專利名稱：二元光學(xué)動(dòng)態(tài)空間互連結(jié)構(gòu)以及由其構(gòu)成的互連器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種信號(hào)傳輸裝置。特別是涉及一種制作簡單，成本低，信號(hào)傳輸效果好的二元光學(xué)動(dòng)態(tài)空間互連結(jié)構(gòu)以及由其構(gòu)成的互連器。
背景技術(shù)：
動(dòng)態(tài)自由空間器件在空間中圍繞旋轉(zhuǎn)軸按任何方向旋轉(zhuǎn)，可有效保證信號(hào)在傳輸過程中能夠持續(xù)不斷。多應(yīng)用于軍事和工業(yè)的裝備中，如工業(yè)現(xiàn)場作業(yè)的絞車、機(jī)器人、焊接設(shè)備、聲納系統(tǒng)，軍事中的自行火控系統(tǒng)、雷達(dá)、戰(zhàn)車的轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)、航天衛(wèi)星等裝備。目前，在旋轉(zhuǎn)器件構(gòu)成上多是采用電刷連接和光纖連接兩種模式。電刷連接，由于在使用過程中容易受到外界電磁場的影響和可靠性差，而不能被廣泛使用。光纖連接在制作時(shí)需要高精密的機(jī)械結(jié)構(gòu)輔助光信號(hào)傳輸，制作成本高且難實(shí)現(xiàn)。
目前關(guān)于旋轉(zhuǎn)器件方面的專利分為兩個(gè)部分，一部分是電刷結(jié)構(gòu)，即滑動(dòng)環(huán)的專利，另一部分是光纖旋轉(zhuǎn)連接器。
電刷技術(shù)發(fā)展較早，是一種成熟技術(shù)，涉及滑動(dòng)環(huán)的專利如“US PATENT 200212143573Oct.31，2002 Herda Jeffrey J，et al”所報(bào)道，它主要依靠滑動(dòng)環(huán)內(nèi)不同形式的電刷來傳輸電流，它所存的問題是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，電刷的磨損嚴(yán)重；又如“US PATENT 6327327Dec.4，2001 Mark D.Herold，et al”所報(bào)道，它依靠滑動(dòng)環(huán)內(nèi)的電極傳遞信號(hào)，它所存的問題是滑動(dòng)環(huán)上傳感器造成的結(jié)構(gòu)龐大，器件不易制作。
光纖旋轉(zhuǎn)連接器在上世紀(jì)八十年代出現(xiàn)，發(fā)展較快。光纖旋轉(zhuǎn)連接器的專利，大體上分為四類，一類如專利文獻(xiàn)“US PATENT 5588077 Dec.24，1996 Shane H.Woodside，etal.”所報(bào)道，它所存在的結(jié)構(gòu)問題，是有一路信道的部分信號(hào)會(huì)進(jìn)入另一路信道中；第二類如專利文獻(xiàn)”US PATENT 4519670 May.28 1985 Georg Spineer，et al.”所報(bào)道，它所存在的結(jié)構(gòu)問題，是對應(yīng)透鏡短焦距的信道的端口會(huì)對長焦距的信道局部遮光；第三類如專利文獻(xiàn)“US PATENT 5371814 Dec.6 1994 Gregory H.Ames，et al.”所報(bào)道，它所存在的結(jié)構(gòu)問題，是機(jī)械元件和傳動(dòng)齒輪的加工精度及安裝精度均要求很高，較難以實(shí)現(xiàn)；第四類如專利文獻(xiàn)“US PATENT 4725116 Feb.16 1988 William W.Spencer，et al.”所報(bào)道，它所存在的結(jié)構(gòu)問題，是各部件加工與裝配復(fù)雜，制作成本高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種制作簡單，成本低，信號(hào)傳輸效果好的二元光學(xué)動(dòng)態(tài)空間互連結(jié)構(gòu)以及由其構(gòu)成的互連器。