本發(fā)明涉及工程機械領域，具體說是一種解決運動體上的設備供電和數(shù)據(jù)傳輸問題的發(fā)明。

背景技術：

在旋轉運動中，滑環(huán)，多使用于多功能、高性能、高精密、多元連續(xù)旋轉運動的高端工業(yè)電氣設備或精密電子設備之中，如：航天設備、雷達通訊設備、醫(yī)療設備、自動加工設備、冶煉設備、礦山設備、電纜設備、游樂設備、展示設備、智能攝像頭、化學反應釜、晶體爐、線材絞線機、風車、機械臂、機器人、盾構機、旋轉門、測量儀、航模、特種汽車、特種輪船等?；h(huán)為這些機電設備實現(xiàn)復雜運動提供可靠的能源與信號傳輸?shù)那?。也可以說：滑環(huán)，是高級智能運動設備的標志。但是目前針對于要同時供電和大速率數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽脠龊蟻碚f，市場上存在的各類滑環(huán)，如以太網(wǎng)滑環(huán)、usb滑環(huán)等，由于還是采用旋轉摩擦的原理，都存在不同程度的信號丟失問題，使得此類滑環(huán)在工作時穩(wěn)定性不高，經(jīng)常出現(xiàn)設備信號丟失、數(shù)據(jù)傳輸斷流等嚴重問題，而且此類滑環(huán)成本高昂，易損壞。

網(wǎng)線滑環(huán)，顧名思義，就是在旋轉運動中實現(xiàn)以太網(wǎng)通訊的部件。其基本的原理是：滑環(huán)內部依靠彈力搭接、滾動搭接、或密封水銀導電，構成的旋轉連通系統(tǒng)。

普通滑環(huán)每根導線都需要一組刷絲和環(huán)槽配合來導通信號，例如網(wǎng)線滑環(huán)的話，需要8組來導通，而且需要在每層之間加裝屏蔽層。由于采用的是金屬摩擦的原理，每根導線都會存在不同程度的損耗，而且需要安裝在很小的體積里，所以相鄰導線之間會存在干擾。傳統(tǒng)滑環(huán)裝配精度要求較高、使用過程中刷絲和環(huán)槽會摩擦損耗，所以最終的產(chǎn)品由于裝配不到位出現(xiàn)問題的概率較大，從而造成數(shù)據(jù)的丟失。特別是在需要高速傳輸?shù)膱龊希瑐鹘y(tǒng)網(wǎng)線滑環(huán)出現(xiàn)故障的概率較高。

在非旋轉運動的接觸式供電場合，例如動車、高鐵，采用受電弓和接觸網(wǎng)進行摩擦接觸的原理進行供電，列車上的wifi信號也只能通過外部基站進行無線傳送，由于列車在高速移動，所以信號非常不穩(wěn)定，上網(wǎng)體驗差。

結論得出，現(xiàn)有的網(wǎng)線滑環(huán)以及接觸式供電的場合中，其數(shù)據(jù)傳輸速度慢，不穩(wěn)定，傳輸過程中容易造成數(shù)據(jù)丟失。

技術實現(xiàn)要素：

綜上所述，本發(fā)明的目的是提供一種解決接觸式供電運動體上的設備數(shù)據(jù)傳輸問題的方法，該方法成本低廉，工作穩(wěn)定性高，工作性能優(yōu)秀。

本發(fā)明的目的是通過以下技術發(fā)明實現(xiàn)的：

本發(fā)明是在運動體的運動導電部位兩側的單相電力線上分別連接兩個電力線適配器，兩側的電力線適配器通過其數(shù)據(jù)通訊口分別和運動體上的設備、外部計算機進行連接，構成一條完整的數(shù)據(jù)通訊鏈路。

上述電力線適配器在短距離內可以做到上千兆帶寬，可以短距離內快速傳送大量數(shù)據(jù)，因此本本發(fā)明要優(yōu)于傳統(tǒng)的網(wǎng)線滑環(huán)、和無線傳輸解決方案。

在旋轉設備中，上述的運動導電部位為單相導電滑環(huán)，單相導電滑環(huán)的生產(chǎn)制作成本很低，刷絲和環(huán)槽的接觸面積可以做很大，裝配工藝相對于網(wǎng)線滑環(huán)更加簡單，所以這種導電滑環(huán)的可靠性很高，在工作時出現(xiàn)故障的概率很小。

