CN103004037B - 可旋转的电耦合装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种可旋转电耦合装置(1)，其包括：第一连接器(10)，所述第一连接器(10)具有适合于传导或传输高频和/或高速数据信号的第一电接触件(11)；和第二连接器(30)，所述第二连接器(30)具有适合于传导或传输高频和/或高速数据信号的第二电接触件(31)。所述第二连接器(30)被配置为与所述第一连接器(10)耦合，用于相对于第一连接器(10)绕轴X基本自由地或无阻碍地旋转，第一和第二电接触件(11、31)被配置为彼此接合并且在处于耦合状态的第一和第二连接器(10、30)之间相对转动的过程中保持不间断的电接触。

Description

可旋转的电耦合装置

技术领域

本发明涉及一种可旋转的电耦合装置，更具体地涉及一种被配置为在该装置绕其旋转轴相对旋转的过程中为被耦合的部件之间提供不间断的电连接的耦合装置。

本发明的可旋转电耦合希望设计用于安装臂的转轴或枢轴接头(joint)，例如，在医学或商业或工业环境中，用于支撑或悬挂技术装备的安装臂的类型。这样，本发明的可旋转耦合能够提供通过安装臂的接头到技术装备的可靠的电连通，而与该接头的转动无关。因此，在该特定背景下之后描述本发明将是方便的。然而，应当注意，本发明的可旋转电耦合装置不限于用于安装臂的转轴或枢轴接头。

背景技术

本发明所涉及类型的电耦合装置通常包含两个连接件，所述两个连接件被配置为耦合在一起以将两个或更多个传输路径相互连接来提供其间的电连通。一个连接件可以被配置为凸式或插头型连接器，另一个连接件可以配置为用于容纳该凸式或插头型连接器的凹式或插座型连接器。

国际专利申请公开WO03/092127A1描述了用于安装臂的转轴或枢轴接头的可旋转电耦合装置的一个例子。然而，已经发现，这种耦合设计不总是适合于满足现代的保健、商业及工业应用中装备安装系统所要求的条件。具体地，在这种托架臂系统上支撑或悬挂的技术装备常常要求现有技术的耦合装置所不能提供的连接性能。

发明内容

因此，已经开发了本发明来满足此需求。具体地，本发明提供一种新的改进的可旋转电耦合装置，其用于设备安装系统的转轴或枢轴接头。

根据一个广义的方面，本发明提供一种用于高频和/或高速数据传输的可旋转电耦合装置，其包括：第一连接器，所述第一连接器具有适合于传导或传输高频和/或高速数据信号的第一电接触件；和第二连接器，所述第二连接器具有适合于传导或传输高频和/或高速数据信号的第二电接触件。第二连接器被配置为与第一连接器耦合，用于相对于第一连接器绕轴优选基本自由地或无阻碍地转动。第一和第二电接触件被配置为当第一和第二连接器处于耦合状态时相互接合并在第一和第二连接器之间的相对转动的过程中保持不间断的电连接。优选基本自由的或无阻碍的相对转动的角度程度或范围可能被限制，但是优选至少大约90°的角度，更优选至少大约180°的角度，最优选至少大约360°的角度。

本发明的上下文中，本说明书中提及的“高频”数据信号一般被理解为是指RF信号，具体地是指频率在UHF范围内或更高的RF信号，即具有大约为300MHz和更高的频率的电磁信号(UHF频带范围通常被认为延伸至大约3GHz)，且优选包括最高到大约30GHz的SHF信号，更优选包括最高到大约300GHz的EHF信号。此外，本说明书中提及的“高速”数据信号一般被理解为是指数字数据传输速率为大约100K比特/s或者更高，且优选包括传输速率最高到大约100M比特/s，更优选包括传输速率最高到大约100G比特/s和甚至更高。例如，这样，适合于传导或传输高频和/或高速数据信号的第一和第二电接触件可以适合于通过UHF、数字影像、和/或数字HDTV信号进行高质量的图像传输。

在本发明的一个优选的形式中，第一连接器可以包括基本上包围第一电接触件并与之间隔开的第一壳体。相似地，第二连接器优选包括基本上包围第二电接触件并与之间隔开的第二壳体。在本发明一个特别优选的形式中，第二连接器被配置为容纳在第一壳体内部，用于相对于第一连接器转动。同样地，可相对旋转的第二连接器可以在第一连接器的壳体内。然而，正如本领域技术人员将下文描述中所知悉的，本发明也考虑到第一连接器可以被配置为容纳在第二壳体内，也就是说，第一连接器处于可相对旋转的第二连接器的壳体内。重要的是，第二连接器适合于相对于第一连接器优选自由旋转，也就是说，以优选无阻碍的方式旋转。因此，所述第一和第二壳体在耦合状态时优选产生仅微小的彼此接触。也就是说，它们优选不配置为以过盈配合或摩擦配合的方式彼此接合。这样，第一和第二连接器之间自由或无阻碍的相对旋转的摩擦阻力可以保持为最小值。

在此发明的一个优选形式中，第一电接触件形成为电屏蔽接触件。为此，第一壳体优选是导电的并被配置为在第一电接触件周围形成电屏蔽。这样，第一电接触件可形成同轴连接器的内导体或芯导体，例如，被设计与同轴电缆一起使用，第一壳体可以形成从内导体或芯导体向外径向间隔开的外导体或屏蔽导体。所述内导体或芯导体沿着其长度优选完全地被遮蔽或屏蔽，这两个导体(即芯导体和屏蔽导体)优选被诸如聚乙烯(PE)或聚四氟乙烯(PTFE)的介电材料的层或罩分隔开。

