CN101013186A

CN101013186A - 一种光纤旋转连接器

Info

Publication number: CN101013186A
Application number: CN 200710005035
Authority: CN
Inventors: 程霁竑; 石素芬; 陈学永
Original assignee: China Aviation Optical Electrical Technology Co Ltd
Current assignee: China Aviation Optical Electrical Technology Co Ltd
Priority date: 2007-02-13
Filing date: 2007-02-13
Publication date: 2007-08-08
Anticipated expiration: 2027-02-13
Also published as: CN100460908C

Abstract

本发明涉及一种光纤旋转连接器。它通过光学***和机械***组合应用完成光信号在相对运动状态下的传输。准直器与棱镜配合形成光纤旋转连接器的光学***，机械***采用了行星轮系传动机构。光纤中出射的发散光经过准直器准直成大光斑的平行光，当平行光以速度v进行旋转时，棱镜以速度v/2同方向进行旋转，所以出射光与入射光位置不变。该方案的特点是v/2转速、同向旋转，所以机械***共用到8个精密齿轮、4个陶瓷轴承、6个双密封轴承，这8个齿轮既有自转又做公转运动，应用两中心轮间的空间用数个行星传动载荷；使得入射端平行光经过光学***中棱镜的全反射形成出射端平行光一一对应。该方案可以很方便地实现空间自由旋转、光信号双向传输。

Description

一种光纤旋转连接器

技术领域

本发明涉及一种光纤旋转连接器。

背景技术

美国专利(US5157745)公开了一种多通道旋转光纤连接器，它是由棱镜、轴承、齿轮、光纤准直机构、旋转轴等组成，旋转体通过轴承与外壳连接在一起，两端有棱镜调整机构，通过齿轮传动机构实现输入与输出同步的目的。由于光纤准直机构的结构复杂，体积大，安装困难。

发明内容

本发明的目的是：提出一种结构简单体积小安装简便的光纤旋转连接器。本发明的技术方案是：由端盖部件、固定端准直器部件、外壳体、齿轮部件、连动机构组件、棱镜机构组件、转动体组件、旋转端准直器部件、波纹簧、连线座部件组成，其中，棱镜机构组件包括棱镜、棱镜定位座、弹簧、螺钉，旋转端准直器定位部件包括准直器、准直器定位座、连接套，端盖部件、固定端准直器定位部件、齿轮部件、连动机构组件、转动体组件固定在外壳体中，棱镜机构组件固定在连动机构组件中，旋转端准直器定位部件固定在转动体组件中，波纹簧放置在连动机构组件和转动体组件之间；棱镜定位座为圆筒状，其中心开有由方孔和圆孔相交而成的通孔，棱镜定位座中心的通孔是圆形或方槽或半球形，棱镜定位座采用铁镍钴玻封合金；连动机构组件中芯件壳体上均匀安装三个装有轴承和齿轮的旋转轴，旋转轴的外径在轴向分布有不同直径的台阶，旋转轴采用光轴，三个旋转轴上套接齿轮定位盖部件；连接套为一个整体件，其外径轴向有为直径不等的四个台阶，内孔一端有螺纹，另一端为光孔；转动体组件内锁紧环部件上的衬套部件套接内装O形密封圈的衬套，连动机构组件内轴承座上的衬套部件上套接内装O形密封圈的衬套，连动机构组件内齿轮定位盖部件的衬套部件上套接内装O形密封圈的衬套，O形密封圈采用环行弹簧，衬套采用聚四氟乙烯。

本发明的优点是：通过光学***和机械***组合应用完成光信号在相对运动状态下的传输。准直器与棱镜配合形成光纤旋转连接器的光学***，机械***采用了行星轮系传动机构。光纤中出射的发散光经过准直器准直成大光斑的平行光，当平行光以速度v进行旋转时，棱镜以速度v/2同方向进行旋转，所以出射光与入射光位置不变。该方案的特点是v/2转速、同向旋转，所以机械***共用到8个精密齿轮、4个陶瓷轴承、6个双密封轴承，这8个齿轮既有自转又做公转运动，它的特点是内外啮合的合理利用，应用两中心轮间的空间用数个行星传动载荷；增加了轮系的自由度，提高了工作效率和可靠性，实现了旋转体和固定体的传动比，使得入射端平行光经过光学***中棱镜的全反射形成出射端平行光一一对应。该方案可以很方便地实现空间自由旋转、光信号双向传输。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明连动机构组件结构示意图；

