用于相對旋轉(zhuǎn)物體之間的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)及系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于相對旋轉(zhuǎn)物體之間的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)及系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集裝置、一分N1分路器、N1個(gè)發(fā)射裝置、N2合一合路器、N2個(gè)接收裝置和數(shù)據(jù)處理裝置，N1個(gè)發(fā)射裝置和一分N1分路器設(shè)置在一個(gè)相對旋轉(zhuǎn)體上，N2合一合路器和N2個(gè)接收裝置設(shè)置在另一個(gè)相對旋轉(zhuǎn)體上，發(fā)射裝置和所述接收裝置中的一方在其閉合的運(yùn)動(dòng)軌跡上均勻布置，另一方相鄰兩個(gè)之間的設(shè)置間隔最大為其閉合運(yùn)動(dòng)軌跡除其本身個(gè)數(shù)再減去前一方的工作范圍，N1個(gè)發(fā)射裝置和N2個(gè)所收裝置中彼此工作范圍重合的一對或幾對進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。本發(fā)明的裝置和方法有效地降低了發(fā)射裝置和接收裝置的成本，提高了傳輸速率。
【專利說明】用于相對旋轉(zhuǎn)物體之間的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)及系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于相對旋轉(zhuǎn)物體之間的數(shù)據(jù)傳輸裝置及裝置的設(shè)計(jì)方法，尤其涉及用于CT設(shè)備和雷達(dá)中的檢測數(shù)據(jù)的非接觸式數(shù)據(jù)傳輸裝置及裝置的設(shè)計(jì)方法。

【背景技術(shù)】
[0002]在非接觸式數(shù)據(jù)傳輸領(lǐng)域，有這樣一種應(yīng)用需求，要求在相對旋轉(zhuǎn)體之間傳輸數(shù)據(jù)，即數(shù)據(jù)發(fā)射和接收裝置分別位于相對旋轉(zhuǎn)體上，而且相對旋轉(zhuǎn)體中間是中空的，或者中間被其他裝置占用，不能放置數(shù)據(jù)傳輸裝置的，如計(jì)算機(jī)斷層成像(CT)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)滑環(huán)，其中檢測數(shù)據(jù)是處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，需要通過非接觸的方式將數(shù)據(jù)傳輸?shù)焦潭ǖ膱D像處理終端中。
[0003]目前已知有兩類技術(shù)可以解決這種應(yīng)用需求，一類是無線電耦合技術(shù)，第二類是光傳輸技術(shù)。其中美國專利US7079619和德國專利DE4412958A1均公布了無線電耦合技術(shù)，中國專利CN1997315A和中國專利CN100534013C公布了光傳輸技術(shù)。
[0004]專利US7079619和專利DE4412958A1公布的無線電耦合技術(shù)采用天線發(fā)射和接收電磁輻射信號(hào)，如果想要得到較高的數(shù)據(jù)傳輸速率，天線的尺寸必須相應(yīng)縮短，但這樣就會(huì)導(dǎo)致信號(hào)比較容易受到其他電磁信號(hào)干擾，從而導(dǎo)致傳輸質(zhì)量的降低。而且其自身在傳輸信號(hào)時(shí)發(fā)射的電磁輻射也會(huì)影響其他的電子設(shè)備，對其他的電子設(shè)備產(chǎn)生干擾。
[0005]專利CN1997315A公布了一種基于多個(gè)發(fā)射多個(gè)接收裝置交替工作的數(shù)據(jù)傳輸方法，但存在著接收裝置切換時(shí)會(huì)短時(shí)間地中斷數(shù)據(jù)傳輸，必須要通過增加額外的緩存和壓縮設(shè)備來彌補(bǔ)。其接收裝置還需要安裝對準(zhǔn)調(diào)整裝置，增加了實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度和成本。而且發(fā)射裝置在與接收裝置對準(zhǔn)傳輸數(shù)據(jù)的過程中，發(fā)射裝置與接收裝置的間距在不斷變化，導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸路徑不斷變化，從而影響數(shù)據(jù)傳輸性能。
[0006]專利CN100534013C公布了一種基于光波導(dǎo)的光學(xué)數(shù)據(jù)傳輸方法，但其采用的光波導(dǎo)是整圈的，成本較高，而且接收裝置在旋轉(zhuǎn)過程中，其與發(fā)射裝置的間距在不斷變化，這種變化也會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸路徑不斷變化，從而影響數(shù)據(jù)傳輸性能。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提出一種用于相對旋轉(zhuǎn)體之間傳輸數(shù)據(jù)的裝置，尤其是用于中空的或者旋轉(zhuǎn)中心被占用的相對旋轉(zhuǎn)體之間的數(shù)據(jù)傳輸裝置及設(shè)計(jì)方法，可以用于固定體和旋轉(zhuǎn)體之間，也可以用于都旋轉(zhuǎn)但具有速度差的旋轉(zhuǎn)物體之間。相比于現(xiàn)有的相對旋轉(zhuǎn)體之間的傳輸裝置或方法，該裝置具有成本低、傳輸速率高等優(yōu)點(diǎn)。
