本發(fā)明涉及工程機械領(lǐng)域，具體說是一種解決運動體上的設(shè)備供電和數(shù)據(jù)傳輸問題的發(fā)明。

背景技術(shù)：

在旋轉(zhuǎn)運動中，滑環(huán)，多使用于多功能、高性能、高精密、多元連續(xù)旋轉(zhuǎn)運動的高端工業(yè)電氣設(shè)備或精密電子設(shè)備之中，如：航天設(shè)備、雷達(dá)通訊設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備、自動加工設(shè)備、冶煉設(shè)備、礦山設(shè)備、電纜設(shè)備、游樂設(shè)備、展示設(shè)備、智能攝像頭、化學(xué)反應(yīng)釜、晶體爐、線材絞線機、風(fēng)車、機械臂、機器人、盾構(gòu)機、旋轉(zhuǎn)門、測量儀、航模、特種汽車、特種輪船等?；h(huán)為這些機電設(shè)備實現(xiàn)復(fù)雜運動提供可靠的能源與信號傳輸?shù)那馈Ｒ部梢哉f：滑環(huán)，是高級智能運動設(shè)備的標(biāo)志。但是目前針對于要同時供電和大速率數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?yīng)用場合來說，市場上存在的各類滑環(huán)，如以太網(wǎng)滑環(huán)、usb滑環(huán)等，由于還是采用旋轉(zhuǎn)摩擦的原理，都存在不同程度的信號丟失問題，使得此類滑環(huán)在工作時穩(wěn)定性不高，經(jīng)常出現(xiàn)設(shè)備信號丟失、數(shù)據(jù)傳輸斷流等嚴(yán)重問題，而且此類滑環(huán)成本高昂，易損壞。

網(wǎng)線滑環(huán)，顧名思義，就是在旋轉(zhuǎn)運動中實現(xiàn)以太網(wǎng)通訊的部件。其基本的原理是：滑環(huán)內(nèi)部依靠彈力搭接、滾動搭接、或密封水銀導(dǎo)電，構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)連通系統(tǒng)。

普通滑環(huán)每根導(dǎo)線都需要一組刷絲和環(huán)槽配合來導(dǎo)通信號，例如網(wǎng)線滑環(huán)的話，需要8組來導(dǎo)通，而且需要在每層之間加裝屏蔽層。由于采用的是金屬摩擦的原理，每根導(dǎo)線都會存在不同程度的損耗，而且需要安裝在很小的體積里，所以相鄰導(dǎo)線之間會存在干擾。傳統(tǒng)滑環(huán)裝配精度要求較高、使用過程中刷絲和環(huán)槽會摩擦損耗，所以最終的產(chǎn)品由于裝配不到位出現(xiàn)問題的概率較大，從而造成數(shù)據(jù)的丟失。特別是在需要高速傳輸?shù)膱龊?，傳統(tǒng)網(wǎng)線滑環(huán)出現(xiàn)故障的概率較高。

在非旋轉(zhuǎn)運動的接觸式供電場合，例如動車、高鐵，采用受電弓和接觸網(wǎng)進(jìn)行摩擦接觸的原理進(jìn)行供電，列車上的wifi信號也只能通過外部基站進(jìn)行無線傳送，由于列車在高速移動，所以信號非常不穩(wěn)定，上網(wǎng)體驗差。

結(jié)論得出，現(xiàn)有的網(wǎng)線滑環(huán)以及接觸式供電的場合中，其數(shù)據(jù)傳輸速度慢，不穩(wěn)定，傳輸過程中容易造成數(shù)據(jù)丟失。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

綜上所述，本發(fā)明的目的是提供一種解決接觸式供電運動體上的設(shè)備數(shù)據(jù)傳輸問題的方法，該方法成本低廉，工作穩(wěn)定性高，工作性能優(yōu)秀。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)發(fā)明實現(xiàn)的：

本發(fā)明是在運動體的運動導(dǎo)電部位兩側(cè)的單相電力線上分別連接兩個電力線適配器，兩側(cè)的電力線適配器通過其數(shù)據(jù)通訊口分別和運動體上的設(shè)備、外部計算機進(jìn)行連接，構(gòu)成一條完整的數(shù)據(jù)通訊鏈路。

上述電力線適配器在短距離內(nèi)可以做到上千兆帶寬，可以短距離內(nèi)快速傳送大量數(shù)據(jù)，因此本本發(fā)明要優(yōu)于傳統(tǒng)的網(wǎng)線滑環(huán)、和無線傳輸解決方案。

在旋轉(zhuǎn)設(shè)備中，上述的運動導(dǎo)電部位為單相導(dǎo)電滑環(huán)，單相導(dǎo)電滑環(huán)的生產(chǎn)制作成本很低，刷絲和環(huán)槽的接觸面積可以做很大，裝配工藝相對于網(wǎng)線滑環(huán)更加簡單，所以這種導(dǎo)電滑環(huán)的可靠性很高，在工作時出現(xiàn)故障的概率很小。