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種二元光學(xué)動(dòng)態(tài)空間互連結(jié)構(gòu)，包括有兩個(gè)二元光學(xué)器件，其中一個(gè)是設(shè)置為繞其軸心旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)二元光學(xué)器件，另一個(gè)是被固定設(shè)置在轉(zhuǎn)動(dòng)二元光學(xué)器件的一側(cè)，并與轉(zhuǎn)動(dòng)二元光學(xué)器件同軸的固定二元光學(xué)器件，在轉(zhuǎn)動(dòng)二元光學(xué)器件的另一側(cè)設(shè)置有信號(hào)輸入通道，而在固定二元光學(xué)器件的另一側(cè)設(shè)置有與固定二元光學(xué)器件和轉(zhuǎn)動(dòng)二元光學(xué)器件同軸的信號(hào)輸出通道。
所述的信號(hào)輸入通道設(shè)置有多數(shù)個(gè)，并且，多數(shù)個(gè)信號(hào)輸入通道是以轉(zhuǎn)動(dòng)二元光學(xué)器件的軸線為對稱設(shè)置。
所述的信號(hào)輸入通道還可只設(shè)置有1個(gè)，并且，此1個(gè)信號(hào)輸入通道設(shè)置于轉(zhuǎn)動(dòng)二元光學(xué)器件的軸線的一側(cè)。
本發(fā)明所采用的另一技術(shù)方案是一種二元光學(xué)動(dòng)態(tài)空間互連器，包括有兩個(gè)二元光學(xué)器件，其中一個(gè)為轉(zhuǎn)動(dòng)二元光學(xué)器件，另一個(gè)為固定二元光學(xué)器件；還設(shè)置有用于設(shè)置轉(zhuǎn)動(dòng)二元光學(xué)器件并形成有信號(hào)輸入通道的支架，和用于設(shè)置固定二元光學(xué)器件并形成有信號(hào)輸出通道的固定二元光學(xué)器件支架以及用于固定和支撐兩支架的外部套筒，其中，設(shè)置轉(zhuǎn)動(dòng)二元光學(xué)器件支架被設(shè)置在外部套筒開口的一側(cè)，并通過已固定在外部套筒內(nèi)壁上的軸承可旋轉(zhuǎn)地被支撐，其轉(zhuǎn)動(dòng)二元光學(xué)器件位于外部套筒的內(nèi)側(cè)；而固定二元光學(xué)器件支架被固定設(shè)置在外部套筒的另一側(cè)，其固定二元光學(xué)器件位于外部套筒的內(nèi)側(cè)；而且，固定二元光學(xué)器件和轉(zhuǎn)動(dòng)二元光學(xué)器件以及信號(hào)輸出通道的軸心位于同一軸線上。
在外部套筒開口側(cè)還設(shè)置有可貫穿支架的環(huán)形壓蓋。
所述的軸承為滾動(dòng)軸承和滑動(dòng)軸承中的一種。
在轉(zhuǎn)動(dòng)二元光學(xué)器件支架上形成有多數(shù)個(gè)信號(hào)輸入通道，并且，多數(shù)個(gè)信號(hào)輸入通道是以轉(zhuǎn)動(dòng)二元光學(xué)器件的軸線為對稱設(shè)置。
在轉(zhuǎn)動(dòng)二元光學(xué)器件支架上還可以只形成有1個(gè)信號(hào)輸入通道，并且，此1個(gè)信號(hào)輸入通道設(shè)置于轉(zhuǎn)動(dòng)二元光學(xué)器件的軸線的一側(cè)。
本發(fā)明的二元光學(xué)動(dòng)態(tài)空間互連結(jié)構(gòu)以及由其構(gòu)成的互連器，利用二元光學(xué)器件設(shè)計(jì)，全部器件采用無源設(shè)計(jì)思想，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡單，制作容易，成本低。而且，本發(fā)明信號(hào)傳輸效果好，使用方便。可廣泛應(yīng)用于軍事、航天、航海和工業(yè)領(lǐng)域。