[0008]相對旋轉(zhuǎn)體之間的數(shù)據(jù)傳輸，其實(shí)就是相對旋轉(zhuǎn)的發(fā)射裝置和接收裝置之間的數(shù)據(jù)傳輸。進(jìn)行相對旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的發(fā)射裝置和接收裝置，其中有一個(gè)裝置可以看成相對靜止?fàn)顟B(tài)，另一個(gè)裝置對其進(jìn)行相對旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
[0009]本發(fā)明的用于相對旋轉(zhuǎn)物體之間的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，采用基于多個(gè)發(fā)射裝置多個(gè)接收裝置交替工作的數(shù)據(jù)傳輸方法，其包括數(shù)據(jù)采集裝置、一分NI分路器、NI個(gè)發(fā)射裝置、N2合一合路器、N2個(gè)接收裝置和數(shù)據(jù)處理裝置，NI個(gè)所述發(fā)射裝置和所述一分NI分路器設(shè)置在一個(gè)相對旋轉(zhuǎn)體上，所述N2合一合路器和N2個(gè)所述接收裝置設(shè)置在另一個(gè)相對旋轉(zhuǎn)體上，所述N1、N2的數(shù)量根據(jù)所述發(fā)射裝置的作為工作范圍的有效發(fā)射范圍和所述接收裝置的作為工作范圍的有效接收范圍而定，所述發(fā)射裝置和所述接收裝置中的一方在其閉合的運(yùn)動(dòng)軌跡上均勻布置，另一方相鄰兩個(gè)之間的設(shè)置間隔最大為其閉合運(yùn)動(dòng)軌跡除其本身個(gè)數(shù)再減去前一方的工作范圍，當(dāng)所述相對旋轉(zhuǎn)物體之間的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)工作時(shí)，所述數(shù)據(jù)采集裝置采集來的數(shù)據(jù)經(jīng)由一分NI分路器分別傳送至NI個(gè)所述發(fā)射裝置，NI個(gè)所述發(fā)射裝置和N2個(gè)所述接收裝置中彼此工作范圍重合的一對或幾對進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，接收了數(shù)據(jù)的所述接收裝置經(jīng)由所述N2合一合路器將該數(shù)據(jù)傳送至所述數(shù)據(jù)處理裝置。
[0010]優(yōu)選所述相對旋轉(zhuǎn)體的運(yùn)動(dòng)軌跡均為閉合的圓，當(dāng)所述發(fā)射裝置的有效發(fā)射范圍為α，所述接收裝置的有效接收范圍β時(shí)，所述發(fā)射裝置和所述接收裝置各自配置個(gè)數(shù)NI與Ν2乘積大于等于360度+ ( α + β )的最小整數(shù)，NI與Ν2均為正整數(shù)，所述發(fā)射裝置和所述接收裝置各自的配置間隔為:如果選定所述接收裝置載在其閉合軌跡圓上均勻分布，則相鄰之間的間隔所對圓心角弧度為360度+Ν2，相鄰的所述發(fā)射裝置之間最大的間隔所對的圓心角弧度為360度+Nl-β。
[0011]優(yōu)選當(dāng)發(fā)射有效范圍小于接收有效范圍的十分之一時(shí)，將α設(shè)為O ;當(dāng)接收有效范圍小于發(fā)射有效范圍的十分之一時(shí)，將β設(shè)為O。
[0012]優(yōu)選所述一分NI分路器根據(jù)數(shù)據(jù)采集裝置傳輸?shù)桨l(fā)射裝置的數(shù)據(jù)的傳輸載體，能夠選擇光分路器或電路分路器；所述Ν2合一合路器同樣能夠根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸載體的形式選擇光合路器或電路合路器。
[0013]本發(fā)明用于相對旋轉(zhuǎn)物體之間的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，其為權(quán)利要求1?4中的任一項(xiàng)所述的相對旋轉(zhuǎn)物體之間的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，其包括:步驟一、確定相對旋轉(zhuǎn)物體的旋轉(zhuǎn)直徑；步驟二、根據(jù)所述發(fā)射裝置的有效發(fā)射范圍和所述接收裝置的有效接收范圍，計(jì)算所述發(fā)射裝置的有效發(fā)射范圍在旋轉(zhuǎn)直徑所對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)圓上覆蓋的圓弧段所對應(yīng)的圓心角α，計(jì)算有效接收范圍在旋轉(zhuǎn)直徑所對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)圓上覆蓋的圓弧段所對應(yīng)的圓心角β ;步驟三、求出所述接收裝置和所述發(fā)射裝置的個(gè)數(shù)的乘積N多360度+ (α + β )，Ν為正整數(shù)；步驟四、根據(jù)乘積N，確定所述接收裝置和所述發(fā)射裝置的個(gè)數(shù)，接收裝置和發(fā)射裝置的個(gè)數(shù)為正整數(shù)，步驟五、確定所述發(fā)射裝置或所述接收裝置中的一方為沿其旋轉(zhuǎn)圓周均勻布置，計(jì)算出另一方在其旋轉(zhuǎn)圓周上相鄰兩個(gè)之間最大設(shè)置間隔所對應(yīng)圓心角為360度除其個(gè)數(shù)再減去前一方的有效工作范圍，和步驟六、按照上述數(shù)據(jù)配置所述接收裝置和所述發(fā)射裝置，并與系統(tǒng)地其他部件連接起來。
[0014]優(yōu)選設(shè)α或β為O。
