滑环的制作方法

1.本技术涉及数据传输技术领域，具体涉及一种滑环。


背景技术：

2.滑环，也称作旋转连接器，已无法满足工业发展对于传输数据量和可靠性的要求，传统的滑环在传输高速信号时，存在数据吞吐量低的问题。


技术实现要素：

3.本技术的一个目的在于提出一种滑环，旨在提高滑环传输信号的数据吞吐量和可靠性。
4.根据本技术实施例的一方面，提供了一种滑环，所述滑环包括机械式滑环子模块，无线发射端和无线接收端，所述无线发射端与所述无线接收端可旋转连接；
5.所述机械式滑环子模块包括传输介质、接触材料以及导电环，所述导电环分别连接所述传输介质以及所述接触材料；所述机械式滑环子模块用于传输低速信号以及电源信号；
6.所述无线发射端包括第一毫米波无线通信模块以及连接所述第一毫米波无线通信模块的第一天线；
7.所述无线接收端包括第二毫米波无线通信模块以及连接所述第二毫米波无线通信模块的第二天线；所述第二天线用于与所述第一天线传输无线信号，且所述第一毫米波无线通信模块以及所述第二毫米波无线通信模块用于传输高速信号。
8.在本技术的一些实施例中，基于以上技术方案，所述第一天线以及所述第二天线的旋转范围均为360度。
9.在本技术的一些实施例中，基于以上技术方案，所述无线发射端还包括第一信号转换单元，所述第一信号转换单元与所述第一毫米波无线通信模块连接，所述第一信号转换单元用于将并行信号转换为串行信号，并将所述串行信号传输至所述第一毫米波无线通信模块，所述第一毫米波无线通信模块用于将所述串行信号发送至所述第二毫米波无线通信模块；
10.所述无线接收端还包括第二信号转换单元，所述第二信号转换单元与所述第二毫米波无线通信模块连接，所述第二信号转换单元用于将所述第二毫米波无线通信模块传输的所述串行信号转换为所述并行信号，所述第二毫米波无线通信模块用于接收所述第一毫米波无线通信模块发送的所述串行信号。
11.在本技术的一些实施例中，基于以上技术方案，所述滑环还包括连接所述第一毫米波无线通信模块的可扩展信号转换单元，所述可扩展信号转换单元接入所述第一毫米波无线通信模块的高速slvs接口，并用于将参考信号转换聚合为slvs信号，所述参考信号包括mipi信号、displayport信号、hdmi信号、vbyone信号、lighting信号、thunderbolt信号、sata信号、lvds信号、usb信号、pcie信号、spi信号、uart信号、can信号、rs485信号、rs232信
号、ethernet信号或者gpio信号，或者所述可扩展信号转换单元接入所述第一毫米波无线通信模块的低速接口gpio，并用于对多路低速信号进行聚合。
12.在本技术的一些实施例中，基于以上技术方案，所述无线发射端还包括第一无线充电线圈以及连接所述第一无线充电线圈的第一电路板；
13.所述无线接收端还包括第二无线充电线圈以及连接所述第二无线充电线圈的第二电路板；所述第二无线充电线圈用于与所述第一无线充电线圈进行无线电能传输，且用于代替所述机械式滑环子模块的电刷进行供电传输。
14.在本技术的一些实施例中，基于以上技术方案，所述第一毫米波无线通信模块安装于所述第一无线充电线圈的中间区域，所述第二毫米波无线通信模块安装于所述第二无线充电线圈的中间区域。
15.在本技术的一些实施例中，基于以上技术方案，所述传输介质焊接于所述导电环的接触面上，或者，所述传输介质通过螺纹连接至所述导电环。
16.在本技术的一些实施例中，基于以上技术方案，所述接触材料通过胶粘至所述导电环的接触面或者通过压力固定连接至所述导电环的接触面。
17.在本技术的一些实施例中，基于以上技术方案，所述滑环还包括滑环外壳，所述无线发射端以及所述无线接收端设置于所述滑环外壳内部。
18.在本技术实施例提供的技术方案中，滑环包括机械式滑环子模块、无线发射端和无线接收端，无线发射端与无线接收端可旋转连接，机械式滑环子模块包括传输介质、接触材料以及导电环，导电环分别连接传输介质以及接触材料；机械式滑环子模块用于传输低速信号以及电源信号，无线发射端包括第一毫米波无线通信模块以及连接第一毫米波无线通信模块的第一天线，无线接收端包括第二毫米波无线通信模块以及连接第二毫米波无线通信模块的第二天线，第二天线用于与第一天线传输无线信号，从而能够传输低速信号以及无线高速信号，可承载的信号类型更多，并且传输信号的可靠性更高。
