一种高速多通道光纤旋转连接器制造技术

本发明专利技术属于光电技术领域，公开了一种高速多通道光纤旋转连接器，包括沿同一中轴线自左向右顺序排列的固定端光纤准直器、旋转端第一级、旋转端第二级、旋转端第三级，旋转端第一级包括旋转端光纤准直器、准直器轴套、一级滚动轴承，旋转端第二级包括中间轴、二级滚动轴承，旋转端第三级包括连接轴、1×N双向光开关、输入轴。本发明专利技术解决了现有技术中光纤旋转连接器结构较复杂、转速较低的问题，本发明专利技术结构简单、安装方便，能够适应高速的运转环境。

【技术实现步骤摘要】
一种高速多通道光纤旋转连接器
本专利技术涉及光电
，尤其涉及一种高速多通道光纤旋转连接器。
技术介绍
光纤旋转连接器能够实现光信号在相对旋转部件之间的传输，常用在一端旋转一端固定的场合，从而保证光信号的传输不因为旋转而中断。光纤旋转连接器与传统的电滑环相比具有多种优点，可以适应极高的转速、并拥有超长寿命；产品的机械强度更高、更稳定；无电磁泄漏，保密性好，抗电磁干扰；传输频带宽；可以选择单模或多模，且体积小巧；适用于空间狭小的工作场合等优点，在不同的领域均得到了广泛的应用。作为两个非接触装置中利用光纤进行信息传输的连接机构，光纤旋转连接器在工业上的机械手、绞车、石油开采设备，海洋探测的扫描系统和追踪雷达、海底机器人；军事上战船的海底水声系统、战车的旋转塔台，航天领域的飞行器以及医疗设备CT扫描系统、风力发电、直升机、工业传感器等高速视频、数字、模拟信号的传输和控制等方面均有运用。随着传输信号数量的增多，单通道光纤旋转连接器已不能满足要求，多通道光纤旋转连接器的设计势在必行。目前已有多种多通道的光纤旋转连接器实现方案，如利用DOVE棱镜转像原理实现光信号旋转连接，但该类方法需要复杂的行星轮机构来保证棱镜的转速为转子的一半，由于齿轮与DOVE棱镜的精度难以保证，势必会造成较大的误差，且机械结构过多，该结构的光纤旋转连接器转速都不高，只有几百转，严重限制了其使用。另外，有采用光纤直接耦合，利用透镜结构的对称性、菲涅尔透镜等设计的多通道光纤旋转轴连接器，也有采用V型刻槽环形波的定向导光特性、圆柱状波导、光束直接耦合法等构建的中空多通道光纤旋转连接器，它们或因为精度难以保证、结构复杂、或因为损耗过大等原因，并没有得到大规模的使用，而且其内部构件过多，使用转速被严格限制。
技术实现思路
本申请实施例通过提供一种高速多通道光纤旋转连接器，解决了现有技术中光纤旋转连接器结构较复杂、转速较低的问题。本申请实施例提供一种高速多通道光纤旋转连接器，包括沿同一中轴线自左向右顺序排列的固定端光纤准直器、旋转端第一级、旋转端第二级、旋转端第三级；所述固定端光纤准直器、所述旋转端第一级、所述旋转端第二级均封装在连接器外壳中；所述旋转端第一级包括旋转端光纤准直器、准直器轴套、一级滚动轴承；所述旋转端第二级包括中间轴、二级滚动轴承；所述旋转端第三级包括连接轴、1×N双向光开关、输入轴；所述旋转端光纤准直器与所述固定端光纤准直器耦合连接，所述旋转端光纤准直器与所述准直器轴套固定连接，所述准直器轴套的外径与所述一级滚动轴承的内径配合，所述一级滚动轴承的外径与所述连接器外壳配合；所述准直器轴套通过一级弹簧销与所述中间轴相连，所述中间轴的外径与所述二级滚动轴承的内径配合，所述二级滚动轴承的外径与所述连接器外壳配合；所述1×N双向光开关位于所述连接轴与所述输入轴之间，所述连接轴通过二级弹簧销与所述中间轴相连，所述输入轴用于通过联轴器与外部旋转输入轴相连。优选的，所述固定端光纤准直器通过紧定螺钉固定在所述连接器外壳上；所述旋转端光纤准直器通过紧定螺钉与所述准直器轴套固定连接。优选的，所述准直器轴套的末端设置有外螺纹，所述准直器轴套配合圆螺母与止动垫片对所述一级滚动轴承进行轴向固定。优选的，所述1×N双向光开关为封装好的1×N双向光开关，包括封装在一起的1×N双向光开关、驱动电路、电源；所述封装好的1×N双向光开关的端口处设置为光纤法兰。优选的，所述1×N双向光开关的公共端与所述旋转端光纤准直器的尾纤连接，所述1×N双向光开关的N路通道则分别与N个光纤传感器连接；所述旋转端光纤准直器与所述1×N双向光开关之间的空隙填充有无机高温胶。优选的，所述一级滚动轴承为一级角接触球轴承，所述二级滚动轴承为二级角接触球轴承。优选的，所述一级角接触球轴承、所述二级角接触球轴承均采用陶瓷球轴承。优选的，所述一级弹簧销、所述二级弹簧销均采用开口弹簧销。优选的，所述准直器轴套、所述中间轴、所述连接轴均开设有安装孔；所述一级弹簧销插入所述准直器轴套与所述中间轴对应的安装孔中，轴端面间设置有减震垫片；所述二级弹簧销插入所述中间轴与所述连接轴对应的安装孔中，轴端面间设置有减震垫片。优选的，所述减振垫片采用氟橡胶。本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：在本申请实施例中，提供的高速多通道光纤旋转连接器包括沿同一中轴线自左向右顺序排列的固定端光纤准直器、旋转端第一级、旋转端第二级、旋转端第三级，旋转端第一级包括旋转端光纤准直器、准直器轴套、一级滚动轴承，旋转端第二级包括中间轴、二级滚动轴承，旋转端第三级包括连接轴、1×N双向光开关、输入轴。本专利技术采用两个滚动轴承并联的方式，可以提高转动精度和稳定度；同时高精度轴承径向跳动小，转速一般可达几万转，加上本专利技术旋转部分主要由轴和轴承组成，结构简单，可实现几千甚至上万转的高转速。外部转动依次经过旋转端第三级、旋转端第二级和旋转端第一级到达旋转端光纤准直器，外部旋转输入轴引起的轴向、角度及径向偏差被旋转端每一级间的柔性连接抵消，从而能够保证旋转端光纤准直器的稳定旋转。通过光纤准直器的耦合能够实现光信号在相对旋转平台间的传递，通过1×N双向光开关能够实现不同通道之间的切换。本专利技术提供的高速多通道光纤旋转连接器结构简单、安装方便，能够适应高速的运转环境，损耗小，光信号质量好，具有结构小、成本低、维护简单等特点，能够抵抗较大的轴向偏差、角度偏差以及径向偏差。附图说明为了更清楚地说明本实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种高速多通道光纤旋转连接器的整体结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种高速多通道光纤旋转连接器的整体外观示意图；图3为本专利技术实施例提供的一种高速多通道光纤旋转连接器中已封装的1×4双向光开关的示意图；图4为本专利技术实施例提供的一种高速多通道光纤旋转连接器采用的均布弹簧销连接方式的示意图；图5为本专利技术实施例提供的一种高速多通道光纤旋转连接器中弹簧销的示意图。其中，1-连接器外壳、2-固定端光纤准直器、3-紧定螺钉、4-旋转端光纤准直器、5-一级角接触球轴承、6-准直器轴套、7-止动垫片、8-圆螺母、9-减震垫片、10-一级弹簧销、11-中间轴、12-二级角接触球轴承、13-螺钉、14-垫片、15-端盖、16-二级弹簧销、17-连接轴、18-1×N双向光开关、19-输入轴。具体实施方式为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。本实施例提供一种高速多通道光纤旋转连接器，如图1所示，包括：沿同一中轴线自左向右顺序排列的固定端光纤准直器2、旋转端第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高速多通道光纤旋转连接器，其特征在于，包括沿同一中轴线自左向右顺序排列的固定端光纤准直器、旋转端第一级、旋转端第二级、旋转端第三级；所述固定端光纤准直器、所述旋转端第一级、所述旋转端第二级均封装在连接器外壳中；/n所述旋转端第一级包括旋转端光纤准直器、准直器轴套、一级滚动轴承；所述旋转端第二级包括中间轴、二级滚动轴承；所述旋转端第三级包括连接轴、1×N双向光开关、输入轴；/n所述旋转端光纤准直器与所述固定端光纤准直器耦合连接，所述旋转端光纤准直器与所述准直器轴套固定连接，所述准直器轴套的外径与所述一级滚动轴承的内径配合，所述一级滚动轴承的外径与所述连接器外壳配合；/n所述准直器轴套通过一级弹簧销与所述中间轴相连，所述中间轴的外径与所述二级滚动轴承的内径配合，所述二级滚动轴承的外径与所述连接器外壳配合；/n所述1×N双向光开关位于所述连接轴与所述输入轴之间，所述连接轴通过二级弹簧销与所述中间轴相连，所述输入轴用于通过联轴器与外部旋转输入轴相连。/n

