專利名稱：兩芯光纖旋轉(zhuǎn)接頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及用于實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)或移動(dòng)設(shè)備與靜止設(shè)備之間傳輸光信號(hào) 進(jìn)行通信的兩芯光纖旋轉(zhuǎn)接頭。
技術(shù)背景-
在光纖通信領(lǐng)域內(nèi)有許多場合光信號(hào)要通過轉(zhuǎn)動(dòng)或移動(dòng)的設(shè)備進(jìn)行傳 輸，而接受光的信號(hào)端則需要保持靜止。使用傳統(tǒng)的光纖接頭將導(dǎo)致光纜 的相互纏結(jié)，無法實(shí)現(xiàn)動(dòng)靜系統(tǒng)之間的光傳輸。
現(xiàn)有技術(shù)中有使用道威棱鏡結(jié)構(gòu)的多芯旋轉(zhuǎn)接頭的制作。專利號(hào) 為ZL0227987.4、實(shí)用新型名稱為《多芯光纖旋轉(zhuǎn)接頭》的中國實(shí)用新型 專利公開了一種使用道威棱鏡結(jié)構(gòu)的多芯旋轉(zhuǎn)接頭，其包括外殼、輸入端 和輸出端。輸入端處設(shè)置轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)盤內(nèi)設(shè)多個(gè)軸向平行的輸入孔；輸出端 設(shè)固定的連接端蓋；連接端蓋內(nèi)設(shè)多個(gè)軸向平行的輸出孔。套筒同軸地設(shè) 置在轉(zhuǎn)盤和連接端蓋之間，套筒內(nèi)固定有道威棱鏡。轉(zhuǎn)盤與套筒通過減速 機(jī)構(gòu)相互連接，保持套筒轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的角速度為轉(zhuǎn)盤的一半。通過轉(zhuǎn)盤輸入孔 射入的轉(zhuǎn)動(dòng)光信號(hào)經(jīng)由道威棱鏡的折射和反射后，可在連接端蓋的輸出孔 處形成靜止的像，保證對(duì)應(yīng)光纖的耦合，達(dá)成動(dòng)靜系統(tǒng)間的信號(hào)傳輸。
參見圖l、圖2。 l為信號(hào)光輸入端；2為旋轉(zhuǎn)軸；3為信號(hào)光輸出端。圖 l為平行于道威棱鏡底面入射的光路圖(虛線為旋轉(zhuǎn)后效果);圖2為不平行 于道威棱鏡底面入射的光路圖(虛線為旋轉(zhuǎn)后效果)。從圖l、圖2光路中可以看到，要將道威棱鏡結(jié)構(gòu)應(yīng)用到兩芯旋轉(zhuǎn)接頭上，只有保證輸入光和輸 出光都平行于道威棱鏡底面，這樣在道威棱鏡和信號(hào)光輸入端一起繞旋轉(zhuǎn) 軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，保持靜止的信號(hào)光輸出端才能成功地接收到光信號(hào)并進(jìn)行輸出， 如果不平行于道威棱鏡底面，則在道威棱鏡和信號(hào)光輸入端一起繞旋轉(zhuǎn)軸 旋轉(zhuǎn)時(shí)，信號(hào)光輸出端所接收信號(hào)光就會(huì)受轉(zhuǎn)動(dòng)變化的影響，對(duì)光路來說 會(huì)產(chǎn)生很大的損耗以及調(diào)試?yán)щy。
可見對(duì)于使用道威棱鏡結(jié)構(gòu)的兩芯旋轉(zhuǎn)接頭的實(shí)際制作來說，保證光 路的平行需要很高的加工和調(diào)試精度；且對(duì)道威棱鏡的擺放位置很講究。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種兩芯光纖旋轉(zhuǎn)接頭，采用 該結(jié)構(gòu)的兩芯光纖旋轉(zhuǎn)接頭的制作具有精度要求低，容易實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn)，能 避免將道威棱鏡結(jié)構(gòu)運(yùn)用在兩芯光纖旋轉(zhuǎn)接頭上所帶來的調(diào)試?yán)щy的問 題。