以相应的方式，所述第二电接触件可形成为电屏蔽的接触件。因此，第二壳体可以是导电的并被配置为在第二电接触件周围形成电屏蔽。因此，第一和第二连接器中的每个优选被配置为可旋转同轴耦合装置中的同轴连接器。所述第一和第二壳体各自可希望形成为通常由合适金属或者其他导电材料构成的相对薄壁的壳或套管。当壳体作为同轴连接器中的外导体或屏蔽导体时，各自的壳体通常电接地。

因此，根据本发明的另一方面，本发明提供一种可旋转的电耦合装置，其包括：第一同轴连接器，所述第一同轴连接器具有适合于传导或传输高频和/或高速数据信号的第一芯导体或电接触件；和第二同轴连接器，所述第二同轴连接器具有适合于传导或传输高频和/或高速数据信号的第二芯导体或电接触件。所述第二同轴连接器被配置为与所述第一同轴连接器相耦合，以相对于第一连接器绕轴基本上可自由旋转，由此，第一和第二芯导体或电接触件被配置为彼此接合并在处于耦合状态的第一和第二同轴连接器之间相对转动的过程中保持不间断的电接触。

为了获得具有最小化反射的高的信号传输性能，通过仔细地选择导体、和介电材料的层或罩的几何形状、材料及尺寸，所述第一和第二同轴连接器可以被设计为具有特定的特征阻抗。例如，特征阻抗可被设计为30欧姆、50欧姆或75欧姆，优选被设计为在30至200欧姆的范围内。此外，通过形成完全被屏蔽的第一和第二同轴连接器，通过这种耦合装置传输高频和/或高速数据信号很少或不产生干扰并且很少或不产生干扰敏感性。

鉴于以上的描述，将了解，在本发明的一个优选形式中，第一电接触件基本上布置在第一连接器的中心并可沿该耦合装置的旋转轴延伸。相似地，第二电接触件优选基本上布置在第二连接器的中心处并可沿该耦合装置的旋转轴延伸。因此，第一和第二电接触件可被配置为沿轴向彼此接合，以建立它们间的电连接，例如，在该耦合装置的旋转轴上。也就是说，在本发明的一个特别优选的形式中，第一电接触件被配置为与第二电接触件在轴向相接合和/或连接，以建立它们之间的电连接。该接合或连接优选通过各电接触件的相对端部区域的轴向配合来实现，例如面-面接触。

在本发明的一个优选形式中，第一电接触件的被配置为与第二电接触件相接合的部分包括凸件和凹件中的一个，第二电接触件的被配置为与第一电接触件的所述部分相接合的互补部分包括凸件和凹件中另一个。因此，第一和第二电接触件的这些各自的部分适合于配对接合，并且为了彼此间连续的表面接触优选是沿着装置的旋转轴旋转对称的。例如，包括凸件的部分可由诸如优选具有圆形端部的圆柱形或锥形销的突出件组成。另一方面，包括凹件的部分可能是具有几何形状与所述销互补的凹部或腔体的槽件。

在本发明的一个优选形式中，第一和第二电接触件被偏置至彼此接合，并在所述第一和第二连接器间相对转动的过程中保持不间断的电接触。为此，本发明的可旋转电耦合装置优选包括至少一个偏置件，其被提供在第一连接器或第二连接器上，并被布置为当第一和第二电接触件处于耦合状态时将第一电接触件或第二电接触件偏置至与另一个电接触件接合。偏置件可以是弹性可屈服的，并优选起着沿轴向将第一或第二电接触件中之一向另一个电接触件偏置的作用。例如，一个或更多个偏置件可以被提供在第一连接器上，用于与第二壳体相接触或接合。或者，或额外地，至少一个偏置件可被提供在第二连接器上，用于与第一壳体相接触或接合。在一个特别优选的布置中，所述至少一个偏置件被布置在第一壳体和第二壳体之间。

在本发明的一个优选形式中，耦合装置包括至少一个另外的(即第三)电接触件，以提供第一和第二壳体之间的电连接。因此，第三电接触件操作以保证第一和第二壳体都保持接地，所述第一和第二壳体优选作为分别由第一和第二电接触件构成的内导体或芯导体周围的外导体或屏蔽导体。在本发明的一个高度优选的实施方案中，所述至少一个偏置件是导电的，并由此形成了提供第一壳体和第二壳体之间电连接的另一个(第三)电接触件。优选提供多个偏置件(即第三电接触件)。每个偏置件(或者第三电接触件)可以包括或形成为弹簧件(例如，片簧)，并希望呈现接触各自的第一或第二壳体的非常小的接触区域。通过这种方法提供减小的接触区域，在第一和第二连接器的相对旋转过程中最小化摩擦干扰是可能的。

