CN100489581C - 一种适用于自动光纤绕环机的排纤机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于自动光纤绕环机的排纤机构，该排纤机构由排纤组件(1)、驱动组件(2)和平台支架(3)组成；平台支架(3)的下安装面(302)固定安装在精密平台(4)上，平台支架(3)的上安装面(301)上与排纤组件(1)的滑台底座(13)固定；所述排纤组件(1)由外罩(11)、工作台(12)、滑台底座(13)和滑动组件(15)组成。本发明的排纤机构适用于各类自动光纤绕环机上的排纤功能的实现，同时在光纤复绕、光纤筛选等类型的机器中也可使用。通过采用电机(201)带动丝杠(170)转动，使工作台(12)在平稳的在A导轨(155)、B导轨(156)上滑动。该排纤机构通过采用高刚度框架、预应力装配结构和优良的传动与控制特性，使纤细的光纤能够准确地排列在预定的光纤环上。

Description

一种适用于自动光纤绕环机的排纤机构

技术领域

本发明涉及一种排纤机构，更具体地说，是指一种适用于自动光纤绕环机的排纤机构。

背景技术

光纤陀螺诞生于1976年，是利用光纤传感技术测量空间惯性转动速率的一种新型传感器，目前已发展成为惯性技术领域具有划时代特征的新型主流仪表，它与通常使用的机械陀螺和近年来开发的激光陀螺相比，具有更高的精度，且成本低，体积小，重量轻。光纤陀螺的应用前景十分广阔，它不仅用于飞机、船舶的导航、导弹制导、宇宙飞船的高精度位置控制，而且在民用上还可应用于高级轿车的导向，以及机器人和自动化控制系统等等。

光纤环是光纤陀螺的传感核心，对它的基本要求是消光比要大，互易性要好。如何绕制高质量的光纤环，对光纤陀螺的研制十分重要，其缠绕方法有多种，四极对称绕法效果最佳，是国际通用的一种方法，目前，国内光纤环的绕制大都采用人工绕制，没有专用设备，无法保证其绕制质量。

目前一些光纤绕环机上使用的排纤机构，结构简单、无反向间隙消除机构、刚度低、传动控制不平稳和排纤精确低等缺陷。一般排纤机构是在采用了较好的绕环工艺后，还得保证其绕制在光纤筒上的光纤保持均匀性和准确性。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于自动光纤绕环机的排纤机构，该排纤机构通过采用高刚度框架、预应力装配结构和优良的传动与控制特性，使纤细的光纤能够准确地排列在预定的光纤环上。

本发明是一种适用于自动光纤绕环机上的排纤机构，该排纤机构由排纤组件、驱动组件和平台支架组成；平台支架的下安装面固定安装在精密平台上，平台支架的上安装面上与排纤组件的滑台底座固定；驱动组件的电机、减速器置于排纤机构的一外侧，电机带动工作台在滑台底座上来回运动，保证光纤在放纤环、导轮、收纤环上的精密缠绕。

本发明的优点：1具有高刚度框架支持，降低了设备固有频率，不易于激发起振动，排纤过程稳定；2传动的活动环节和联结部位均采用了预应力装配结构，使排纤过程无反向间隙，特别适用于纤细的光纤操作；3传动环节采用无键联结等消除反向间隙的高刚度连接方式，获得优良的传动与控制特性，使得在排纤运动时稳定、无振动，保证纤细的光纤排纤运动操作；4由于具有高刚度的框架，排纤机构上可以承载自动光纤绕环机的其他部件，如放纤结构、张力控制机构等，使自动光纤绕环机可以获得柔性的工艺保证能力。