為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型是提出以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的 兩芯光纖旋轉(zhuǎn)接頭，其包括外殼，輸入端和輸出端；輸入端處設(shè)置轉(zhuǎn) 盤，轉(zhuǎn)盤內(nèi)設(shè)兩個(gè)軸向平行的輸入孔；輸出端設(shè)固定的連接端蓋；連接端 蓋內(nèi)設(shè)一個(gè)軸向平行的輸出孔；套筒同軸地設(shè)置在轉(zhuǎn)盤和連接端蓋之間； 轉(zhuǎn)盤與套筒通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相互連接；其特征在于套筒內(nèi)固定有斜45度棱 鏡；斜45度棱鏡的入射面朝向轉(zhuǎn)盤的輸入孔，出射面朝向固定的連接端蓋 的輸出孔，底面固定在套筒內(nèi)；所述用于連接轉(zhuǎn)盤與套筒的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳 動(dòng)比為l:l，能保持套筒轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的角速度與轉(zhuǎn)盤一致。
轉(zhuǎn)盤和套筒之間設(shè)有用于傳輸另一路光信號(hào)的反射鏡組件，反射鏡組件固定在外殼上。
反射鏡組件由反射鏡和反射鏡座組成，反射鏡固定在反射鏡座上，反
射鏡座固定在外殼上，反射鏡的反射面和旋轉(zhuǎn)軸成45度角，和垂直紙面的 位置成45度角，反射面的中心對(duì)應(yīng)著外殼上所設(shè)用于傳輸另一路光信號(hào)的 輸出孔。
本實(shí)用新型帶來以下有益效果
本實(shí)用新型利用斜45度棱鏡的光路傳輸特點(diǎn)，結(jié)構(gòu)簡單，解決了動(dòng)靜 系統(tǒng)之間難以進(jìn)行光信號(hào)傳輸?shù)膯栴}，具有良好可靠的光傳輸特性。從實(shí) 踐中來看連接器的轉(zhuǎn)動(dòng)變化不大。


圖1:平行于道威棱鏡底面入射的光路圖(虛線為旋轉(zhuǎn)后效果)； 圖2:不平行于道威棱鏡底面入射的光路圖(虛線為旋轉(zhuǎn)后效果) 圖3:平行于斜45度棱鏡底面入射的光路圖(虛線為旋轉(zhuǎn)后效果) 圖4:任意方向入射斜45度棱鏡的光路圖(虛線為旋轉(zhuǎn)后效果) 圖5:本實(shí)用新型總的光路傳輸示意圖 圖6:本實(shí)用新型一個(gè)較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的描述 本實(shí)用新型所采用的斜45度棱鏡的工作原理如下，結(jié)合參見圖3、圖 4，圖中，l為信號(hào)光輸入端；2為旋轉(zhuǎn)軸；3為信號(hào)光輸出端。斜45度棱 鏡不需要確保輸入光和輸出光都平行于斜45度棱鏡的底面，無論從什么角 度入射的信號(hào)光(在棱鏡范圍內(nèi))輸入光和輸出光都是平行的，只是相差一定的距離d，對(duì)斜45度棱鏡的擺放位置要求不大。從圖4可見，只要對(duì)
旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行校正，就能保證處在固定位置的信號(hào)光輸出端始終能接收到光 梓g
本實(shí)用新型總的光路傳輸如圖5所示，另有一旁路光信號(hào)通過反射鏡， 將光信號(hào)從旁路輸出；從圖5中可看出只要繞著光軸旋轉(zhuǎn)，輸入的光信號(hào) 總能從固定的輸出端中輸出。
參見圖6，為本實(shí)用新型的一個(gè)較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。該兩芯光 纖旋轉(zhuǎn)接頭包括一外殼10。外殼的一側(cè)為旋轉(zhuǎn)的信號(hào)光輸入端101，另一 側(cè)為靜止的信號(hào)光輸出端102，外殼上另有旁路光信號(hào)輸出孔103。
