同轴旋转的光纤滑环装置

本技术涉及光纤滑环，特别涉及一种同轴旋转的光纤滑环装置。

背景技术：

1、传统的内窥oct光纤滑环设计使用齿轮和皮带滑轮将扭矩从电机传递到探头导管，该结构设计有其自身的局限性，扭矩传递小，振动大，噪声大，而且由于磨损，大大缩短齿轮和皮带滑轮的寿命。当光纤滑环高速旋转时，这些问题会变得更加严重。此外，由于其净扭矩有限，极大限制了导管旋转的转速，进而影响oct成像帧率。同时，带有齿轮和皮带滑轮的光纤滑环，整体机械结构尺寸大，很难在在紧凑的应用场景中使用。

2、因此需要提供一种扭矩传递大、噪声小、适用于紧凑应用场景的光纤滑环结构。

技术实现思路

1、本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种同轴旋转的光纤滑环装置。

2、为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种同轴旋转的光纤滑环装置，包括：

3、电机，其具有中空的旋转输出轴，所述旋转输出轴具有输出轴第一端和输出轴第二端；

4、转子组件，其包括同轴设置在所述旋转输出轴的中空轴腔内的转子支架以及设置在所述转子支架内的转子光纤元件，所述转子支架的前后两端分别伸出所述输出轴第一端和输出轴第二端；

5、连接器组件，其同轴连接在所述输出轴第一端上；

6、固定帽，其内部具有安装腔，所述固定帽连接在所述电机的后端，且所述输出轴第二端由前向后伸入所述安装腔内；

7、焦距调节组件，其设置在所述固定帽上，所述焦距调节组件包括与所述固定帽螺纹连接的调节螺栓以及形成于所述调节螺栓内部的中空螺栓腔；

8、以及定子组件，其包括同轴设置在所述中空螺栓腔内的定子支架以及设置在所述定子支架内的定子光纤元件，所述定子支架的前端伸入所述固定帽的安装腔内，且与所述转子支架的后端同轴正对，所述定子支架和转子支架之间的距离通过所述焦距调节组件进行调节。

9、优选的是，所述中空轴腔的横截面呈矩形状，所述转子支架的横截面呈与所述中空轴腔配合的矩形状。

10、优选的是，所述转子光纤元件包括由所述转子支架的后端向前端依次设置的玻璃管和转子光纤，所述玻璃管内由后向前依次设置有梯度折射率透镜和光纤插针。

11、优选的是，所述连接器组件包括于所述输出轴第一端依次连接的fc连接器插头和适配器。

12、优选的是，所述固定帽的前端外周设置有用于与所述电机的后端连接的帽沿，所述帽沿上开设有固定孔。

13、优选的是，所述安装腔包括由后向前依次设置在所述固定帽内部的安装螺纹孔、安装通孔和调节容纳孔，所述固定帽连接在所述电机的后端后，所述转子支架的后端伸入所述调节容纳孔内；

14、所述固定帽上开设有与所述调节容纳孔连通的观察窗。

15、优选的是，所述调节螺栓的后端设置有螺帽，前端设置有光面部，所述光面部和螺帽之间设置有外螺纹部。

16、优选的是，所述调节螺栓上开设有垂直连通至内部的中空螺栓腔的固定螺纹孔，所述固定螺纹孔内配合插设有用于固定中空螺栓腔内的定子支架的固定螺钉；

17、所述调节螺栓插入所述固定帽的安装腔后，所述外螺纹部与所述安装螺纹孔配合，所述光面部配合插入所述安装通孔内并伸入到所述调节容纳孔中，使得所述调节螺栓内的定子支架的前端伸入到所述调节容纳孔中并与所述转子支架的后端正对。

