則是利用傳輸光信號的光纖滑環(huán)來連接相對旋轉(zhuǎn)的部件，這種光纖滑環(huán)將兩根光纖通過精密的機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行連接，雖然可以實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)通信，但是其屬于精密器件，因此對安裝精度要求較高，且容易損壞，同時(shí)成本也較高。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，有必要針對電滑環(huán)壽命較短、無法實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)軸的高速通信和光纖滑環(huán)對安裝精度要求較高、容易損壞以及成本較高的問題，提供一種回轉(zhuǎn)軸空間光滑環(huán)，該回轉(zhuǎn)軸空間光滑環(huán)為一種利用激光空間傳輸?shù)姆墙佑|式光滑環(huán)，能夠?qū)崿F(xiàn)做回轉(zhuǎn)運(yùn)動的固定端和旋轉(zhuǎn)端的全雙工高速數(shù)據(jù)通信。

為解決上述問題，本發(fā)明采取如下的技術(shù)方案：

一種回轉(zhuǎn)軸空間光滑環(huán)，包括第一波分復(fù)用器、第二波分復(fù)用器、與所述第一波分復(fù)用器相匹配的第一光收發(fā)模塊、與所述第二波分復(fù)用器相匹配的第二光收發(fā)模塊、固定安裝在回轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)子軸心處的第一收發(fā)光學(xué)天線和固定安裝在所述回轉(zhuǎn)軸的定子軸心處的第二收發(fā)光學(xué)天線；

所述第一收發(fā)光學(xué)天線的光軸與所述第二收發(fā)光學(xué)天線的光軸重合，且所述第一收發(fā)光學(xué)天線與所述第二收發(fā)光學(xué)天線之間的耦合損耗小于閾值；

所述第一波分復(fù)用器通過單模光纖分別與所述第一收發(fā)光學(xué)天線和所述第一光收發(fā)模塊連接；

所述第二波分復(fù)用器通過單模光纖分別與所述第二收發(fā)光學(xué)天線和所述第二光收發(fā)模塊連接。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明回轉(zhuǎn)軸空間光滑環(huán)具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、本發(fā)明的回轉(zhuǎn)軸空間光滑環(huán)為非接觸式連接，對回轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度沒有要求，不會產(chǎn)生任何摩擦，與接觸式的滑環(huán)相比，壽命大大提高；2、本發(fā)明采用了波分復(fù)用器和單模光纖耦合的光學(xué)天線，能夠?qū)崿F(xiàn)高速數(shù)據(jù)通信，功能等同于一根單模光纖，其通信速率不受光滑環(huán)本身限制，與光纖通信所能達(dá)到通信能力一致；3、與光纖滑環(huán)相比，光纖滑環(huán)在安裝精度不滿足要求時(shí)很容易損壞，而本發(fā)明的回轉(zhuǎn)軸空間光滑環(huán)在安裝不滿足要求時(shí)只是性能產(chǎn)生下降，不會損壞，因此降低了使用風(fēng)險(xiǎn)和成本；4、同時(shí)本發(fā)明的尺寸可以比現(xiàn)有光纖滑環(huán)的尺寸更小，對安裝空間非常有限的環(huán)境十分適于應(yīng)用。

附圖說明

圖1為本發(fā)明其中一個(gè)實(shí)施例中回轉(zhuǎn)軸空間光滑環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明其中一個(gè)具體實(shí)施方式中收發(fā)光學(xué)天線的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)描述。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，參見圖1所示，回轉(zhuǎn)軸空間光滑環(huán)包括第一波分復(fù)用器100、第二波分復(fù)用器200、與第一波分復(fù)用器100相匹配的第一光收發(fā)模塊300、與第二波分復(fù)用器200相匹配的第二光收發(fā)模塊400、固定安裝在回轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)子1軸心處的第一收發(fā)光學(xué)天線500和固定安裝在回轉(zhuǎn)軸的定子2軸心處的第二收發(fā)光學(xué)天線600；

第一收發(fā)光學(xué)天線500的光軸與第二收發(fā)光學(xué)天線600的光軸重合，且第一收發(fā)光學(xué)天線500與第二收發(fā)光學(xué)天線600之間的耦合損耗小于閾值；

第一波分復(fù)用器100通過單模光纖分別與第一收發(fā)光學(xué)天線500和第一光收發(fā)模塊300連接；

第二波分復(fù)用器200通過單模光纖分別與第二收發(fā)光學(xué)天線600和第二光收發(fā)模塊400連接。