在本发明的一个优选的形式中，所述可旋转的电耦合装置进一步包括锁紧件，其被配置用于夹紧或锁住第二连接器，使其免于从与第一连接器的耦合状态中脱离。例如，当耦合状态中第二连接器容纳在第一壳体内部时，锁紧件可以被配置用于在第一壳体内夹紧或锁住第二连接器。因此，锁紧件被设计用于避免第二连接器从第一连接器中任何非有意的或不希望的脱离，并且不约束第一和第二连接器的相对转动。因此，这样可避免耦合装置的非有意或不希望的断开。例如，锁紧件可被提供在为第一壳体上或为其一部分，用于夹住第二连接器以避免其从第一壳体中脱离。在这点上，锁紧件可形成为在第一壳体端部的盖子或封闭物，用于基本上将第二连接器包封在第一壳体内。在一个替代的实施方案中，耦合状态中的第一连接器可被配置为被第二连接器所容纳或在其内部。因此，锁紧件可以被配置用于将第一连接器夹紧在第二壳体内，也就是说，避免第一连接器从第二连接器中非有意的或不希望的脱离。因此，锁紧件希望被配置用于提供第一和第二连接器的可脱离的、可轴向捕捉的或牢固连接或耦合。在本发明的一个高度优选的实施方案中，所述至少一个偏置件被提供在锁紧件上(例如，在第一壳体端部处的盖子或封闭物内部)，用于与第二壳体的外表面相接触或接合。

本发明的一个优选形式中，所述耦合装置包括安装机构，用于将耦合装置安装到支撑系统的框架或结构，例如，设备支撑系统中的转轴或枢轴连接。例如，所述安装机构包括诸如支架或法兰的安装件，用于通过诸如一个或更多个螺栓或螺钉的紧固件将耦合装置连接到支撑框架或结构。在本发明的一个具体实施方案中，所述安装件被提供在第一连接器上或形成其一部分。例如，安装件可形成为第一壳体的一部分。事实上，当锁紧件在第一壳体的端部处形成盖子或封闭物时，安装件可希望形成锁紧件的一部分或者形成为其延伸部分。也就是说，所述锁紧件可包括被提供为与之成为整体的横向延伸的法兰或支架件，用于在支撑框架或结构上将耦合装置固定在适当的位置。

本发明的一个优选形式中，第一连接器包括第一适配器，用于可脱离地连接被设计用于高频和/或高速数据传输的电缆。第一适配器包括至少一个第一连接点，在该点电缆导体可以与该耦合装置的第一电接触件电连接。因此，第一连接点与第一电接触件电连通。例如，在一个实施方案中，第一连接点可以包括被提供在第一电接触件端部处的钳口件，其被配置用于容纳和夹住在它们之间的电缆的电导体。所述钳口件希望被弹性地偏置，用于夹住或夹持住在它们之间的电缆的电导体。在一个替换实施方案中，第一连接点包括在第一电接触件端部处的销子或销钉，其被配置为容纳在或被夹在常规电缆插孔或插座内部。在这点上，第一适配器优选被配置为与常规电缆插孔或插座型连接器相连接。如果本发明的可旋转耦合装置被实施为具有同轴连接器，则适配器因此被设计用于可脱离地连接常规同轴电缆插孔或插座，例如，BNC-连接器、C-连接器，或F-连接器。因此，第一适配器可包括另一连接点，在该点同轴电缆的外屏蔽导体可以与耦合装置的第一壳体电连接。当然，因此该另一连接点应与第一壳体电连通，并可以被设计为与同轴电缆的插孔或插座进行压配合、卡口或有螺纹的或有螺丝的连接。

以类似的方式，第二连接器优选包括第二适配器，用于可脱离地连接被设计用于高频和/或高速数据传输的电缆。因此，第二适配器包括第二连接点，在该点电缆导体可以与所述耦合装置的第二电接触件电连接。优选地，第二适配器的设计和操作对应于第一适配器的设计和操作。因此再者，第二适配器通常被配置用于连接诸如BNC-、C-、或F-连接器的常规同轴电缆插孔或插座型连接器。

鉴于第二连接器希望被设计为被第一连接器所容纳和/或在其内部的事实，第二连接器可以在名义上被认为是凸式或插头型连接器，第一连接器可在名义上被认为是用于容纳凸式连接器的凹式或插座型连接器。如上所述，第一和第二电接触件中相匹配的部分可以提供有凸式(插头型)和凹式(插座型)件，用于彼此接合。

在本发明的一个优选形式中，适合于传导或传输高频和/或高速数据信号的第一和第二电接触件的每一个基本上与它们各自的壳体完全绝缘。也就是说，所述第一和第二电接触件优选基本上被包裹在诸如聚乙烯(PE)或聚四氟乙烯(PTFE)的聚合物材料的介电(即电绝缘)材料的护套或罩内部或被其包围。

在本发明的一个优选形式中，用于传导或传输高频数据和/或高速数据信号的第一和第二电接触件的每一个被配置为绕该耦合的旋转轴至少部分旋转对称，即至少在第一和第二电接触件彼此接合或接触的区域内。也就是说，第一和第二电接触件至少部分地，希望基本完全地，绕所述电耦合的中心或纵向轴旋转对称。

在本发明的另一个优选形式中，第一和第二电接触件的每一个包括诸如光波导的波导，其适合于传导或传输光谱(即光)中的电磁波。换句话说，通过光波导，高频和/或高速数据信号可以以光的形式通过光波导传输。在上下文中，这种波导最常见的例子之一是一个或更多个光纤，尤其是玻璃光纤。

