ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее техническое решение относится к встраиваемому модулю для устройства отображения, в частности для передачи на вращающуюся часть электрической и механической мощности с оптическим каналом связи.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Заявленный модуль относится к классу оптических электронных соединительных устройств (Rotary Link Connector/RLC) и представляет собой оптическое электронное соединительное устройство для передачи электроэнергии и данных с высокой скоростью, обеспечивая при этом постоянное круговое вращение между неподвижной (статорной частью) и вращающейся частью (роторной частью).

Для процесса передачи RLC использует технологию оптической передачи для отправки сигнала в виде светового луча на вращающийся участок. Используя лазерные и светодиодные технологии для излучения света возможна не только стабильная, но и быстрая передача до 1,5 Гбит/с. Хотя самое большое преимущество использования оптической передачи для RLC заключается в том, что может быть устранен шум и трение из-за отсутствия напрямую соединяемых частей. Эта означает, что отправка и получение сигналов данных в обоих направлениях осуществляется без физических точек соприкосновения.

Основным недостатком известных решений, например, RLC производства Nihon Maruko Ink, является наличие паразитных нагревов элементов конструкции, что обусловлено конструктивными особенностями расположения магнитных элементов ротора и элементов, обеспечивающих беспроводной принцип передачи данных. Также существует проблема в минимизации такого вида устройств и повышении их надежности, вследствие чего предлагается новый принцип конструктивного исполнения такого рода устройств.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Для осуществления заявленного изобретения и исключения существующих недостатков предлагается реализация нового конструктивного исполнения модуля поворотного соединителя для устройства отображения.

Для устройства отображения важными параметрами являются: - большая прозрачность изображения, которая достигается особой конструкцией заявленного модуля, а именно, его минимальным диаметром (чем он меньше, тем больше прозрачность);

- долговечность устройства отображения, которая достигается за счет большего расстояния между подшипниками роторной части (чем больше расстояние, тем меньше значение радиальных биений, что влияет на срок службы подшипников);

- большая стабильность изображения (чем меньше значение радиальных биений, тем качественнее получается изображение - меньше отклонение центра изображения от оси вращения модуля).

В предпочтительном примере реализации модуль поворотного соединителя для устройства отображения, содержит: статорную и роторную части; систему вращения роторной части, содержащую базу статорной части, в которой расположены на ее верхнем конце обмотка и магнитная система роторной части, причем упомянутая магнитная система расположена по внешней стороне упомянутой обмотки или над упомянутой обмоткой; систему передачи электрической мощности, содержащую элементы для реализации передачи беспроводной электрической мощности от статорной части к роторной части, причем внутренний диаметр элементов относящихся к статорной или роторной части меньше внешнего диаметра упомянутой магнитной системы; систему передачи данных по беспроводному каналу, содержащую полый вал, расположенный в роторной части, по меньшей мере один передатчик сигнала, расположенный на статорной части, и по меньшей мере один приемник сигнала, расположенный на роторной части, причем приемник сигнала размещен на конце полого вала ниже упомянутой базы статорной части или внутри полого вала.

В одном из частных примеров реализации изобретения приемник и передатчик сигнала системы передачи данных по беспроводному каналу обеспечивают связь по каналу, выбираемому из группы: оптический канал, емкостная передача данных, индуктивная передача данных, радиочастотная связь.

В другом частном примере реализации изобретения приемник и/или передатчик сигналов системы передачи данных находятся на печатной плате. В другом частном примере реализации изобретения система вращения роторной части содержит схему управления обмоткой, причем упомянутая схема расположена на одной печатной плате с приемником и/или передатчиком упомянутой системы передачи данных.

В другом частном примере реализации изобретения система передачи электрической мощности содержит схему управления элементами для реализации передачи беспроводной электрической мощности от статорной части, расположенную на одной печатной плате с приемником и/или передатчиком системы передачи данных.

В другом частном примере реализации изобретения на печатной плате приемника и/или передатчика сигналов содержится схема управления обмотками системы вращения роторной части и схема управления элементами для реализации передачи беспроводной мощности от статорной части.

В другом частном примере реализации изобретения в системе передачи данных по беспроводному каналу приемник и передатчик расположены на оси вращения роторной части.

В другом частном примере реализации изобретения система передачи данных по беспроводному каналу дополнительно содержит на роторной части по крайней мере один передатчик и на статорной части - по крайней мере один приемник, расположенные не на оси вращения роторной части.

ЧЕРТЕЖИ

Фиг. 1 иллюстрирует схему типов передачи информации между частями модуля.

Фиг. 2 иллюстрирует общий вид заявленного модуля.

Фиг. 3 иллюстрирует схематичный вид основных элементов модуля.

Фиг. 4А - Фиг. 4В иллюстрируют примеры выполнения роторной части модуля.

Фиг. 5 иллюстрирует общий вид устройства отображения.

ДЕТАЛЬНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Как показано на Фиг. 1 модуль (10) содержит роторную (100) и статорную части (200). Статорная часть (200) является неподвижной, а роторная (100) выполнена с возможностью вращения. Модуль (10) обеспечивает передачу одновременно несколько типов связи, в частности, оптический канал связи (300), по которому данные поступают со статорной части (200) на роторную (100) и наоборот, механическая связь (301), с помощью которой обеспечивается вращение роторной части (100) модуля (10); электрическая мощность (302), с помощью которой обеспечивается канал беспроводной передачи данных от статорной (200) к роторной части (100).

