[发明专利]一种非接触式滑环传输系统及相关光信号传输方法

权利要求书

1.一种非接触式滑环传输系统，其特征在于，该系统包括：上端开口的转子圆筒，下端具有与转子圆筒尺寸一致的圆筒形开口的定子空腔，所述转子圆筒上端开口和所述定子空腔的下端开口相对设置，通过轴承进行衔接；所述定子空腔的圆筒形开口处设置有无线能量发射线圈，所述转子圆筒上端开口处设置中间空心的无线能量接收线圈；所述定子空腔的内部和转子圆筒侧壁上都设有光信号源和光电探测器及调理电路，转子圆筒侧壁上的光信号源和光电探测器及调理电路位于不同高度；所述定子空腔内部和所述转子圆筒内设有从所述无线能量发射线圈和所述无线能量接收线圈的中间空心处通过的光学收发通道；

所述光学收发通道包括：设置在所述定子空腔内部的发射波长分光镜、收发分光镜、若干双抛物面反射镜以及若干菲涅尔透镜，每个所述菲涅尔透镜一体化粘接在一个所述双抛物面反射镜内部、两者的焦点相同；设置在所述转子圆筒内、所述无线能量接收线圈中间空心正下方的反射圆锥，所述反射圆锥固定在与转子筒壁固定的锥面托盘上；

所述定子空腔内部光信号源发出的光信号通过所述光学收发通道进行传输，由所述转子圆筒侧壁上的光电探测器及调理电路进行接收；所述转子圆筒侧壁上的光信号源发出的光信号同样通过所述光学收发通道进行传输，由所述定子空腔内部的光电探测器及调理电路进行接收；

所述光学收发通道还包括接收波长分光镜，所述转子圆筒侧壁上的光信号源和所述定子空腔的内部光信号源的数量、双抛物面反射镜以及菲涅尔透镜的数量均为2个；

所述转子圆筒侧壁上的2个光信号源发出两束不同波长的光束经过反射圆锥外表面反射后、穿过所述无线能量发射线圈和无线能量接收线圈的中间空心后进入所述收发分光镜后，到达所述接收波长分光镜后，分成两束不同波长的光束，所述两束光束中的任一束、部分经过一个菲涅尔透镜汇聚、部分再经过与所述一个菲涅尔透镜一体化粘接的一个双抛物面反射镜汇聚到所述一个菲涅尔透镜焦点处的光电探测器及调理电路进行接收；所述定子空腔内部的2个光信号源发出两束不同波长的光束，由所述发射波长分光镜组合汇合成一束经过所述收发分光镜、通过所述无线能量发射线圈和无线能量接收线圈的中间空心到达所述反射圆锥的外表面，由所述反射圆锥的外表面反射成圆环光束，不同波长的光束部分到达所述转子圆筒侧壁上不同高度的光电探测器及调理电路，由对应的光电探测器及调理电路进行接收。

2.如权利要求1所述的滑环传输系统，其特征在于，所述滑环传输系统中的所有光信号源中的任意2个发出的光束波长都不相同。

3.如权利要求1所述的滑环传输系统，其特征在于，所述光信号源包含：光源、调制器以及发射光束准直器；所述调制器用需要传输的信号对所述光源发出的光束进行调制；所述发射光束准直器对调制好的光束进行准形以减小光束的发散角。

4.如权利要求1所述的滑环传输系统，其特征在于，所述光电探测器及调理电路的前端安装带通滤光片，所述带通滤光片的带通中心波长与其所在的光电探测器及调理电路将接收光束的中心波长对应。

5.如权利要求1所述的滑环传输系统，其特征在于，所述反射圆锥是金属材料制作，其表面镀铬，铬刨平后再镀一层金或者铝；所述双抛物面反射镜内部反射面镀一层高亮铝。

6.一种基于非接触式滑环的光信号传输方法，其特征在于，该方法包括：采用如权利要求1-5中任一项所述的滑环传输系统，通过该滑环传输系统中的光信号源产生信号光束，通过该滑环传输系统中的光学收发通道在转子和定子之间通过进行发送、传输和接收。