CN107631862A - 带光纤式y波导器件离心试验夹具 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种带光纤式Y波导器件离心试验夹具，包括由外向内依次安装的盖板、外垫圈、内垫圈和器件安装座，所述器件安装座的端面上开设有柱形的凹槽，所述凹槽的底部平面上至少开设有一个大小和形状与待试验Y波导器件相配适的固位槽A，所述固定槽A的中部与凹槽底部边缘之间开有用于固定光纤的固定槽B，所述固位槽A与固定槽B相互连通，所述内垫圈上设置有向固位槽A延伸的且与固定槽B相互配适的垫片A。本发明的带光纤式Y波导器件离心试验夹具解决了Y波导器件在做离心试验、振动试验、冲击试验时因更换夹具导致的工作效率低下问题。大幅度提高了Y波导器件在做机械试验时的效率，Y波导器件做完3项试验的时间缩短1/3左右。

Description

带光纤式Y波导器件离心试验夹具
技术领域
本发明所属技术领域为机械环境试验器具，尤其涉及一种带光纤式Y波导器件离心试验夹具。
背景技术
现有技术中，Y波导器件是集成光电子学中重要的基本光波导单元之一，被广泛应用于光耦合器、光解调器、光开关、以及光纤陀螺多功能芯片等集成光学器件中，其性能的优劣直接关系到这些器件形成的好坏，因此，Y波导器件产品需要分别进行离心试验、振动试验、冲击试验等多种试验，以往在做Y波导器件机械试验时因频繁更换夹具易出现光纤断裂的问题，以及Y波导器件在做离心试验、振动试验、冲击试验时因更换夹具导致的工作效率低下问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种带光纤式Y波导器件离心试验夹具，该带光纤式Y波导器件离心试验夹具可解决以往在做Y波导器件机械试验时因频繁更换夹具易出现光纤断裂的问题，以及Y波导器件在做离心试验、振动试验、冲击试验时因更换夹具导致工作效率低下的问题。
本发明通过以下技术手段解决上述技术问题：
本发明的一种带光纤式Y波导器件离心试验夹具，包括由外向内依次安装的盖板、外垫圈、内垫圈和器件安装座，所述器件安装座的端面上开设有柱形的凹槽，所述凹槽的底部平面上至少开设有一个大小和形状与待试验Y波导器件相配适的固位槽A，所述固定槽A的中部与凹槽底部边缘之间开有用于固定光纤的固定槽B，所述固位槽A与固定槽B相互连通，所述内垫圈上设置有向固位槽A延伸的且与固定槽B相互配适的垫片A；所述外垫圈上设置有垫片B，所述垫片B的位置与垫片A的位置相对应，所述盖板可与器件安装座连接将垫片A和垫片B压扣在固定槽B中。
进一步，所述固位槽A的底部设置有多个孔。
进一步，沿所述凹槽底部边缘开设有一圈固定槽C，所述固定槽B与固定槽C相互连通，所述内垫圈可嵌入到固定槽C中。
进一步，沿所述盖板内侧面外边缘开设一圈固定槽D，同时在所述盖板内侧面上开设有与固定槽D相互连通的固定槽E，所述外垫圈及其上垫片B可分别嵌入到固定槽D和固定槽E中。
进一步，所述固位槽A呈方形，所述垫片A的端部具有宽度与固位槽A一边宽度相应的凸缘。
进一步，所述器件安装座呈柱形，所述器件安装座的两侧端面上各设置有一个所述凹槽，每个凹槽底部各设置有两个固位槽A。
本发明的有益效果：
1、本发明的带光纤式Y波导器件离心试验夹具解决了Y波导器件在做离心试验、振动试验、冲击试验时因更换夹具导致的工作效率低下问题。大幅度提高了了Y波导器件在做机械试验时的效率，Y波导器件做完3项试验的时间缩短1/3左右。
2、解决光纤在试验中或更换夹具时易出现断裂的问题，达到装夹一次可完成3项机械试验的目的。本发明对Y波导器件在做机械试验时和因更换夹具造成光纤断裂问题有了良好的保护，且大幅度提高了试验工作效率，减小了频繁装夹夹具的工作量，机械试验时间缩短了1/3。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
图1为本发明带光纤式Y波导器件离心试验夹具的爆炸结构示意图；
图2为本发明带光纤式Y波导器件离心试验夹具中器件安装座的立体结构示意图；
图3为本发明带光纤式Y波导器件离心试验夹具中器件安装座的俯视图；
图4为图3中A-A方向所示的剖面图；
图5为本发明带光纤式Y波导器件离心试验夹具中盖板的立体结构示意图；
图6为本发明带光纤式Y波导器件离心试验夹具中内垫圈的立体结构示意图。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明进行详细说明：
实施例1带光纤式Y波导器件的夹具的设计方法
首先，根据Y波导器件易损部位确定夹具设计规格
通过Y波导易损部位确定易损部位的接触面材料，通过产品试验量的大小和试验设备的装夹需求确定夹具的尺寸结构，根据机械试验对夹具平衡度、夹具的重量等要求确定夹具的材料，综合以上因素进行结构设计。
通过对离心试验过程中产品失效部位的统计、器件在试验过程中的主要受力面、产品在实际应用中的状态，确定Y波导带光纤式器件的光纤根部、Y波导器件底盖板、Y波导器件螺丝孔内侧、球透镜系列管帽边缘、管帽X方向圆弧面为主要研究对象。
器件类型 试验方向 失效部位 受力面
Y波导 X - 螺丝孔内侧、光纤中部
Y波导 Y 光纤根部 器件底盖板、光纤根部
Y波导 Z 光纤根部 螺丝孔内侧、光纤根部