附图说明

图1是本发明排纤机构与精密平台的装配图。

图2是本发明排纤机构的爆炸示图。

图2A是本发明排纤机构的滑动组件的爆炸示图。

图2B是本发明滑台底座的结构图。

图2C是本发明工作台的仰视面的爆炸示图。

图2D是左支架的结构图。

图2E是右支架的结构图。

图2F是丝杠支架的结构图。

图3是平台支架的结构图。

图中：         1.排纤组件    11.外罩          111.A防护罩    112.B防护罩113.A连接端      114.B连接端   115.C连接端      116.D连接端    12.工作台121a.工作面      121b.底面     122.E定位槽      123.F定位槽    124.垫片125.减重槽       126.凸台      127.螺钉         128.A安装面    129.B安装面130.凹槽         13.滑台底座   131.A边          132.B边        133.A定位槽134.A凸台        135.B凸台     136.A定位面      137.B定位面    138.B定位槽139.G定位槽      140.H定位槽   141.C定位槽      142.D定位槽    143.C凸台144.D凸台        145.B减重孔   15.滑动组件      151.A导轨滑块  152.D导轨滑块153.B导轨滑块    154.C导轨滑块 155.A导轨        156.B导轨      157.斜压块161.A防护罩支架                162.B防护罩支架                 163.A连接板164.B连接板      165.C连接板   166.D连接板      170.滚珠丝杠   171.联轴器172.C轴承        173.D轴承     174.左法兰       175.A轴承      176.B轴承177.右法兰       178.锁紧螺母  179.A外隔套      180.A内隔套    181.B外隔套182.B内隔套      190.电机支架  191.第一L座      192.第二L座    193.A面194.B面          21.左支架     211.B定位块      212.C底斜块    213.C上斜块214.D底斜块   215.D上斜块     216.A通孔     217.A面      218.B面219.底面      22.右支架       221.A定位块   222.A底斜块  223.A上斜块224.B底斜块   225.B上斜块     226.B通孔     227.A面      228.B面229.底面      23.丝杠支架     231.C定位块   232.E底斜块  233.E上斜块234.F底斜块   235.F上斜块     236.C通孔     237.A面      238.B面239.底面      240.丝杠套      2.驱动组件    201.电机     202.减速器3.平台支架    301.上安装面    302.下安装面  303.A减重孔  4.精密平台

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步的详细说明。

请参见图1、图2所示，本发明是一种适用于自动光纤绕环机上的排纤机构，该排纤机构由排纤组件1、驱动组件2和平台支架3组成；平台支架3的下安装面302固定安装在精密平台4上，平台支架3的上安装面301上与排纤组件1的滑台底座13固定；驱动组件2的电机201、减速器202置于排纤机构1的一外侧，电机201带动工作台12在滑台底座13上来回运动，保证光纤在放纤环、导轮、收纤环上的精密缠绕。

请参见图2、图2A～图2F所示，本发明中的排纤组件1，具有精密排纤的作用。整个滑台底座部分采用高硬质材料(HT200、HT300)制作，具有高刚性特征，其传动精密，稳定性强。排纤组件1由外罩11、工作台12、滑台底座13和滑动组件15组成。

外罩11包括有A防护罩111和B防护罩112，A防护罩111的A连接端113与电机支架190的A面193连接，A防护罩111的B连接端114与工作台12的B安装面129连接；B防护罩112的C连接端115与工作台12的A安装面128连接，B防护罩112的D连接端116分别与A防护罩支架161的B连接板164和B防护罩支架162的D连接板166连接。

工作台12上设有多个用于安装张力组件、导向组件等的螺纹孔；工作台12的工作面121a为平整面，工作台12的底面121b中心位置设有一凹槽130，凹槽130的中心有凸台126，凸台126上安装有垫片124，凸台126的两侧分别是E定位槽122、F定位槽123，凹槽130的四周对称设有四个减重槽125；底面121b的四角分别通过螺钉127将工作台12安装在滑动组件15的四个导轨滑块(A导轨滑块151、B导轨滑块152、C导轨滑块153、D导轨滑块154)上。在本发明中，垫片124是为了解决丝杠支架23、左支架21、右支架22上的三个通孔(C通孔236、A通孔216、B通孔226)同轴。

滑台底座13为一体加工成型件，滑台底座13的中心开有A定位槽133，A定位槽133的两侧分别设有A凸台134、B凸台135，A定位槽133的槽面上从左至右顺次有G定位槽139、D凸台144、H定位槽140、B减重孔145、C定位槽141、C凸台143、D定位槽142；A凸台134的外侧是A边131，A边131上设有多个沉头孔；B凸台135上设有用于安装斜压块157的B定位槽138，B凸台135的外侧是B边132，B边132上设有多个沉头孔。滑台底座13的右端A凸台134的端面连接有A防护罩支架161的A连接板163，B凸台135的端面连接有B防护罩支架162的C连接板165。在本发明中，B凸台135上切割出B定位槽138，且在B定位槽138中均匀放入10个斜压块157，目的在于使A导轨155在B定位面137上精密定位且有适度的预应力。

电机支架190包括有第一L座191、第二L座192，电机支架190的中心有一通孔194，通孔194用于联轴器171穿过，第一L座191、第二L座192通过螺钉与螺纹孔的配合安装在滑台底座13的左端的A定位槽133内。在本发明中，电机支架190通过A面193、第一L座191、第二L座192安装于滑台底座13的左端的A定位槽133内，可以增加电机支架190的刚度、可靠，使悬伸的驱动组件2安装更稳定。