19.本技术的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本技术的实践而习得。
20.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本技术。
附图说明
21.通过参考附图详细描述其示例实施例，本技术的上述和其它目标、特征及优点将变得更加显而易见。
22.图1示出了根据本技术一个实施例的滑环的结构示意图。
23.图2示出了根据本技术一个实施例的无线发射端以及无线接收端的结构示意图。
24.图3示出了根据本技术一个实施例的滑环的结构示意图。
25.图4示出了根据本技术一个实施例的滑环的结构示意图。
26.图5示出了根据本技术一个实施例的滑环的结构示意图。
27.附图标记说明：
28.无线发射端-10；第一毫米波无线通信模块-11；第一天线-12；第一信号转换单元-13；第一无线充电线圈-14；无线接收端-20；第二毫米波无线通信模块-21；第二天线-22；第
二信号转换单元-23；第二无线充电线圈-24；传输介质-30；接触材料-40；导电环-50。
具体实施方式
29.现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些示例实施方式使得本技术的描述将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。附图仅为本技术的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。
30.此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多示例实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本技术的示例实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本技术的技术方案而省略特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、方法、实现或者操作以避免喧宾夺主而使得本技术的各方面变得模糊。
31.附图中所示的一些方框图是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。
32.图1示出了根据本技术一个实施例的滑环的结构示意图，该滑环包括机械式滑环子模块，无线发射端10以及无线接收端20。
33.无线发射端10与无线接收端20可旋转连接，无线发射端10包括第一毫米波无线通信模块11以及连接第一毫米波无线通信模块11的第一天线12；无线接收端20包括第二毫米波无线通信模块21以及连接第二毫米波无线通信模块21的第二天线22；第二天线22用于与第一天线12传输无线信号。
34.机械式滑环子模块包括传输介质30、接触材料40以及导电环50，导电环50分别连接传输介质30以及接触材料40；机械式滑环子模块用于传输低速信号以及电源信号，且第一毫米波无线通信模块11以及第二毫米波无线通信模块21用于传输高速信号。
35.采用上述方式，该滑环包括机械式滑环实现低速信号以及电源信号传输，并且包括非接触式的无线发射端10以及无线接收端20实现高速信号传输，通过毫米波通信能够满足高数据吞吐量的数据传输要求，具有高可靠性，并且相较于光传输技术，上述混合式滑环具有高性价比，易于集成，易于生产和应用，不受灰尘、污染干扰，体积小的特点，此外，上述混合式滑环能够同时承载低速信号和高速信号，能够广泛满足多种滑环应用需求。
36.在一实施例中，接触式滑环，即机械式滑环子模块，包括固定部分、旋转部分、导电环、接触材料、导电刷、传输介质、导向部分以及保护层。固定部分可以称作固定座，安装在机器设备的静止部分上，起到支撑和固定转子的作用。旋转部分可以称作转子，安装在机器设备的旋转部件上，随着旋转部件的转动而旋转，转子可以采用金属材料制成，以保证其强度和耐磨性。导电环用于传输电力信号，导电环可以采用金属材料制成，以保证导电性能。导电刷与导电环相对应，安装在固定座上，用于与导电环进行接触，从而传输电信号，导电刷可以采用碳材料制成，以保证其良好的导电性能和耐磨性能。导向部分用于保持转子和固定座之间的相对位置，可以由导向轴承或者导向平面组成，以保证接触面的正常工作。保
