CN108844552A - 一种绕制高精度无骨架光纤环的脱模骨架 - Google Patents

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Abstract

一种绕制高精度无骨架光纤环的脱模骨架包括动盘、芯子、聚四氟乙烯环、定盘和典型快速锁紧机构。所述动盘的内圈上有联接键，动盘外圆柱面有若干固定螺孔，端部有若干螺孔；所述芯子外圈有一个键槽和若干滑槽，一侧面有若干小螺孔、一个内螺纹孔以及联接键；所述聚四氟乙烯环过盈配合联接固定在芯子上；所述定盘内圈有联接键槽，盘面有若干固定圆孔，端部有若干螺孔；所述典型快速锁紧机构由外套、弹簧、3颗钢珠、轴套及锥套组成，外套上有外螺纹。本发明不仅能够适用于多种宽度型号的无骨架光纤环的绕制，骨架装配简单可靠，重复性好，拆卸方便，绕制无骨架光纤环的精度和效率更高。

Description

一种绕制高精度无骨架光纤环的脱模骨架
技术领域
本发明涉及光纤陀螺领域，特别是指绕制无骨架光纤环的脱模骨架。
背景技术
光纤陀螺是一种基于萨格纳克(Sagnac)效应的光纤角速度传感器，具有结构简单、价格低，体积小、重量轻，抗冲击和抗加速运动能力强，灵敏度和分辨率高等优点，目前已广泛应用于机动载体和军事领域。光纤环是光纤陀螺的重要组成部分，光纤环的绕制水平对光纤陀螺的精度起着至关重要的作用。由于光纤环在实际应用中受到机械张力、振动、温度梯度等因素引起的环境干扰，降低了光纤陀螺对真实角速度的敏感度，为降低光纤陀螺光纤环的非互易性影响，国内大多采用四极对称绕法绕制无骨架光纤环，少数单位采用工艺更加复杂的八极对称绕法和十六极对称绕法。然而目前国内绕制无骨架光纤环的骨架采用等分多扇片型式，制备的光纤环容易产生应力不均、环圈圆度偏低、零偏稳定性不高等问题。
发明内容
本发明旨在提供一种绕制高精度无骨架光纤环的脱模骨架，该骨架不仅能够适用于多种宽度型号的无骨架光纤环的绕制，而且骨架装配简单可靠，重复性好，拆卸方便，绕制无骨架光纤环的精度和效率更高。
本发明的技术方案详述如下：
所述绕制高精度无骨架光纤环的脱模骨架包括动盘、芯子、聚四氟乙烯环、定盘和典型快速锁紧机构。所述动盘的内圈上有用于定位的连接键，动盘外圆柱面有若干固定螺孔，盘面有若干小扇形槽和一条大扇形槽，盘面端部有坡口和圆角，端部有若干螺孔；所述芯子外圈有用于定位动盘的键槽和若干固定动盘的滑槽，一侧面有若干用于固定定盘的小螺孔、一个用于连接典型快速锁紧机构的内螺纹孔以及用于定位定盘的连接键，另一侧面有若干减轻孔；所述聚四氟乙烯环通过过盈配合连接固定在芯子上，并与芯子外圆柱面一体加工成型；所述定盘内圈有用于定位的连接键槽，盘面有若干固定圆孔，用于固定动盘到芯子上，以及若干与动盘对应的小扇形槽和一条大扇形槽，盘面端部有坡口和圆角，端部有若干螺孔；所述典型快速锁紧机构由外套、弹簧、3颗钢珠、轴套及锥套组成，外套上有用于连接典型快速锁紧机构到芯子上的外螺纹。
上述技术方案中，所述动盘的内圈上有用于定位的连接键，用于限制动盘在芯子上的径向角度；外圆柱面有若干固定螺孔，用于限制动盘在芯子上的轴向移动；盘面有若干深度约0.1mm的小扇形槽和一条大扇形槽；盘面端部有坡口和圆角，防止刮伤挂断光纤。
上述技术方案中，所述芯子有用于定位动盘的键槽和固定动盘的滑槽，滑槽宽度略大于M3螺栓的最大外径；而且所述芯子一侧面有用于连接典型快速锁紧机构的内螺纹和用于定位定盘的连接键。
进一步地，所述聚四氟乙烯环通过过盈配合连接固定在芯子上，并与芯子外圆柱面一体加工成型，加工成型的环境温度与实际使用该骨架绕制光纤环的环境温度相同。
更进一步地，所述定盘内圈有用于定位的连接键槽，用于限制定盘在芯子上的径向角度；盘面有若干与动盘对应深度约0.1mm的小扇形槽和一条大扇形槽；盘面端部有坡口和圆角，防止刮伤挂断光纤。