滑动组件15包括有两个导轨(A导轨155、B导轨156)、四个滑块(A导轨滑块151、B导轨滑块153、C导轨滑块154、D导轨滑块152)、一根滚珠丝杠170、三个支架(左支架21、右支架22、丝杠支架23)；

A导轨155安装在滑台底座13的B定位面137上，A导轨155上安装有B导轨滑块153、C导轨滑块154；

B导轨156安装在滑台底座13的A定位面136上，B导轨156上安装有A导轨滑块151、D导轨滑块152；

左支架21、右支架22和丝杠支架23结构相同。

左支架21包括有B定位块211、C底斜块212、C上斜块213、D底斜块214、D上斜块215，左支架21体的中心开有A通孔216，左支架21的底面219安装在D凸台144上；B定位块211贴合于左支架21的A面217下端，且通过螺钉与螺纹孔的配合安装在H定位槽140内；C底斜块212的斜面与C上斜块213的斜面贴合，C上斜块213的另一面贴合于左支架21的B面218下端一角；D底斜块214的斜面与D上斜块215的斜面贴合，D上斜块215的另一面贴合于左支架21的B面218下端另一角；且C底斜块212与C上斜块213、D底斜块214与D上斜块215通过螺钉与螺纹孔的配合安装在G定位槽139内。在本发明中，C上斜块213通过斜面在C底斜块212斜面上滑动压向B面218使左支架21靠向B定位块211产生预紧压力，使左支架21位置稳固、可靠，可抵抗运动冲击，从而使工作台12定位精度高，排纤可靠，无反射间隙，适于纤细光纤缠绕。

右支架22包括有A定位块221、A底斜块222、A上斜块223、B底斜块224、B上斜块225，右支架22体的中心开有B通孔226，右支架22的底面229安装在C凸台143上；A定位块221贴合于右支架22的A面227下端，且通过螺钉与螺纹孔的配合安装在C定位槽141内；A底斜块222的斜面与A上斜块223的斜面贴合，A上斜块223的另一面贴合于右支架22的B面228下端一角；B底斜块224的斜面与B上斜块225的斜面贴合，B上斜块225的另一面贴合于右支架22的B面228下端另一角；且A底斜块222与A上斜块223、B底斜块224与B上斜块225通过螺钉与螺纹孔的配合安装在D定位槽142内。在本发明中，A上斜块223通过斜面在A底斜块222斜面上滑动压向B面228使右支架22靠向A定位块221产生预紧压力，使右支架22位置稳固、可靠，可抵抗运动冲击，从而使工作台12定位精度高，排纤可靠，无反射间隙，适于纤细光纤缠绕。

丝杠支架23包括有C定位块231、E底斜块232、E上斜块233、F底斜块234、F上斜块235，丝杠支架23体的中心开有C通孔236，C通孔236内安装有丝杠套240，丝杠支架23的底面239安装在工作台12的凹槽130的凸台126的垫片124上；C定位块231贴合于丝杠支架23的A面237下端，且通过螺钉与螺纹孔的配合安装在工作台12的E定位槽122内；E底斜块232的斜面与E上斜块233的斜面贴合，E上斜块233的另一面贴合于丝杠支架23的B面238下端一角；F底斜块234的斜面与F上斜块235的斜面贴合，F上斜块235的另一面贴合于丝杠支架23的B面238下端另一角；且E底斜块232与E上斜块233、F底斜块234与F上斜块235通过螺钉与螺纹孔的配合安装在工作台12的F定位槽123内。在本发明中，E上斜块233通过斜面在E底斜块232斜面上滑动压向B面238使丝杠支架23靠向C定位块231产生预紧压力，使丝杠支架23位置稳固、可靠，可抵抗运动冲击，从而使工作台12定位精度高，排纤可靠，无反射间隙，适于纤细光纤缠绕。

滚珠丝杠170的左端从里向外套接有C轴承172、B内隔套182、D轴承173、左法兰174、联轴器171，B内隔套182的外环上套接有B外隔套181，且左轴承组(左轴承组由C轴承172、B内隔套182、B外隔套181、D轴承173形成)安装在左支架21的A通孔216内；滚珠丝杠170的右端从里向外套接有A轴承175、A内隔套180、B轴承176、右法兰177、锁紧螺母178，A内隔套180的外环上套接有A外隔套179，且右轴承组(右轴承组由A轴承175、A内隔套180、A外隔套179、B轴承176形成)安装在右支架22的B通孔226内；滚珠丝杠170的中部套接在丝杠套240中，丝杠套240安装在丝杠支架23的C通孔236中。