[0015]優(yōu)選當(dāng)發(fā)射范圍小于接收范圍的十分之一時(shí)，將α設(shè)為O或當(dāng)接收范圍小于發(fā)射范圍的十分之一時(shí)，將β設(shè)為O。
[0016]優(yōu)選設(shè)定所述接收裝置和所述發(fā)射裝置中的一方的數(shù)量為1，則該方能夠任意設(shè)置，另一方均勻設(shè)置在其旋轉(zhuǎn)圓周上。
[0017]優(yōu)選選定所述接收裝置和所述發(fā)射裝置的個(gè)數(shù)，以保證所述接收裝置和所述發(fā)射裝置都能夠均勻設(shè)置在各自的旋轉(zhuǎn)圓周上。
[0018]本發(fā)明的數(shù)據(jù)傳輸裝置和方法有效地降低了發(fā)射裝置和接收裝置的成本，提高了傳輸速率。且數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸，不需要額外的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明實(shí)施例中相對旋轉(zhuǎn)物體旋轉(zhuǎn)前發(fā)射裝置和接收裝置接收范圍的初始狀態(tài)示意圖
[0020]圖2是實(shí)施例中的相對旋轉(zhuǎn)物體逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)一定角度后的發(fā)射裝置和接收裝置接收范圍的狀態(tài)示意圖
[0021]圖3是實(shí)施例中的相對旋轉(zhuǎn)物體在圖2的基礎(chǔ)上繼續(xù)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)后的發(fā)射裝置和接收裝置接收范圍的狀態(tài)示意圖
[0022]圖4是實(shí)施例中的相對旋轉(zhuǎn)物體在圖3的基礎(chǔ)上繼續(xù)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)后的發(fā)射裝置和接收裝置接收范圍的狀態(tài)示意圖
[0023]圖5是實(shí)施例中的相對旋轉(zhuǎn)物體在圖4的基礎(chǔ)上繼續(xù)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)后的發(fā)射裝置和接收裝置接收范圍的狀態(tài)示意圖
[0024]圖6是實(shí)施例中的相對旋轉(zhuǎn)物體在圖5的基礎(chǔ)上繼續(xù)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)后的發(fā)射裝置和接收裝置接收范圍的狀態(tài)示意圖
[0025]圖7是實(shí)施例中的相對旋轉(zhuǎn)物體在圖6的基礎(chǔ)上繼續(xù)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)后的發(fā)射裝置和接收裝置接收范圍的狀態(tài)示意圖
[0026]圖8是實(shí)施例中的相對旋轉(zhuǎn)物體在圖7的基礎(chǔ)上繼續(xù)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)后的發(fā)射裝置和接收裝置接收范圍的狀態(tài)示意圖
[0027]圖9是實(shí)施例中的相對旋轉(zhuǎn)物體在圖8的基礎(chǔ)上繼續(xù)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)后的發(fā)射裝置和接收裝置接收范圍的狀態(tài)示意圖
[0028]圖10是實(shí)施例中的相對旋轉(zhuǎn)物體在圖9的基礎(chǔ)上繼續(xù)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)后的發(fā)射裝置和接收裝置接收范圍的狀態(tài)示意圖
[0029]圖11是實(shí)施例中的相對旋轉(zhuǎn)物體在圖10的基礎(chǔ)上繼續(xù)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)后的發(fā)射裝置和接收裝置接收范圍的狀態(tài)示意圖
[0030]圖12是實(shí)施例中的相對旋轉(zhuǎn)物體在圖11的基礎(chǔ)上繼續(xù)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)后的發(fā)射裝置和接收裝置接收范圍的狀態(tài)示意圖
[0031]圖13是實(shí)施例中的相對旋轉(zhuǎn)物體在圖12的基礎(chǔ)上繼續(xù)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)后的發(fā)射裝置和接收裝置接收范圍的狀態(tài)示意圖
[0032]圖14是實(shí)施例中的相對旋轉(zhuǎn)物體在圖13的基礎(chǔ)上繼續(xù)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)后的發(fā)射裝置和接收裝置接收范圍的狀態(tài)示意圖
[0033]圖15是實(shí)施例中的相對旋轉(zhuǎn)物體在圖14的基礎(chǔ)上繼續(xù)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)后的發(fā)射裝置和接收裝置接收范圍的狀態(tài)示意圖
[0034]圖16是實(shí)施例中的相對旋轉(zhuǎn)物體在圖15的基礎(chǔ)上繼續(xù)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)后的發(fā)射裝置和接收裝置接收范圍的狀態(tài)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0035]如果把接收裝置看成相對靜止?fàn)顟B(tài)，則發(fā)射裝置進(jìn)行相對旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并且發(fā)射裝置的運(yùn)動(dòng)軌跡是一個(gè)閉合的圓。