图3是本发明转动体组件结构示意图；

图4是本发明棱镜定位座结构示意图，其中，A为左视图，B为主视图，C为右视图；

图5是本发明棱镜定位座圆形孔结构示意图，其中，A为左视图，B为主视图，C为右视图；

图6是本发明棱镜定位座方槽孔结构示意图，其中，A为左视图，B为主视图，C为右视图；

图7是本发明棱镜定位座半球孔结构示意图，其中，A为左视图，B为主视图，C为右视图；

图8是本发明环行弹簧结构示意图；

图9是本发明旋转轴结构示意图；

图10是本发明连线套结构示意图。

具体实施方式

下面对本发明做进一步详细说明。参见图1和图2，本发明包括端盖部件1、固定端准直器部件4、外壳体25、齿轮部件5、连动机构组件8、棱镜机构组件10、转动体组件19、旋转端准直器部件21、波纹簧9、连线座部件20组成，其中，棱镜机构组件10包括棱镜11、棱镜定位座12、弹簧13、14、15、螺钉16、17、18，旋转端准直器定位部件21包括准直器22、准直器定位座23、连接套24，端盖部件20、固定端准直器定位部件4、齿轮部件5、连动机构组件8、转动体组件19固定在外壳体25中，棱镜机构组件10固定在连动机构组件8中，旋转端准直器定位部件21固定在转动体组件19中，波纹簧9放置在连动机构组件8和转动体组件19之间；棱镜定位座12为圆筒状，其中心开有由方孔81和圆孔80相交而成的通孔85，通孔85还可以是圆形82或方槽83或半球形84；连动机构组件8中芯件壳体66上均匀安装三个装有轴承34、35、36、43、44、45和齿轮25、26、27、46、47、48的旋转轴28、29、30，旋转轴28、29、30的外径在轴向分布有不同直径的台阶，旋转轴28、29、30采用光轴，三个旋转轴28、29、30上套接齿轮定位盖部件61；连接套24为一个整体件，其外径轴向有为直径不等的四个台阶，内孔有一端有螺纹86，另一端为光孔；转动体组件19内锁紧环部件75上的衬套部件76套接内装O形密封圈78的衬套79，连动机构组件8内轴承座37、38、39上的衬套部件52、53、54上套接内装O形密封圈55、56、59的衬套57、58、59，连动机构组件8内齿轮定位盖部件61的衬套部件63上套接内装O形密封圈64的衬套65，O形密封圈55、56、59、64、78采用环行弹簧。

连动机构组件8的芯件壳体66的圆周上均匀分布有三个旋转轴28、29、30，以旋转轴28为例，旋转轴28的一端装有一个齿轮25，旋转轴28另一端依次装入轴承座31、37、轴承34、43、挡管40、衬套部件52、垫片46和齿轮49，然后两端用螺钉固定。衬套部件52套接在轴承座37上，底部与芯件壳体66端面接触，内孔与轴承座37外圆接触，利用衬套部件52中O形密封圈55的弹性和衬套57的润滑作用，消除旋转过程中旋转轴28轴向和径向应力，提高其使用寿命，O形密封圈55还可以采用环行弹簧。为了调节齿轮25、26、27与齿轮7和齿轮49、50、51与齿轮70的啮合状态，在芯件壳体66的一端装入齿轮定位盖部件61，齿轮定位盖部件61内的衬套部件63由O形密封圈64和衬套65组成，O形密封圈64使各齿轮之间弹性接触，保证齿轮49、50、51与齿轮70均匀接触，衬套65有自润滑作用，可以减小各接触部件之间的摩擦，使各旋转体之间旋转顺畅，O形密封圈64还可以采用环行弹簧。连动机构组件8外径固定有轴承67、69和挡圈68，将齿轮部件4、连动机构组件8从外壳体25的一端装入，连动机构组件8上的齿轮25、26、27与齿轮部件4上的齿轮7啮合。

转动体组件19由轴承72、74、挡圈73、锁紧环部件75、法兰壳体71、齿轮70组成，法兰壳体71外径在轴向分布有两个不同直径的台阶，在小径上固定有轴承72、74和挡圈73，大径上套接锁紧环部件75，锁紧环部件75由锁紧环77、衬套部件76组成，转动体组件19从外壳体25另一端装入，齿轮70与齿轮25、26、27啮合，用螺钉固定在法兰壳体71上，锁紧环77螺纹与外壳体25螺纹连接，防止转动体组件19从外壳体25中脱开，衬套部件76套接在法兰壳体71的大径上，其内部的衬套79和O形密封圈78起到防震和润滑作用，O形密封圈78还可以采用环行弹簧。转动体组件19与连动机构组件8之间安装有波纹簧9，利用波纹簧9轴向弹性，调节轴承67和轴承72之间的间隙。为了提高整个产品的使用寿命，轴承67、69、72、74采用了有自润滑作用的陶瓷轴承，轴承34、35、36、43、44、45采用了双密封盖轴承。