圖1是本發(fā)明的工作原理示意圖；圖2是本發(fā)明的二元光學(xué)動(dòng)態(tài)空間互連器的結(jié)構(gòu)示意圖。
其中1、11信號(hào)輸入通道2固定二元光學(xué)器件3、13信號(hào)輸出通道4轉(zhuǎn)動(dòng)二元光學(xué)器件5環(huán)形壓蓋6外部套筒7轉(zhuǎn)動(dòng)二元光學(xué)器件支架8軸承
9固定二元光學(xué)器件支架具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明的二元光學(xué)動(dòng)態(tài)空間互連結(jié)構(gòu)以及由其構(gòu)成的互連器做出詳細(xì)說明。
本發(fā)明的一種二元光學(xué)動(dòng)態(tài)空間互連結(jié)構(gòu)，包括有兩個(gè)二元光學(xué)器件，其中一個(gè)是設(shè)置為繞其軸心旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)二元光學(xué)器件4，另一個(gè)是被固定設(shè)置在轉(zhuǎn)動(dòng)二元光學(xué)器件4的一側(cè)，并與轉(zhuǎn)動(dòng)二元光學(xué)器件4同軸的固定二元光學(xué)器件2，在轉(zhuǎn)動(dòng)二元光學(xué)器件4的另一側(cè)設(shè)置有信號(hào)輸入通道1，而在固定二元光學(xué)器件2的另一側(cè)設(shè)置有與固定二元光學(xué)器件2和轉(zhuǎn)動(dòng)二元光學(xué)器件4同軸的信號(hào)輸出通道3。所述的信號(hào)輸入通道1設(shè)置有多數(shù)個(gè)，并且，多數(shù)個(gè)信號(hào)輸入通道1是以轉(zhuǎn)動(dòng)二元光學(xué)器件4的軸線為對稱設(shè)置。
上述結(jié)構(gòu)的工作原理是通過不同信號(hào)輸入通道1中的光信號(hào)入射到轉(zhuǎn)動(dòng)二元光學(xué)器件4上，轉(zhuǎn)動(dòng)二元光學(xué)器件4圍繞旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，把入射光信號(hào)傳輸?shù)焦潭ǘ鈱W(xué)器件2上。在固定二元光學(xué)器件2衍射作用下，變成一路光信號(hào)。這一路光信號(hào)經(jīng)由信號(hào)輸出通道3傳輸出去。
本發(fā)明的一種二元光學(xué)動(dòng)態(tài)空間互連器，包括有兩個(gè)二元光學(xué)器件，其中一個(gè)為轉(zhuǎn)動(dòng)二元光學(xué)器件4，另一個(gè)為固定二元光學(xué)器件2；還設(shè)置有用于設(shè)置轉(zhuǎn)動(dòng)二元光學(xué)器件4并形成有信號(hào)輸入通道11的轉(zhuǎn)動(dòng)二元光學(xué)器件支架7，和用于設(shè)置固定二元光學(xué)器件2并形成有信號(hào)輸出通道13的固定二元光學(xué)器件支架9以及用于固定和支撐轉(zhuǎn)動(dòng)二元光學(xué)器件支架7和固定二元光學(xué)器件支架9的外部套筒6。其中，轉(zhuǎn)動(dòng)二元光學(xué)器件支架7被設(shè)置在外部套筒6開口的一側(cè)，并通過已固定在外部套筒6內(nèi)壁上的軸承8可旋轉(zhuǎn)地被支撐，所述的軸承8可為滾動(dòng)軸承或滑動(dòng)軸承。其轉(zhuǎn)動(dòng)二元光學(xué)器件4位于外部套筒6的內(nèi)側(cè)。在外部套筒6開口側(cè)還設(shè)置有可貫穿轉(zhuǎn)動(dòng)二元光學(xué)器件支架7的環(huán)形壓蓋5。而固定二元光學(xué)器件支架9被固定設(shè)置在外部套筒6的另一側(cè)，其固定二元光學(xué)器件2位于外部套筒6的內(nèi)側(cè)。而且，固定二元光學(xué)器件2和轉(zhuǎn)動(dòng)二元光學(xué)器件4以及信號(hào)輸出通道13的軸心位于同一軸線上。并且在轉(zhuǎn)動(dòng)二元光學(xué)器件支架7上形成有多數(shù)個(gè)信號(hào)輸入通道11，并且，多數(shù)個(gè)信號(hào)輸入通道11是以轉(zhuǎn)動(dòng)二元光學(xué)器件4的軸線為對稱設(shè)置。