[0036]—種用于相對旋轉(zhuǎn)物體之間的數(shù)據(jù)傳輸裝置，設(shè)置的接收裝置和發(fā)射裝置的最少個(gè)數(shù)滿足下列關(guān)系式:
[0037]接收裝置和發(fā)射裝置的個(gè)數(shù)的乘積N = 360度+(α+β)，其中α為發(fā)射裝置的發(fā)射有效范圍在旋轉(zhuǎn)圓上覆蓋的圓弧段所對應(yīng)的圓心角，β為接收裝置的接收有效范圍在旋轉(zhuǎn)圓上覆蓋的圓弧段對應(yīng)的圓心角，若N為小數(shù)，則取大于N的最小正整數(shù)為N，如N原始計(jì)算結(jié)果為14.4，則將N取整為15，接收裝置和發(fā)射裝置的個(gè)數(shù)為正整數(shù)。接收裝置中心的間隔角度為360度除以接收裝置的個(gè)數(shù)。發(fā)射裝置中心的間隔角度等于360度除以接收裝置個(gè)數(shù)得到的結(jié)果再減去接收裝置在旋轉(zhuǎn)圓上覆蓋的圓弧段所對應(yīng)的圓心角。為了簡化計(jì)算，可以設(shè)α或β為O。下面以發(fā)射裝置的發(fā)射有效范圍在旋轉(zhuǎn)圓上覆蓋的圓弧段所對應(yīng)的圓心角α為O的實(shí)例來具體說明本發(fā)明的裝置和該裝置的設(shè)計(jì)方法。
[0038]下面所述的方法即是解決相對旋轉(zhuǎn)體之間的數(shù)據(jù)傳輸裝置設(shè)計(jì)得更為有效的方法，以發(fā)射裝置進(jìn)行相對旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，接收裝置相對靜止為例。如果相對旋轉(zhuǎn)體是中空的或是旋轉(zhuǎn)中心被占用的，則首先確定中空直徑或被占用的最大直徑，如果不是中空的或是旋轉(zhuǎn)中心被占用的，則首先確定發(fā)射裝置的運(yùn)動(dòng)軌跡形成的旋轉(zhuǎn)圓的直徑。不管是上述哪種情況，下文都以旋轉(zhuǎn)直徑來代替上述的中空直徑或被占用的最大直徑或發(fā)射裝置的運(yùn)動(dòng)軌跡形成的圓的直徑。在確定完旋轉(zhuǎn)直徑后，根據(jù)接收裝置的接收范圍計(jì)算該接收范圍在旋轉(zhuǎn)直徑所對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)圓上覆蓋的圓弧段所對應(yīng)的圓心角。此時(shí)，就可以根據(jù)該圓心角確定接收裝置和發(fā)射裝置個(gè)數(shù)的乘積N，該乘積N為360除以該圓心角。選取合適的自然數(shù)表示接收裝置和發(fā)射裝置的個(gè)數(shù)，使其乘積等于N。接下來確定接收裝置的安裝位置，要求接收裝置均布于旋轉(zhuǎn)圓上，即接收裝置在旋轉(zhuǎn)圓上覆蓋的圓弧段均布于旋轉(zhuǎn)圓上，接收裝置中心的角度間隔為360除以接收裝置的個(gè)數(shù)。發(fā)射裝置中心的間隔角度等于360除以接收裝置個(gè)數(shù)得到的結(jié)果再減去接收裝置在旋轉(zhuǎn)圓上覆蓋的圓弧段所對應(yīng)的圓心角。
[0039]下面以幾個(gè)例子對上述方法進(jìn)行詳細(xì)說明。如果接收范圍對應(yīng)的圓心角是360度，即接收裝置的有效接收范圍覆蓋了整圈圓，根據(jù)上述方法，接收裝置和發(fā)射裝置個(gè)數(shù)的乘積為1，那么接收裝置和發(fā)射裝置個(gè)數(shù)都為1，要求接收裝置均布于旋轉(zhuǎn)圓上，即沿旋轉(zhuǎn)圓整圈安裝。發(fā)射裝置中心的間隔角度等于360除以接收裝置個(gè)數(shù)得到的結(jié)果再減去接收裝置在旋轉(zhuǎn)圓上覆蓋的圓弧段所對應(yīng)的圓心角，即360/1-360 = 0，這就表示只有I個(gè)發(fā)射裝置，與計(jì)算結(jié)果相符，發(fā)射裝置可以隨意安裝。
[0040]如果接收范圍對應(yīng)的圓心角是180度，即接收裝置的有效接收范圍覆蓋了半圈圓，接收裝置和發(fā)射裝置個(gè)數(shù)的乘積為2，存在兩種情況，要么發(fā)射裝置的個(gè)數(shù)為1，接收裝置的個(gè)數(shù)為2，要么發(fā)射裝置的個(gè)數(shù)為2，接收裝置的個(gè)數(shù)為I。當(dāng)發(fā)射裝置的個(gè)數(shù)為1，接收裝置的個(gè)數(shù)為2時(shí)，接收裝置均布于旋轉(zhuǎn)圓上，接收裝置中心的角度間隔為360除以接收裝置的個(gè)數(shù)，即360/2 = 180，即每個(gè)接收裝置覆蓋半圈圓。發(fā)射裝置中心的間隔角度等于360除以接收裝置個(gè)數(shù)得到的結(jié)果再減去接收裝置在旋轉(zhuǎn)圓上覆蓋的圓弧段所對應(yīng)的圓心角，即360/2-180 = 0，這就表示只有I個(gè)發(fā)射裝置，與計(jì)算結(jié)果相符，發(fā)射裝置可以隨意安裝。當(dāng)發(fā)射裝置的個(gè)數(shù)為2，接收裝置的個(gè)數(shù)為I時(shí)，接收裝置均布于旋轉(zhuǎn)圓上，但接收裝置的個(gè)數(shù)為1，可以任意安裝。發(fā)射裝置中心的間隔角度等于360除以接收裝置個(gè)數(shù)得到的結(jié)果再減去接收裝置在旋轉(zhuǎn)圓上覆蓋的圓弧段所對應(yīng)的圓心角，即360/1-180 = 180，這就表示有兩個(gè)發(fā)射裝置，與計(jì)算結(jié)果相符，中心間隔180度安裝。