护层用于保护机械式滑环子模块的传输介质不受外界影响，可以由耐磨、耐腐蚀的材料制成，以保证机械式滑环子模块的使用寿命。其中，接触材料涂覆在导电环和导电刷接触面，用于保证接触面良好的传输效果和耐磨性能，传输介质连接到导电环上，通过导电环和导电刷之间的接触来实现电信号的传输。需要注意的是，上述内容并不构成对本技术技术方案的限定，机械式滑环子模块也可以采用其他不同于此的结构。
37.在一实施例中，传输介质焊接于导电环的接触面上，通过焊接，可以使传输介质和导电环之间的接触更加紧密，减少接触电阻和信号损失，从而提高传输效率和稳定性，延长接触式滑环的使用寿命。
38.在一实施例中，传输介质通过螺纹连接至导电环，也可以提高传输效率和可靠性，并且，螺纹连接还具有易于拆卸、维护和更换的优点，可以方便地对滑环进行维护。
39.在一实施例中，接触材料通过胶粘至导电环的接触面或者通过压力固定连接至导电环的接触面。通过胶粘或者压力固定将接触材料连接至导电环的接触面，能够提高传输效率和稳定性。
40.在一实施例中，滑环包括非接触式滑环部分以及上述的机械式滑环子模块，该非接触式滑环部分包括上述的无线发射端和无线接收端，在混合式滑环中，非接触式滑环部分与机械式滑环子模块之间通过机械结构和导向部分相互连接，机械结构包括传动轴、齿轮、链条等部件。其中，可以在固定座和转子上分别安装有机械结构和导向部分，在机械结构中安装传动轴或其他传动部件，在导向部分安装轴承或导向平面，导向轴承和导向平面用于保持转子和固定座之间的相对位置，以保证滑环的正常工作，在机械结构和导向部分之间添加连接件，连接件用于将机械结构和导向部分连接在一起，以保持它们之间的相对位置和稳定性，连接件可以是螺栓、螺母或者其他类型的连接件。此外，也可以采用其他方式将非接触式滑环部分和机械式滑环子模块进行集成设置。需要注意的是，上述内容并不构成对本技术技术方案的限定，机械式滑环子模块与非接触式滑环子模块之间也可以采用其他不同于此的结构。
41.在一实施例中，低速信号通过导电环传输，滑环轴可设置多个金属接触点。
42.图2示出了根据本技术一个实施例的无线发射端和无线接收端的结构示意图。
43.无线发射端10与无线接收端20可旋转连接；无线发射端10包括第一毫米波无线通信模块11以及连接第一毫米波无线通信模块11的第一天线12；无线接收端20包括第二毫米波无线通信模块21以及连接第二毫米波无线通信模块21的第二天线22；第二天线22用于与第一天线12传输无线信号。
44.无线发射端10还可以包括第一信号转换单元13，第一信号转换单元13与第一毫米波无线通信模块11连接，第一信号转换单元13用于将并行信号转换为串行信号，并将串行信号传输至第一毫米波无线通信模块11，第一毫米波无线通信模块11用于将串行信号发送至第二毫米波无线通信模块21；无线接收端20还包括第二信号转换单元23，第二信号转换单元23与第二毫米波无线通信模块21连接，第二信号转换单元23用于将第二毫米波无线通信模块21传输的串行信号转换为并行信号，第二毫米波无线通信模块21用于接收第一毫米波无线通信模块11发送的串行信号。采用上述方式实现串并转换，以实现对信号的聚合转换和传输。
45.无线发射端10还可以包括第一无线充电线圈14以及连接第一无线充电线圈14的
第一电路板；无线接收端20还包括第二无线充电线圈24以及连接第二无线充电线圈24的第二电路板；第二无线充电线圈24用于与第一无线充电线圈14进行无线电能传输，且用于代替机械式滑环子模块的电刷进行供电传输。
46.在一实施例中，第一毫米波无线通信模块11安装于第一无线充电线圈14的中间区域，第二毫米波无线通信模块21安装于第二无线充电线圈24的中间区域。采用该方式，毫米波无线通信模块和无线充电线圈设置于同一平面，并利用了无线充电线圈中间空余的区域，有利于减小滑环的尺寸。
47.采用上述方式，通过无线充电实现滑环电源信号传输，实现供电，并且通过对信号进行聚合，来通过毫米波无线通信模块来传输，从而在传输无线高速信号的基础上，还可以传输低速信号以及电源信号，提升了滑环的易用性、可靠性以及对传输速度。