例如在三維旋轉掃描系統(tǒng)中，需要在短時間內將大量數(shù)據(jù)從掃描組件導出到外部計算機，則可以采用千兆電力線適配器進行數(shù)據(jù)的傳送，工作穩(wěn)定，掃描數(shù)據(jù)不丟失，傳送速度快。如果采用傳統(tǒng)的網(wǎng)線滑環(huán)，其傳送速度慢，體積較大，滿足不了大量數(shù)據(jù)高速傳輸?shù)男枨?，而且在轉動時三維掃描數(shù)據(jù)很容易丟失，嚴重的降低了工作效率。

本發(fā)明主要對電力線載波和普通單相接觸式供電兩種技術進行有機結合，從而提供一種成本低廉、工作穩(wěn)定性高、工作性能優(yōu)秀的給接觸式供電運動體上設備供電和數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕鉀Q發(fā)明。

電力線載波（plc，即powerlinecarrier）是電力系統(tǒng)特有的通信方式，電力線載波通訊是指利用現(xiàn)有電力線，通過載波方式將模擬或數(shù)字信號進行高速傳輸?shù)募夹g。最大特點是不需要重新架設網(wǎng)絡，只要有電線，就能進行數(shù)據(jù)傳遞。

導電滑環(huán)，采用電刷與電環(huán)槽摩擦接觸的方式，電刷采用貴金屬合金材料，借助電刷的彈性壓力與導電環(huán)環(huán)槽滑動接觸來傳遞信號及電流。

導電接觸軌，即滑塊和接觸軌采用滾珠或者摩擦的方式接觸，通過接觸軌向其上的設備供電，提供數(shù)據(jù)傳輸通道。

電力適配器工作原理：采用電力載波通訊技術（plc），在發(fā)送時，利用調制技術將用戶數(shù)據(jù)進行調制，把載有信息的高頻加載于電流，然后在電力線上進行傳輸；在接收端，先經(jīng)過濾波器將調制信號取出，再經(jīng)過解調，就可得到原通信信號，并傳送到計算機，以實現(xiàn)信息傳遞。

本發(fā)明的創(chuàng)新點是將電力線載波運用到接觸式供電運動體上的設備信號傳輸，即只需要單相導電設備給運動體上設備進行供電，在導電設備輸入端將數(shù)據(jù)、信號通過電力線適配器調制到到電力線路中，在導電設備輸出端通過電力線適配器將信號取出，運動體上的設備只需要連接電力線，就能實現(xiàn)給運動體上設備供電的同時利用電力線進行數(shù)據(jù)信號的傳送。

這樣在只借助電力線和兩端電力線適配器的情況下，解決了給接觸式供電運動體上的設備供電和數(shù)據(jù)信號傳送的難題。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有以下優(yōu)點：

本發(fā)明對比于傳統(tǒng)的以太網(wǎng)滑環(huán)、usb滑環(huán)等數(shù)據(jù)傳送滑環(huán)來說，具有非常非常大的優(yōu)勢：

1、成本極低，傳統(tǒng)的數(shù)傳滑環(huán)價格高昂，動輒幾百上千元，如果要同時供電和傳送數(shù)據(jù)信號，價格更是昂貴。本發(fā)明只需采用一個單相導電滑環(huán)，即一火一零兩根線作為電能和數(shù)據(jù)信號的傳送載體。單相導電滑環(huán)結構簡單，電力線適配器技術成熟，所以成本極低。

2、穩(wěn)定性高，傳統(tǒng)導電滑環(huán)采用的是刷絲和環(huán)槽彈性摩擦的原理，這種方法對于大容量數(shù)據(jù)信號傳輸來說，損耗較大，易丟失數(shù)據(jù)，使用效果往往不能令人滿意，設備掉線，數(shù)據(jù)丟失的情況屢見不鮮。本發(fā)明旋轉部分采用單相導電滑環(huán)，數(shù)據(jù)信號則是在滑環(huán)外通過電力線適配器耦合到電力線上，即在旋轉部件上，數(shù)據(jù)或者信號的損耗非常小，基本可以忽略。

3、數(shù)據(jù)的傳輸速度快，滑環(huán)由于采用機械摩擦的原理，使得數(shù)據(jù)、信號的損耗增大，而且滑環(huán)內部相鄰線路之間串擾嚴重，使得數(shù)據(jù)的傳送速度大打折扣。本發(fā)明采用的是電力線載波的方式，即將數(shù)據(jù)、信號通過電力線適配器調制到交變電流上，短距離內，數(shù)據(jù)的傳輸速度可以做到很高。例如，在成本相同的條件下，本發(fā)明的傳輸速度要明顯快于以太網(wǎng)的傳輸速度。