在本发明的一个优选形式中，第二壳体的在耦合状态中与第一壳体相邻的至少一个区域被配置用于在第二连接器的相对旋转过程中降低或最小化摩擦阻力。例如，所述至少一个区域可包括一个或更多个邻接表面或轴颈表面，用于与第一壳体相接触。在这点上，每个所述邻接或轴颈表面都优选呈现小的表面区域，例如，以窄的带或条的形式。另外，第二壳体的所述至少一个区域可以由具有低摩擦特性的材料形成或者用其涂覆。在一个替换的实施方案中，第一壳体在耦合状态与第二壳体相邻的至少一个区域被配置用于在第二连接器的相对旋转过程中降低或最小化摩擦阻力。

在本发明的一个优选形式中，电接触件由选自铜，银，金，铜、银、和金中任一种的合金，和其任意组合的材料形成，包括镀覆。因此，材料也可以包括诸如青铜和黄铜的合金。

因此，本发明提供一种电耦合装置，其专门被设计用于提供高频数据信号和/或高速数据信号例如UHF、数字影像、和数字HDTV信号的传送或传输，同时还允许耦合旋转至少大约180°，优选至少大约360°，更优选具有没有限制的或完全旋转灵活性地允许反复旋转。因此，本发明的电耦合装置能够向和/或从安装在铰接式、可旋转的支撑臂端部上的一件或更多件技术设备提供高频和/或高速数据信号的可靠传输，其中所述耦合装置和电缆引入到所述支撑臂中。

根据本发明的另一方面，本发明提供一种用于支撑或悬挂技术设备的安装臂的转轴或枢轴接头，其中该接头引入如上文所描述的本发明的电耦合装置。然而正如开头所述，本发明的电耦合装置不限于用于安装臂的转轴或枢轴接头，而可以应用在更宽范围的领域中。

附图说明

参照附图从下文的对本发明的优选实施方案的详细描述，本发明的以上和进一步的特征和优点将更加容易地变得清楚，其中相同的附图标记表示相同的部件特征，其中：

图1是根据本发明一个优选实施方案的的可旋转电耦合装置在耦合状态的截面图；

图2是图1的可旋转电耦合装置的部件的分解透视图；

图3是图1的耦合装置的透视图；

图4是根据本发明另一优选实施方案的可旋转电耦合装置在耦合状态的截面图；

图5是图4的耦合装置的透视图；以及

图6是其中移除耦合装置的一部分(也就是未示出)并且部分仅仅以虚线显示的的图4的耦合装置的透视图。

具体实施方式

首先，参考附图中的图1至图3，示出了根据本发明的一个优选实施方案的用于高频和/或高速数据传输的可旋转电耦合装置1。如附图中的图1和图3所示，该电耦合装置1具有第一连接器10和第二连接器30，其处于彼此可旋转的接合的组合或耦合状态。图2中的耦合装置1的分解视图更加清楚地示出了第一和第二连接器10、30的每一个的各种部件。

因此，具体参考图1和图2，可以看出，耦合装置1的第一连接器10包括通常为长形的并形成为杆或销状构件的第一电接触件11。杆或销状的第一电接触件11具有通常为圆形的横截面并沿着第一连接器10的中心延伸。此外，第一电接触件11被第一壳体12包围和基本上被包在其内部，第一壳体12形成通常具有圆柱壁13的壳或套管，该圆柱壁13与第一电接触件11径向地间隔开并在其周围延伸。在此实施方案中，第一连接器10形成为同轴连接器，因此第一电接触件11被配置为作为内导体或芯导体进行操作，周围的第一壳体12形成外屏蔽导体，用于屏蔽中心的杆或销状构件11免于任何外部干扰。因此，第一电接触件11适合于传导或传输高频和/或高速数据信号，例如，HDTV信号。

如从图1和图2中也可以看出的，第一连接器10包括在第一电接触件或芯导体11周围形成层或罩的介电材料的第一绝缘体14，用于将所述导体在空间上和电上与第一壳体12隔离开。因此，体14可用于将第一电接触件11相对于壳体12定位在第一连接器10的内部。在这点上，体14包括被提供在其端部中心的用于容纳在第一壳体12端部形成的相对应的凹部的短凸缘或销子15，以便将第一绝缘体14定位在第一连接器10内部的中心。而且，体14包括被配置为在其内部容纳和保持杆或销状第一电接触件11的中心孔16。在这点上，孔16的几何形状和尺寸优选为使得使第一电接触件11以过盈配合的方式容纳在孔16内部并紧紧地保持。杆或销件11具有被设计用于朝向电接触件的远端或自由端邻接在孔16内部相应的环形座18的小径向法兰或套环17。此外，杆或销的电接触件11还具有更靠近近端的径向向内的阶梯状肩部19，其邻接在孔16内部的相对应的座21。因此，杆或销状的第一电接触件11不能沿着第一连接器10的中心轴被非有意地移动或推出它合适的位置。反而，它由本身位于第一壳体12中心并在第一壳体12内部精确定位的第一绝缘体14保持固定。正如之前描述的，通过仔细地选择内和外导体11、12和介电材料的体或罩14的材料和几何形状，可以为第一同轴连接器10提供特定的特征阻抗。

