一種主動(dòng)式光纖旋轉(zhuǎn)連接裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于光信號傳輸裝置領(lǐng)域，具體地涉及一種主動(dòng)式光纖旋轉(zhuǎn)連接裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]光纖旋轉(zhuǎn)連接器是一種利用光纖作為傳輸媒介將信號在一個(gè)旋轉(zhuǎn)的平臺(tái)和另一個(gè)靜止平臺(tái)之間進(jìn)行傳輸?shù)臋C(jī)構(gòu)。CN10794504A公開了一種基于光纖通信的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，通過旋轉(zhuǎn)體上的帶輪帶動(dòng)同步帶轉(zhuǎn)動(dòng)，在帶輪和同步帶上設(shè)置激光準(zhǔn)直鏡，通過設(shè)置帶輪和同步帶上激光準(zhǔn)直鏡的個(gè)數(shù)和間距以及同步帶的長度，保證任意時(shí)刻都有一對激光準(zhǔn)直鏡是配合相對的，從而將旋轉(zhuǎn)體帶輪上的激光數(shù)據(jù)傳輸?shù)酵綆系墓饫w中，再通過光纖旋轉(zhuǎn)連接器將旋轉(zhuǎn)的光纖中的激光數(shù)據(jù)傳輸?shù)焦潭w中。這種系統(tǒng)對機(jī)械結(jié)構(gòu)以及帶輪同步帶的傳動(dòng)精度要求較高，實(shí)現(xiàn)較為復(fù)雜，安裝較為困難。專利2012207085238公開了一種光纖旋轉(zhuǎn)連接器，其包括定子組件和轉(zhuǎn)子組件，定子組件由制動(dòng)環(huán)、組件套筒、鎖緊固定環(huán)和法蘭構(gòu)成，轉(zhuǎn)子組件由光纖準(zhǔn)直器和高速微型軸承構(gòu)成，所述光纖準(zhǔn)直器有兩個(gè)，安裝于組件套筒兩端的圓孔內(nèi)，其中一端的光纖準(zhǔn)直器通過鎖緊固定環(huán)進(jìn)行固定，另一端光纖準(zhǔn)直器通過兩只高速微型軸承呈雙肩支撐式安裝于組件套筒的圓孔內(nèi)，再通過制動(dòng)環(huán)和法蘭進(jìn)行固定。該裝置雖然有效減少了轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的跳動(dòng)和偏轉(zhuǎn)，提高了旋轉(zhuǎn)軸的穩(wěn)定性，但當(dāng)需要高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，用于提供轉(zhuǎn)速的電機(jī)噪音非常大，影響信號的傳輸。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]發(fā)明目的:為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的體積龐大、需要額外的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，存在傳動(dòng)誤差并且高速運(yùn)行時(shí)噪音大等問題，本發(fā)明提供一種主動(dòng)式光纖旋轉(zhuǎn)連接裝置，通過將固定光纖和旋轉(zhuǎn)光纖分別固定在空心電機(jī)的固定端和空心旋轉(zhuǎn)軸上，實(shí)現(xiàn)將旋轉(zhuǎn)光纖的被動(dòng)旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)旋轉(zhuǎn)，消除了額外的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，簡化了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，降低了系統(tǒng)的噪音。
[0004]本發(fā)明還要解決的技術(shù)問題在于提供一種主動(dòng)式光纖旋轉(zhuǎn)連接方法。
[0005]技術(shù)方案:為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明提出一種主動(dòng)式光纖旋轉(zhuǎn)連接裝置，包括第一光纖組件、第二光纖組件和空心電機(jī)，所述空心電機(jī)包括外殼和固定于所述外殼內(nèi)部的旋轉(zhuǎn)空心軸，其中，所述第一光纖組件固定于所述空心電機(jī)旋轉(zhuǎn)空心軸的自由端并與設(shè)置于所述外殼外側(cè)的旋轉(zhuǎn)端接頭連通，所述第二光纖組件設(shè)置于所述空心電機(jī)的外殼內(nèi)側(cè)并與設(shè)置于所述外殼外側(cè)的固定端接頭連通，所述的第一光纖組件和所述的第二光纖組件位置相對。
[0006]具體地，所述的第一光纖組件與空心電機(jī)的旋轉(zhuǎn)空心軸通過膠合、焊接或夾具卡接的方式固定連接，所述第二光纖組件與空心電機(jī)的外殼通過膠合、焊接或夾具卡接的方式固定連接。
