МНОГОКАНАЛЬНЫЙ ВРАЩАЮЩИЙСЯ ОПТИЧЕСКИЙ ПЕРЕХОД

Полезная модель относится к области связи и может быть использована в волоконно-оптических линиях с целью передачи информации с вращающихся или к вращающимся объектам.
Известен многоканальный вращающийся оптический соединитель, состоящий из корпуса (пат. США №5588077, от 22.05.1995), выполненного из двух частей, стационарной и вращающейся части, в котором размещены два оптических волоконных канала, расположенные на одной линии вдоль одной и той же оси вращения. Изоляция одного канала от другого достигается за счет применения линз необходимого размера, расположенных каждой стороны оптического канала. Оба канала являются двунаправленными, с возможностью передавать сигнал в любом направлении. Недостатком этой конструкции является отсутствие возможности соединения нескольких оптических волокон и кроме того соединитель имеет значительные потери светового потока.
Известен соединитель для оптических кабелей, содержащий корпус, который выполнен из соединенных между собой двух частей, одна из которых установлена с возможностью вращения, содержащая пружины и подпружиненные феррулы. Оптический кабель проходит внутри втулок, установленных в ферулах с двух сторон корпуса (пат. США №5633963, от 27.05.1997). Недостатками этого соединителя является сложность изготовления, т.к. требуется большая точность изготовления деталей соединителя, чтобы выдержать соосность волокон, обеспечивающую минимизацию оптических потерь в процессе вращения, для чего необходимо выполнение высокоточных элементов вращения, что усложняет конструкцию соединителя и удорожает его изготовление. Кроме того, известный соединитель имеет увеличенные габариты, особенно вращающегося элемента, что ограничивает скорость вращения соединителя.
Известен вращающийся соединитель для оптических кабелей, содержащий корпус, в котором оппозитно установлены два узла с направляющими втулками, в которых закреплены оптические кабели, один из узлов имеет возможность вращения, а другой узел закреплен неподвижно, между направляющими втулками расположен оптический элемент в виде призмы, во втулках зафиксированы обоймы, представляющие стержни с крестообразным сечением, в пазах которых установлены оптические кабели, концы которых подведены к граданам (пат. РФ №108646, от 20.09.2011). Недостатком указанной конструкции является ее сложность и увеличенные световые потери из-за поглощения сигнального излучения материалом призмы.
Наиболее близким к заявленной полезной модели является многоканальный вращающийся соединитель, содержащий корпус с крышкой, в котором размещены диски с возможностью синхронного вращения вокруг общей оси. В дисках выполнены отверстия для оптических каналов, к первому диску и к корпусу подведены оптические кабели с узлами стыковки, во втором диске с каждой стороны установлено по два отражателя, один из которых расположен на пересечении с осью вращения. Между дисками установлена прозрачная пластина, на каждой стороне которой имеется отражатель, расположенный на пересечении с осью вращения дисков (пат. РФ №130414, от 20.07.2013) - прототип.
Недостатком многоканального вращающегося соединителя для оптических кабелей является сложность конструкции и сложность юстировки оптических узлов, так как требуется обеспечить высокую точность позиционирования отражателей.
Техническим результатом является повышение прочности и надежности конструкции и упрощение юстировки оптических узлов перехода.
Технический результат достигается тем, что многоканальный вращающийся оптический переход состоит из статического корпуса и вращающегося фланца, имеющих привалочные поверхности с установленными на них корпусами коллиматоров с розетками для резьбового и/или байонетного присоединения оптических соединителей, внутри корпуса установлена пара опорных стекол с закрепленными на них отражающими элементами, расположенными на оси вращения перехода, между опорными стеклами расположено вращающееся стекло с закрепленными на нем отражающими элементами, один из которых расположен на оси вращения, а другой напротив внеосевого оптического канала, причем вращающееся стекло имеет возможность синхронного вращения с фланцем посредством эвольвентного зацепления через вал с двумя разнесенными зубчатыми колесами. Фланец и вращающееся стекло установлены в корпусе на подшипниках. Стекла закреплены в защитные оправы.