外殼10的信號(hào)光輸入端101處安裝有轉(zhuǎn)動(dòng)端蓋板12，轉(zhuǎn)盤11裝在轉(zhuǎn) 動(dòng)端蓋板12之中。轉(zhuǎn)盤11上設(shè)有連接槽113，通過連接槽113可與外部 的轉(zhuǎn)動(dòng)光信號(hào)輸入設(shè)備相連接配合，轉(zhuǎn)盤11可保持與該輸入設(shè)備同步旋 轉(zhuǎn)。外殼10的光信號(hào)輸出端102設(shè)有固定端蓋板13。轉(zhuǎn)盤ll內(nèi)設(shè)有多個(gè) 軸向平行的輸入孔111和與轉(zhuǎn)盤11同心的輸入孔112，固定端蓋板13上 有和轉(zhuǎn)盤11同心的輸出孔131，輸入孔111、 112和輸出孔131以及外殼 10上的輸出孔103內(nèi)可設(shè)置光纖準(zhǔn)直器用于光纖連接。
轉(zhuǎn)盤11通過設(shè)置于外殼10內(nèi)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)20與套筒40形成聯(lián)動(dòng)。傳 動(dòng)機(jī)構(gòu)20的第一齒輪21設(shè)在轉(zhuǎn)盤11的外殼上，第一齒輪21與第二齒輪 22噬合，第二齒輪22和第三齒輪23同軸安裝在外殼10內(nèi)的傳動(dòng)軸25上， 第三齒輪23與第四齒輪24噬合，第一齒輪21設(shè)在轉(zhuǎn)盤11的外殼上。轉(zhuǎn) 盤11轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)第一齒輪21 —起轉(zhuǎn)動(dòng)，第一齒輪21通過與之噬合的第二 齒輪22帶動(dòng)傳動(dòng)軸25以及第三齒輪23轉(zhuǎn)動(dòng)，第三齒輪23帶動(dòng)與之噬合的第四齒輪24轉(zhuǎn)動(dòng)，套筒40則隨第四齒輪24—起轉(zhuǎn)動(dòng)。
從轉(zhuǎn)盤11的輸入孔111入射的平行光，通過斜45度棱鏡41入射面 411的折射和出射面412的折射，仍然與入射光的方向平行并從固定端蓋 板13的輸出孔131輸出。從轉(zhuǎn)盤11的輸入孔112輸入的平行光經(jīng)過反射 鏡組件30的反射后從垂直于圖6的方向從紙面射出，在外殼上的103孔輸 出。
根據(jù)斜45度棱鏡原理，從出射面出射的平行光的方向平行于從入射面 入射的入射光的方向，但是入射光和出射光的光軸不再共線，而是有一定 的位移，位移的距離和入射到入射面上的入射角以及棱鏡的長度有關(guān)，根 據(jù)這個(gè)原理，以出射光的光軸為旋轉(zhuǎn)中心，讓斜45度棱鏡旋轉(zhuǎn)，則能使入 射光從該點(diǎn)出射的入射光的集合應(yīng)是以該點(diǎn)為圓心，入射光隨著棱鏡的旋 轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，以入射光和出射光的偏移距離為半徑畫圓。
根據(jù)以上原理，將本實(shí)用新型的傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)為1:1，當(dāng)輸入的信號(hào) 光繞著輸出光的光軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)盤11通過第一齒輪21、第二齒輪22、第 三齒輪23和第四齒輪24帶動(dòng)套筒40旋轉(zhuǎn)，斜45度棱鏡41的底面413固 定在套筒40內(nèi)，套筒40內(nèi)部的斜45度棱鏡41跟著繞著輸出光的光軸旋 轉(zhuǎn)，使輸出光的位置始終保持在光軸中心，使得固定端蓋板13上的固定在 光軸上的接收光準(zhǔn)直器始終可以接收到入射光入射的光信號(hào)。
另一路光信號(hào)從轉(zhuǎn)盤11的軸心的輸入孔112上輸入經(jīng)過反射鏡組件 30上的反射面321的反射由外殼10上的輸出孔103輸出，反射鏡組件30 由反射鏡32和反射鏡座31組成，反射鏡32固定在反射鏡座31上，反射 鏡座31固定在外殼10上，反射鏡32的反射面321和旋轉(zhuǎn)軸成45度角，和垂直紙面的位置成45度角，反射面321的中心對(duì)應(yīng)著外殼10上的輸出