表1.Y波导器件的受力面、失效部位
其次，建模仿真
首先确定建模对象，针对器件试验过程中易损部位和实际应用中的受力情况，确定光纤从根部到引出3厘米之间为易断裂部位，根据光纤材料(石英玻璃外有一层涂覆层)、光纤直径等条件确定光纤断裂的极限承受力，然后采用PRO/E与ANSYS联合仿真，在PRO/E中完成参数化建模，再将参数化模型导入ANSYS进行仿真分析，通过步进方式获得极限离心量级，并进行损伤分析，得出此类夹具在50g-200g之间离心试验的仿真分析。
最后，实物验证试验分析
利用加工好的夹具和试验样品进行50g到200g的离心验证试验，步进量级50g，并在各个步进量级记录夹具和器件的试验结果，得到验证试验分析数据。
实施例2带光纤式Y波导器件离心试验夹具
如图1至6所示：本实施例中的带光纤式Y波导器件离心试验夹具，包括由外向内依次安装的盖板4、外垫圈2、内垫圈3和器件安装座1，所述器件安装座1的端面上开设有柱形的凹槽11，所述凹槽11的底部平面上至少开设有一个大小和形状与待试验Y波导器件相配适的固位槽A12，所述固位槽A12的底部设置有多个孔15；所述固定槽A12的中部与凹槽11底部边缘之间开有用于固定光纤的固定槽B13，所述固位槽A12与固定槽B13相互连通，所述内垫圈3上设置有向固位槽A12延伸的且与固定槽B13相互配适的垫片A31；所述外垫圈2上设置有垫片B21，所述垫片B的位置与垫片A31的位置相对应，所述盖板4可与器件安装座1连接将垫片A31和垫片B21压扣在固定槽B13中。具体地，器件安装座与盖板可采用可拆卸式连接方式，例如在器件安装座与盖板的对应位置上开设螺纹孔，通过螺钉来紧固器件安装座与盖板；外垫圈与内垫圈可采用丁晴胶材料制成，试验时，待试验Y波导器件固定在固位槽A12中，Y波导器件上的易损部位，即引出的光纤部位可夹持在位于固定槽B13中的外垫圈与内垫圈之间，从而形成对光纤部位的有效保护。
作为上述技术方案的进一步改进，沿所述凹槽11底部边缘开设有一圈固定槽C14，所述固定槽B13与固定槽C14相互连通，所述内垫圈3可嵌入到固定槽C14中。将内垫圈3嵌入到固定槽C14中，可防止高速离心时内垫圈位置移动。
作为上述技术方案的进一步改进，沿所述盖板4内侧面外边缘开设一圈固定槽D41，同时在所述盖板4内侧面上开设有与固定槽D41相互连通的固定槽E42，所述外垫圈2及其上垫片B21可分别嵌入到固定槽D41和固定槽E42中。通过设置固定槽D41和固定槽E42可有效固定外垫圈2及其上垫片B21的位置，防止高速离心时外垫圈发生偏移。
作为上述技术方案的进一步改进，所述固位槽A12呈方形，所述垫片A31的端部具有宽度与固位槽A12一边宽度相应的凸缘。凸缘用于保护光纤根部。
作为上述技术方案的进一步改进，所述器件安装座1呈柱形，所述器件安装座1的两侧端面上各设置有一个所述凹槽11，每个凹槽11底部各设置有两个固位槽A12。在器件安装座上对称设置凹槽，可一次性对多个Y波导器件同时进行测试，从而提高了试验效率。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种带光纤式Y波导器件离心试验夹具，包括由外向内依次安装的盖板(4)、外垫圈(2)、内垫圈(3)和器件安装座(1)，其特征在于：所述器件安装座(1)的端面上开设有柱形的凹槽(11)，所述凹槽(11)的底部平面上至少开设有一个大小和形状与待试验Y波导器件相配适的固位槽A(12)，所述固定槽A(12)的中部与凹槽(11)底部边缘之间开有用于固定光纤引出部位的固定槽B(13)，所述固位槽A(12)与固定槽B(13)相互连通，所述内垫圈(3)上设置有向固位槽A(12)延伸的且与固定槽B(13)相互配适的垫片A(31)。所述外垫圈(2)上设置有垫片B(21)，所述垫片B的位置与垫片A(31)的位置相对应。所述盖板(4)可与器件安装座(1)连接将垫片A(31)和垫片B(21)压扣在固定槽B(13)中。
2.根据权利要求1所述的带光纤式Y波导器件离心试验夹具，其特征在于：所述固位槽A(12)的底部设置有多个孔(15)。
3.根据权利要求2所述的带光纤式Y波导器件离心试验夹具，其特征在于：沿所述凹槽(11)底部边缘开设有一圈固定槽C(14)，所述固定槽B(13)与固定槽C(14)相互连通，所述内垫圈(3)可嵌入到固定槽C(14)中。
4.根据权利要求3所述的带光纤式Y波导器件离心试验夹具，其特征在于：沿所述盖板(4)内侧面外边缘开设一圈固定槽D(41)，同时在所述盖板(4)内侧面上开设有与固定槽D(41)相互连通的固定槽E(42)，所述外垫圈(2)及其上垫片B(21)可分别嵌入到固定槽D(41)和固定槽E(42)中。
5.根据权利要求4所述的带光纤式Y波导器件离心试验夹具，其特征在于：所述固位槽A(12)呈方形，所述垫片A(31)的端部具有宽度与固位槽A(12)一边宽度相应的凸缘。
6.根据权利要求5所述的带光纤式Y波导器件离心试验夹具，其特征在于：所述器件安装座(1)呈柱形，所述器件安装座(1)的两侧端面上各设置有一个所述凹槽(11)，每个凹槽(11)底部各设置有两个固位槽A(12)。
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