[0041]上述情況是為了簡化計(jì)算而設(shè)定的具體實(shí)施例，直接將α設(shè)為0，或者是由于發(fā)射裝置的有效范圍相對于接收范圍比較小，如發(fā)射有效范圍小于接收有效范圍的十分之一時(shí)，相對于接收裝置的接收范圍發(fā)射范圍可以忽略不計(jì)，可以看作是一個(gè)點(diǎn)則按上述實(shí)施例進(jìn)行設(shè)計(jì)。但是，如果發(fā)射裝置的有效范圍很大，則在計(jì)算接收裝置和發(fā)射裝置個(gè)數(shù)的乘積時(shí)，可以用360除以發(fā)射裝置的有效范圍在旋轉(zhuǎn)圓上覆蓋的圓弧段所對應(yīng)的圓心角和接收裝置在旋轉(zhuǎn)直徑上覆蓋的圓弧段所對應(yīng)的圓心角之和，其他的確定接收裝置和發(fā)射裝置的位置與上述方法一樣。同理，也可以將β直接設(shè)為O來簡化計(jì)算，或者是由于接收范圍相對于發(fā)射范圍比較小的話，如接收范圍小于發(fā)射范圍的十分之一時(shí)，也可以忽略接收范圍，將接收范圍看作一個(gè)點(diǎn)，即設(shè)β為O。
[0042]上述的接收裝置和發(fā)射裝置的個(gè)數(shù)為完成本發(fā)明目的的最小個(gè)數(shù)，可以在此基礎(chǔ)之上增加。接收裝置和發(fā)射裝置的工作方式也可以顛倒，即發(fā)射裝置具有較大的工作范圍，接收裝置工作范圍較小，可以看成一個(gè)點(diǎn)。
[0043]上述的發(fā)射裝置和接收裝置可以采用各種適合于傳輸數(shù)據(jù)的技術(shù)，如光、激光、無線電、超聲波等技術(shù)。
[0044]附圖1到附圖16所示是本發(fā)明的一個(gè)用于CT系統(tǒng)的優(yōu)選的實(shí)施例，圖中虛線圓圈代表CT系統(tǒng)的自由內(nèi)徑，發(fā)射裝置安裝在旋轉(zhuǎn)體上，沿虛線圓圈旋轉(zhuǎn)，圖中省略了旋轉(zhuǎn)體，接收裝置安裝在固定體上，圖中也省略了固定體，接收裝置的有效接收范圍在CT系統(tǒng)的代表自由內(nèi)徑的虛線圓圈上形成的圓弧對應(yīng)的圓心角是22.5度，如附圖1到附圖16中虛線圓圈上的圓弧段所示，發(fā)射裝置的有效作用范圍如附圖1到附圖16中實(shí)心小圓圈所不O
[0045]按照
【發(fā)明內(nèi)容】
中的計(jì)算方法，發(fā)射裝置的個(gè)數(shù)與接收裝置的個(gè)數(shù)的乘積為360/22.5 = 16個(gè)，在這里優(yōu)選發(fā)射裝置與接收裝置個(gè)數(shù)相等，發(fā)射裝置和接收裝置的個(gè)數(shù)均為4個(gè)，其中發(fā)射裝置1A、1B、1C、1D發(fā)射數(shù)據(jù)，接收裝置2A、2B、2C、2D在有效接收范圍內(nèi)接收數(shù)據(jù)，發(fā)射裝置1A、1B、1C、1D和接收裝置2A、2B、2C、2D均沿圓周方向布置，其中接收裝置沿圓周方向均布，則接收裝置中心間隔90度，則發(fā)射裝置中心間隔為360/4-22.5 = 67.5度。在旋轉(zhuǎn)體上還有數(shù)據(jù)源，該數(shù)據(jù)源即是需要從旋轉(zhuǎn)體上傳輸?shù)焦潭w上的數(shù)據(jù)源，在CT系統(tǒng)中是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集的掃描數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)通過一分四分路器裝置將數(shù)據(jù)傳輸?shù)剿膫€(gè)發(fā)射裝置中，如果從數(shù)據(jù)源傳輸?shù)桨l(fā)射裝置的數(shù)據(jù)的傳輸載體是光，那么該一分四分路器裝置就是光分路器，如果該數(shù)據(jù)的傳輸載體是電流或電壓，那么該一分四分路器裝置就是電路分路器。在固定體上有四合一合路器將四個(gè)接收裝置接收到的數(shù)據(jù)合成一路信號(hào)傳輸?shù)教幚硌b置中，該四合一合路器同樣可以根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸載體的形式選擇光或電路合路器。
[0046]附圖1到附圖16所示是旋轉(zhuǎn)體逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，發(fā)射裝置1A、1B、1C、ID相對于接收裝置2A、2B、2C、2D的不同狀態(tài)，當(dāng)然，旋轉(zhuǎn)體也可以順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，發(fā)射裝置1A、1B、1C、1D相對于接收裝置2A、2B、2C、2D的狀態(tài)與逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)相似。
[0047]附圖1所示是初始狀態(tài)時(shí)，發(fā)射裝置認(rèn)、川、1(:、10相對于接收裝置24、28、2(:、20的狀態(tài)，這時(shí)發(fā)射裝置IA剛剛進(jìn)入接收裝置2A的有效接收范圍，接收裝置2A開始接收到發(fā)射裝置IA發(fā)出的數(shù)據(jù)信號(hào)。
[0048]旋轉(zhuǎn)體逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，當(dāng)旋轉(zhuǎn)22.5度時(shí)，此時(shí)狀態(tài)如圖2所示，發(fā)射裝置IA即將旋轉(zhuǎn)出接收裝置2A的有效接收范圍，同時(shí)發(fā)射裝置IB已經(jīng)進(jìn)入接收裝置2B的有效接收范圍，接收裝置2B開始接收數(shù)據(jù)。