[0007]其中，所述第一光纖組件包括第一光纖和第一透鏡，所述的第二光纖組件包括第二光纖和第二透鏡，其中，第一光纖與第一透鏡之間以及第二光纖與第二透鏡之間通過膠合、焊接或夾具卡接的方式相互連接。
[0008]所述第一光纖或第二光纖為單模光纖或多模光纖；所述的第一透鏡或第二透鏡為柱狀透鏡或凹凸透鏡。當(dāng)采用凹凸透鏡時(shí)，光纖與透鏡之間具有一定的距離，當(dāng)采用柱狀透鏡時(shí)，光纖與透鏡之間緊密結(jié)合。
[0009]其中，在某些應(yīng)用場合為了減少回波損耗，所述的第一光纖和第二光纖的端面鍍膜或者被研磨成斜角或者被研磨成斜角后再鍍膜；所述的第一透鏡和第二透鏡端面鍍膜或者被研磨成斜角或者被研磨成斜角后再鍍膜。
[0010]所述的旋轉(zhuǎn)端接頭和固定端接頭為尾纖接頭或法蘭接頭，即可以作為光纖輸出，也可以作為光纖接入。
[0011]由于實(shí)際應(yīng)用過程中，兩個(gè)光纖組件的位置不一定能正好相對便于兩者的耦合，當(dāng)?shù)诙饫w組件的位置偏離所述第一光纖組件相對側(cè)的位置時(shí)，此時(shí)需要利用一個(gè)光路調(diào)整元件對兩個(gè)光纖組件的傳輸方向進(jìn)行調(diào)整，所述光路調(diào)整元件設(shè)置于所述空心電機(jī)內(nèi)部，所述光路調(diào)整元件使來自所述第一光纖組件的光路與來自所述第二光纖組件的光路耦入口 O
[0012]在一種實(shí)施例中，所述的光路調(diào)整單元為反射鏡。
[0013]本發(fā)明進(jìn)一步提出了一種主動(dòng)式光纖旋轉(zhuǎn)連接方法，包括如下步驟:
[0014](I)根據(jù)需要選擇合適的光纖和透鏡，將光纖和透鏡通過膠合、焊接或夾具卡接的方式固定在一起組合成光纖組件，分別命名為第一光纖組件和第二光纖組件，其中，光纖和透鏡的選擇如上文所述；
[0015](2)將所述第一光纖組件的一端調(diào)整為與空心電機(jī)的旋轉(zhuǎn)空心軸同心并準(zhǔn)直后固定于空心電機(jī)的旋轉(zhuǎn)空心軸的自由端，另一端連接旋轉(zhuǎn)端接頭，并將所述旋轉(zhuǎn)端接頭設(shè)置于空心電機(jī)外殼的外側(cè)；
[0016](3)將所述第二光纖組件的一端固定于空心電機(jī)的外殼的內(nèi)側(cè)，另一端連接固定端接頭，并將所述固定端接頭設(shè)置于空心電機(jī)外殼的外側(cè)；
[0017](4)根據(jù)所述第二光纖組件的光路方向選擇是否需要在所述空心電機(jī)的內(nèi)部設(shè)置光路調(diào)整單元，所述光路調(diào)整單元用于調(diào)節(jié)來自第二光纖組件的光路方向，以使來自第一光纖組件的光路和來自第二光纖組件的光路相互耦合；
[0018](5)將待連接的一對光纖分別連接在旋轉(zhuǎn)端接頭和固定端接頭。
[0019]其中，優(yōu)選地，步驟(4)中，所述的光路調(diào)整單元為反射鏡。
[0020]有益效果:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過直接將待耦合的光纖分別設(shè)置于空心電機(jī)的外殼和旋轉(zhuǎn)空心軸，大大簡化了光纖旋轉(zhuǎn)連接裝置的結(jié)構(gòu)，且將原來的光纖旋轉(zhuǎn)方式由被動(dòng)變?yōu)橹苯佑煽招碾姍C(jī)驅(qū)動(dòng)，大大降低高速噪聲，消除了額外的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和存在的傳動(dòng)誤差，從而降低成本，縮小體積。
【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明的主動(dòng)式光纖旋轉(zhuǎn)連接裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2為帶有光路調(diào)節(jié)元件的主動(dòng)式光纖旋轉(zhuǎn)連接裝置的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]如圖1所示，一種主動(dòng)式光纖旋轉(zhuǎn)連接裝置，包括第一光纖組件1、第二光纖組件2和空心電機(jī)，該空心電機(jī)的主要組成部分為外殼3和設(shè)置于外殼內(nèi)部的旋轉(zhuǎn)空心軸4，對于空心電機(jī)的類型不做限制，有刷或無刷均可。其中，第一光纖組件I包括第一光纖和第一透鏡，第二光纖組件2包括第二光纖和第二透鏡，每個(gè)光纖組件中透鏡和光纖可以通過膠合、焊接或夾具卡接的方式進(jìn)行固定，光纖和透鏡的類型可以根據(jù)需要進(jìn)行選擇，如光纖可以為單模光纖或多模光纖；透鏡可以為柱狀透鏡或凹凸透鏡，且光纖和透鏡也可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需要進(jìn)行處理，如在某些應(yīng)用場合為了減少回波損耗，第一光纖和第二光纖的端面鍍膜或者被研磨成斜角或者被研