CN110926502B - 一种高度可调的光纤陀螺绕环工装 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高度可调的光纤陀螺绕环工装，所述绕环工装包括：中心骨架，所述中心骨架为圆柱体；下端滑动板，所述下端滑动板固定在所述中心骨架的一端；以及上端滑动板，所述上端滑动板套设在所述中心骨架的另一端，所述上端滑动板能够在所述中心骨架的另一端上滑动，所述上端滑动板上设置有若干第一螺钉，所述第一螺钉能够抵靠在所述中心骨架上使得所述上端滑动板固定在所述中心骨架上。本发明解决了一款光纤陀螺绕环工装绕制多种尺寸规格光纤环圈的问题；同时使用陶瓷釉面涂层作为不沾面，并设计多余螺钉孔用于脱模施加外力，提升了绕环工装脱模效率和可靠性。

Description

一种高度可调的光纤陀螺绕环工装

技术领域

本发明属于光纤陀螺领域，具体涉及一种高度可调的光纤陀螺绕环工装。

背景技术

光纤陀螺作为一种高精度惯性传感器主要用来测量姿态方位信息，基于其工作原理及技术进步，光纤陀螺具有体积小、无机械转动、精度高、启动速度快等技术优点，目前已经被广泛的应用在航空、航天、航海等国防工业和民用市场领域。光纤环圈作为光纤陀螺的核心部件，决定了光纤陀螺的理论精度极限和安装应用环境的尺寸极限，因此其绕制生产的要求标准较高。

近年来随着光纤环圈生产技术的提高，目前光纤陀螺使用的光纤环圈绝大多数采用全脱环方式生产，因此光纤环圈绕环工装可以重复多次使用。但受限于当前工装结构无法调整，不同高度光纤环圈需使用不同绕环工装，一方面造成了大量结构相似绕环工装多次加工，另一方面也给生产使用造成了兼容性较差的实际问题。

因此，希望设计一种高度、宽度可调的光纤环圈绕环工装，以适应多种尺寸光纤环圈生产使用。以往人们多使用固定高度、宽度的光纤环圈绕环工装，要求工装加工尺寸严格符合光纤环圈尺寸。光纤环圈使用光纤直径在165um-135um之间，若绕环工装设计尺寸与实际应用存在高度或宽度误差，则随着光纤绕制过程，误差会逐渐积累，导致外层光纤环圈不平整或结构塌陷，影响光纤环圈使用精度甚至形成废品。此状况将拖延生产时间、影响产品品质，基于其在光纤陀螺中的重要性将影响成品陀螺的交付与使用效果。另一方面，几款尺寸类似的光纤环圈生产中需要加工各不相同的绕环工装，首先造成了绕环工装多次加工的浪费，又造成生产人员多次拆卸、清洗、维护、安装不同绕环工装的生产复杂性。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种高度可调的光纤陀螺绕环工装，本发明的部分实施例能够提供一种高度可调、宽度可增减的光纤环圈绕环工装，解决工装设计尺寸与绕环实际尺寸存在误差问题和多款尺寸不同光纤环圈工装不通用问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种高度可调的光纤陀螺绕环工装，所述绕环工装包括：中心骨架，所述中心骨架为圆柱体；下端滑动板，所述下端滑动板固定在所述中心骨架的一端；以及

上端滑动板，所述上端滑动板套设在所述中心骨架的另一端，所述上端滑动板能够在所述中心骨架的另一端上滑动，所述上端滑动板上设置有若干第一螺钉，所述第一螺钉能够抵靠在所述中心骨架上使得所述上端滑动板固定在所述中心骨架上；其中，所述上端滑动板、下端滑动板上相临近的一端均向所述中心骨架外侧延伸预定距离以上，所述上端滑动板、下端滑动板上相临近的一端的端面配合二者之间的所述中心骨架的外侧壁构成用来绕设光纤环圈的环形空间。

优选地，所述中心骨架上设置有若干腰形孔，所述第一螺钉能够抵靠在所述腰形孔中。

优选地，所述绕环工装包括中心圆环，所述中心骨架的一端设置有与所述中心圆环相匹配的凹陷结构，所述中心圆环套设在所述中心骨架上，所述中心圆环的外侧面与所述中心骨架的外侧面共同构成一个圆柱侧面，所述上端滑动板、下端滑动板上相临近的一端的端面配合二者之间的所述中心圆环的外侧壁构成用来绕设光纤环圈的环形空间。