孔103。
由此可知在轉(zhuǎn)盤ll轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，輸入的信號(hào)光分別從輸入孔lll輸入，從
輸出孔131輸出；從輸入孔112輸入、從輸出孔103輸出。在轉(zhuǎn)盤ll轉(zhuǎn)動(dòng) 時(shí)，信號(hào)光始終能從靜止的輸出孔131、 103輸出，解決動(dòng)靜系統(tǒng)之間光信 號(hào)傳輸?shù)膯栴}。
權(quán)利要求1、兩芯光纖旋轉(zhuǎn)接頭，其包括外殼，輸入端和輸出端；輸入端處設(shè)置轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)盤內(nèi)設(shè)兩個(gè)軸向平行的輸入孔；輸出端設(shè)固定的連接端蓋；連接端蓋內(nèi)設(shè)一個(gè)軸向平行的輸出孔；套筒同軸地設(shè)置在轉(zhuǎn)盤和連接端蓋之間；轉(zhuǎn)盤與套筒通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相互連接；其特征在于套筒內(nèi)固定有斜45度棱鏡；斜45度棱鏡的入射面朝向轉(zhuǎn)盤的輸入孔，出射面朝向固定的連接端蓋的輸出孔，底面固定在套筒內(nèi)；所述用于連接轉(zhuǎn)盤與套筒的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比為1∶1，能保持套筒轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的角速度與轉(zhuǎn)盤一致。
2、 按照權(quán)利要求1所述的兩芯光纖旋轉(zhuǎn)接頭，其特征在于轉(zhuǎn) 盤和套筒之間設(shè)有用于傳輸另一路光信號(hào)的反射鏡組件，反射鏡組件 固定在外殼上。
3、 按照權(quán)利要求1或2所述的兩芯光纖旋轉(zhuǎn)接頭，其特征在于 反射鏡組件由反射鏡和反射鏡座組成，反射鏡固定在反射鏡座上，反 射鏡座固定在外殼上，反射鏡的反射面和旋轉(zhuǎn)軸成45度角，和垂直 紙面的位置成45度角，反射面的中心對(duì)應(yīng)著外殼上所設(shè)用于傳輸另 一路光信號(hào)的輸出孔。
專利摘要本實(shí)用新型涉及用于實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)或移動(dòng)設(shè)備與靜止設(shè)備之間傳輸光信號(hào)進(jìn)行通信的兩芯光纖旋轉(zhuǎn)接頭。所要解決的技術(shù)問題是提供一種兩芯光纖旋轉(zhuǎn)接頭，能避免將道威棱鏡結(jié)構(gòu)運(yùn)用在兩芯光纖旋轉(zhuǎn)接頭上所帶來的調(diào)試?yán)щy的問題。其特征在于套筒內(nèi)固定有斜45度棱鏡；斜45度棱鏡的入射面朝向轉(zhuǎn)盤的輸入孔，出射面朝向固定的連接端蓋的輸出孔，底面固定在套筒內(nèi)；所述用于連接轉(zhuǎn)盤與套筒的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比為1∶1，能保持套筒轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的角速度與轉(zhuǎn)盤一致。本實(shí)用新型利用斜45度棱鏡的光路傳輸特點(diǎn)，結(jié)構(gòu)簡單，解決了動(dòng)靜系統(tǒng)之間難以進(jìn)行光信號(hào)傳輸?shù)膯栴}，具有良好可靠的光傳輸特性。從實(shí)踐中來看連接器的轉(zhuǎn)動(dòng)變化不大。
文檔編號(hào)G02B6/38GK201133949SQ20072007718
公開日2008年10月15日 申請日期2007年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月25日
發(fā)明者華 萬, 馬云亮 申請人:中國電子科技集團(tuán)公司第二十三研究所