在本发明中，右支架22的A上斜块223和B上斜块225向下压时，用于锁紧右支架22在水平方向上的移动。左支架21上的C上斜块213和D上斜块215向下压时，用于锁紧左支架21在水平方向上的移动。丝杠支架23固定于垫片124上表面，并紧贴C定位块231，D底斜块232、D上斜块233、E底斜块234和E上斜块235分别做成斜面相贴合固定于F定位槽123中，D上斜块233和E上斜块235向下压时，用于锁紧丝杠支架23在水平方向上的移动。

在本发明中，联轴器171通过电机201带动滚珠丝杠170转动，同时，工作台12在滚珠丝杠170的带动下作来回运动，且移动距离可控制，实现光纤在环体轴向方向上的精密缠绕。联轴器171采用无键联接，提高联接定位精度和刚度，改进工作台12的控制性能。

请参见图1、图2所示，本发明驱动组件2包括有电机201和减速器202，电机201的输出轴与减速器202连接，减速器202与联轴器171连接，电机201机壳安装在电机支架190的A面193上。电机201为伺服电机，输出功率为400W～850W；减速器202的减速比为1:20～1:50。

请参见图3所示，平台支架3为一体加工成型件，平台支架3上对称开有多个A减重孔303，上安装面301通过螺钉与螺纹孔的配合使排纤组件1的滑台底座104固定安装在其上，下安装面302通过螺钉与螺纹孔的配合使平台支架3固定安装在精密平台4上。在本发明中，平台支架3采用硬质材料加工制作成具有多孔结构，其刚度大，稳定性强，从而可以有效地保证工作台12的移动和支撑精度。

本发明中的精密平台4上设有多个固定安装器件的安装孔，平台支架3和排纤机构安装在精密平台4上。

本发明设计的排纤机构适用于各类自动光纤绕环机上的排纤功能的实现，同时在光纤复绕、光纤筛选等类型的机器中也可使用。通过采用电机201带动丝杠170转动，使工作台12在平稳的在A导轨155、B导轨156上滑动。

Claims (1)

1、一种适用于自动光纤绕环机的排纤机构，其特征在于：该排纤机构由排纤组件(1)、驱动组件(2)和平台支架(3)组成；平台支架(3)的下安装面(302)固定安装在精密平台(4)上，平台支架(3)的上安装面(301)上与排纤组件(1)的滑台底座(13)固定；

所述排纤组件(1)由外罩(11)、工作台(12)、滑台底座(13)和滑动组件(15)组成；

外罩(11)包括有A防护罩(111)和B防护罩(112)，A防护罩(111)的A连接端(113)与电机支架(190)的A面(193)连接，A防护罩(111)的B连接端(114)与工作台(12)的B安装面(129)连接；B防护罩(112)的C连接端(115)与工作台(12)的A安装面(128)连接，B防护罩(112)的D连接端(116)分别与A防护罩支架(161)的B连接板(164)和B防护罩支架(162)的D连接板(166)连接；

工作台(12)的工作面(121a)为平整面，工作台(12)的底面(121b)中心位置设有一凹槽(130)，凹槽(130)的中心有凸台(126)，凸台(126)上安装有垫片(124)，凸台(126)的两侧分别是E定位槽(122)、F定位槽(123)，凹槽(130)的四周对称设有四个减重槽(125)；底面(121b)的四角分别通过螺钉(127)将工作台(12)安装在滑动组件(15)的A导轨滑块(151)、B导轨滑块(152)、C导轨滑块(153)、D导轨滑块(154)上；

滑台底座(13)的中心有A定位槽(133)，A定位槽(133)的两侧分别设有A凸台(134)、B凸台(135)，A定位槽(133)的槽面上从左至右顺次有G定位槽(139)、D凸台(144)、H定位槽(140)、B减重孔(145)、C定位槽(141)、C凸台(143)、D定位槽(142)；A凸台(134)的外侧是A边(131)；B凸台(135)上设有用于安装斜压块(157)的B定位槽(138)，B凸台(135)的外侧是B边(132)；滑台底座(13)的右端A凸台(134)的端面连接有A防护罩支架(161)的A连接板(163)，B凸台(135)的端面连接有B防护罩支架(162)的C连接板(165)；