继续参照图1和图2，要注意，第一连接器10还包括被提供在其近端区域20的第一适配器22，用于将同轴电缆(未示出)与第一连接器10可脱离地连接。适配器22包括被配置用于连接与第一电接触件11电连通的同轴电缆(未示出)的芯或中心导体的第一连接点23。关于此，第一适配器14通常被配置为配合和连接常规同轴电缆插口或插座，例如，BCN-、C-、F-连接器。为此，第一连接点23希望与第一电接触件11在其近端成为整体，并被提供为设计用于以摩擦配合的方式与常规同轴电缆插口和插座的相对应元件(例如，分别为互补的管轴或销元件)相接合的销件或管轴件，如现有技术中已知的。因此，第一适配器21包括通常以圆柱形套环的形式环绕第一连接点23的另外的连接点24，并被配置为与和同轴电缆的外导体或屏蔽导体电连通的常规电缆插口或插座的互补套环连接。为此，另外的连接点24可以与第一壳体12形成整体并被配置为通过诸如过盈配合或压配合、销钉连接、或者通过螺纹或螺钉连接的方式与电缆插孔或插座连接，如现有技术中已知的。

耦合装置1的第二连接器30的特征与上述第一连接器10的特征特别相似或与之相对应。具体地，第二连接器30包括适合于传导或传输高频和/或高速数据信号的第二电接触件31。第二电接触件31通常为长形的、并且形成为沿着第二连接器30的中心延伸的并具有圆形横截面的杆或销状构件。此外，第二电接触件31被第二壳体32包围并基本上被包在其内部。再次，第二壳体32形成具有与第二电接触件31径向间隔开并在其周围延伸的一般圆柱形壁33的壳或套管。当然，第二连接器30也形成为同轴连接器，使得第二电接触件31被配置为作为内导体或芯导体操作，周围的第二壳体32为导电的并且形成外屏蔽导体，用于屏蔽由中心的杆或销状构件31传导的信号免于外部的影响或干扰。

与第一连接器10相似，第二连接器30还包括在第二电接触件31周围形成层或罩的介电材料的绝缘体34，用于在空间上和电学上将芯导体与第二壳体32间隔开。因此，第二绝缘体34也用于相对于壳体32将第二电接触件31定位在第二连接器30内部。再者，体34具有提供在其端部中心的短凸缘或销子35，用于容纳在第二壳体32端部形成的相对应的凹部，以将第二绝缘体34定位于第二连接器30内部的中心。另外，体34包括中心孔36，其被配置为以过盈配合的方式容纳杆或销状的第二电接触件31并紧紧地保持。杆或销件31的头部区域37被扩大，并被设计为在电接触件的远端邻接相应的座38。另外，杆或销件11具有更靠近相反端的径向向内的阶梯肩部39，其也邻接在孔36内部的相对应的座41。因此再次，杆或销状的第二电接触件31不能沿着第二连接器30的中心轴不希望地移动或从它合适的位置被推出。反而，它由本身位于中心并在第二壳体32内部精确固定的第二绝缘体34保持固定。

第二连接器30还包括在其近端区域40的第二适配器42，用于可脱离地连接同轴电缆(未示出)。第二适配器42包括被配置用于与第二电接触件31电连通的同轴电缆(未示出)的芯或中心导体连接的第二连接点43。因此，第二适配器42也被配置为配合和连接常规同轴电缆插口或插座，例如，C-或F-连接器。第二连接点43通常与第二电接触件31在其近端形成为整体，并被提供为以摩擦配合的方式与同轴电缆插口或插座的互补元件(例如，分别为管轴或销元件)相接合的销件或管轴件，如现有技术中已知的。因此，第二适配器42还包括通常以圆柱形套环的形式环绕第二连接点43并被配置用于连接与同轴电缆的外或屏蔽导体电连通的常规电缆插口或插座的互补套环的另外的连接点44。另外的连接点44可以与第二壳体32形成整体并被配置为通过诸如过盈配合或压配合、销钉连接、或可选择的螺纹或螺钉连接的方式连接电缆插座或插头。

参照附图的图1至图3，当第一和第二连接器10、30处于耦合状态时，可以更加充分地了解它们之间的相互关系和相互作用。在此具体实施方案中，将会看出，第一连接器10的第一壳体12被配置用于容纳并基本上包住第二连接器30。换句话说，第二连接器30被配置为插入到第一壳体12中。因此，第二连接器30(尤其是第二壳体32)的外径稍微小于第一壳体12的内径。另外，选择第一体或介电材料的罩14的直径，以便在其与第一壳体12的圆柱壁或管套13之间留下环形空间S，第二壳体32的自由端或远端区域容纳在空间S内。

当将第二连接器30插入第一连接器10时，形成第一和第二电接触件11、31的长杆或销件在耦合装置1的中心轴X上对齐，并被配置为在轴向彼此接合。关于此，超出法兰或套环17的第一电接触件11的远端终止于由具有圆形或球形端头的圆柱轴或销子形成的凸件25。正如图1清楚地所示的，该凸件25被配置用于在第二电接触件31的端部与互补的凹件45匹配接合。在此实施方案中，凹件45形成有具有圆形或球形基座的通常为圆柱形或杯形的凹部或腔体，用于精确地容纳凸件25并使它们之间表面接触。重要的是，在第一和第二电接触件11、31各自端部的匹配元件25、45具有绕中心轴X旋转对称的表面，在第一连接器10和第二连接器30相对转动的过程中，用于在这些芯导体之间提供正常的和可靠的接触，正如现在将要描述的。