Для соединения трех и более пар оптических соединителей дополнительно может быть установлено опорное стекло и вращающееся стекло с закрепленными на нем отражающими элементами.
Многоканальный вращающийся оптический переход поясняется чертежами:
На фиг. 1 представлен общий вид;
На фиг. 2, представлен разрез перехода, где:
1 - оптический соединитель,
2 - оптический соединитель,
3 - оптический соединитель,
4 - оптический соединитель,
5 - коллиматор,
6 - коллиматор,
7 - коллиматор,
8 - коллиматор,
9 - опорное стекло,
10 - опорное стекло,
11 - вращающееся стекло,
12 - отражающий элемент,
13 - отражающий элемент,
14 - отражающий элемент,
15 - отражающий элемент,
16 - вращающийся фланец,
17 - корпус,
18 - вал с двумя разнесенными зубчатыми колесами,
19 - ведущее зубчатое колесо,
20 - ведомое зубчатое колесо,
21 - подшипник вращающегося опорного стекла,
22 - подшипник вращающегося фланца,
23 - подшипник.
На фиг. 2 представлен многоканальный вращающийся оптический переход, который состоит из корпуса 17 и вращающегося фланца 16, установленного в корпусе на подшипнике 22 с возможностью вращения вокруг оси. Корпус 17 и вращающийся фланец 16 имеют привалочные поверхности, на которых расположены коллиматоры 5, 6, 7, 8 для резьбового и байонетного присоединения оптических соединителей 1, 2, 3, 4. Внутри корпуса в защитных оправах установлены опорные стекла 9, 10, на которых закреплены отражающие элементы 12, 14. Между опорными стеклами 9, 10 на подшипнике 21 установлено вращающее стекло 11 с закрепленными на нем отражающими элементами 13, 15. Вращающееся стекло и вращающийся фланец связаны посредством эвольвентного зацепления через вал 18 с двумя разнесенными зубчатыми колесами 19, 20 обеспечивающими синхронное вращение.
Переход работает следующим образом: оптический сигнал по каналу А проходит через оптический соединитель 1, попадает на линзу коллиматора 5 расположенную на оси вращения перехода, направляется на отражающий элемент 12, установленный на опорное стекло 9, которое остается неподвижным относительного статического корпуса 17 перехода, и независимо от угла поворота вращающегося фланца 16, отраженный оптический сигнал от отражающего элемента 12 попадает на линзу коллиматора 6, который фокусирует его на оптическом соединителе 2.
Оптический сигнал по внеосевому каналу Б проходит через оптический соединитель 3, попадает на линзу коллиматора 7, проходит через опорное стекло 9 и попадает на отражающий элемент 13, отражается и попадает на отражающий элемент 15, установленный на вращающемся стекле 11, вращающемся синхронно с вращающимся фланцем 16 посредством эвольвентного зацепления через вал 18 с двумя разнесенными зубчатыми колесами 19, 20. Отраженный оптический сигнал от отражающего элемента 15 проходит через вращающееся стекло 11 на отражающий элемент 14, установленный на опорном стекле 10, попадает на линзу коллиматора 8, который фокусирует его на оптическом соединителе 4.
Для подключения оптических кабелей корпус перехода и вращающийся фланец имеют привалочные поверхности для крепления коллиматоров. К коллиматорам могут присоединяться различные типы оптических соединителей, которые могут быть выполнены в нескольких исполнениях - для резьбового или байонетного присоединения оптических кабелей. Это позволяет подключать к переходу различные сочетания оптических кабелей со стандартными резьбовыми или байонетными соединителями.
Многоканальный вращающийся оптический переход работает как с одномодовым, так и с многомодовым оптическим волокном.
Повышение прочности и надежности обеспечивается применением защитных оправ, в которые закреплены стекла, оправы предохраняют стекла от механического разрушения при внешних воздействующих факторах, а упрощение юстировки оптических узлов, реализовано наличием на опорных стеклах по одному отражающему элементу.