将棱镜机构组件10装入连动机构组件8中，弹簧13、14、15套在螺钉16、17、18上均匀的分布在棱镜定位座12三个方向，用专用调整装置校准棱镜机构组件10的位置，观察专用调整装置显示器，根据棱镜像点的位置，旋转三个方向的螺钉16、17、18，直至规定位置，棱镜机构组件10中的棱镜定位座12还可以使用圆形孔棱镜定位座、方槽形棱镜定位座、半球形棱镜定位座。因为棱镜11的本身以角速度ω旋转时，透过它的图象则以2ω的角速度旋转，利用这个特性，可以让相对旋转中的两部分光路的光信号旋转耦合，所以采用了小模数、高精度的齿轮组组成精密的齿轮传动机构，保证二者的速率比。

将旋转端准直器定位部件21固定在转动体组件19中，固定端准直器定位部件4用胶固定在外壳体25靠近连动机构组件8一端，光信号从任意一端准直器进入，通过棱镜反射到另一端准直器中，实现空间自由旋转、光信号双向传输。最后外壳体两端装入端盖部件1和连线座部件20。

Claims

1、一种光纤旋转连接器，它是由端盖部件[1]、固定端准直器部件[4]、外壳体[25]、齿轮部件[5]、连动机构组件[8]、棱镜机构组件[10]、转动体组件[19]、旋转端准直器部件[21]、波纹簧[9]、连线座部件[20]组成，其中，棱镜机构组件[10]包括棱镜[11]、棱镜定位座[12]、弹簧[13]、[14]、[15]、螺钉[16]、[17]、[18]，旋转端准直器定位部件[21]包括准直器[22]、准直器定位座[23]、连接套[24]，端盖部件[20]、固定端准直器定位部件[4]、齿轮部件[5]、连动机构组件[8]、转动体组件[19]固定在外壳体[25]中，棱镜机构组件[10]固定在连动机构组件[8]中，旋转端准直器定位部件[21]固定在转动体组件[19]中，波纹簧[9]放置在连动机构组件[8]和转动体组件[19]之间；其特征在于，棱镜定位座[12]为圆筒状，其中心开有由方孔[81]和圆孔[80]相交而成的通孔[85]；连动机构组件[8]中芯件壳体[66]上均匀安装三个装有轴承[34]、[35]、[36]、[43]、[44]、[45]和齿轮[25]、[26]、[27]、[46]、[47]、[48]的旋转轴[28]、[29]、[30]，旋转轴[28]、[29]、[30]的外径在轴向分布有不同直径的台阶，三个旋转轴[28][29][30]上套接齿轮定位盖部件[61]；连接套[24]为一个整体件，其外径轴向有直径不等的四个台阶，内孔一端有螺纹[86]，另一端为光孔；转动体组件[19]内锁紧环部件[75]上的衬套部件[76]套接内装O形密封圈[78]的衬套[79]，连动机构组件[8]内轴承座[37]、[38]、[39]上的衬套部件[52]、[53]、[54]上套接内装O形密封圈[55]、[56]、[59]的衬套[57]、[58]、[59]，连动机构组件[8]内齿轮定位盖部件[61]的衬套部件[63]上套接内装O形密封圈[64]的衬套[65]。

2.根据权利要求1所述的光纤旋转连接器，其特征是，棱镜定位座[12]中心的通孔[85]是圆形[82]或方槽[83]或半球形[84]。

3.根据权利要求1所述的光纤旋转连接器，其特征是，棱镜定位座[12]采用铁镍钴玻封合金。

4.根据权利要求1所述的光纤旋转连接器，其特征是，O形密封圈[55]、[56]、[59]、[64]、[78]采用环行弹簧。

5.根据权利要求1所述的光纤旋转连接器，其特征是，衬套[57]、[58]、[59]、[65]、[79]采用聚四氟乙烯。

6.根据权利要求1所述的光纤旋转连接器，其特征是，旋转轴[28]、[29]、[30]采用光轴。