从附图的图1和图2可以看出，第二壳体31包括在壳体32的远端和近端比中间部分47的外径稍微更大的两个圆周区域46。通过适当地选择这些区域46的尺寸(即宽度和直径)，这样的设计确保获得耦合装置1的两个操作性能。首先，第二连接器30可以在第一连接器10的壳体11内部以非常小的“游隙”的方式(即自由但紧贴地)被容纳和定位，这反过来确保了第一和第二电接触件11、31之间的精确轴向对齐。第二，通过保持这些区域46的宽度为窄的，可以最小化第一壳体12的内侧和第二壳体32的外表面之间的表面相互作用，以降低这两个壳体之间的摩擦干扰。因为第二连接器30被配置为在第一壳体12内部相对于第一连接器10绕中心轴X可旋转，因此，较大直径的区域46显出小的表面区域，从而第二壳体32相对于第一壳体11以优选基本上无阻碍的方式自由旋转，也就是说，相面对的表面之间没有显著的摩擦，同时还确保精确的定位。“以基本上无阻碍的方式”或“没有显著的摩擦”表示本发明的电耦合装置在这方面允许具有包括0Nm的很低的摩擦扭矩的配置。虽然摩擦扭矩原则上也可以为高的值，但是优选更低的值。例如，摩擦扭矩可以为大约10Nm或更小、优选大约9.5Nm或更小、甚至更优选大约9.0Nm或更小、甚至更优选大约8.5Nm或更小、甚至更优选大约8.0Nm或更小、甚至更优选大约7.5Nm或更小、甚至更优选大约7Nm或更小、甚至更优选大约6.5Nm或更小、甚至更优选大约6Nm或更小、甚至更优选大约5.5Nm或更小、甚至更优选大约5Nm或更小、甚至更优选大约4.5Nm或更小、甚至更优选大约4Nm或更小、甚至更优选大约3.5Nm或更小、甚至更优选大约3Nm或更小、甚至更优选大约2.5Nm或更小、甚至更优选大约2Nm或更小、甚至更优选大约1.5Nm或更小、甚至更优选大约1Nm或更小、甚至更优选大约0.9Nm或更小、甚至更优选大约0.8Nm或更小、甚至更优选大约0.7Nm或更小、甚至更优选大约0.6Nm或更小、甚至更优选大约0.5Nm或更小、甚至更优选大约0.4Nm或更小、甚至更优选大约0.3Nm或更小、甚至更优选大约0.2Nm或更小、甚至更优选大约0.1Nm或更小、甚至更优选大约0.075Nm或更小、甚至更优选大约0.05Nm或更小、甚至更优选大约0.04Nm或更小、甚至更优选大约0.03Nm或更小、甚至更优选大约0.02Nm或更小、甚至更优选大约0.01Nm或更小、甚至更优选大约0.0075Nm或更小、甚至更优选大约0.005Nm或更小、甚至更优选大约0.004Nm或更小、甚至更优选大约0.003Nm或更小、甚至更优选大约0.002Nm或更小、甚至更优选大约0.001Nm或更小、甚至更优选大约0.00075Nm或更小、甚至更优选大约0.0005Nm或更小、甚至更优选大约0.0004Nm或更小、甚至更优选大约0.0003Nm或更小、甚至更优选大约0.0002Nm或更小、甚至更优选大约0.0001Nm或更小等。这些圆周区域46的外表面可以被制造或处理为具有低摩擦特性，以确保第二连接器30相对于第一连接器10的优选无阻碍的旋转。因此，当第一和第二连接器10、30处于如图1所示的耦合状态时，第二连接器30相对于第一连接器10绕中心或纵向轴X可自由旋转，第一和第二电接触件11、31适合于在相对旋转的过程中保持不间断的电接触。

进一步参考附图中的图1至图3，可以看出，第一连接器10还包括以盖子或封闭物的形式被提供在第一壳体12端部的锁紧件26，用于固定或夹住第二连接器30，使其免于从与第一连接器10的耦合状态中脱离。具体地，锁紧件26包括可被置于在第二连接器30近端的第二适配器42上的具有中央开口27的板或圆盘，和被配置为被固定到第一壳体12远端区域的短套环28。在这一方面，套环28优选引入被布置为与第一壳体12中相应间隔开的孔的相对齐的三个孔9，用于容纳适当的紧固件(例如，螺钉)用于将端盖26牢固地固定在适当的位置。

此外，耦合装置1包括被布置在板或圆盘状盖子26内表面的环状部件8，优选通过提供在盖构件中的对应孔29将其固定(例如，通过螺钉或其他紧固件)到板或圆盘状盖子26。环状部件8具有多个在环形部件8周围以基本上规则的间隔隔开的弹性条状件7，并从板或圆盘状盖子26的平面上突出，用于与第二壳体32的端面接合。多个条状件7具有弹性或弹簧状性能，并被配置用于在轴向上将第二连接器30偏置至第一壳体12中，从而将第二电接触件31偏置至与第一电接触件11轴向接合。通过提供在环形部件8外围周围以规则间距间隔开的弹性条状件7，偏置作用可以绕轴X对称分布。环形部件8和多个弹性件7由导电材料形成，用于确保在第一壳体12与第二壳体32之间提供电接触。因此，这些条状件7分别形成多个第三电接触件。