Как показано на Фиг. 2 и Фиг. 3, модуль (10) имеет статорную часть (200), в которой располагается система вращения роторной части, содержащая базу (210), в которой в верхней части и у основания находятся подшипники (206)-(207), обмотка двигателя (211) находится в верхней части статорной части (200). Между обмоткой двигателя (211) и основанием базы (210) размещена система передачи электрической мощности, содержащая элементы для реализации передачи беспроводной электрической мощности, в частности, роторная часть беспроводной мощности (102) и статорная часть беспроводной мощности (205). Указанные части беспроводной мощности (102) и (205) содержат свободное пространство в центре, достаточное чтобы при сборке модуля (10) пройти через основание базы (210). Элементы беспроводной мощности (102), (205) могут выполняться соответственно в виде вторичной и первичной обмотки, при этом внутренний диаметр элементов (102) и (205) меньше внешнего диаметра магнитной системы (105).

Длина базы (210) выбирается исходя из необходимого объема для элементов беспроводной мощности. База (210) крепится к корпусу статорной части (201), к которому крепится крышка статорной части (202).

Роторная часть (100) модуля (10) держится на полом валу (106), который вращается в подшипниках (206)-(207). К верхней части вала (106) крепится корпус роторной части (101), к которому соответственно крепится магнитная система двигателя (105). Роторная часть (100) содержит приемник оптического сигнала (109). Приемник оптического сигнала (109) устанавливается предпочтительно на оси вращения ротора (400). Сигнал с приемника оптического сигнала (109) поступает по шлейфу (103) через полый вал (106) и выходит из роторной части (100) модуля (10).

Система вращения роторной части состоит из базы статорной части (210), обмотки (211) и магнитной системы роторной части (105). На Фиг. 4А-4В представлены примеры расположения магнитной системы (105), которая может располагаться как по внешней стороне обмотки (211), так и над упомянутой обмоткой (211).

Модуль (10) содержит систему передачи данных по беспроводному каналу, которая состоит из вала (106) роторной части (100) и по меньшей мере одного передатчика оптического сигнала (209) и по меньшей мере одного приемника оптического сигнала (109). Приемник оптического сигнала (109) размещается на конце полого вала (106) ниже базы статорной части (210) или внутри полого вала (106).

На оси вращения (400) может выполняться печатная плата (208), на которой устанавливается как минимум один передатчик оптического сигнала (209). Печатная плата (208) может устанавливаться на крышке статорной части (202). Обмен сигналами от печатной платы (208) может быть реализован через шлейф (204). С помощью шлейфа (203) производится управление обмоткой двигателя (211) роторной части (200).

Излучаемый оптический сигнал через передатчик (209) через воздушную среду поступает на приемник оптического сигнала (109). Приемник (109) и передатчик (209) предпочтительно располагаются на одной оси вращения (400). Передача оптического сигнала происходит за счет прямолинейного распространения света без его преломления и отражения. Приемник (109) и передатчик (209) сигнала системы передачи данных по беспроводному каналу обеспечивают связь по каналу, выбираемому из группы: оптический канал, емкостная передача данных, индуктивная передача данных, радиочастотная связь.

В системе передачи данных по беспроводному каналу дополнительно может содержаться на роторной части по крайней мере один передатчик и на статорной части - по крайней мере один приемник, которые располагаются не на оси вращения (400) роторной части (100). Это обеспечивает оптическую передачу данных через воздушную среду за счет переотражения оптического сигнала в замкнутом пространстве модуля (10) с роторной части (100) на статорную часть (200).

Приемник (109) и/или передатчик (209) оптических сигналов также могут располагаться на печатной плате. К нижней части вала (106) может крепиться деталь (107) (например, фланец), к которой крепится печатная плата (108), на которую устанавливается приемник оптического сигнала (109). В одном из примеров выполнения модуля (10) система вращения роторной части может содержать схему управления обмоткой двигателя (211), которая располагается на одной печатной плате (108) или (208) вместе с приемником (109) и/или передатчиком (209) системы передачи данных.

Также, система передачи электрической мощности может содержать схему управления элементами (105) и (205) для реализации передачи беспроводной электрической мощности от роторной части (100), которая располагается на печатной плате (108) или (208). При этом на печатной плате приемника (208) и/или передатчика (108) сигналов может располагаться схема управления обмоткой (211) системы вращения роторной части и схема управления элементов (205) для реализации передачи беспроводной мощности от статорной части. На Фиг. 5 представлен пример общего вида устройства отображения (500), в составе которого предлагается использование заявленного модуля (10). Устройство отображения (500), в частности, может выполняться в виде устройства, работающего на принципе инертности зрительного восприятия, и содержащего хотя бы одну вращающуюся лопасть, на которой расположены источники света (например, светодиоды), и процессорный блок, который может обрабатывать изображения и посылать нужные сигналы в нужный момент времени на каждый из источников света так, чтобы устройство отображало одну цельную картинку или видео. Также, могут применяться и другие типы устройств отображения.