CN109579815B - 一种带温度控制功能的光纤环绕制夹具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带温度控制功能的光纤环绕制夹具，该夹具包括光纤环缠绕轴、两个挡板、两个挡板温控模块，所述光纤环缠绕轴的左右两端连接所述两个挡板，所述光纤环缠绕轴的左侧挡板的左侧面连接一个所述挡板温控模块，所述光纤环缠绕轴的右侧挡板的右侧面连接另一个所述挡板温控模块，所述光纤环缠绕轴、挡板、挡板温控模块共轴，所述挡板配合所述光纤环缠绕轴形成用来绕制光纤环的环形空腔，所述挡板温控模块用来控制所述挡板与所述光纤环缠绕轴的温度，所述光纤环缠绕轴、挡板、挡板温控模块均采用高热导率的材料制成。本发明的有益效果为控制光纤环绕环胶的粘稠度，使其最利于光纤环的制作。

Description

一种带温度控制功能的光纤环绕制夹具

技术领域

本发明属于光纤陀螺领域，具体涉及一种带温度控制功能的光纤环绕制夹具。

背景技术

光纤环是光纤陀螺中敏感角度率的核心器件，其性能对光纤陀螺的性能有决定性作用。光纤环绕制过程中，内部绕环胶的均匀性将会对环性能产生明显的影响。例如，当绕环过程中，如果绕环胶的粘稠度过高，流动性不强，将会导致环内的绕环胶分布不均匀；当光纤环静置和固化过程中，如果绕环胶的粘稠度过低，流动性过强，将会导致环内的绕环胶流失，最终使得环内部分位置缺胶，产生环内分层现象。

但是目前已有的方案中，都忽视了光纤环制作过程中绕环胶粘稠度变化对光纤环内绕环胶均匀性的影响，且均没有提出相应的手段和方法对绕环胶的粘稠度进行控制。因此在光纤环制作过程中，能够根据实际需要控制绕环胶的粘稠度，进而保证光纤环内绕环胶的均匀性，将会对光纤环性能的提升有重要的价值。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种带温度控制功能的光纤环绕制夹具，本发明能够通过固定在绕环夹具挡板上的温度控制装置对绕环夹具进行加热或制冷操作，进而控制光纤环上绕环胶的温度，调整其粘稠度，辅助光纤环制作过程。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种带温度控制功能的光纤环绕制夹具，该夹具包括光纤环缠绕轴、两个挡板、两个挡板温控模块，所述光纤环缠绕轴的左右两端连接所述两个挡板，所述光纤环缠绕轴的左侧挡板的左侧面连接一个所述挡板温控模块，所述光纤环缠绕轴的右侧挡板的右侧面连接另一个所述挡板温控模块，所述光纤环缠绕轴、挡板、挡板温控模块共轴，所述挡板配合所述光纤环缠绕轴形成用来绕制光纤环的环形空腔，所述挡板温控模块用来控制所述挡板与所述光纤环缠绕轴的温度，所述光纤环缠绕轴、挡板、挡板温控模块均采用高热导率的材料制成。

所述光纤环缠绕轴的中轴上设置有第一通孔，所述挡板上远离所述光纤环缠绕轴的一侧的中部一体成型有安装固件，所述挡板温控模块上设置第二通孔，所述安装固件容置在所述第二通孔中，所述挡板的中轴上设置有第三通孔，所述第三通孔的直径与所述第一通孔的直径相等，所述第三通孔的一端与所述第一通孔对齐，所述第三通孔的另一端穿过所述安装固件与外部空间连通，所述第一通孔配合所述第三通孔形成用来容置绕环轴的圆柱形空腔，所述绕环轴安装在外部的绕制机器上，所述安装固件上设置有若干紧固孔，所述紧固孔环绕所述安装固件的中心轴均匀排布，所述紧固孔与所述第三通孔连通，所述紧固孔中配合螺钉抵靠在所述绕环轴上。

所述光纤环缠绕轴的两端面的外围均匀布设有若干第一安装孔，所述挡板上设置有与所述第一安装孔配合的第二安装孔，通过所述第一安装孔、第二安装孔配合螺钉将所述光纤环缠绕轴与挡板连接。