[0049]當(dāng)旋轉(zhuǎn)體再逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)22.5度時(shí)，此時(shí)狀態(tài)如圖3所示，發(fā)射裝置IB即將旋轉(zhuǎn)出接收裝置2B的有效接收范圍，同時(shí)發(fā)射裝置IC已經(jīng)進(jìn)入接收裝置2C的有效接收范圍，接收裝置2C開始接收數(shù)據(jù)。
[0050]當(dāng)旋轉(zhuǎn)體再逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)22.5度時(shí)，此時(shí)狀態(tài)如圖4所示，發(fā)射裝置IC即將旋轉(zhuǎn)出接收裝置2C的有效接收范圍，同時(shí)發(fā)射裝置ID已經(jīng)進(jìn)入接收裝置2D的有效接收范圍，接收裝置2D開始接收數(shù)據(jù)。
[0051]當(dāng)旋轉(zhuǎn)體再逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)22.5度時(shí)，此時(shí)狀態(tài)如圖5所示，發(fā)射裝置ID即將旋轉(zhuǎn)出接收裝置2D的有效接收范圍，同時(shí)發(fā)射裝置IA已經(jīng)進(jìn)入接收裝置2B的有效接收范圍，接收裝置2B開始接收數(shù)據(jù)。
[0052]當(dāng)旋轉(zhuǎn)體再逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)22.5度時(shí)，此時(shí)狀態(tài)如圖6所示，發(fā)射裝置IA即將旋轉(zhuǎn)出接收裝置2B的有效接收范圍，同時(shí)發(fā)射裝置IB已經(jīng)進(jìn)入接收裝置2C的有效接收范圍，接收裝置2C開始接收數(shù)據(jù)。
[0053]當(dāng)旋轉(zhuǎn)體再逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)22.5度時(shí)，此時(shí)狀態(tài)如圖7所示，發(fā)射裝置IB即將旋轉(zhuǎn)出接收裝置2C的有效接收范圍，同時(shí)發(fā)射裝置IC已經(jīng)進(jìn)入接收裝置2D的有效接收范圍，接收裝置2D開始接收數(shù)據(jù)。
[0054]當(dāng)旋轉(zhuǎn)體再逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)22.5度時(shí)，此時(shí)狀態(tài)如圖8所示，發(fā)射裝置IC即將旋轉(zhuǎn)出接收裝置2D的有效接收范圍，同時(shí)發(fā)射裝置ID已經(jīng)進(jìn)入接收裝置2A的有效接收范圍，接收裝置2A開始接收數(shù)據(jù)。
[0055]當(dāng)旋轉(zhuǎn)體再逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)22.5度時(shí)，此時(shí)狀態(tài)如圖9所示，發(fā)射裝置ID即將旋轉(zhuǎn)出接收裝置2A的有效接收范圍，同時(shí)發(fā)射裝置IA已經(jīng)進(jìn)入接收裝置2C的有效接收范圍，接收裝置2C開始接收數(shù)據(jù)。
[0056]當(dāng)旋轉(zhuǎn)體再逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)22.5度時(shí)，此時(shí)狀態(tài)如圖10所示，發(fā)射裝置IA即將旋轉(zhuǎn)出接收裝置2C的有效接收范圍，同時(shí)發(fā)射裝置IB已經(jīng)進(jìn)入接收裝置2D的有效接收范圍，接收裝置2D開始接收數(shù)據(jù)。
[0057]當(dāng)旋轉(zhuǎn)體再逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)22.5度時(shí)，此時(shí)狀態(tài)如圖11所示，發(fā)射裝置IB即將旋轉(zhuǎn)出接收裝置2D的有效接收范圍，同時(shí)發(fā)射裝置IC已經(jīng)進(jìn)入接收裝置2A的有效接收范圍，接收裝置2A開始接收數(shù)據(jù)。
[0058]當(dāng)旋轉(zhuǎn)體再逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)22.5度時(shí)，此時(shí)狀態(tài)如圖12所示，發(fā)射裝置IC即將旋轉(zhuǎn)出接收裝置2A的有效接收范圍，同時(shí)發(fā)射裝置ID已經(jīng)進(jìn)入接收裝置2B的有效接收范圍，接收裝置2B開始接收數(shù)據(jù)。
[0059]當(dāng)旋轉(zhuǎn)體再逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)22.5度時(shí)，此時(shí)狀態(tài)如圖13所示，發(fā)射裝置ID即將旋轉(zhuǎn)出接收裝置2B的有效接收范圍，同時(shí)發(fā)射裝置IA已經(jīng)進(jìn)入接收裝置2D的有效接收范圍，接收裝置2D開始接收數(shù)據(jù)。
[0060]當(dāng)旋轉(zhuǎn)體再逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)22.5度時(shí)，此時(shí)狀態(tài)如圖14所示，發(fā)射裝置IA即將旋轉(zhuǎn)出接收裝置2D的有效接收范圍，同時(shí)發(fā)射裝置IB已經(jīng)進(jìn)入接收裝置2A的有效接收范圍，接收裝置2A開始接收數(shù)據(jù)。