另外在轉(zhuǎn)動(dòng)二元光學(xué)器件支架7上還可以只形成有1個(gè)信號(hào)輸入通道11，當(dāng)只有1個(gè)信號(hào)輸入通道11時(shí)，此1個(gè)信號(hào)輸入通道11被設(shè)置于轉(zhuǎn)動(dòng)二元光學(xué)器件4的軸線的一側(cè)。
上述二元光學(xué)動(dòng)態(tài)空間互連器的工作原理是，從外部套筒6中設(shè)定的信號(hào)輸入通道11中入射多路信號(hào)，在轉(zhuǎn)動(dòng)二元光學(xué)器件4的作用下，傳輸?shù)焦潭ǘ鈱W(xué)器件2上。由固定二元光學(xué)器件2把接收的信號(hào)耦合到信號(hào)輸出通道13中，從而完成整個(gè)信號(hào)動(dòng)態(tài)互連。
權(quán)利要求
1.一種二元光學(xué)動(dòng)態(tài)空間互連結(jié)構(gòu)，包括有兩個(gè)二元光學(xué)器件，其特征在于，其中一個(gè)是設(shè)置為繞其軸心旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)二元光學(xué)器件(4)，另一個(gè)是被固定設(shè)置在轉(zhuǎn)動(dòng)二元光學(xué)器件(4)的一側(cè)，并與轉(zhuǎn)動(dòng)二元光學(xué)器件(4)同軸的固定二元光學(xué)器件(2)，在轉(zhuǎn)動(dòng)二元光學(xué)器件(4)的另一側(cè)設(shè)置有信號(hào)輸入通道(1)，而在固定二元光學(xué)器件(2)的另一側(cè)設(shè)置有與固定二元光學(xué)器件(2)和轉(zhuǎn)動(dòng)二元光學(xué)器件(4)同軸的信號(hào)輸出通道(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二元光學(xué)動(dòng)態(tài)空間互連結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的信號(hào)輸入通道(1)設(shè)置有多數(shù)個(gè)，并且，多數(shù)個(gè)信號(hào)輸入通道(1)是以轉(zhuǎn)動(dòng)二元光學(xué)器件(4)的軸線為對稱設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二元光學(xué)動(dòng)態(tài)空間互連結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的信號(hào)輸入通道(1)設(shè)置有1個(gè)，并且，此1個(gè)信號(hào)輸入通道(1)設(shè)置于轉(zhuǎn)動(dòng)二元光學(xué)器件(4)的軸線的一側(cè)。
4.一種二元光學(xué)動(dòng)態(tài)空間互連器，包括有兩個(gè)二元光學(xué)器件，其特征在于，其中一個(gè)為轉(zhuǎn)動(dòng)二元光學(xué)器件(4)，另一個(gè)為固定二元光學(xué)器件(2)；還設(shè)置有用于設(shè)置轉(zhuǎn)動(dòng)二元光學(xué)器件(4)并形成有信號(hào)輸入通道(11)的轉(zhuǎn)動(dòng)二元光學(xué)器件支架(7)，和用于設(shè)置固定二元光學(xué)器件(2)并形成有信號(hào)輸出通道(13)的固定二元光學(xué)器件支架(9)以及用于固定和支撐轉(zhuǎn)動(dòng)二元光學(xué)器件支架(7)和固定二元光學(xué)器件支架(9)的外部套筒(6)，其中，轉(zhuǎn)動(dòng)二元光學(xué)器件支架(7)被設(shè)置在外部套筒(6)開口的一側(cè)，并通過