优选地，所述中心骨架上设置有若干固定用螺孔，所述下端滑动板通过与所述固定用螺孔相配合的第二螺钉固定在所述中心骨架上。

优选地，所述下端滑动板上设置有凹环，装配有中心圆环的所述中心骨架的一端嵌套在所述凹环内。

优选地，所述上端滑动板、下端滑动板上相临近的一端的端面、所述中心圆环处外侧壁上涂设陶瓷釉面无机非金属材料。

优选地，所述绕环工装为航空硬铝材料制成。

优选地，所述上端滑动板与所述中心骨架、中心圆环之间装配间隙不大于50 um，所述下端滑动板与所述中心圆环之间装配间隙不大于50 um，所述下端滑动板上设置有若干非固定螺孔，所述非固定螺孔朝向所述上端滑动板的端面。

优选地，光纤绕环结束后，通过如下方法将绕环工装与光纤环圈分离：拆除第二螺钉；在非固定螺孔中安装第三螺钉，第三螺钉抵靠上端滑动板，下端滑动板脱离中心骨架；拆除第一螺钉，分离上端滑动板与中心骨架；将连接有光纤环圈的上端滑动板送入高低温循环环境。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、通过绕环工装上、下端滑动板的调整，可以调整光纤环圈高度，解决不同批次光纤直径存在的差异性导致固定高度的绕环工装无法完全兼容的问题；

2、设计中心圆环与滑动板安装方式防止光纤陷入绕环工装缝隙中；

3、在中心圆环及滑动板一侧涂敷陶瓷釉面材料可有效提高光纤环圈固化后脱模效率；

4、绕环工装高度调整后可能因为滑动板相对位置局限而不易施加外力将光纤环圈脱模，本发明设计滑动板安装螺钉孔附近多余螺钉孔解决光纤环圈脱模时以此处作为可靠稳定的外力施加点，保证脱模不受高度调整的影响；

5、使用陶瓷釉面无极非金属材料代替聚四氟乙烯等有机分子材料作为防止光纤环圈脱模涂层，其硬度更高、组分稳定不易融化也不易燃烧，可提高脱模效率。

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为本发明实施例的整体结构剖面爆炸示意图。

图2为本发明实施例的绕环工装装配剖面示意图。

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1-2所示，本实施例提供一种高度可调的光纤陀螺绕环工装，绕环工装包括：中心骨架3，中心骨架3为圆柱体；下端滑动板5，下端滑动板5固定在中心骨架3的一端；以及

上端滑动板2，上端滑动板2套设在中心骨架3的另一端，上端滑动板2能够在中心骨架3的另一端上滑动，上端滑动板2上设置有若干第一螺钉1，第一螺钉1能够抵靠在中心骨架3上使得上端滑动板2固定在中心骨架3上；其中，上端滑动板2、下端滑动板5上相临近的一端8均向中心骨架3外侧延伸预定距离以上，上端滑动板2、下端滑动板5上相临近的一端8的端面81配合二者之间的中心骨架3的外侧壁构成用来绕设光纤环圈的环形空间。

中心骨架3上设置有若干腰形孔，第一螺钉1能够抵靠在腰形孔中。

绕环工装包括中心圆环4，中心骨架3的一端设置有与中心圆环4相匹配的凹陷结构，中心圆环4套设在中心骨架3上，中心圆环4的外侧面与中心骨架3的外侧面共同构成一个圆柱侧面，上端滑动板2、下端滑动板5上相临近的一端8的端面81配合二者之间的中心圆环4的外侧壁构成用来绕设光纤环圈的环形空间。

中心骨架3上设置有若干固定用螺孔，下端滑动板5通过与固定用螺孔相配合的第二螺钉6固定在中心骨架3上。

下端滑动板5上设置有凹环，装配有中心圆环4的中心骨架3的一端嵌套在凹环内。

上端滑动板2、下端滑动板5上相临近的一端8的端面81、中心圆环4处外侧壁上涂设陶瓷釉面无机非金属材料。

绕环工装为航空硬铝材料制成。

上端滑动板2与中心骨架3、中心圆环4之间装配间隙不大于50 um，下端滑动板5与中心圆环4之间装配间隙不大于50 um，下端滑动板5上设置有若干非固定螺孔，非固定螺孔朝向上端滑动板2的端面81。