例如在三維旋轉(zhuǎn)掃描系統(tǒng)中，需要在短時間內(nèi)將大量數(shù)據(jù)從掃描組件導(dǎo)出到外部計算機，則可以采用千兆電力線適配器進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳送，工作穩(wěn)定，掃描數(shù)據(jù)不丟失，傳送速度快。如果采用傳統(tǒng)的網(wǎng)線滑環(huán)，其傳送速度慢，體積較大，滿足不了大量數(shù)據(jù)高速傳輸?shù)男枨?，而且在轉(zhuǎn)動時三維掃描數(shù)據(jù)很容易丟失，嚴(yán)重的降低了工作效率。

本發(fā)明主要對電力線載波和普通單相接觸式供電兩種技術(shù)進(jìn)行有機結(jié)合，從而提供一種成本低廉、工作穩(wěn)定性高、工作性能優(yōu)秀的給接觸式供電運動體上設(shè)備供電和數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕鉀Q發(fā)明。

電力線載波（plc，即powerlinecarrier）是電力系統(tǒng)特有的通信方式，電力線載波通訊是指利用現(xiàn)有電力線，通過載波方式將模擬或數(shù)字信號進(jìn)行高速傳輸?shù)募夹g(shù)。最大特點是不需要重新架設(shè)網(wǎng)絡(luò)，只要有電線，就能進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞。

導(dǎo)電滑環(huán)，采用電刷與電環(huán)槽摩擦接觸的方式，電刷采用貴金屬合金材料，借助電刷的彈性壓力與導(dǎo)電環(huán)環(huán)槽滑動接觸來傳遞信號及電流。

導(dǎo)電接觸軌，即滑塊和接觸軌采用滾珠或者摩擦的方式接觸，通過接觸軌向其上的設(shè)備供電，提供數(shù)據(jù)傳輸通道。

電力適配器工作原理：采用電力載波通訊技術(shù)（plc），在發(fā)送時，利用調(diào)制技術(shù)將用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制，把載有信息的高頻加載于電流，然后在電力線上進(jìn)行傳輸；在接收端，先經(jīng)過濾波器將調(diào)制信號取出，再經(jīng)過解調(diào)，就可得到原通信信號，并傳送到計算機，以實現(xiàn)信息傳遞。

本發(fā)明的創(chuàng)新點是將電力線載波運用到接觸式供電運動體上的設(shè)備信號傳輸，即只需要單相導(dǎo)電設(shè)備給運動體上設(shè)備進(jìn)行供電，在導(dǎo)電設(shè)備輸入端將數(shù)據(jù)、信號通過電力線適配器調(diào)制到到電力線路中，在導(dǎo)電設(shè)備輸出端通過電力線適配器將信號取出，運動體上的設(shè)備只需要連接電力線，就能實現(xiàn)給運動體上設(shè)備供電的同時利用電力線進(jìn)行數(shù)據(jù)信號的傳送。

這樣在只借助電力線和兩端電力線適配器的情況下，解決了給接觸式供電運動體上的設(shè)備供電和數(shù)據(jù)信號傳送的難題。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點：

本發(fā)明對比于傳統(tǒng)的以太網(wǎng)滑環(huán)、usb滑環(huán)等數(shù)據(jù)傳送滑環(huán)來說，具有非常非常大的優(yōu)勢：

1、成本極低，傳統(tǒng)的數(shù)傳滑環(huán)價格高昂，動輒幾百上千元，如果要同時供電和傳送數(shù)據(jù)信號，價格更是昂貴。本發(fā)明只需采用一個單相導(dǎo)電滑環(huán)，即一火一零兩根線作為電能和數(shù)據(jù)信號的傳送載體。單相導(dǎo)電滑環(huán)結(jié)構(gòu)簡單，電力線適配器技術(shù)成熟，所以成本極低。

2、穩(wěn)定性高，傳統(tǒng)導(dǎo)電滑環(huán)采用的是刷絲和環(huán)槽彈性摩擦的原理，這種方法對于大容量數(shù)據(jù)信號傳輸來說，損耗較大，易丟失數(shù)據(jù)，使用效果往往不能令人滿意，設(shè)備掉線，數(shù)據(jù)丟失的情況屢見不鮮。本發(fā)明旋轉(zhuǎn)部分采用單相導(dǎo)電滑環(huán)，數(shù)據(jù)信號則是在滑環(huán)外通過電力線適配器耦合到電力線上，即在旋轉(zhuǎn)部件上，數(shù)據(jù)或者信號的損耗非常小，基本可以忽略。

3、數(shù)據(jù)的傳輸速度快，滑環(huán)由于采用機械摩擦的原理，使得數(shù)據(jù)、信號的損耗增大，而且滑環(huán)內(nèi)部相鄰線路之間串?dāng)_嚴(yán)重，使得數(shù)據(jù)的傳送速度大打折扣。本發(fā)明采用的是電力線載波的方式，即將數(shù)據(jù)、信號通過電力線適配器調(diào)制到交變電流上，短距離內(nèi)，數(shù)據(jù)的傳輸速度可以做到很高。例如，在成本相同的條件下，本發(fā)明的傳輸速度要明顯快于以太網(wǎng)的傳輸速度。

