专利名称：旋转传输器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种旋转传输器-
背景技术：
旋转传输器用于将数据从旋转物体(例如轴)传输到静止物体(例如位 于配电箱内的控制模块)上。
常用的旋转传输器通过集电环实现数据传输。
现有技术中还存在通过光信号传输来实现从旋转物体到静止物体的数 据传输的旋转传输器。其中，布置在轴的轴向旋转中心的发射器向同样采取 轴向居中布置方式的静止接收器发射一个光信号。但在轴设计为空心轴的情 况下，采用这种常规设计的光学旋转传输器并不适合用来传输信号，因为发 射器无法安装在轴的轴向旋转中心，而只能安装在空心轴上，即位于旋转中 心之外，在此情况下，只有当轴和发射器具有特定的角位置，使得向同样布 置在旋转中心之外的接收器的传输成为可能时，才能实现数据传输。在此情 况下，如果使用单独一个发射器和单独一个接收器，通常就只有当轴处于特 定的角位置(即正好当发射器和接收器沿轴向相对布置，使得发射器所发射 的光束可以被接收器接收到)时，才能精确做到轴每转一圈就传输一次数据。
发明内容
本发明的目的是提供一种旋转传输器，这种旋转传输器即便在使用空心 轴的情况下也能进行可靠的信号传输。
这个目的通过一种具有下列组件的旋转传输器而达成—第一光导空心体，
一至少一个用于产生至少一个光信号的发射器(8)，以及
—至少一个用于接收所述光信号的接收器，其中，所述光信号可从所述
发射器通过所述第一空心体传输至所述接收器。
本发明的有利设计方案可从从属权利要求中获得。
事实证明，如果旋转传输器具有第二光导空心体，且第一空心体和第二
空心体可相对转动，并同轴布置，是有利的。在采用如图2所示的实施方式
的情况下，通过第二空心体可以实现双向数据传输。
事实证明，如果第一空心体和第二空心体同轴前后布置，且通过第一空 心体和第二空心体可将光信号从发射器传输至接收器，是有利的，因为借此 可以简单的方式建立旋转传输器的机械结构。
事实证明，如果第一空心体和第二空心体至少在一个分区内同轴嵌套布 置，是有利的，因为借此可特别可靠地通过第一空心体和第二空心体将光信 号从发射器传输至接收器。
事实证明，如果第一空心体和/或第二空心体设计为管件，是有利的。通 过将空心体设计为管件，可使旋转传输器具有特别轻巧的结构。在此需要指 出的是，如果在管件纵向上将管件设计得较窄，则也可将管件设计成环形件。 此外，管件的截面不一定必须为圆形，管件也可具有多角形截面(例如六角 形管件)。
事实证明，如果发射器通过多个用于传输光信号的光波导与第一空心体 的端面相连，是有利的。进行单向传输时，在采取这一措施的情况下，只需 至少一个发射器即可达到较高的传输可靠性。
事实证明，如果光波导通过多个均匀分布在端面上的接点与第一空心体 的端面相连，是有利的。通过这一措施可以实现连续的数据传输。
事实证明，如果旋转传输器具有用于产生第一光信号的第一发射器、用 于产生第二光信号的第二发射器、用于接收第一光信号的第一接收器和用于
5接收第二光信号的第二接收器，且第一光信号可以通过第一空心体和第二空 心体从第一发射器传输至第一接收器，第二光信号可以通过第二空心体和第 一空心体从第二发射器传输至第二接收器，是有利的。借此可实现双向数据 通信。事实证明，如果旋转传输器具有用于产生第一光信号的第一发射器、用 于产生第二光信号的第二发射器、用于接收第一光信号的第一接收器和用于 接收第二光信号的第二接收器，且第一光信号可以通过第一空心体从第一发 射器传输至第一接收器，第二光信号可以通过第二空心体从第二发射器传输 至第二接收器，是有利的。借此可实现双向数据通信。事实证明，如果第一发射器通过多个用于传输第一光信号的光波导与第 一空心体的端面相连，第二发射器通过多个用于传输第二光信号的其他光波 导与第二空心体的端面相连，是有利的。进行双向传输时，在采取这一措施的情况下，只需至少两个发射器即可达到较高的传输可靠性。事实证明，如果光波导通过多个均匀分布在第一空心体端面上的接点与 第一空心体的端面相连，其他光波导通过多个均匀分布在第二空心体端面上 的接点与第二空心体的端面相连，是有利的。通过这一措施可以实现连续的 数据传输。
下面借助附图对本发明的两个实施例进行详细说明，其中-图1为本发明的第一旋转传输器设计方案； 图2为本发明的第二旋转传输器设计方案； 图3为第一空心体端面上的接点；以及 图4为第二空心体端面上的接点。
具体实施方式