从图1至图3的每个图也可以清楚地看出，端盖构件26包括径向向外突出的缘或法兰6，用于将耦合装置1安装在使用装置1的设备的支撑结构(未示出)上。例如，如开始时所指出的，本发明的耦合装置特别适合用于装备安装系统的转轴或枢轴接头。因此，缘或法兰6希望被提供用于将耦合装置1刚性地安装或固定在这种转轴或枢轴接头内。例如，可以通过与穿过法兰形成的互补孔或通过适当的夹子或夹紧装置配合的紧固件(例如，螺钉或螺栓)来固定缘或法兰6。正如将要了解的，通过缘或法兰6固定耦合装置1可相对于支撑结构通过第一壳体12和盖构件26固定第一连接器10。另一方面，第二连接器30在第一壳体12内部相对第一连接器10保持自由旋转。因此，本发明的电耦合装置1特别适用于在其内绕耦合装置的轴X产生转轴转动或枢轴转动动作的转轴或枢轴接头。也就是说，耦合装置1被设计为并入接头中，使得耦合装置1的中心轴X与接头的枢轴或转轴的轴共线或对齐。

现在参照附图的图4至图6，示出了本发明的耦合装置1的另一个实施方案。此实施方案与图1至图3的实施方案特别相似，并在各视图中使用了相同的附图标记来表示相应的特征。因此，为了简化和避免重复，对图4至图6的实施方案的以下描述将主要集中于与图1至图3的实施方案中相应部分稍有不同的那些特征。

第一个明显的不同之处涉及第一和第二连接器10、30各自的第一和第二连接点23、43。代替形成为销或管轴类元件，第一和第二连接点23、43的每个包括一对分别提供在第一和第二电接触件11、31的各自端部的钳口元件。当常规同轴电缆插孔(未示出)被分别连接到各自的第一和第二适配器22、42时，钳口元件23、43的每一对被(即弹性地)偏置，以容纳和夹住在它们之间的中心或芯导体。因为钳口元件23、43本身也是由导电材料形成的，因此第一和第二电接触件11、31分别被连接为与同轴电缆(未示出)的中心或芯导体电连通。

此实施方案的另一个不同点在于被提供在第一和第二连接器10、30的第一和第二电接触件11、31的每一个周围的各自介电材料的体或罩14、34。具体地，此实施方案中的第一和第二绝缘体14、34的每一个具有两部分的结构。例如，第一体14包括具有用于容纳和保持第一电接触件11的中心孔16的内部部分14a和包住内部部分14a的外部部分14b。相似地，第二体34也具有两部分的结构，包括具有用于容纳和保持第二电接触件31的孔36的内部部分34a和包围并包住内部部分34a的外部部分34b。

在附图的图6中，其中省略了第二壳体32和第二绝缘体34，并只用虚线轮廓来表示第一壳体12，可以特别清晰地看出锁紧或盖构件26和具有弹性条状偏置件7的环形部件8。弹性条状偏置件7的每一个在盖构件26的平面上以一定角度突出，用于与容纳在第一壳体12内部的第二壳体32的端面相接合，每个弹性条状偏置件7弯曲或曲线化以与该端面(例如，沿切线方向)线接触或在非常小的区域上接触。这样，在第二连接器30相对于第一连接器10旋转的过程中可能产生摩擦干扰的每个弹性条状件7的接触区域被保持得非常小。还应了解，由弹性件7施加的弹性力或偏置力较小，因此只产生轻微的正接触，由此只产生非常低的摩擦干扰。

本领域技术人员应理解，根据本发明的技术优势在于在宽的摩擦范围内确保了信号传输，例如，可通过例如弹性条状件7可变地调节摩擦的参数。如上面所提及的，摩擦扭矩可以在0Nm或大约0Nm至非常高的值的范围之内。然而，优选较低的值。例如，摩擦扭矩可以为大约10Nm或更小、优选大约9.5Nm或更小、甚至更优选大约9.0Nm或更小、甚至更优选大约8.5Nm或更小、甚至更优选大约8.0Nm或更小、甚至更优选大约7.5Nm或更小、甚至更优选大约7Nm或更小、甚至更优选大约6.5Nm或更小、甚至更优选大约6Nm或更小、甚至更优选大约5.5Nm或更小、甚至更优选大约5Nm或更小、甚至更优选大约4.5Nm或更小、甚至更优选大约4Nm或更小、甚至更优选大约3.5Nm或更小、甚至更优选大约3Nm或更小、甚至更优选大约2.5Nm或更小、甚至更优选大约2Nm或更小、甚至更优选大约1.5Nm或更小、甚至更优选大约1Nm或更小、甚至更优选大约0.9Nm或更小、甚至更优选大约0.8Nm或更小、甚至更优选大约0.7Nm或更小、甚至更优选大约0.6Nm或更小、甚至更优选大约0.5Nm或更小、甚至更优选大约0.4Nm或更小、甚至更优选大约0.3Nm或更小、甚至更优选大约0.2Nm或更小、甚至更优选大约0.1Nm或更小、甚至更优选大约0.075Nm或更小、甚至更优选大约0.05Nm或更小、甚至更优选大约0.04Nm或更小、甚至更优选大约0.03Nm或更小、甚至更优选大约0.02Nm或更小、甚至更优选大约0.01Nm或更小、甚至更优选大约0.0075Nm或更小、甚至更优选地为大约0.005Nm或更小、甚至更优选大约0.004Nm或更小、甚至更优选大约0.003Nm或更小、甚至更优选大约0.002Nm或更小、甚至更优选大约0.001Nm或更小、甚至更优选大约0.00075Nm或更小、甚至更优选大约0.0005Nm或更小、甚至更优选大约0.0004Nm或更小、甚至更优选大约0.0003Nm或更小、甚至更优选大约0.0002Nm或更小、甚至更优选大约0.0001Nm或更小等。