所述挡板远离所述光纤环缠绕轴的一侧设置有若干第三安装孔，所述挡板温控模块上设置有与所述第三安装孔配合的第四安装孔，通过所述第三安装孔、第四安装孔配合螺钉将所述挡板温控模块连接在所述挡板上。

所述挡板温控模块包括模块基座、模块顶盖、温度测量装置、热能装置、温度控制装置、供电装置，所述模块基座与所述模块顶盖上均设置有用来形成所述第二通孔的子通孔，所述模块基座上设置有若干安装孔支柱，所述模块顶盖上设置有若干第四通孔，所述第四通孔配合所述安装孔支柱形成所述第四安装孔，所述温度测量装置和所述热能装置紧贴安装在所述模块基座的底部，所述温度控制装置与所述温度测量装置、所述供电装置信号连接，所述供电装置与所述热能装置电连接。

所述温度控制装置包括温度设定端口，用来设定所述挡板温控模块的目标温度。

所述热能装置为单个的半导体制冷器、薄膜加热片、电热丝元件，或者是所述半导体制冷器、薄膜加热片、电热丝元件的串联、并联阵列。

所述供电装置为单个电池或电池阵列。

所述电池可充电。

一种挡板温控模块的温度闭环控制方法，用于所述的带温度控制功能的光纤环绕制夹具，包括如下步骤：

S1通过温度设定端口设定目标温度；

S2温度控制装置获取温度测量装置采集的现有温度，温度控制装置将现有温度与目标温度比较，生成相应的PMW波；

S3供电装置获取PMW波后向热能装置供电；

S4循环上述步骤，直至现有温度与目标温度相等。

通过温度控制芯片预留的温度设定端口来设定目标温度，随后温度控制装置采集温度测量装置的温度信息，与目标温度设定值比较后，生成PMW波控制供电装置向热能装置的做功大小以及方向，进而调整挡板温控模块表面的温度，并最终实现与设定目标温度一致。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、采用温度控制模块，通过整体控制绕环夹具的温度，实现对光纤环制作过程各个环节（光纤环绕制环节、静置环节、固化环节）绕环胶粘稠度的控制，为保证光纤环制作全过程中绕环胶的均匀性提供了手段；

2、本发明工装中包含的温控模块，可以设定控制的目标温度，对于不同种类的绕环胶，可以根据其特性调整最佳的控制温度，具有较强的适应性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的一种带温度控制功能的光纤环绕制夹具示意图；

图2是本发明的一种带温度控制功能的光纤环绕制夹具中附带左侧挡板和左侧挡板温控模块的光纤环缠绕轴、右侧挡板和右侧挡板温控模块爆炸的示意图；

图3是本发明的一种带温度控制功能的光纤环绕制夹具中右侧挡板温控模块的爆炸示意图；

图4是本发明的一种带温度控制功能的光纤环绕制夹具中挡板温控模块的温度闭环控制示意图。

具体实施方式

下面将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付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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1-4所示，本实施例提供一种带温度控制功能的光纤环绕制夹具，该夹具包括光纤环缠绕轴1、两个挡板2、两个挡板温控模块3，所述光纤环缠绕轴1的左右两端连接所述两个挡板2，所述光纤环缠绕轴1的左侧挡板2的左侧面连接一个所述挡板温控模块3，所述光纤环缠绕轴1的右侧挡板2的右侧面连接另一个所述挡板温控模块3，所述光纤环缠绕轴1、挡板2、挡板温控模块3共轴，所述挡板2配合所述光纤环缠绕轴1形成用来绕制光纤环的环形空腔，所述挡板温控模块3用来控制所述挡板2与所述光纤环缠绕轴1的温度，所述光纤环缠绕轴1、挡板2、挡板温控模块3均采用高热导率的材料制成。