48.在一实施例中，无线发射端包括第一接口连接器、第一机械连接部件、旋转轴、第一电路板、第一无线充电线圈、第一毫米波无线通信模块以及第一天线。无线接收端包括第二接口连接器、尾部端盖、外壳体、轴承、第二电路板、第二无线充电线圈、第二毫米波无线通信模块以及第二天线。第一接口连接器可以固定连接于第一机械连接部件后端，第一机械连接部件可以固定在旋转轴后端，第一接口连接器与第一机械连接部件之间可以设置有密封层，第一机械连接部件与旋转轴之间可以设置有弹性材料以进行密封，旋转轴另一端通过第一绝缘材料安装第一电路板，第一绝缘材料与旋转轴固定连接。第一电路板处于第一绝缘材料和旋转轴前端面之间，第一无线充电线圈安装于第一绝缘材料前端。第一无线充电线圈安装于第一绝缘材料前端，第一毫米波无线通信模块与第一电路板连接，第一天线与第一毫米波无线通信模块连接。
49.无线接收端包括第二接口连接器、端盖、轴承、第二电路板、第二无线充电线圈、第二毫米波无线通信模块以及第二天线。第二接口连接器与端盖固定连接，端盖具有印制板安装部，印制板安装部通过与第二绝缘材料连接实现对第二电路板的安装固定，第二电路板被压装于第二绝缘材料和端盖之间，第二接口连接器与端盖之间设置有密封层，轴承的外圈与壳体相连，轴承的内圈与旋转轴固定相连，从而使得旋转轴能够相对于壳体进行转动。
50.在一实施例中，滑环还包括滑环外壳，无线发射端10以及无线接收端20设置于滑环外壳内部。
51.采用此方式，对滑环内部构造进行保护，提高滑环安全性。
52.在一实施例中，第一天线12以及第二天线22的旋转范围均为360度。
53.采用此方式，可以进行360度的旋转，适应大旋转角度下的滑环应用。
54.在一实施例中，该滑环包括与无线发射端10和无线接收端20集成设置的低速信号传输子模块，该低速信号传输子模块用于传输低速信号，且该低速传输信号子模块可以包括机械式滑环子模块，通过机械式滑环子模块可以传输低速信号，并且可以传输电源信号，以实现集成设置。该低速信号传输子模块也可以包括第一信号转换单元13以及第二信号转换单元23，分别通过第一信号转换单元13和第二信号转换单元23进行信号转换，以使得第一毫米波无线通信模块11和第二毫米波无线通信模块21能够传输低速信号，并且通过第一无线充电线圈14以及第二无线充电线圈24传输电源信号，从而可以传输低速信号和电源信号，以实现低速信号传输子模块与无线发射端10、无线接收端20集成设置。
55.图3示出了根据本技术一个实施例的滑环的结构示意图。该滑环包括机械式滑环子模块、无线发射端以及无线接收端。其中，无线发射端和无线接收端分别设置有用于无线充电的线圈，低速信号可以通过机械式滑环子模块传输，高速信号可以通过第一毫米波无线通信模块和第二毫米波无线通信模块传输，电源信号可以通过无线充电传输。采用此方式，该滑环能够传输无线高速信号且可以通过无线充电传输电源信号，并通过机械式滑环子模块传输低速信号，其兼容性、可靠性更强。
56.图4示出了根据本技术一个实施例的滑环的结构示意图。滑环包括机械式滑环子模块、无线发射端以及无线接收端，该滑环还包括聚合芯片以及解聚合芯片，该聚合芯片可以将多路信号聚合转换为slvs信号，而该解聚合芯片可以将slvs信号解聚合为多路信号，以支持低速信号和高速信号的传输，并且该滑环可以通过无线充电线圈来传输电源信号。
57.在一实施例中，滑环还可以包括连接第一毫米波无线通信模块的可扩展信号转换单元，可扩展信号转换单元接入第一毫米波无线通信模块的高速slvs接口，并用于将参考信号转换聚合为slvs信号，参考信号包括mipi信号、displayport信号、hdmi信号、vbyone信号、lighting信号、thunderbolt信号、sata信号、lvds信号、usb信号、pcie信号、spi信号、uart信号、can信号、rs485信号、rs232信号、ethernet信号或者gpio信号等，可扩展信号转换单元还可以接入第一毫米波无线通信模块的低速接口gpio，并用于对多路低速信号进行聚合，参照图5所示，该滑环可以对多路低速信号进行聚合得到gpio信号，以实现对多路低速信号的传输。此外，第一信号转换单元可以指代该可扩展信号转换单元，而第二信号转换单元可以用于解聚合，且该第二信号转换单元可以将slvs信号转换解聚合为参考信号。
