高速網(wǎng)絡(luò)非接觸式旋轉(zhuǎn)接頭結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高速網(wǎng)絡(luò)非接觸式旋轉(zhuǎn)接頭結(jié)構(gòu)，用于連接第一高速網(wǎng)絡(luò)和第二高速網(wǎng)絡(luò)，第二高速網(wǎng)絡(luò)相對于第一高速網(wǎng)絡(luò)旋轉(zhuǎn)移動。所述非接觸式旋轉(zhuǎn)接頭結(jié)構(gòu)包括與所述第一高速網(wǎng)絡(luò)連接的第一數(shù)據(jù)處理器，與所述第二高速網(wǎng)絡(luò)連接的第二數(shù)據(jù)處理器，以及連接于第一數(shù)據(jù)處理器和第二數(shù)據(jù)處理器之間的多個電容式數(shù)據(jù)傳輸鏈路。每一個電容式數(shù)據(jù)傳輸鏈路包括發(fā)送放大器，電容式耦合器及至少一個接收放大器。為了與高速網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，每個數(shù)據(jù)處理器包括與一個所述高速網(wǎng)絡(luò)連接的物理層網(wǎng)絡(luò)接口。編碼器用于將高速網(wǎng)絡(luò)的信號編碼以輸出至數(shù)據(jù)傳輸鏈路，解碼器用于對數(shù)據(jù)傳輸鏈路的信號解碼以傳輸至高速網(wǎng)絡(luò)。本發(fā)明可進(jìn)行高速通信網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸。
【專利說明】高速網(wǎng)絡(luò)非接觸式旋轉(zhuǎn)接頭結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于非接觸式信號及數(shù)據(jù)傳輸?shù)碾娙菔今詈掀?，特別涉及電容式旋轉(zhuǎn)傳輸裝置如旋轉(zhuǎn)接頭結(jié)構(gòu)，該傳輸裝置可應(yīng)用于計(jì)算機(jī)斷層掃描儀(computer tomographyscanner,簡稱CT掃描儀)中。
【背景技術(shù)】
[0002]在計(jì)算機(jī)斷層掃描儀中，一旋轉(zhuǎn)的X射線管和一 X射線探測器生成高速成像數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)可從傳輸裝置的旋轉(zhuǎn)部傳輸至其靜止部。此外，用于控制傳輸裝置以及X射線管供電電源的控制信號可從靜止部傳輸至旋轉(zhuǎn)部。在許多應(yīng)用場合中，都需要將控制信號在靜止部和旋轉(zhuǎn)部之間傳輸，如風(fēng)車、旋轉(zhuǎn)傳輸機(jī)、灌裝機(jī)、封裝機(jī)或插入機(jī)的貼裝頭。
[0003]美國專利US6，956，450B1公開了一種非接觸式數(shù)據(jù)傳輸裝置。其中，二進(jìn)制數(shù)據(jù)輸入旋轉(zhuǎn)部的傳輸通道。該傳輸通道具有低通濾波特性以抑制高頻噪聲。傳輸通道的終端呈現(xiàn)出了該傳輸通路的特性阻抗。進(jìn)一步的，傳輸通道分為相同長度的兩部分，每一部分占旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的半個圓周。然而，若待傳輸?shù)男盘栃枰獫M足標(biāo)準(zhǔn)通信網(wǎng)絡(luò)如以太網(wǎng)的物理層規(guī)范，則上述傳輸裝置可能無法傳輸此類信號。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明需要解決的問題是提供一種具有電容式旋轉(zhuǎn)接頭的傳輸系統(tǒng)，可適用于進(jìn)行高速通信網(wǎng)絡(luò)如以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸，且具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、模塊化且易于制造的優(yōu)點(diǎn)。
[0005]獨(dú)立權(quán)利要求中描述了該問題的解決方案，從屬權(quán)利要求涉及本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的電容式數(shù)據(jù)傳輸?shù)男D(zhuǎn)接頭(我覺得這里應(yīng)該是旋轉(zhuǎn)接頭的意思，數(shù)據(jù)傳輸鏈路是第一部分和第二部分之間的稱為數(shù)據(jù)傳輸鏈路)，其包括第一部分和第二部分，所述第一部分相對所述第二部分旋轉(zhuǎn)。如果所述第一部分為旋轉(zhuǎn)部，則第二部分為靜止部；或者，如果所述第一部分為靜止部，則第二部分為旋轉(zhuǎn)部。所述第一部分和第二部分之間具有至少一個電容式非接觸式數(shù)據(jù)傳輸鏈路。優(yōu)選的，所述非接觸式數(shù)據(jù)傳輸鏈路包括至少一個發(fā)送放大器，所述發(fā)送放大器向傳輸元件饋入數(shù)據(jù)。優(yōu)選的，傳輸元件包括傳輸通道，所述傳輸通道為帶狀傳輸線或任何其他形式的傳輸通道，如低通濾波通道。所述傳輸元件可傳遞電信號和/或電磁波。傳輸通道優(yōu)選地為圓形且包括一中斷端部，所述傳輸通道在其端部中斷，且其開口端較佳地端接一終端電阻。優(yōu)選的，所述傳輸通道在所述端部的相對位置處接收所述發(fā)送放大器饋入的數(shù)據(jù)，由此，該饋入數(shù)據(jù)點(diǎn)將所述傳輸通道被分為具有幾乎相同長度的兩個分段。