4、本發(fā)明對于處于接觸軌上運動的設(shè)備來說具有非常大的優(yōu)勢，通過接觸軌進(jìn)行單相接觸式供電，同時運用電力線載波技術(shù)通過接觸軌進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，不需單獨接線，不需復(fù)雜的無線設(shè)備調(diào)試，僅通過接觸軌和兩只電力線適配器同時解決運動體上設(shè)備的供電和數(shù)據(jù)通訊難題。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖說明對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明：

一種解決接觸式供電運動體上的設(shè)備數(shù)據(jù)傳輸問題的方法，是將電力線載波和普通供電滑環(huán)兩種技術(shù)進(jìn)行有機結(jié)合，從而提供一種成本低廉、工作穩(wěn)定性高、工作性能優(yōu)秀的給接觸式供電運動體上的設(shè)備供電和數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕鉀Q發(fā)明。

本發(fā)明的創(chuàng)新點是用電力線載波解決接觸式供電運動體上的設(shè)備信號傳輸問題，即只需要單相導(dǎo)電滑環(huán)或接觸軌給運動體上的設(shè)備進(jìn)行供電，在導(dǎo)電滑環(huán)或接觸軌輸入端將數(shù)據(jù)、信號通過電力線適配器調(diào)制到到電力線路中，在導(dǎo)電滑環(huán)或接觸軌輸出端將信號取出，運動體上的設(shè)備只需要通過導(dǎo)電滑環(huán)或接觸軌供電，就能實現(xiàn)給運動體上的設(shè)備供電的同時利用電力線進(jìn)行數(shù)據(jù)信號的傳送。

這樣在只借助導(dǎo)電滑環(huán)或接觸軌和其兩端電力線適配器的情況下，解決了給接觸式供電運動體上的設(shè)備供電和數(shù)據(jù)信號傳送的難題。

實施例1

在旋轉(zhuǎn)接觸式供電運動系統(tǒng)中，本方案的具體使用方法

旋轉(zhuǎn)式三維掃描系統(tǒng)主要構(gòu)成部件為：轉(zhuǎn)臺（轉(zhuǎn)臺內(nèi)包含單相導(dǎo)電滑環(huán)、電機、旋轉(zhuǎn)體上的設(shè)備、電源等）；三維掃描系統(tǒng)支架（與轉(zhuǎn)臺連接，支架上安放有三維掃描組件）；外部數(shù)據(jù)接收及數(shù)據(jù)處理計算機；兩只電力線適配器。

該設(shè)備工作時，三維掃描系統(tǒng)支架和轉(zhuǎn)臺剛性連接，導(dǎo)電滑環(huán)安裝于轉(zhuǎn)臺內(nèi)部中心軸上，一只電力線適配器安裝在轉(zhuǎn)臺內(nèi)部，與導(dǎo)電滑環(huán)轉(zhuǎn)子的引出線相連接，數(shù)據(jù)通訊口和掃描組件數(shù)據(jù)通訊口連接，另一只電力線適配器安裝在轉(zhuǎn)臺外部，與導(dǎo)電滑環(huán)定子的引出線相連接，數(shù)據(jù)通訊口和外部計算機數(shù)據(jù)通訊口連接。

設(shè)備在旋轉(zhuǎn)時，旋轉(zhuǎn)支架上的三維掃描組件能通過旋轉(zhuǎn)滑環(huán)獲得電能，并且其數(shù)據(jù)信號通過電力線適配器耦合到電力線上，在轉(zhuǎn)臺外部，又通過電力線適配器將數(shù)據(jù)信號取出并傳送到外部計算機。

以上，通過本發(fā)明實現(xiàn)了在僅存在單相導(dǎo)電滑環(huán)的情況下，通過電力線適配器實現(xiàn)外部計算機和三維掃描組件之間的數(shù)據(jù)通訊。

實施例2

在非旋轉(zhuǎn)接觸式供電運動系統(tǒng)中，本方案的具體使用方法

該系統(tǒng)構(gòu)成部分有，接觸軌、運動模塊（其上安裝有工作設(shè)備）、兩只電力線適配器、外部計算機。

該系統(tǒng)工作時，運動體在接觸軌上滑動，運動體上安裝的設(shè)備將數(shù)據(jù)信號傳到其上的電力線適配器，該電力線適配器將數(shù)據(jù)信號調(diào)制到運動模塊上的電力線上；而接觸軌和外部的另一只電力線適配器連接，該電力線適配器將數(shù)據(jù)信號解調(diào)并發(fā)送到和它連接的外部計算機上。

該系統(tǒng)工作時，不僅能夠通過接觸軌獲得電能，而且通過接觸軌，運用電力載波技術(shù)實現(xiàn)該系統(tǒng)和外部計算機之間的數(shù)據(jù)通訊。

以上，通過本發(fā)明實現(xiàn)了在接觸式供電運動系統(tǒng)中，運動部件上的設(shè)備和外部計算機通過電力線進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。