58.采用此方式，能够使得该滑环兼容使用在安防摄像头，雷达/激光雷达，智能驾驶，工业旋转设备等场景中，提高对多场景的兼容性。

技术特征：
1.一种滑环，其特征在于，所述滑环包括机械式滑环子模块，无线发射端和无线接收端，所述无线发射端与所述无线接收端可旋转连接；所述机械式滑环子模块包括传输介质、接触材料以及导电环，所述导电环分别连接所述传输介质以及所述接触材料；所述机械式滑环子模块用于传输低速信号以及电源信号；所述无线发射端包括第一毫米波无线通信模块以及连接所述第一毫米波无线通信模块的第一天线；所述无线接收端包括第二毫米波无线通信模块以及连接所述第二毫米波无线通信模块的第二天线；所述第二天线用于与所述第一天线传输无线信号，且所述第一毫米波无线通信模块以及所述第二毫米波无线通信模块用于传输高速信号。2.根据权利要求1所述的滑环，其特征在于，所述第一天线以及所述第二天线的旋转范围均为360度。3.根据权利要求1所述的滑环，其特征在于，所述无线发射端还包括第一信号转换单元，所述第一信号转换单元与所述第一毫米波无线通信模块连接，所述第一信号转换单元用于将并行信号转换为串行信号，并将所述串行信号传输至所述第一毫米波无线通信模块，所述第一毫米波无线通信模块用于将所述串行信号发送至所述第二毫米波无线通信模块；所述无线接收端还包括第二信号转换单元，所述第二信号转换单元与所述第二毫米波无线通信模块连接，所述第二信号转换单元用于将所述第二毫米波无线通信模块传输的所述串行信号转换为所述并行信号，所述第二毫米波无线通信模块用于接收所述第一毫米波无线通信模块发送的所述串行信号。4.根据权利要求3所述的滑环，其特征在于，所述滑环还包括连接所述第一毫米波无线通信模块的可扩展信号转换单元，所述可扩展信号转换单元接入所述第一毫米波无线通信模块的高速slvs接口，并用于将参考信号转换聚合为slvs信号，所述参考信号包括mipi信号、displayport信号、hdmi信号、vbyone信号、lighting信号、thunderbolt信号、sata信号、lvds信号、usb信号、pcie信号、spi信号、uart信号、can信号、rs485信号、rs232信号、ethernet信号或者gpio信号，或者所述可扩展信号转换单元接入所述第一毫米波无线通信模块的低速接口gpio，并用于对多路低速信号进行聚合。5.根据权利要求1所述的滑环，其特征在于，所述无线发射端还包括第一无线充电线圈以及连接所述第一无线充电线圈的第一电路板；所述无线接收端还包括第二无线充电线圈以及连接所述第二无线充电线圈的第二电路板；所述第二无线充电线圈用于与所述第一无线充电线圈进行无线电能传输，且用于代替所述机械式滑环子模块的电刷进行供电传输。6.根据权利要求5所述的滑环，其特征在于，所述第一毫米波无线通信模块安装于所述第一无线充电线圈的中间区域，所述第二毫米波无线通信模块安装于所述第二无线充电线圈的中间区域。7.根据权利要求1所述的滑环，其特征在于，所述传输介质焊接于所述导电环的接触面上，或者，所述传输介质通过螺纹连接至所述导电环。8.根据权利要求1所述的滑环，其特征在于，所述接触材料通过胶粘至所述导电环的接
触面或者通过压力固定连接至所述导电环的接触面。9.根据权利要求1所述的滑环，其特征在于，所述滑环还包括滑环外壳，所述无线发射端以及所述无线接收端设置于所述滑环外壳内部。

技术总结
本申请提供了一种滑环。该滑环包括机械式滑环子模块、无线发射端和无线接收端，是一种混合式滑环。无线发射端与无线接收端可旋转连接，机械式滑环子模块包括传输介质、接触材料以及导电环，导电环分别连接传输介质以及接触材料；机械式滑环子模块用于传输低速信号以及电源信号，无线发射端包括相互连接的第一毫米波无线通信模块的第一天线，无线接收端包括相互连接的第二毫米波无线通信模块以及第二天线，毫米波无线通信模块用于传输高速信号。本申请通过上述混合式滑环能够提高滑环传输高速信号的吞吐量以及可靠性，并且能够传输低速信号以及电源信号，避免可承载的信号有限的问题，并解决传统高速滑环的成本问题。并解决传统高速滑环的成本问题。并解决传统高速滑环的成本问题。


技术研发人员：晏承彬
受保护的技术使用者：深圳市稳联射频技术有限公司
技术研发日：2023.05.11
技术公布日：2023/7/26