[0061]當(dāng)旋轉(zhuǎn)體再逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)22.5度時(shí)，此時(shí)狀態(tài)如圖15所示，發(fā)射裝置IB即將旋轉(zhuǎn)出接收裝置2A的有效接收范圍，同時(shí)發(fā)射裝置IC已經(jīng)進(jìn)入接收裝置2B的有效接收范圍，接收裝置2B開始接收數(shù)據(jù)。
[0062]當(dāng)旋轉(zhuǎn)體再逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)22.5度時(shí)，此時(shí)狀態(tài)如圖16所示，發(fā)射裝置IC即將旋轉(zhuǎn)出接收裝置2B的有效接收范圍，同時(shí)發(fā)射裝置ID已經(jīng)進(jìn)入接收裝置2C的有效接收范圍，接收裝置2C開始接收數(shù)據(jù)。
[0063]當(dāng)旋轉(zhuǎn)體再逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)22.5度時(shí)，此時(shí)狀態(tài)就會(huì)如圖1所示，進(jìn)入下一次循環(huán)。通過如上所述的交替?zhèn)鬏斶^程，可以將各發(fā)射裝置發(fā)出的數(shù)據(jù)信號(hào)無縫交替地傳輸?shù)礁鹘邮昭b置中，
[0064]在本實(shí)施例中，優(yōu)選以光作為載體在旋轉(zhuǎn)體和固定體之間傳輸數(shù)據(jù)，當(dāng)然也可以選擇無線電或超聲波等作為數(shù)據(jù)載體。那么，發(fā)射裝置發(fā)射的就是代表數(shù)據(jù)的光束，光束大小如附圖1到附圖16中實(shí)心小圓圈所示，發(fā)射裝置中的發(fā)射光束的部件可以是一個(gè)光纖準(zhǔn)直鏡，發(fā)射出準(zhǔn)平行的光束，當(dāng)然也可以是其他能發(fā)射出準(zhǔn)平行光束的器件。如果發(fā)射裝置中的發(fā)射光束的部件是光纖準(zhǔn)直鏡，那么數(shù)據(jù)源到發(fā)射裝置的一分四分路器就是常用的一分四均分光分路器。接收裝置可以是一個(gè)聚焦透鏡或透鏡組，或是取透鏡或透鏡組上能覆蓋發(fā)射光束大小的透鏡帶，如附圖1到附圖16中虛線圓圈上的圓弧帶所示，在有效接收范圍內(nèi)可以將光束全部接收并傳輸?shù)轿挥诰劢雇哥R或透鏡組焦距上的光纖中，再通過四合一光合路器合到一路光纖中。在傳輸交替時(shí)，即各個(gè)附圖所示狀態(tài)，同時(shí)有兩路光信號(hào)進(jìn)入合路器中，只要控制好發(fā)射到接收的光路路徑長度，保證長度一致或在一定小誤差范圍內(nèi)，就可以保證信號(hào)不會(huì)產(chǎn)生混疊。
[0065]發(fā)射裝置可以一直同時(shí)發(fā)射數(shù)據(jù)，也可以根據(jù)旋轉(zhuǎn)位置來控制當(dāng)發(fā)射裝置進(jìn)入接收裝置的有效接收范圍內(nèi)開始發(fā)射數(shù)據(jù)，接收裝置同樣如此，可以一直接收，也可以根據(jù)旋轉(zhuǎn)位置來控制當(dāng)發(fā)射裝置進(jìn)入接收裝置的有效接收范圍內(nèi)開始接收數(shù)據(jù)。
[0066]發(fā)射裝置相對與接收裝置的運(yùn)動(dòng)軌跡也不需要必須是圓，該運(yùn)動(dòng)軌跡只要是一封閉曲線，即可采用本發(fā)明中所述的方法確定發(fā)射裝置和接收裝置的個(gè)數(shù)以及它們的位置關(guān)系O
[0067]以上對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行了說明，但本發(fā)明并不限定于上述實(shí)施例。對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在權(quán)利要求書所記載的范疇內(nèi)，顯而易見地能夠想到各種變更例或者修正例，當(dāng)然也屬于本發(fā)明的技術(shù)范疇。
【權(quán)利要求】
1.一種用于相對旋轉(zhuǎn)物體之間的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，采用基于多個(gè)發(fā)射裝置多個(gè)接收裝置交替工作的數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于:包括數(shù)據(jù)采集裝置、一分NI分路器、NI個(gè)發(fā)射裝置、N2合一合路器、N2個(gè)接收裝置和數(shù)據(jù)處理裝置，NI個(gè)所述發(fā)射裝置和所述一分NI分路器設(shè)置在一個(gè)相對旋轉(zhuǎn)體上，所述N2合一合路器和N2個(gè)所述接收裝置設(shè)置在另一個(gè)相對旋轉(zhuǎn)體上，所述N1、N2的數(shù)量根據(jù)所述發(fā)射裝置的作為工作范圍的有效發(fā)射范圍和所述接收裝置的作為工作范圍的有效接收范圍而定， 所述發(fā)射裝置和所述接收裝置中的一方在其閉合的運(yùn)動(dòng)軌跡上均勻布置，另一方相鄰兩個(gè)之間的設(shè)置間隔最大為其閉合運(yùn)動(dòng)軌跡除其本身個(gè)數(shù)再減去所述一方的工作范圍， 當(dāng)所述相對旋轉(zhuǎn)物體之間的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)工作時(shí)，所述數(shù)據(jù)采集裝置采集來的數(shù)據(jù)經(jīng)由一分NI分路器分別傳送至NI個(gè)所述發(fā)射裝置，NI個(gè)所述發(fā)射裝置和N2個(gè)所述接收裝置中彼此工作范圍重合的一對或幾對進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，接收了數(shù)據(jù)的所述接收裝置經(jīng)由所述N2合一合路器將該數(shù)據(jù)傳送至所述數(shù)據(jù)處理裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于相對旋轉(zhuǎn)物體之間的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，其特征在于:所述相對旋轉(zhuǎn)體的運(yùn)動(dòng)軌跡均為閉合的圓，當(dāng)所述發(fā)射裝置的有效發(fā)射范圍為α，所述接收裝置的有效接收范圍β時(shí)， 