图1显示的是本发明的旋转传输器的第一设计方案的示意图。所述旋转 传输器具有一个第一外壳部件3，这个第一外壳部件与旋转(参见箭头6) 空心轴7固定相连。空心轴7可以电动机轴的形式存在。由于第一外壳部件3与空心轴7固定相连，因此，第一外壳部件3会随空心轴7—起旋转。此 外，所述旋转传输器还具有一个静止的第二外壳部件4，这个第二外壳部件 与(例如机床的)机身5固定相连。此外，所述旋转传输器还具有第一光导 空心体1和第二光导空心体2。这两个空心体在本实施例框架内设计为例如 由玻璃或有机玻璃构成的光传输管件。第一空心体1与第一外壳部件3固定 相连，第二空心体2与第二外壳部件4固定相连。在此情况下，第一空心体 随空心轴7—起旋转，第二空心体2静止。用于产生光信号的第一发射器8 通过用于传输光信号的光波导12与第一空心体1的端面19相连。此外，所 述旋转传输器还具有用于接收光信号的第一接收器16，这个第一接收器与第 二外壳部件4固定相连。根据本发明，光信号通过第一和第二空心体从第一 发射器8传输至第一接收器16，其中，从第一空心体1到第二空心体2的光 信号传输用两个箭头14表示。第一空心体1和第二空心体2可相对转动， 并且相对于空心轴7的旋转轴21同轴布置。在本发明如图1所示的第一设 计方案框架内，第一和第二空心体同轴前后布置，从旋转的第一空心体到静 止的第二空心体2的光信号的传输通过这两个空心体彼此相对布置的端面而 实现。这两个空心体直径相同。借此实现一种从第一发射器8通过第一空心 体1和第二空心体2到第一接收器16的单向数据通信，在此过程中，数据 从旋转组件被传输到静止组件上。举例而言，这样就可借助所述旋转传输器 将-一个随空心轴7—起转动的传感器的数据传输到一个静止布置在配电箱内 的闭环控制模块上。因此，只要旋转传输器具有单独一个发射器和单独一个接收器，就可实 现单向数据连接。为能实现双向数据通信，所述旋转传输器在图1所示的实施例框架内还具有第二发射器9和第二接收器10，第二发射器9与第二外壳部件4固定相连，并通过其他光波导13与第二空心体2的端面20相连，第二接收器10 与第一外壳部件3固定相连。第二发射器9产生第二光信号，第二光信号通 过第二和第一空心体从第二发射器9传输至接收器10。第二光信号从第二空 心体2到第一空心体1的传输用图1中的箭头15表示。这样就也可以进行 从静止外壳部件到旋转外壳部件的数据传输。第一和第二接收器在空心轴7 的旋转轴21之外与相应的端面19或20相对布置。自空心体端面朝接收器 方向发出的光信号在图1中分别用一个箭头表示。为能实现极佳的信号传输，可以在必要或者有此要求的情况下，可选地 通过附加光波导24使接收器16与第二空心体2相连，以及/或者，通过附加 光波导23使接收器10与第一空心体1相连(在图1中用虚线表示)。其优 点是，这样就无需再将接收器布置在相应的、位于其对面的端面19或20上。图2显示的是本发明的另一实施方式。图2所示的实施方式在基本结构 上与上文借助图1所描述的实施方式基本一致。因此，相同元件在图2中用 与图1相同的参考符号表示。图2所示的实施方式与图1所示的实施方式之 间的区别主要在于，在图2所示的实施方式中，第一和第二空心体并非沿轴 向前后布置，而是至少在一个部分区域22内沿轴向嵌套布置。第一光信号 从第一发射器8到第一接收器16的传输只通过第一空心体1而实现。第二 光信号从第二发射器9到第二接收器10的传输只通过第二空心体2而实现。 自空心体端面朝接收器方向发出的光信号在图2中分别用一个箭头表示。采用图2所示的实施方式时，如果只需实现单向数据通信，本发明的旋 转传输器就只需具有一个第一空心体。在此情况下，第二空心体就成为多余， 可将其略去。图3显示的是第一空心体1的端面19，端面19具有多个用于连接光波 导12的接点。清楚起见，此处只为其中一个接点17标注了参考符号。图4显示的是第二空心体2的端面20，端面20具有多个用于连接其他光波导13的相应接点。清楚起见，此处只为其中一个接点18标注了参考符号。由于光束会自相应的连接点开始在第一和第二空心体内发生扩散，因而 可以通过整个旋转角度范围或至少通过一个相对较宽的旋转角度范围来将 光信号从发射器传输到接收器上。在光束无法通过空心体的整个接收器侧端 面进行彻底扩散、但又需要实现连续信号传输的情况下，采用下述方案是合理的，即如图l和图2中的两个实施例所示，不仅只使用单独一个光波导， 而是借助多个光波导12和13使相应的发射器与相应的空心体相连。如果光 波导的各接点如图3和图4所示那样均匀布置在相应空心体的端面上，是特 别有利的，在此情况下，无论空心轴7处于怎样一个旋转角，都能在第一空 心体和第二空心体之间连续实现单向或双向数据传输。光波导可以(例如)玻璃纤维或聚合物光纤(POF)的形式存在。此处还需指出的是，第一外壳部件3和第二外壳部件4上均可布置多个 发射器和/或接收器来代替单独一个接收器和/或单独一个发射器，借此可进 一步提高传输可靠性。此外，通过旋转传输器的机械结构还可为旋转传输器实现简单的电气结 构，并避免出现某些误差或缺陷，例如可能出现的传播时间差或信号传输过 程中的信号线串扰。此处还需指出的是，本发明的旋转传输器不仅可用于空心轴，还可为其 他类型的轴或旋转部件实现可靠的信号传输。