已固定在外部套筒(6)內(nèi)壁上的軸承(8)可旋轉(zhuǎn)地被支撐，其轉(zhuǎn)動(dòng)二元光學(xué)器件(4)位于外部套筒(6)的內(nèi)側(cè)；而固定二元光學(xué)器件支架(9)被固定設(shè)置在外部套筒(6)的另一側(cè)，其固定二元光學(xué)器件(2)位于外部套筒(6)的內(nèi)側(cè)；而且，固定二元光學(xué)器件(2)和轉(zhuǎn)動(dòng)二元光學(xué)器件(4)以及信號(hào)輸出通道(13)的軸心位于同一軸線上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的二元光學(xué)動(dòng)態(tài)空間互連器，其特征在于，在外部套筒(6)開口側(cè)還設(shè)置有可貫穿轉(zhuǎn)動(dòng)二元光學(xué)器件支架(7)的環(huán)形壓蓋(5)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的二元光學(xué)動(dòng)態(tài)空間互連器，其特征在于，所述的軸承(8)為滾動(dòng)軸承和滑動(dòng)軸承中的一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的二元光學(xué)動(dòng)態(tài)空間互連器，其特征在于，在轉(zhuǎn)動(dòng)二元光學(xué)器件支架(7)上形成有多數(shù)個(gè)信號(hào)輸入通道(11)，并且，多數(shù)個(gè)信號(hào)輸入通道(11)是以轉(zhuǎn)動(dòng)二元光學(xué)器件(4)的軸線為對稱設(shè)置。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的二元光學(xué)動(dòng)態(tài)空間互連器，其特征在于，在轉(zhuǎn)動(dòng)二元光學(xué)器件支架(7)上形成有1個(gè)信號(hào)輸入通道(11)，并且，此1個(gè)信號(hào)輸入通道(11)設(shè)置于轉(zhuǎn)動(dòng)二元光學(xué)器件(4)的軸線的一側(cè)。
全文摘要
本發(fā)明公開一種二元光學(xué)動(dòng)態(tài)空間互連結(jié)構(gòu)以及由其構(gòu)成的互連器，其二元光學(xué)動(dòng)態(tài)空間互連結(jié)構(gòu)，包括有一個(gè)設(shè)置為繞其軸心旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)二元光學(xué)器件，還有一個(gè)是被固定設(shè)置在轉(zhuǎn)動(dòng)二元光學(xué)器件的一側(cè)，并與轉(zhuǎn)動(dòng)二元光學(xué)器件同軸的固定二元光學(xué)器件，在轉(zhuǎn)動(dòng)二元光學(xué)器件的另一側(cè)設(shè)置有信號(hào)輸入通道，而在固定二元光學(xué)器件的另一側(cè)設(shè)置有與固定二元光學(xué)器件和轉(zhuǎn)動(dòng)二元光學(xué)器件同軸的信號(hào)輸出通道。由其構(gòu)成的互連器，是在其基礎(chǔ)上設(shè)置有支撐上述各二元光學(xué)器件的支架，其支架上形成有信號(hào)輸入通道和信號(hào)輸出通道。本發(fā)明利用二元光學(xué)器件設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡單，制作容易，成本低。而且，本發(fā)明信號(hào)傳輸效果好，使用方便?？蓮V泛應(yīng)用于軍事、航天、航海和工業(yè)領(lǐng)域。
文檔編號(hào)H04B10/29GK1963580SQ20061012960
公開日2007年5月16日 申請日期2006年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月27日
發(fā)明者賈大功, 張以謨, 井文才, 張紅霞 申請人:天津大學(xué)