所述發(fā)射裝置和所述接收裝置各自配置個(gè)數(shù)NI與Ν2乘積大于等于360度+ ( α + β )的最小整數(shù)，NI與Ν2均為正整數(shù)， 所述發(fā)射裝置和所述接收裝置各自的配置間隔為: 如果選定所述接收裝置載在其閉合的軌跡圓上均勻分布，則其相鄰之間的間隔所對圓心角弧度為360度+Ν2， 相鄰的所述發(fā)射裝置之間最大的間隔所對的圓心角弧度為360度+Nl-β。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于相對旋轉(zhuǎn)物體之間的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，其特征在于:當(dāng)發(fā)射有效范圍小于接收有效范圍的十分之一時(shí)，將α設(shè)為O;當(dāng)接收有效范圍小于發(fā)射有效范圍的十分之一時(shí)，將β設(shè)為O。
4.根據(jù)權(quán)利要求1?3中任一項(xiàng)所述的用于相對旋轉(zhuǎn)物體之間的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，其特征在于:所述一分NI分路器根據(jù)數(shù)據(jù)采集裝置傳輸?shù)桨l(fā)射裝置的數(shù)據(jù)的傳輸載體，能夠選擇光分路器或電路分路器；所述Ν2合一合路器同樣能夠根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸載體的形式能夠選擇光合路器或電路合路器。
5.一種用于相對旋轉(zhuǎn)物體之間的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，是權(quán)利要求1?4中的任一項(xiàng)所述的相對旋轉(zhuǎn)物體之間的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，包括: 步驟一、確定相對旋轉(zhuǎn)物體的旋轉(zhuǎn)直徑； 步驟二、根據(jù)所述發(fā)射裝置的有效發(fā)射范圍和所述接收裝置的有效接收范圍，計(jì)算所述發(fā)射裝置的有效發(fā)射范圍在旋轉(zhuǎn)直徑所對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)圓上覆蓋的圓弧段所對應(yīng)的圓心角α，計(jì)算有效接收范圍在旋轉(zhuǎn)直徑所對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)圓上覆蓋的圓弧段所對應(yīng)的圓心角β ; 步驟三、求出所述接收裝置和所述發(fā)射裝置的個(gè)數(shù)的乘積N多360度+ (α+β)，Ν為正整數(shù)； 步驟四、根據(jù)乘積N，確定所述接收裝置和所述發(fā)射裝置的個(gè)數(shù)，接收裝置和發(fā)射裝置的個(gè)數(shù)為正整數(shù)， 步驟五、確定所述發(fā)射裝置或所述接收裝置中的一方為沿其旋轉(zhuǎn)圓周均勻布置，計(jì)算出另一方在其旋轉(zhuǎn)圓周上相鄰兩個(gè)之間最大設(shè)置間隔所對應(yīng)圓心角為360度除其個(gè)數(shù)再減去所述一方的有效工作范圍， 步驟六、按照上述數(shù)據(jù)配置所述接收裝置和所述發(fā)射裝置，并與系統(tǒng)地其他部件連接起來。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于相對旋轉(zhuǎn)物體之間的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，設(shè)α或β為O。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于相對旋轉(zhuǎn)物體之間的數(shù)據(jù)傳輸裝置的設(shè)計(jì)方法，當(dāng)發(fā)射范圍小于接收范圍的十分之一時(shí)，將α設(shè)為O或當(dāng)接收范圍小于發(fā)射范圍的十分之一時(shí)，將β設(shè)為O。
8.根據(jù)權(quán)利要求5?7所述的用于相對旋轉(zhuǎn)物體之間的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，其特征在于:設(shè)定所述接收裝置和所述發(fā)射裝置中的一方的數(shù)量為1，則該方能夠任意設(shè)置，另一方均勻設(shè)置在其旋轉(zhuǎn)圓周上。
9.根據(jù)權(quán)利要求5?7所述的用于相對旋轉(zhuǎn)物體之間的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，其特征在于:選定所述接收裝置和所述發(fā)射裝置的個(gè)數(shù)，以保證所述接收裝置和所述發(fā)射裝置都能夠均勻設(shè)置在各自的旋轉(zhuǎn)圓周上。
【文檔編號(hào)】H04B5/00GK104467924SQ201410771450
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月12日
【發(fā)明者】徐圓飛, 姚為, 劉玉平 申請人:北京航星機(jī)器制造有限公司