作为进一步优选，本实施例所述光纤环缠绕轴1的中轴上设置有第一通孔11，所述挡板2上远离所述光纤环缠绕轴1的一侧的中部一体成型有安装固件21，所述挡板温控模块3上设置第二通孔，所述安装固件21容置在所述第二通孔中，所述挡板2的中轴上设置有第三通孔22，所述第三通孔22的直径与所述第一通孔11的直径相等，所述第三通孔22的一端与所述第一通孔11对齐，所述第三通孔22的另一端穿过所述安装固件21与外部空间连通，所述第一通孔11配合所述第三通孔22形成用来容置绕环轴的圆柱形空腔，所述绕环轴安装在外部的绕制机器上，所述安装固件21上设置有若干紧固孔211，所述紧固孔211环绕所述安装固件21的中心轴均匀排布，所述紧固孔211与所述第三通孔22连通，所述紧固孔211中配合螺钉抵靠在所述绕环轴上。

作为进一步优选，本实施例所述光纤环缠绕轴1的两端面的外围均匀布设有若干第一安装孔12，所述挡板2上设置有与所述第一安装孔12配合的第二安装孔23，通过所述第一安装孔12、第二安装孔23配合螺钉将所述光纤环缠绕轴1与挡板2连接。

作为进一步优选，本实施例所述挡板2远离所述光纤环缠绕轴1的一侧设置有若干第三安装孔24，所述挡板温控模块3上设置有与所述第三安装孔24配合的第四安装孔，通过所述第三安装孔24、第四安装孔配合螺钉将所述挡板温控模块3连接在所述挡板2上。

作为进一步优选，本实施例所述挡板温控模块3包括模块基座31、模块顶盖32、温度测量装置33、热能装置34、温度控制装置35、供电装置36，所述模块基座31与所述模块顶盖32上均设置有用来形成所述第二通孔的子通孔37，所述模块基座31上设置有若干安装孔支柱38，所述模块顶盖32上设置有若干第四通孔321，所述第四通孔321配合所述安装孔支柱38形成所述第四安装孔，所述温度测量装置33和所述热能装置34紧贴安装在所述模块基座31的底部，所述温度控制装置35与所述温度测量装置33、所述供电装置36信号连接，所述供电装置36与所述热能装置34电连接。

作为进一步优选，本实施例所述温度控制装置35包括温度设定端口，用来设定所述挡板温控模块3的目标温度。

作为进一步优选，本实施例所述热能装置34为单个的半导体制冷器、薄膜加热片、电热丝元件，或者是所述半导体制冷器、薄膜加热片、电热丝元件的串联、并联阵列。

作为进一步优选，本实施例所述供电装置36为单个电池或电池阵列。

作为进一步优选，本实施例所述电池可充电。

一种挡板温控模块的温度闭环控制方法，用于所述的带温度控制功能的光纤环绕制夹具，包括如下步骤：

S1通过温度设定端口设定目标温度；

S2温度控制装置35获取温度测量装置33采集的现有温度，温度控制装置35将现有温度与目标温度比较，生成相应的PMW波；

S3供电装置36获取PMW波后向热能装置34供电；

S4循环上述步骤，直至现有温度与目标温度相等。

温度控制装置为温度控制芯片及其外围电路，首先通过温度控制芯片预留的温度设定端口的电压来设定目标温度，随后温度控制装置采集温度测量装置的温度信息，与目标温度设定值比较后，生成PMW波控制供电装置向热能装置的做功大小以及方向，进而调整挡板温控模块表面的温度，并最终实现与设定目标温度一致。

尽管上述实施例已对本发明作出具体描述，但是对于本领域的普通技术人员来说，应该理解为可以在不脱离本发明的精神以及范围之内基于本发明公开的内容进行修改或改进，这些修改和改进都在本发明的精神以及范围之内。

Claims (9)