上述技术方案中，所述典型快速锁紧机构由外套、弹簧、3颗钢珠、轴套及锥套组成，外套上有用于连接典型快速锁紧机构到芯子上的外螺纹。
更进一步地，动盘、芯子、定盘均由超硬铝合金材质并经过本色阳极氧化制成，表面硬度高，螺孔的使用寿命长，对温度变化产生的形变小。
与现有技术相比，本发明消除了由于芯子采用等分多扇片型式导致的无骨架光纤环绕制过程中产生的应力不均问题，同时利用聚四氟乙烯环的高热收缩率和不沾性使光纤环的脱模拆卸过程稳定可靠；本发明独有的连接键槽和连接键设计可以保证骨架装配和使用的高重复性，并使动盘和定盘的扇形槽互相对齐；通过调节动盘与定盘之间的平行距离，使本骨架适用于制备多种宽度型号的光纤环，同时也可以根据实际制备光纤环的光纤芯径误差精确调节本骨架的绕制光纤环宽度；本发明采用了典型快速锁紧机构与脱模骨架结合连接的方式，通过3颗钢珠均匀地压紧主轴，将本骨架固定在绕环轴上，绕制无骨架光纤环的环圈同轴度好、精度高。
附图说明
为了更加具体、清楚地阐明本发明实施例的技术方案，下面对本发明实施例涉及的附图进行简单的介绍。
图1为本发明所述动盘的后视图和轴测图。
图2为本发明所述芯子的后视图和轴测图。
图3为本发明所述聚四氟乙烯环的轴测图。
图4为本发明所述定盘的轴测图。
图5为本发明所述典型快速锁紧机构的主视图和横剖面图。
图6为本发明组装的爆炸视图。
图7为本发明组装后的横剖面图。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
结合图5和图6所示的脱模骨架包括动盘1、芯子2、聚四氟乙烯环3、定盘4、典型快速锁紧机构5。其中动盘1的内圈上有用于定位的连接键1-1，用于限制动盘1在芯子2上的径向角度；动盘1外圆柱面有若干固定螺孔1-2，盘面有若干深度约0.1mm小扇形槽1-3和一条大扇形槽1-4，盘面端部有坡口和圆角，端部有若干螺孔1-5。芯子2外圈有用于定位动盘1的键槽2-1和若干固定动盘1的滑槽2-2，用以限制动盘1的轴向移动，一侧面有若干用于固定定盘1的螺孔2-3、一个用于连接典型快速锁紧机构5的内螺纹孔2-4以及一个用于定位定盘4的连接键2-5，另一侧面有若干减轻孔2-6。聚四氟乙烯环3通过过盈配合连接固定在芯子2上，并与芯子2外圆柱面一体加工成型。所述定盘4内圈有用于定位的连接键槽4-1，盘面有若干固定圆孔4-2，用于固定动盘4到芯子2上，以及若干与动盘1对应深度约0.1mm的小扇形槽4-3和一条大扇形槽4-4，盘面端部有坡口和圆角，端部有若干螺孔4-5。典型快速锁紧机构5由外套5-1、弹簧5-2、3颗钢珠5-3、轴套5-4及锥套5-5组成，外套5-1上有用于连接典型快速锁紧机构5到芯子2上的外螺纹。
制备光纤环时，如图6所示，首先将聚四氟乙烯环3过盈配合装配到芯子2上，然后将定盘4的连接键槽4-1对准芯子2的连接键2-5，并用若干螺丝穿过定盘4上的固定圆孔4-2并拧到芯子2的螺孔2-3上；接着将典型快速锁紧机构5通过其外套5-1上的外螺纹旋入到芯子2的内螺纹孔2-4内，并拧紧；接下来将动盘1的连接键1-1对准芯子2的连接键槽2-1，将动盘1缓慢地套合到芯子2上；接着调整动盘1与定盘2之间的平行距离，直至达到预制光纤环的宽度；用若干螺丝穿过动盘1外圆柱面上的固定螺孔1-2并伸入到芯子2的滑槽2-2中，并拧紧；最后通过按压典型快速锁紧机构5上的轴套5-4，3颗钢珠5-3沿着锥套5-5的斜面方向朝外运动，将装配完成的脱模骨架穿入到绕环轴上，松开轴套5-4，锥套5-5受到弹簧5-2的压力作用，带动3颗钢珠5-3沿着锥套5-5的斜面朝内运动，并同时挤压在绕环轴上，由于3颗钢珠5-3的对称性运动同时夹紧绕环轴，脱模骨架与绕环轴同轴度高，而且固定可靠、操作方便。同时在绕制第一层光纤的过程中，也可以根据实际使用光纤芯径的误差，对动盘1与定盘2之间的平行距离进行微调，以制备更高精度要求的光纤环。