权利要求
1. 一种旋转传输器，具有第一光导空心体(1)，至少一个用于产生至少一个光信号的发射器(8)，以及至少一个用于接收所述光信号的接收器(16)，其中，所述光信号可从所述发射器(8)通过所述第一空心体(1)传输至所述接收器(16)。
2. 根据权利要求1所述的旋转传输器，其特征在于， 所述旋转传输器具有第二光导空心体(2)，其中，所述第一空心体(1)和所述第二空心体(2)同轴布置并可相对转动。
3. 根据权利要求2所述的旋转传输器，其特征在于， 所述第一空心体和所述第二空心体同轴前后布置，其中，通过所述第一空心体和所述第二空心体可将所述光信号从所述发射器(8)传输至所述接 收器(16)。
4. 根据权利要求2所述的旋转传输器，其特征在于， 所述第一空心体和所述第二空心体至少在一个部分区域(22)内同轴嵌套布置。
5. 根据上述权利要求中任一项权利要求所述的旋转传输器，其特征在于，所述第一空心体和/或所述第二空心体设计为一个管件。
6. 根据上述权利要求中任一项权利要求所述的旋转传输器，其特征在于，所述发射器(8)通过复数个用于传输所述光信号的光波导(12)与所 述第一空心体(1)的一个端面(19)相连。
7. 根据权利要求6所述的旋转传输器，其特征在于，所述光波导(12)通过复数个均匀分布在所述端面(19)上的接点(17) 与所述第一空心体的一个端面相连。
8. 根据权利要求2、 3、 5、 6或7所述的旋转传输器，其特征在于， 所述旋转传输器具有用于产生第一光信号的第一发射器(8)、用于产生第二光信号的第二发射器(9)、用于接收所述第一光信号的第一接收器(10) 和用于接收所述第二光信号的第二接收器(16)，其中，所述第一光信号可 以通过所述第一空心体和所述第二空心体从所述第一发射器(8)传输至所 述第一接收器(16)，所述第二光信号可以通过所述第二空心体和所述第一 空心体从所述第二发射器(9)传输至所述第二接收器(10)。
9. 根据权利要求2、 4、 5、 6或7所述的旋转传输器，其特征在于， 所述旋转传输器具有用于产生第一光信号的第一发射器(8)、用于产生第二光信号的第二发射器(9)、用于接收所述第一光信号的第一接收器(10) 和用于接收所述第二光信号的第二接收器(16)，其中，所述第一光信号可 以通过所述第一空心体从所述第一发射器(8)传输至所述第一接收器(16)， 所述第二光信号可以通过所述第二空心体从所述第二发射器(9)传输至所 述第二接收器(10)。
10. 根据权利要求8或9所述的旋转传输器，其特征在于， 所述第一发射器(8)通过复数个用于传输所述第一光信号的光波导(12)与所述第一空心体(1)的一个端面(19)相连，其中，所述第二发射器(9) 通过复数个用于传输所述第二光信号的其他光波导(13)与所述第二空心体 (2)的一个端面(20)相连。
11. 根据权利要求IO所述的旋转传输器，其特征在于，所述光波导(12)通过复数个均匀分布在所述第一空心体的端面上的接 点(17)与所述第一空心体的一个端面(19)相连，其中，所述其他光波导 通过复数个均匀分布在所述第二空心体(2)的端面(20)上的接点(18) 与所述第二空心体(2)的一个端面(20)相连。
全文摘要
本发明涉及一种旋转传输器，其具有第一光导空心体(1)；至少一个用于产生至少一个光信号的发射器(8)；以及至少一个用于接收所述光信号的接收器(16)，其中，所述光信号可从所述发射器(8)通过所述第一空心体(1)传输至所述接收器(16)。本发明所创造的旋转传输器即便在使用空心轴(21)的情况下也能实现可靠的信号传输。
文档编号G02B6/36GK101535856SQ200780042246
公开日2009年9月16日 申请日期2007年10月19日 优先权日2006年11月16日
发明者乌尔里希·韦策尔, 汉斯·克拉格尔 申请人:西门子公司