1.一种带温度控制功能的光纤环绕制夹具，该夹具包括光纤环缠绕轴（1）、两个挡板（2）、两个挡板温控模块（3），所述光纤环缠绕轴（1）的左右两端连接所述两个挡板（2），所述光纤环缠绕轴（1）的左侧挡板（2）的左侧面连接一个所述挡板温控模块（3），所述光纤环缠绕轴（1）的右侧挡板（2）的右侧面连接另一个所述挡板温控模块（3），所述光纤环缠绕轴（1）、挡板（2）、挡板温控模块（3）共轴，所述挡板（2）配合所述光纤环缠绕轴（1）形成用来绕制光纤环的环形空腔，所述挡板温控模块（3）用来控制所述挡板（2）与所述光纤环缠绕轴（1）的温度，所述光纤环缠绕轴（1）、挡板（2）、挡板温控模块（3）均采用高热导率的材料制成。

2.根据权利要求1所述的带温度控制功能的光纤环绕制夹具，其特征在于，所述光纤环缠绕轴（1）的中轴上设置有第一通孔（11），所述挡板（2）上远离所述光纤环缠绕轴（1）的一侧的中部一体成型有安装固件（21），所述挡板温控模块（3）上设置第二通孔，所述安装固件（21）容置在所述第二通孔中，所述挡板（2）的中轴上设置有第三通孔（22），所述第三通孔（22）的直径与所述第一通孔（11）的直径相等，所述第三通孔（22）的一端与所述第一通孔（11）对齐，所述第三通孔（22）的另一端穿过所述安装固件（21）与外部空间连通，所述第一通孔（11）配合所述第三通孔（22）形成用来容置绕环轴的圆柱形空腔，所述绕环轴安装在外部的绕制机器上，所述安装固件（21）上设置有若干紧固孔（211），所述紧固孔（211）环绕所述安装固件（21）的中心轴均匀排布，所述紧固孔（211）与所述第三通孔（22）连通，所述紧固孔（211）中配合螺钉抵靠在所述绕环轴上。

3.根据权利要求1所述的带温度控制功能的光纤环绕制夹具，其特征在于，所述光纤环缠绕轴（1）的两端面的外围均匀布设有若干第一安装孔（12），所述挡板（2）上设置有与所述第一安装孔（12）配合的第二安装孔（23），通过所述第一安装孔（12）、第二安装孔（23）配合螺钉将所述光纤环缠绕轴（1）与挡板（2）连接。

4.根据权利要求2所述的带温度控制功能的光纤环绕制夹具，其特征在于，所述挡板（2）远离所述光纤环缠绕轴（1）的一侧设置有若干第三安装孔（24），所述挡板温控模块（3）上设置有与所述第三安装孔（24）配合的第四安装孔，通过所述第三安装孔（24）、第四安装孔配合螺钉将所述挡板温控模块（3）连接在所述挡板（2）上。

5.根据权利要求4所述的带温度控制功能的光纤环绕制夹具，其特征在于，所述挡板温控模块（3）包括模块基座（31）、模块顶盖（32）、温度测量装置（33）、热能装置（34）、温度控制装置（35）、供电装置（36），所述模块基座（31）与所述模块顶盖（32）上均设置有用来形成所述第二通孔的子通孔（37），所述模块基座（31）上设置有若干安装孔支柱（38），所述模块顶盖（32）上设置有若干第四通孔（321），所述第四通孔（321）配合所述安装孔支柱（38）形成所述第四安装孔，所述温度测量装置（33）和所述热能装置（34）紧贴安装在所述模块基座（31）的底部，所述温度控制装置（35）与所述温度测量装置（33）、所述供电装置（36）信号连接，所述供电装置（36）与所述热能装置（34）电连接。

6.根据权利要求5所述的带温度控制功能的光纤环绕制夹具，其特征在于，所述温度控制装置（35）包括温度设定端口，用来设定所述挡板温控模块（3）的目标温度。

7.根据权利要求5所述的带温度控制功能的光纤环绕制夹具，其特征在于，所述热能装置（34）为单个的半导体制冷器、薄膜加热片、电热丝元件，或者是所述半导体制冷器、薄膜加热片、电热丝元件的串联、并联阵列。

8.根据权利要求5所述的带温度控制功能的光纤环绕制夹具，其特征在于，所述供电装置（36）为单个电池或电池阵列。

9.根据权利要求8所述的带温度控制功能的光纤环绕制夹具，其特征在于，所述电池可充电。

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