电机支架(190)包括有第一L座(191)、第二L座(192)，电机支架(190)的中心有一通孔(194)，通孔(194)用于联轴器(171)穿过，第一L座(191)、第二L座(192)通过螺钉与螺纹孔的配合安装在滑台底座(13)的左端的A定位槽(133)内；

滑动组件(15)包括有A导轨(155)、B导轨(156)、A导轨滑块(151)、B导轨滑块(153)、C导轨滑块(154)、D导轨滑块(152)、一根滚珠丝杠(170)、左支架(21)、右支架(22)、丝杠支架(23)；

A导轨(155)安装在滑台底座(13)的B定位面(137)上，A导轨(155)上安装有B导轨滑块(153)、C导轨滑块(154)；

B导轨(156)安装在滑台底座(13)的A定位面(136)上，B导轨(156)上安装有A导轨滑块(151)、D导轨滑块(152)；

左支架(21)包括有B定位块(211)、C底斜块(212)、C上斜块(213)、D底斜块(214)、D上斜块(215)，左支架(21)体的中心开有A通孔(216)，左支架(21)的底面(219)安装在D凸台(144)上；B定位块(211)贴合于左支架(21)的A面(217)下端，且通过螺钉与螺纹孔的配合安装在H定位槽(140)内；C底斜块(212)的斜面与C上斜块(213)的斜面贴合，C上斜块(213)的另一面贴合于左支架(21)的B面(218)下端一角；D底斜块(214)的斜面与D上斜块(215)的斜面贴合，D上斜块(215)的另一面贴合于左支架(21)的B面(218)下端另一角；且C底斜块(212)与C上斜块(213)、D底斜块(214)与D上斜块(215)通过螺钉与螺纹孔的配合安装在G定位槽(139)内；

右支架(22)包括有A定位块(221)、A底斜块(222)、A上斜块(223)、B底斜块(224)、B上斜块(225)，右支架(22)体的中心开有B通孔(226)，右支架(22)的底面(229)安装在C凸台(143)上；A定位块(221)贴合于右支架(22)的A面(227)下端，且通过螺钉与螺纹孔的配合安装在C定位槽(141)内；A底斜块(222)的斜面与A上斜块(223)的斜面贴合，A上斜块(223)的另一面贴合于右支架(22)的B面(228)下端一角；B底斜块(224)的斜面与B上斜块(225)的斜面贴合，B上斜块(225)的另一面贴合于右支架(22)的B面(228)下端另一角；且A底斜块(222)与A上斜块(223)、B底斜块(224)与B上斜块(225)通过螺钉与螺纹孔的配合安装在D定位槽(142)内；

丝杠支架(23)包括有C定位块(231)、E底斜块(232)、E上斜块(233)、F底斜块(234)、F上斜块(235)，丝杠支架(23)体的中心开有C通孔(236)，C通孔(236)内安装有丝杠套(240)，丝杠支架(23)的底面(239)安装在工作台(12)的凹槽(130)的凸台(126)的垫片(124)上；C定位块(231)贴合于丝杠支架(23)的A面(237)下端，且通过螺钉与螺纹孔的配合安装在工作台(12)的E定位槽(122)内；E底斜块(232)的斜面与E上斜块(233)的斜面贴合，E上斜块(233)的另一面贴合于丝杠支架(23)的B面(238)下端一角；F底斜块(234)的斜面与F上斜块(235)的斜面贴合，F上斜块(235)的另一面贴合于丝杠支架(23)的B面(238)下端另一角；且E底斜块(232)与E上斜块(233)、F底斜块(234)与F上斜块(235)通过螺钉与螺纹孔的配合安装在工作台(12)的F定位槽(123)内；

滚珠丝杠(170)的左端从里向外有C轴承(172)、B内隔套(182)、D轴承(173)、左法兰(174)、联轴器(171)，B内隔套(182)的外环上套接有B外隔套(181)，C轴承(172)、B内隔套(182)、B外隔套(181)、D轴承(173)形成左轴承组，且左轴承组安装在左支架(21)的A通孔(216)内；滚珠丝杠(170)的右端从里向外有A轴承(175)、A内隔套(180)、B轴承(176)、右法兰(177)、锁紧螺母(178)，A内隔套(180)的外环上套接有A外隔套(179)，A轴承(175)、A内隔套(180)、A外隔套(179)、B轴承(176)形成右轴承组，且右轴承组由安装在右支架(22)的B通孔(226)内；滚珠丝杠(170)的中部套接在丝杠套(240)中。

Images