【技术特征摘要】
1.一种高速多通道光纤旋转连接器，其特征在于，包括沿同一中轴线自左向右顺序排列的固定端光纤准直器、旋转端第一级、旋转端第二级、旋转端第三级；所述固定端光纤准直器、所述旋转端第一级、所述旋转端第二级均封装在连接器外壳中；
所述旋转端第一级包括旋转端光纤准直器、准直器轴套、一级滚动轴承；所述旋转端第二级包括中间轴、二级滚动轴承；所述旋转端第三级包括连接轴、1×N双向光开关、输入轴；
所述旋转端光纤准直器与所述固定端光纤准直器耦合连接，所述旋转端光纤准直器与所述准直器轴套固定连接，所述准直器轴套的外径与所述一级滚动轴承的内径配合，所述一级滚动轴承的外径与所述连接器外壳配合；
所述准直器轴套通过一级弹簧销与所述中间轴相连，所述中间轴的外径与所述二级滚动轴承的内径配合，所述二级滚动轴承的外径与所述连接器外壳配合；
所述1×N双向光开关位于所述连接轴与所述输入轴之间，所述连接轴通过二级弹簧销与所述中间轴相连，所述输入轴用于通过联轴器与外部旋转输入轴相连。


2.根据权利要求1所述的高速多通道光纤旋转连接器，其特征在于，所述固定端光纤准直器通过紧定螺钉固定在所述连接器外壳上；所述旋转端光纤准直器通过紧定螺钉与所述准直器轴套固定连接。


3.根据权利要求1所述的高速多通道光纤旋转连接器，其特征在于，所述准直器轴套的末端设置有外螺纹，所述准直器轴套配合圆螺母与止动垫片对所述一级滚动轴承进行轴向固定。


4.根据权利要求1所述的高...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏莉，李恒春，谭跃刚，姜达洲，刘壮，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42