[0007]在所述電容式傳輸鏈路的第二部分設(shè)有一接收耦合器，所述接收耦合器優(yōu)選為接近所述傳輸通道。該接收耦合器獲取來自所述傳輸通道的電信號。所述電信號由接收放大器放大，所述接收放大器同樣為所述數(shù)據(jù)傳輸鏈路的一部分。進(jìn)一步的，在所述發(fā)送放大器的上游設(shè)有編碼器，在所述接收放大器的下游設(shè)有用于對特定編碼格式的信號進(jìn)行解碼的解碼器。
[0008]在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，多個數(shù)據(jù)傳輸鏈路通過至少一個數(shù)據(jù)處理器控制。優(yōu)選的，所述第一部分設(shè)有一個所述數(shù)據(jù)處理器，所述第二部分設(shè)有另一個所述數(shù)據(jù)處理器。優(yōu)選的，每一個所述數(shù)據(jù)處理器具有與特定高速網(wǎng)絡(luò)如以太網(wǎng)相連接的物理層適配器或物理層接口，如適用于100BaseTX、100Base-T或1GBase-T標(biāo)準(zhǔn)的物理層適配器。通常，上述的術(shù)語“網(wǎng)絡(luò)”也可用于總線系統(tǒng)或高速總線系統(tǒng)。物理層接口可具有將信號傳送至發(fā)送放大器的輸出端以及從接收放大器接收信號的輸入端。進(jìn)一步地，數(shù)據(jù)處理器包括發(fā)送部，該發(fā)送部中設(shè)有一編碼器，物理層接口的輸出端與該編碼器相連，該編碼器對信號編碼以適應(yīng)數(shù)據(jù)傳輸鏈路的特定需求。此外，發(fā)送部中還設(shè)有至少一個多路分配器，用于將信號分成多路分信號，以通過多個電容式數(shù)據(jù)傳輸鏈路并行傳輸。為了適應(yīng)特定的物理層，數(shù)據(jù)處理器可改變網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)傳輸鏈路之間的調(diào)制方式、編碼方式、傳輸協(xié)議和信道編碼。
[0009]除了上述的發(fā)送部，數(shù)據(jù)處理器還包括接收部，該接收部用于接收來自所述數(shù)據(jù)傳輸鏈路的信號。優(yōu)選的，所述接收部具有一多工器，用于將多個數(shù)據(jù)傳輸鏈路的多個信號多路復(fù)合為一個單一信號。所述接收部還包括解碼器，用于對先前編碼的信號進(jìn)行解碼，解碼后的信號饋入物理層接口的輸入端。通常，編碼器和解碼器為一種用于編解碼轉(zhuǎn)換的設(shè)備，而該設(shè)備也可以是解碼和編碼的組合體。因此，數(shù)據(jù)處理器的發(fā)送部的第一編碼器也可包括對從網(wǎng)絡(luò)接收的信號進(jìn)行解碼的解碼器，解碼后的信號被編碼為適合非接觸的數(shù)據(jù)傳輸鏈路格式的信號，較佳地，為二進(jìn)制信號。進(jìn)一步的，接收部中的解碼器也可包括用于將解碼后的信號編碼為適于高速網(wǎng)絡(luò)格式的編碼器。在一較佳實(shí)施例中，所述數(shù)據(jù)處理器，至少一個接收放大器或至少一個發(fā)送放大器，以及其對應(yīng)的發(fā)送或接收天線，它們被整合成為同一個機(jī)械單元，如作為同一塊印刷線路板上的電子元件。當(dāng)這些電子元件安裝于印刷線路板一側(cè)時，該線路板的另一側(cè)用于設(shè)置用作發(fā)送耦合器的傳輸通路或接收耦合器。隨著將兩塊具有各自耦合器的印刷線路板相向放置，其中一塊線路板一側(cè)安裝數(shù)據(jù)處理器、發(fā)送放大器及對應(yīng)的發(fā)送天線，相反側(cè)設(shè)置作為發(fā)送耦合器的傳輸通道，而另一塊線路板一側(cè)安裝數(shù)據(jù)處理器、接收放大器及對應(yīng)的接收天線，相反側(cè)設(shè)置接收耦合器，線路板上的耦合器被機(jī)械配置為形成環(huán)形的傳輸通道即使在旋轉(zhuǎn)時也與接收耦合器相對，因此，兩塊印刷線路板之間形成了非接觸數(shù)據(jù)傳輸鏈路。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1所示為本發(fā)明一實(shí)施例高速網(wǎng)絡(luò)非接觸式旋轉(zhuǎn)接頭的示意圖；
