《一種多通道光纖旋轉連線器結構與製造方法》是中國電子科技集團公司第八研究所於2014年2月27日申請的發明專利，該專利申請號為2014100699552，公布號為CN103837940A，專利公布日為2014年6年4日，發明人是周豐、吳如恩。
《一種多通道光纖旋轉連線器結構與製造方法》公開了一種多通道光纖旋轉連線器結構與製造方法。一種多通道光纖旋轉連線器結構，設定有中心通道和旁軸通道，還包括轉子1、第一定子、第二定子和第三定子，在定子中設定有過渡塊，過渡塊通過第一磁鐵與定子內的側壁相連。該發明一種多通道光纖旋轉連線器的製造方法，將旋轉體與固定體之間的光纖通信通過硬體結構的連線關係實現，避免了採用道威稜鏡會產生的諸多缺陷，簡化了工藝、降低了成本。
2020年7月17日，《一種多通道光纖旋轉連線器結構與製造方法》獲得安徽省第七屆專利獎優秀獎。
（概述圖為《一種多通道光纖旋轉連線器結構與製造方法》的摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：一種多通道光纖旋轉連線器結構與製造方法
- 公布號：CN103837940A
- 公布日：2014年6月4日
- 申請號：2014100699552
- 申請日：2014年2月27日
- 申請人：中國電子科技集團公司第八研究所
- 地址：安徽省淮南市國慶中路369號
- 發明人：周豐、吳如恩
- 代理機構：北京雙收智慧財產權代理有限公司
- 代理人：王菊珍
- Int.Cl.：G02B6/38(2006.01)I
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
隨著全球經濟與信息技術迅速發展，人們對信息量的需求越來越大，在這些高速大容量信號的傳輸過程中，如何將數據信號從一個旋轉平台傳輸到一個靜止平台（雙向），即從旋轉體到固定體的信號傳輸，成為了一種非常重要的技術問題。在其解決方案中，多通道光纖旋轉連線器以其數據信號傳輸的獨特優點受到了人們的青睞，它不僅可以傳輸多路不同信號，而且多個通道更增強了系統的穩定性。
關於多通道光纖旋轉連線器的結構設計方案有很多種，如直接耦合法、對稱光學結構法、反射法和解旋稜鏡法等，其中解旋稜鏡法更被人們廣泛採用，此類旋轉連線器結構中的區別在於選擇不同的解旋稜鏡。傳統的雙通道光纖旋轉連線器結構主要採用透鏡的耦合方式，在解旋稜鏡方法中，解旋稜鏡的選擇主要採用的是道威稜鏡，將道威稜鏡套用於多通道光纖旋轉連線器中的結構如圖1所示。傳統的雙通道光纖滑環的製作過程需要藉助精密的多維調整平台以及高精度的光學器件和組裝零件，結合成熟的特定工藝進行光路的調節才能保證光路信號耦合的效率，達到要求插入損耗值和旋轉變數值，其製作周期比較長。同時，傳統的多通道光纖滑環中準直器的封裝是要實時線上控制其耦合效率，在保證插入損耗值和旋轉變化量值的情況下進行封裝；道威稜鏡的封裝不僅需要實時調整，而且需要再度二次加工才能保證其配合精度及耦合效率；行星齒輪嚙合傳動無間隙的要求保證傳動的平穩性，從而使得光耦合效率得以維持。參考圖1所示，傳統的雙通道光纖旋轉連線器包括轉子、定子、道威稜鏡、道威稜鏡套筒、輸入通道、輸出通道、行星輪繫結構等。旋轉體與固定端之間的信號通過光學反射、折射的原理進行傳輸。