18、优选的是，所述中空螺栓腔的横截面呈矩形状，所述定子支架的横截面呈与所述中空螺栓腔配合的矩形状。

19、优选的是，所述焦距调节组件还包括配合套设在所述外螺纹部上的锁紧螺母。

20、本实用新型的有益效果是：

21、本实用新型提供的同轴旋转的光纤滑环装置，摒弃了传统的齿轮、皮带滑轮结构，直接通过直流电机的空心轴带动转子光纤元件转动，进而带动探头导管进行高速同轴旋转，再采用同轴机械结构设计将定子光纤元件与转子光纤元件两端面进行面对面高精度耦合，保证相对的旋转部件间光信号传输不因为高速旋转而中断，能在光纤滑环内部实现低损耗的稳定传输，可以获得更高的净扭矩、更低的噪声水平、更少的磨损和更低的产热，而且结构简单紧凑，尺寸小，应用场景更加多样；且本实用新型中定子光纤元件与转子光纤元件之间的距离能够方便调节，从而能实现光路的焦距调节。

技术特征：

1.一种同轴旋转的光纤滑环装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的同轴旋转的光纤滑环装置，其特征在于，所述中空轴腔的横截面呈矩形状，所述转子支架的横截面呈与所述中空轴腔配合的矩形状。

3.根据权利要求1所述的同轴旋转的光纤滑环装置，其特征在于，所述转子光纤元件包括由所述转子支架的后端向前端依次设置的玻璃管和转子光纤，所述玻璃管内由后向前依次设置有梯度折射率透镜和光纤插针。

4.根据权利要求1所述的同轴旋转的光纤滑环装置，其特征在于，所述连接器组件包括于所述输出轴第一端依次连接的fc连接器插头和适配器。

5.根据权利要求1所述的同轴旋转的光纤滑环装置，其特征在于，所述固定帽的前端外周设置有用于与所述电机的后端连接的帽沿，所述帽沿上开设有固定孔。

6.根据权利要求5所述的同轴旋转的光纤滑环装置，其特征在于，所述安装腔包括由后向前依次设置在所述固定帽内部的安装螺纹孔、安装通孔和调节容纳孔，所述固定帽连接在所述电机的后端后，所述转子支架的后端伸入所述调节容纳孔内；

7.根据权利要求6所述的同轴旋转的光纤滑环装置，其特征在于，所述调节螺栓的后端设置有螺帽，前端设置有光面部，所述光面部和螺帽之间设置有外螺纹部。

8.根据权利要求7所述的同轴旋转的光纤滑环装置，其特征在于，所述调节螺栓上开设有垂直连通至内部的中空螺栓腔的固定螺纹孔，所述固定螺纹孔内配合插设有用于固定中空螺栓腔内的定子支架的固定螺钉；

9.根据权利要求8所述的同轴旋转的光纤滑环装置，其特征在于，所述中空螺栓腔的横截面呈矩形状，所述定子支架的横截面呈与所述中空螺栓腔配合的矩形状。

10.根据权利要求8所述的同轴旋转的光纤滑环装置，其特征在于，所述焦距调节组件还包括配合套设在所述外螺纹部上的锁紧螺母。

技术总结
本技术公开了一种同轴旋转的光纤滑环装置，包括：电机，其具有中空的旋转输出轴；转子组件，其包括转子支架以及转子光纤元件；连接器组件；固定帽；焦距调节组件以及定子组件，其包括定子支架以及定子光纤元件。本技术摒弃了传统的齿轮、皮带滑轮结构，直接通过直流电机的空心轴带动转子光纤元件转动，进而带动探头导管进行高速同轴旋转，再采用同轴机械结构设计将定子光纤元件与转子光纤元件两端面进行面对面高精度耦合，保证相对的旋转部件间光信号传输不因为高速旋转而中断，能在光纤滑环内部实现低损耗的稳定传输，可以获得更高的净扭矩、更低的噪声水平、更少的磨损和更低的产热，而且结构简单紧凑，尺寸小，应用场景更加多样。

技术研发人员：王艳,李敏,吕晶,王斯博,周镇乔,陈月岩,贾宏博
受保护的技术使用者：中国科学院苏州生物医学工程技术研究所
技术研发日：20230110
技术公布日：2024/1/12