[0011]圖2所示為本發(fā)明另一實(shí)施例高速網(wǎng)絡(luò)非接觸式旋轉(zhuǎn)接頭的示意圖；
[0012]圖3所示為本發(fā)明一實(shí)施例計(jì)算機(jī)斷層掃描儀的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]為使本發(fā)明的內(nèi)容更加清楚易懂，以下結(jié)合說明書附圖，對本發(fā)明的內(nèi)容作進(jìn)一步說明。當(dāng)然本發(fā)明并不局限于該具體實(shí)施例，本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員所熟知的一般替換也涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
[0014]請參閱圖1至3，圖1所示為根據(jù)本發(fā)明高速網(wǎng)絡(luò)非接觸式旋轉(zhuǎn)接頭的的優(yōu)選實(shí)施例。如圖所示，高速網(wǎng)絡(luò)非接觸式旋轉(zhuǎn)接頭100包括第一部分10和第二部分20。第一部分10可為旋轉(zhuǎn)部，第二部分20可為靜止部；或兩者相反。第一部分10和第二部分20之間設(shè)有4個電容式非接觸數(shù)據(jù)傳輸鏈路。這4個非接觸數(shù)據(jù)傳輸鏈路包括4個電容式耦合器40，50，60，70。這些非接觸數(shù)據(jù)傳輸鏈路分別接收4個發(fā)送放大器41，51，61，71饋入的信號并將這些信號進(jìn)一步輸出至4個接收放大器42，52，62，72。其中，基于電容式耦合器40和50的數(shù)據(jù)傳輸鏈路可用于從第一部分10傳輸數(shù)據(jù)至第二部分20，而基于電容式耦合器60和70的數(shù)據(jù)傳輸鏈路可用于從第二部分20傳輸至第一部分10。顯然，電容式非接觸數(shù)據(jù)傳輸鏈路的總數(shù)量以及每一數(shù)據(jù)傳輸方向的數(shù)量可根據(jù)實(shí)際需求修改。因此，可僅具有一個電容式非接觸的數(shù)據(jù)傳輸鏈路或大量的數(shù)據(jù)傳輸鏈路。第一部分10包括第一數(shù)據(jù)處理器30，第二部分20具有第二數(shù)據(jù)處理器80。在本實(shí)施例中，這兩個數(shù)據(jù)處理器30，80具有相似的設(shè)計(jì)。具體來說，數(shù)據(jù)處理器30，80具有發(fā)送部，該發(fā)送部中，從高速網(wǎng)絡(luò)的物理層接口 31，81接收的信號輸出至編碼器32，82，編碼器32，82將編碼的信號提供給多路分配器33，83。多路分配器33，83將信號分成兩路并行信號以同時傳輸。物理層接口 31，81可與多個網(wǎng)絡(luò)線相接合。數(shù)據(jù)處理器還具有接收部，在接收部中，多工器35，85用于從接收放大器接收信號并生成一個信號數(shù)據(jù)流，該信號數(shù)據(jù)流進(jìn)一步被解碼器34，84解碼并饋入至物理層接口 31，81。第一數(shù)據(jù)處理器30和第二數(shù)據(jù)處理器80由控制單元38，88控制。第一數(shù)據(jù)處理器30可通過第一網(wǎng)絡(luò)38連接至第一網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)91，第二網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)92，或第一網(wǎng)絡(luò)的其他網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。第二數(shù)據(jù)處理器80可通過第二網(wǎng)絡(luò)89連接至第一網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)93，第二網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)94或第二網(wǎng)絡(luò)的其他網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。
[0015]圖2所示為本發(fā)明另一實(shí)施例高速網(wǎng)絡(luò)非接觸式旋轉(zhuǎn)接頭的示意圖。電容式數(shù)據(jù)傳輸鏈路包括一傳輸通路11，傳輸通路11包括端部15以及饋電點(diǎn)16。較佳的，饋電點(diǎn)16與端部15相對設(shè)置。待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號由發(fā)送放大器12饋入饋電點(diǎn)16，其中發(fā)送放大器12是從編碼器13處接收來自數(shù)據(jù)輸入端14的信號。在接收側(cè)設(shè)有接收耦合器21，該具有銅結(jié)構(gòu)的接收耦合器21貼近傳輸通路11移動，電容性地從傳輸通路11收集信號并向接收放大器22供給該信號，該信號進(jìn)一步傳輸至具有數(shù)據(jù)輸出端24的解碼器23。