因此，急需一種不需要進行複雜光路調節和複雜的裝配過程的多通道光纖旋轉連線器結構一種多通道光纖旋轉連線器結構與製造方法。
發明內容
專利目的
《一種多通道光纖旋轉連線器結構與製造方法》的目的是提供了一種多通道光纖旋轉連線器，包括沿同一中軸線自左向右順序排列的轉子、第一定子、第二定子和第三定子，還包括一個傳動軸，與各定子平行。
技術方案
《一種多通道光纖旋轉連線器結構與製造方法》所述轉子1為一圓柱體，沿其中軸線開設有階梯狀的中心通孔，還開設有與中心通孔平行的旁軸通孔，中心通孔形成中心通道，旁軸通孔形成旁軸通道。
所述第一定子包括側壁、第一磁鐵、關節軸承和第一定子過渡塊，所述側壁為一開設有中心通孔的圓管，沿圓管徑向，在管壁上開設有階梯狀的關節軸承孔，用於安裝所述關節軸承；
所述第一定子過渡塊為圓柱體，沿中心軸線方向設定開設有階梯通孔，所述第一定子過渡塊外壁上分布有固定的磁導體，所述磁導體的數量和位置，與關節軸承孔相對應；所述第一磁鐵的數量與關節軸承相同，所述第一磁鐵的一端與所述第一定子過渡塊外壁上的固定的磁導體吸合連線，另一端插入相應的所述關節軸承內圈中固定。
所述第二定子結構與第一定子結構相同，包括側壁、第一磁鐵、關節軸承7和第二定子過渡塊。所述第一定子過渡塊階梯通孔孔徑大的一端與所述第二定子過渡塊階梯通孔孔徑大的一端相鄰。
所述第三定子為圓柱體，沿中心軸線方向設定開設有階梯通孔，平行於階梯通孔的軸線開設有旁軸通孔。
在所述轉子右端的外壁上固定有第一齒輪，與所述傳動軸上的一個傳動齒輪嚙合，在第二定子過渡塊左端的外壁上固定有第二齒輪，與傳動軸上的另一個傳動齒輪嚙合。所述轉子的中心通孔和所述第一定子過渡塊的階梯通孔通過所述光纖插針連線，所述第二定子過渡塊的階梯通孔與所述第三定子階梯通孔通過光纖插針連線。
所述中心通道沿第一定子過渡塊的階梯通孔，第二定子過渡塊與側壁間空隙，第三定子旁軸通孔延伸；旁軸通道沿第一定子中過渡塊與側壁間空隙，第二定子階梯通孔，第三定子階梯通孔延伸。
在通過所述中心通道的光纖上固定有第二磁鐵，位於所述第二定子過渡塊的外壁外側；在通過所述旁軸通道的光纖上固定有第二磁鐵，位於第一定子過渡塊的外壁外側；所述第二磁鐵的表面磁性與所述第一磁鐵的表面磁性相同。
實際工作中，第一齒輪和第二齒輪為兩組嚙合齒輪，可以保證轉子與第二定子過渡塊的轉速相同，保證信號的無間斷傳輸。
製造上述多通道光纖旋轉連線器結構的方法，包括以下步驟，沿同一中軸線自左向右順序排列轉子和第一定子和第二定子、第三定子，還包括一個傳動軸，與各定子平行；在第一定子中設定第一定子過渡塊；在第一定子的側壁內布設關節軸承；在第二定子中設定第二定子過渡塊；在第二定子的側壁內布設關節軸承；在第一定子過渡塊、第二定子過渡塊側壁上布設磁導體；在相應磁導體和關節軸承間布設第一磁鐵，所述第一磁鐵一端吸合導磁體，另一端固定在所述關節軸承中；在轉子右端的外壁上固定第一齒輪，與傳動軸上的另一傳動齒輪嚙合，在第二定子過渡塊左端的外壁上固定第二齒輪，與傳動軸上的另一個傳動齒輪嚙合。
在光纖靠近第一磁鐵的位置上，布設第二磁鐵，第二磁鐵與第一磁鐵表面磁性相同。
改善效果
《一種多通道光纖旋轉連線器結構與製造方法》將傳統雙通道光纖旋轉連線器的光學原理用光纖通信的硬體技術代替，解決了光路設計複雜、光學調整程式精度要求高造成的成本高的問題，具有成本低、設備簡單、易於維護的優點。
附圖說明
圖1為傳統雙通道光纖旋轉連線器結構；