在光纤环的绕制、浸胶、固化等一系列工艺完成后，拆下动盘1外圆柱面固定螺孔1-2上的螺丝，轻轻地将动盘1从芯子2上滑下来；接着拆下定盘4盘面固定螺孔4-2上的螺丝，将定盘4从芯子2上滑下来；如果拆卸动盘1和定盘4困难，也可以使用长螺丝穿过动盘1和定盘4上的螺孔1-5和4-5，抵压到动盘1或者定盘4的对应盘面上，将动盘1或动盘4顶出；最后将带有光纤环和聚四氟乙烯3的芯子2置入低温冰箱中，数分钟后取出，由于聚四氟乙烯材料的热收缩率远大于超硬铝合金和光纤环，聚四氟乙烯环3的外径会略微收缩至与光纤环脱离，因此可以很轻松地将光纤环从芯子2上取下，即得到无骨架的光纤环。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的保护范围内所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种绕制高精度无骨架光纤环的脱模骨架包括动盘(1)、芯子(2)、聚四氟乙烯环(3)、定盘(4)、典型快速锁紧机构(5)；所述动盘(1)的内圈上有用于定位的联接键(1-1)，动盘1外圆柱面有若干固定螺孔(1-2)，盘面端部有剖口和圆角；所述芯子(2)外圈有用于定位动盘(1)的键槽(2-1)和若干固定动盘(1)的滑槽(2-2)，用以限制动盘(1)的轴向移动，一侧面有若干用于固定定盘(1)的螺孔(2-3)、一个用于联接典型快速锁紧机构(5)的内螺纹孔(2-4)以及一个用于定位定盘(4)的联接键，另一侧面有若干减轻孔(2-5)；所述聚四氟乙烯环(3)通过过盈配合联接固定在芯子(2)上，并与芯子(2)外圆柱面一体加工成型；所述定盘(4)内圈有用于定位的联接键槽(4-1)，盘面有若干固定圆孔(4-2)，用于固定动盘(4)到芯子(2)上，盘面端部有剖口和圆角，端部有若干螺孔(4-5)；典型快速锁紧机构(5)由外套(5-1)、弹簧(5-2)、3颗钢珠(5-3)、轴套(5-4)及锥套(5-5)组成，外套(5-1)上有用于联接典型快速锁紧机构(5)到芯(2)上的外螺纹。
2.根据权利要求1所述一种绕制高精度无骨架光纤环的脱模骨架，其特征在于，所述动盘1的内圈上有用于定位的联接键(1-1)，外圆柱面有若干固定螺孔(1-2)，盘面端部由剖口和圆角。
3.根据权利要求1所述一种绕制高精度无骨架光纤环的脱模骨架，其特征在于，所述芯子(2)外圈有用于定位动盘(1)的键槽(2-1)和若干固定动盘(1)的滑槽(2-2)，用以限制动盘(1)的轴向移动，一侧面有若干用于固定定盘(1)的螺孔(2-3)、一个用于联接典型快速锁紧机构(5)的内螺纹孔(2-4)以及一个用于定位定盘(4)的联接键，另一侧面有若干减轻孔(2-5)。
4.根据权利要求1所述一种绕制高精度无骨架光纤环的脱模骨架，其特征在于，所述聚四氟乙烯环(3)通过过盈配合联接固定在芯子(2)上，并与芯子(2)外圆柱面一体加工成型。
5.根据权利要求1所述一种绕制高精度无骨架光纤环的脱模骨架，其特征在于，所述定盘(4)内圈有用于定位的联接键槽(4-1)，盘面有若干固定圆孔(4-2)，用于固定动盘(4)到芯子(2)上，盘面端部有剖口和圆角。
6.根据权利要求1所述一种绕制高精度无骨架光纤环的脱模骨架，其特征在于，所述典型快速锁紧机构(5)由外套(5-1)、弹簧(5-2)、3颗钢珠(5-3)、轴套(5-4)及锥套(5-5)组成，外套(5-1)上有用于联接典型快速锁紧机构(5)到芯(2)上的外螺纹。
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