[0016]圖3所示為具有高速網(wǎng)絡(luò)非接觸式旋轉(zhuǎn)接頭的計(jì)算機(jī)斷層掃描儀機(jī)架的示意圖。其中，靜止部懸置于大框架110內(nèi)。機(jī)架的旋轉(zhuǎn)部109相對于大框架110可旋轉(zhuǎn)地安裝并沿旋轉(zhuǎn)方向108轉(zhuǎn)動。旋轉(zhuǎn)部109放置了 X射線管101來生成X射線束102，該X射線束102輻射穿過躺在工作臺107上的患者104并由探測器103攔截并轉(zhuǎn)換為電信號及其成像數(shù)據(jù)。電源供應(yīng)單元111的電力可通過一集電環(huán)(未示)傳輸至旋轉(zhuǎn)部109。探測器103獲取的數(shù)據(jù)由高速網(wǎng)絡(luò)非接觸式旋轉(zhuǎn)接頭100通過數(shù)據(jù)總線或網(wǎng)絡(luò)105傳輸至評估單元106。需要注意的是，本發(fā)明的應(yīng)用并不限于計(jì)算機(jī)斷層掃描儀。
[0017]雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭示如上，然所述諸多實(shí)施例僅為了便于說明而舉例而已，并非用以限定本發(fā)明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下可作若干的更動與潤飾，本發(fā)明所主張的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求書所述為準(zhǔn)。
[0018] 附圖標(biāo)記列表
[0019]10第一部分
[0020]11傳輸通路
[0021]12發(fā)送放大器[0022]13編碼器
[0023]14數(shù)據(jù)輸入端
[0024]15端部
[0025]16饋電點(diǎn)
[0026]20第二部分
[0027]21接收耦合器
[0028]22接收放大器
[0029]23解碼器
[0030]24數(shù)據(jù)輸出端
[0031]30第一數(shù)據(jù)處理器
[0032]31第一物理層接口
[0033]32第一編碼器
[0034]33第 一多路分配器
[0035]34第一解碼器
[0036]35第一多工器
[0037]38第一控制單元
[0038]39第一網(wǎng)絡(luò)
[0039]40第一電容式稱合器
[0040]41第一發(fā)送放大器
[0041]42第一接收放大器
[0042]50第二電容式稱合器
[0043]51第二發(fā)送放大器
[0044]52第二接收放大器
[0045]60第三電容式I禹合器
[0046]61第三發(fā)送放大器
[0047]62第三接收放大器
[0048]70第四電容式耦合器
[0049]71第四發(fā)送放大器
[0050]72第四接收放大器
[0051]80第二數(shù)據(jù)處理器
[0052]81第二物理層接口
[0053]82第二編碼器
[0054]83第二多路分配器
[0055]84第二解碼器
[0056]85第二多工器
[0057]88第二控制單元
[0058]89第二網(wǎng)絡(luò)
[0059]91第一網(wǎng)絡(luò)的第一網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)
[0060]92第一網(wǎng)絡(luò)的第二網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)[0061]93第二網(wǎng)絡(luò)的第一網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)
[0062]94第二網(wǎng)絡(luò)的第二網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)
[0063]100非接觸式旋轉(zhuǎn)接頭
[0064]101X 射線管
[0065]102X 射線束
[0066]103X射線探測器
[0067]104患者
[0068]105網(wǎng)絡(luò)
[0069]106評估單元
[0070]107工作臺
[0071]108旋轉(zhuǎn)方向
[0072]109旋轉(zhuǎn)部
[0073]110框 架
【權(quán)利要求】