4、本發(fā)明對于處于接觸軌上運動的設備來說具有非常大的優(yōu)勢，通過接觸軌進行單相接觸式供電，同時運用電力線載波技術通過接觸軌進行數(shù)據(jù)通訊，不需單獨接線，不需復雜的無線設備調試，僅通過接觸軌和兩只電力線適配器同時解決運動體上設備的供電和數(shù)據(jù)通訊難題。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖說明對本發(fā)明做進一步的說明：

一種解決接觸式供電運動體上的設備數(shù)據(jù)傳輸問題的方法，是將電力線載波和普通供電滑環(huán)兩種技術進行有機結合，從而提供一種成本低廉、工作穩(wěn)定性高、工作性能優(yōu)秀的給接觸式供電運動體上的設備供電和數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕鉀Q發(fā)明。

本發(fā)明的創(chuàng)新點是用電力線載波解決接觸式供電運動體上的設備信號傳輸問題，即只需要單相導電滑環(huán)或接觸軌給運動體上的設備進行供電，在導電滑環(huán)或接觸軌輸入端將數(shù)據(jù)、信號通過電力線適配器調制到到電力線路中，在導電滑環(huán)或接觸軌輸出端將信號取出，運動體上的設備只需要通過導電滑環(huán)或接觸軌供電，就能實現(xiàn)給運動體上的設備供電的同時利用電力線進行數(shù)據(jù)信號的傳送。

這樣在只借助導電滑環(huán)或接觸軌和其兩端電力線適配器的情況下，解決了給接觸式供電運動體上的設備供電和數(shù)據(jù)信號傳送的難題。

實施例1

在旋轉接觸式供電運動系統(tǒng)中，本方案的具體使用方法

旋轉式三維掃描系統(tǒng)主要構成部件為：轉臺（轉臺內包含單相導電滑環(huán)、電機、旋轉體上的設備、電源等）；三維掃描系統(tǒng)支架（與轉臺連接，支架上安放有三維掃描組件）；外部數(shù)據(jù)接收及數(shù)據(jù)處理計算機；兩只電力線適配器。

該設備工作時，三維掃描系統(tǒng)支架和轉臺剛性連接，導電滑環(huán)安裝于轉臺內部中心軸上，一只電力線適配器安裝在轉臺內部，與導電滑環(huán)轉子的引出線相連接，數(shù)據(jù)通訊口和掃描組件數(shù)據(jù)通訊口連接，另一只電力線適配器安裝在轉臺外部，與導電滑環(huán)定子的引出線相連接，數(shù)據(jù)通訊口和外部計算機數(shù)據(jù)通訊口連接。

設備在旋轉時，旋轉支架上的三維掃描組件能通過旋轉滑環(huán)獲得電能，并且其數(shù)據(jù)信號通過電力線適配器耦合到電力線上，在轉臺外部，又通過電力線適配器將數(shù)據(jù)信號取出并傳送到外部計算機。

以上，通過本發(fā)明實現(xiàn)了在僅存在單相導電滑環(huán)的情況下，通過電力線適配器實現(xiàn)外部計算機和三維掃描組件之間的數(shù)據(jù)通訊。

實施例2

在非旋轉接觸式供電運動系統(tǒng)中，本方案的具體使用方法

該系統(tǒng)構成部分有，接觸軌、運動模塊（其上安裝有工作設備）、兩只電力線適配器、外部計算機。

該系統(tǒng)工作時，運動體在接觸軌上滑動，運動體上安裝的設備將數(shù)據(jù)信號傳到其上的電力線適配器，該電力線適配器將數(shù)據(jù)信號調制到運動模塊上的電力線上；而接觸軌和外部的另一只電力線適配器連接，該電力線適配器將數(shù)據(jù)信號解調并發(fā)送到和它連接的外部計算機上。

該系統(tǒng)工作時，不僅能夠通過接觸軌獲得電能，而且通過接觸軌，運用電力載波技術實現(xiàn)該系統(tǒng)和外部計算機之間的數(shù)據(jù)通訊。

以上，通過本發(fā)明實現(xiàn)了在接觸式供電運動系統(tǒng)中，運動部件上的設備和外部計算機通過電力線進行數(shù)據(jù)通訊。