应了解，只是参照附图通过仅仅示例的方式进行了本发明的优选实施方案的上述描述。因此，本领域技术人员应了解，可以对本文具体描述和解释的部分进行各种变化、修改或增加，而不会脱离如权利要求所限定的本发明的范围。例如，本领域技术人员应了解，第一连接器可被配置为被第二连接器容纳或在其内部，使得外连接器适合于相对于内连接器旋转。

Claims (16)

1.一种可旋转电耦合装置，其包括：

第一连接器，所述第一连接器具有适合于传输高频和/或高速数据信号的第一电接触件；

第二连接器，所述第二连接器具有适合于传输高频和/或高速数据信号的第二电接触件；以及

至少一个偏置件，当所述第一连接器和第二连接器处于耦合状态时，用于将所述第一电接触件偏置至与所述第二电接触件接合，和/或将所述第二电接触件偏置至与所述第一电接触件接合；

其中，所述第一电接触件和第二电接触件被配置为相互接合并且在所述第一连接器和第二连接器之间相对转动的过程中保持不间断的电接触；

其中所述第一连接器包括基本上包围所述第一电接触件的第一壳体，并且其中所述第二连接器包括基本上包围所述第二电接触件的第二壳体；并且

其中所述至少一个偏置件是导电的并且形成提供第一壳体和第二壳体之间的电连接的电接触件。

2.根据权利要求1所述的可旋转电耦合装置，其中，所述第一电接触件和第二电接触件被配置为在所述可旋转电耦合装置的旋转轴(X)上并且在轴向上彼此接合，其中，所述第二连接器被配置为与所述第一连接器相耦合，用于相对于所述第一连接器绕所述旋转轴(X)旋转，其中，所述第一电接触件和第二电接触件被配置为彼此接合并且在所述第一连接器和第二连接器之间相对转动的过程中保持不间断的电接触。

3.根据权利要求2所述的可旋转电耦合装置，其中，所述第二连接器被配置为与所述第一连接器耦合，用于相对于所述第一连接器绕所述旋转轴(X)基本上无阻碍地旋转。

4.根据权利要求1所述的可旋转电耦合装置，其中，所述第二连接器被配置为容纳在所述第一壳体内，用于相对于所述第一连接器转动。

5.根据权利要求1所述的可旋转电耦合装置，其中，所述第一壳体与所述第二壳体的每一个是导电的并且在各自的第一电接触件和第二电接触件周围形成电屏蔽。

6.根据权利要求2所述的可旋转电耦合装置，其中，所述第一电接触件的被配置为与所述第二电接触件接合的部分包括凸件和凹件中的一个，并且所述第二电接触件的被配置为与所述第一电接触件的所述部分接合的互补部分包括凸件和凹件中的另一个；所述部分适合于匹配接合，并且关于旋转轴(X)旋转对称用于实现相互间的连续表面接触。

7.根据权利要求2所述的可旋转电耦合装置，其中，所述至少一个偏置件是可弹性屈服的并且用于在轴向上偏置所述第一电接触件和/或第二电接触件。

8.根据权利要求1所述的可旋转电耦合装置，其中，所述至少一个偏置件被提供在所述第一连接器上，用于与基本上包围所述第二电接触件的第二壳体接触，和/或提供在所述第二连接器上，用于与基本上包围所述第一电接触件的第一壳体接触，所述至少一个偏置件被布置在所述第一壳体和所述第二壳体之间。

9.根据权利要求1所述的可旋转电耦合装置，其中，所述至少一个偏置件被提供在基本上包围所述第一电接触件的第一壳体上，并在所述第一壳体的锁紧件上，用于与基本上包围所述第二电接触件的第二壳体的外表面接触。

10.根据权利要求1所述的可旋转电耦合装置，进一步包括锁紧件，所述锁紧件被配置为固定所述第二连接器使其免于从与所述第一连接器的耦合状态中脱离。

11.根据权利要求1所述的可旋转电耦合装置，进一步包括锁紧件，所述锁紧件被配置为锁住所述第二连接器使其免于从与所述第一连接器的耦合状态中脱离。

12.根据权利要求10或11所述的可旋转电耦合装置，其中，所述锁紧件被提供在基本上包围所述第一电接触件的第一壳体上，并被配置为保持所述第二连接器，使其免于从所述第一壳体中脱离；

其中，所述锁紧件在所述第一壳体的端部形成为封闭物，以将所述第二连接器基本上保持在所述第一壳体内。

13.根据权利要求12所述的可旋转电耦合装置，其中，所述封闭物是盖子。

14.根据权利要求1所述的可旋转电耦合装置，其中，所述第一连接器包括第一适配器，用于与适合于高频和/或高速数据传输的电缆的可脱离连接；和/或

其中，所述第二连接器包括第二适配器，用于与适合于高频和/或高速数据传输的电缆的可脱离连接。

15.一种转轴接头，用于支撑或悬挂技术设备的安装臂，其中，所述接头引入了根据权利要求1所述的可旋转电耦合装置。

16.一种枢轴接头，用于支撑或悬挂技术设备的安装臂，其中，所述接头引入了根据权利要求1所述的可旋转电耦合装置。