1.一種高速網(wǎng)絡(luò)非接觸式旋轉(zhuǎn)接頭結(jié)構(gòu)，用于非接觸連接第一高速網(wǎng)絡(luò)(39)和第二高速網(wǎng)絡(luò)(89)，所述第二高速網(wǎng)絡(luò)(89)相對于第一高速網(wǎng)絡(luò)旋轉(zhuǎn)移動，其包括: 與所述第一高速網(wǎng)絡(luò)連接的第一數(shù)據(jù)處理器(30)以及與所述第二高速網(wǎng)絡(luò)連接的第二數(shù)據(jù)處理器(80); 多個電容式數(shù)據(jù)傳輸鏈路，連接于所述第一數(shù)據(jù)處理器和第二數(shù)據(jù)處理器之間，每一所述電容式數(shù)據(jù)傳輸鏈路包括至少一個發(fā)送放大器(41，51，61，71)，至少一個電容式耦合器(40，50，60，70)以及至少一個接收放大器(42，52，62，72)，其特征在于， 每一所述數(shù)據(jù)處理器(30，80)包括: 物理層網(wǎng)絡(luò)接口( 31，81)，其與任一所述第一高速網(wǎng)絡(luò)或第二高速網(wǎng)絡(luò)(39，89 )連接； 至少一個編碼器(32，82)，用于將來自所述高速網(wǎng)絡(luò)的信號編碼以傳輸至所述電容式數(shù)據(jù)傳輸鏈路； 至少一個解碼器(35，85)，用于將來自所述電容式數(shù)據(jù)傳輸鏈路的信號解碼以傳輸至所述高速網(wǎng)絡(luò)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速網(wǎng)絡(luò)非接觸式旋轉(zhuǎn)接頭結(jié)構(gòu)，其特征在于，至少一個所述第一數(shù)據(jù)處理器(30)或第二數(shù)據(jù)處理器(80)包括至少一個多路分配器(33，83)，所述多路分配器用于將所述高速網(wǎng)絡(luò)(39，89)的信號多路分用為傳輸至所述多個電容式數(shù)據(jù)傳輸鏈路的多個信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高速網(wǎng)絡(luò)非接觸式旋轉(zhuǎn)接頭結(jié)構(gòu)，其特征在于，至少一個所述第一數(shù)據(jù)處理器(30)或第二數(shù)據(jù)處理器(80)包括至少一個多工器(35，85)，所述多工器用于將所述多個電容式數(shù)據(jù)傳輸鏈路接收的多個信號復(fù)合為適于所述高速網(wǎng)絡(luò)的一個信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的高速網(wǎng)絡(luò)非接觸式旋轉(zhuǎn)接頭結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述至少一個發(fā)送放大器(41，51，61，71)，至少一個電容式耦合器(40，50，60，70)以及至少一個接收放大器(42，52，62，72)位于一個印刷線路板上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高速網(wǎng)絡(luò)非接觸式旋轉(zhuǎn)接頭結(jié)構(gòu)，其特征在于，至少一個所述數(shù)據(jù)處理器(30，80)位于所述印刷線路板上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的高速網(wǎng)絡(luò)非接觸式旋轉(zhuǎn)接頭結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述至少一個發(fā)送放大器(41，51，61，71)，至少一個電容式耦合器(40，50，60，70)以及至少一個接收放大器(42，52，62，72)位于一個印刷線路板上；一用作發(fā)送耦合器的傳輸通路以及一具有銅結(jié)構(gòu)的接收耦合器，位于所述印刷線路板上所述發(fā)送放大器(41，51，61，71)和至少一個接收放大器(42，52，62，72)的相反面。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高速網(wǎng)絡(luò)非接觸式旋轉(zhuǎn)接頭結(jié)構(gòu)，其特征在于，至少一個所述數(shù)據(jù)處理器(30，80)位于所述印刷線路板上；一用作發(fā)送耦合器的傳輸通路以及一具有銅結(jié)構(gòu)的接收耦合器，位于所述印刷線路板上至少一個所述數(shù)據(jù)處理器(30，80)的相反面。
【文檔編號】A61B6/03GK104036933SQ201410071713
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年2月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月5日
【發(fā)明者】S·林多爾弗 申請人:滑動環(huán)及設(shè)備制造有限公司