圖2為該發明一種多通道光纖旋轉連線器結構的示意圖；
圖3為該發明的轉子的正視剖視圖；
圖4為該發明的第一定子的正視剖視圖。
技術領域
《一種多通道光纖旋轉連線器結構與製造方法》涉及一種數據傳輸結構與製造方法，尤其涉及一種多通道光纖旋轉連線器結構與製造方法。
權利要求
1.《一種多通道光纖旋轉連線器結構與製造方法》包括沿同一中軸線自左向右順序排列的轉子（1）、第一定子、第二定子和第三定子，還包括一個傳動軸，與各定子平行；所述轉子（1）為一圓柱體，沿其中軸線開設有階梯狀的中心通孔，還開設有與中心通孔平行的旁軸通孔，中心通孔形成中心通道（A），旁軸通孔形成旁軸通道（B）；所述第一定子包括側壁（2）、第一磁鐵（6）、關節軸承（7）和第一定子過渡塊（3），所述側壁（2）為一開設有中心通孔的圓管，沿圓管徑向，在管壁上開設有階梯狀的關節軸承孔，用於安裝所述關節軸承（7）；
所述第一定子過渡塊（3）為圓柱體，沿中心軸線方向設定開設有階梯通孔，所述第一定子過渡塊（3）外壁上分布有固定的磁導體，所述磁導體的數量和位置，與關節軸承孔相對應；所述第一磁鐵（6）的數量與關節軸承（7）相同，所述第一磁鐵（6）的一端與所述第一定子過渡塊（3）外壁上的固定的磁導體吸合連線，另一端插入相應的所述關節軸承（7）內圈中固定；第二定子結構與第一定子結構相同，包括側壁（2）、第一磁鐵（6）、關節軸承（7）和第二定子過渡塊（4）；
所述第一定子過渡塊（3）階梯通孔孔徑大的一端與所述第二定子過渡塊（4）階梯通孔孔徑大的一端相鄰；所述第三定子為圓柱體，沿中心軸線方向設定開設有階梯通孔，平行於階梯通孔的軸線開設有旁軸通孔；在所述轉子（1）右端的外壁上固定有第一齒輪（11），與所述傳動軸（10）上的一個傳動齒輪嚙合，在第二定子過渡塊（4）左端的外壁上固定有第二齒輪（12），與所述傳動軸（10）上的另一個傳動齒輪嚙合；
所述轉子（1）的中心通孔和所述第一定子過渡塊（3）的階梯通孔通過光纖插針（9）連線，所述第二定子過渡塊（4）的階梯通孔與所述第三定子階梯通孔通過光纖插針連線；所述中心通道（A）沿第一定子過渡塊（3）的階梯通孔，第二定子過渡塊（4）與側壁（2）間空隙，第三定子旁軸通孔延伸；旁軸通道（B）沿第一定子中過渡塊（3）與側壁（2）間空隙，第二定子階梯通孔，第三定子階梯通孔延伸；
在通過所述中心通道（A）的光纖上固定有第二磁鐵（8），位於所述第二定子過渡塊（4）的外壁外側；在通過所述旁軸通道（B）的光纖上固定有第二磁鐵（8），位於第一定子過渡塊（3）的外壁外側；所述第二磁鐵（8）的表面磁性與所述第一磁鐵（6）的表面磁性相同。
2.根據權利要求1所述的多通道光纖旋轉連線器結構，其特徵在於，所述第一齒輪（11）和所述第二齒輪（12）為兩組嚙合齒輪，可以保證轉子（1）與第二定子過渡塊（4）的轉速相同，保證信號的無間斷傳輸。
3.一種多通道光纖旋轉連線器結構的製造方法，其特徵在於，包括以下步驟，沿同一中軸線自左向右順序排列轉子（1）和第一定子和第二定子、第三定子，還包括一個傳動軸（10），與各定子平行；在第一定子中設定第一定子過渡塊（3）；在第一定子的側壁內布設關節軸承（7）；在第二定子中設定第二定子過渡塊（4）；在第二定子的側壁內布設關節軸承（7）；在第一定子過渡塊（3）、第二定子過渡塊（4）側壁上布設磁導體；在相應磁導體和關節軸承間布設第一磁鐵（6），所述第一磁鐵（6）一端吸合導磁體，另一端固定在所述關節軸承（7）中；在轉子（1）右端的外壁上固定第一齒輪（11），與傳動軸（10）上的另一傳動齒輪嚙合，在第二定子過渡塊（4）左端的外壁上固定第二齒輪，與傳動軸上的另一個傳動齒輪嚙合；在光纖靠近第一磁鐵（6）的位置上，布設第二磁鐵（8），第二磁鐵（8）與第一磁鐵（6）表面磁性相同。
實施方式
如圖2所示，該實施例中包括沿同一中軸線自左向右順序排列的轉子1和第一定子和第二定子、第三定子，還包括一個傳動軸，與各定子平行。
如圖2所示，為一圓柱體的轉子1中，沿中軸線開設有階梯狀的中心通孔，還開設有與中心通孔平行的旁軸通孔，中心通孔形成中心通道A，旁軸通孔形成旁軸通道B。
如圖3所示，第一定子中包括側壁、第一磁鐵6、關節軸承7和過渡塊3，側壁為一開設有中心通孔的圓管，沿圓管徑向，在管壁上開設有階梯狀的關節軸承孔，用於安裝關節軸承7；過渡塊3為圓柱體，沿中心軸線方向設定開設有階梯通孔，過渡塊3的外壁上分布有固定的磁導體，磁導體的數量和位置，與關節軸承孔相對應；第一磁鐵6的數量與關節軸承7相通，第一磁鐵6的一端與過渡塊3外壁上的固定的磁導體吸合連線，另一端插入相應關節軸承7內圈中固定。
如圖2所示，第二定子結構與第一定子結構相同，第一定子過渡塊3階梯通孔孔徑大的一端與第二定子過渡塊3階梯通孔孔徑大的一端相鄰；第三定子為圓柱體，沿中心軸線方向設定開設有階梯通孔，平行於階梯通孔的軸線開設有旁軸通孔。
結合圖2和圖4所示，在轉子右端的外壁上固定有傳動齒輪，與傳動軸上的一個傳動齒輪嚙合，在第二定子過渡塊4左端的外壁上固定有傳動齒輪，與傳動軸上的另一個傳動齒輪嚙合。
轉子的中心通孔和第一定子過渡塊3的階梯通孔通過光纖插針連線，第二定子過渡塊3的階梯通孔與第三定子階梯通孔通過光纖插針連線。
中心通道A沿第一定子中過渡塊3的階梯通孔，第二定子中過渡塊3與側壁間空隙，第三定子旁軸通孔延伸；旁軸通道B沿第一定子中過渡塊3與側壁間空隙，第二定子階梯通孔，第三定子階梯通孔延伸。
在通過中心通道A的光纖上固定有第二磁鐵8，位於第二定子過渡塊3的外壁外側；在通過旁軸通道B的光纖上固定有第二磁鐵8，位於第一定子過渡塊3的外壁外側；第二磁鐵8的表面磁性與第一磁鐵6的表面磁性相同。
實際工作中，第一齒輪11和第二齒輪12為兩組嚙合齒輪，可以保證轉子1與第二定子過渡塊4的轉速相同，保證信號的無間斷傳輸。
製造上述多通道光纖旋轉連線器結構的方法，包括以下步驟，沿同一中軸線自左向右順序排列轉子1和第一定子和第二定子、第三定子，還包括一個傳動軸，與各定子平行；
在第一定子中設定第一定子過渡塊3；
在第一定子的側壁內布設關節軸承7；
在第二定子中設定第二定子過渡塊4；
在第二定子的側壁內布設關節軸承7；
在第一定子過渡塊、第二定子過渡塊側壁上布設磁導體；
在相應磁導體和關節軸承間布設第一磁鐵，所述第一磁鐵一端吸合導磁體，另一端固定在所述關節軸承中；在轉子右端的外壁上固定第一齒輪，與傳動軸上的另一傳動齒輪嚙合，在第二定子過渡塊4左端的外壁上固定第二齒輪，與傳動軸上的另一個傳動齒輪嚙合。
在光纖靠近第一磁鐵的位置上，布設第二磁鐵，第二磁鐵與第一磁鐵表面磁性相同。
榮譽表彰
2020年7月17日，《一種多通道光纖旋轉連線器結構與製造方法》獲得安徽省第七屆專利獎優秀獎。