光纤绕环结束后，通过如下方法将绕环工装与光纤环圈分离：拆除第二螺钉6；在非固定螺孔中安装第三螺钉，第三螺钉抵靠上端滑动板2，下端滑动板5脱离中心骨架3；拆除第一螺钉1，分离上端滑动板2与中心骨架3；将连接有光纤环圈的上端滑动板2送入高低温循环环境。第三螺钉的作用，在调整绕环工装高度后位置空间有限的情况下，脱模光纤环圈。

另一实施例中，实施例提供一种高度可调的绕环工装，包括中心骨架3、上端滑动板2、下端滑动板5、中心圆环4、安装片7及固定螺钉。上端滑动板2与下端滑动板5之间的距离通过滑动可调整，此距离为光纤环圈高度值，同时两个滑动板端面涂敷陶瓷釉面，使整个端面可以用于光纤环圈宽度延展。安装片7的作用在于，当绕环工装与转子连接时，安装片设置在所述转子和绕环工装之间，便于绕环工装与转子的连接。

本发明中绕环工装采用航空硬铝材质，此种材质对外界温度变化引起的结构变形可以忽略不记，同时具有较高硬度，能够适应光纤环圈绕制的使用。绕环工装、滑动板端面和中心圆环4涂敷陶瓷釉面无机非金属材料，此种不沾涂层具有更强的硬度，能够保证重复多次使用时不易因划伤破坏涂层，提高了工装多次使用性能。

中心圆环4安装在中心骨架3一端凹陷平台处，安装后使中心骨架3侧面整体在同一水平面上，上端滑动板2空心圆筒直径大于中心骨架3外侧直径，其缝隙不超过50um，保证光纤无法陷入缝隙且滑动板滑动调整。绕环工装上端滑动板2、下端滑动板5分别从两侧装入中心骨架3，以两滑动板之间的中心圆环4为光纤环圈内径开始绕制，此距离为光纤环圈高度。当高度设定合适后，分别使用图1所示1代表的螺钉固定上端滑动板2，用6所示的螺钉固定下端滑动板5。绕环工装一侧设计有螺钉固定槽，用于滑动板在不同位置的固定。随着光纤绕制，光纤环圈厚度增加，沿此方向的增长为光纤环圈宽度。

光纤绕制完成后，将绕环工装从绕环机取下并经过紫外及高低温固化后，首先去除图1所示的第二螺钉6，并在下端滑动板5上的非固定用螺钉孔内安装4个第三螺钉（这4个螺钉一端连接在下滑动板上，另一端顶在上滑动板上的端面上，从而给下端滑动板5反作用力，使得下端滑动板5脱离光纤环圈），依次施力使下端滑动板5与光纤环圈脱离。然后去除第一螺钉1后取下上端滑动板2，此时光纤环圈仅与此滑动板粘连，稍用力将光纤环圈取下，完成光纤环圈绕制工作。

光纤环圈绕制过程中使用工具可能接触到陶瓷釉面，基于其高硬度与无机分子的稳定性，保证了表面涂层的完整性和不易破坏性能。为将光纤环圈取下，利用光纤环圈的形变大于陶瓷釉面涂层的特点，将光纤环圈经过高低温循环可快速有效的将光纤环圈脱模取出。

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 (8)

1.一种高度可调的光纤陀螺绕环工装，其特征在于，所述绕环工装包括：

中心骨架（3），所述中心骨架（3）为圆柱体；

下端滑动板（5），所述下端滑动板（5）固定在所述中心骨架（3）的一端；以及

上端滑动板（2），所述上端滑动板（2）套设在所述中心骨架（3）的另一端，所述上端滑动板（2）能够在所述中心骨架（3）的另一端上滑动，所述上端滑动板（2）上设置有若干第一螺钉（1），所述第一螺钉（1）能够抵靠在所述中心骨架（3）上使得所述上端滑动板（2）固定在所述中心骨架（3）上；

其中，所述上端滑动板（2）、下端滑动板（5）上相临近的一端均向所述中心骨架（3）外侧延伸预定距离以上，所述绕环工装包括中心圆环（4），所述中心骨架（3）的一端设置有与所述中心圆环（4）相匹配的凹陷结构，所述中心圆环（4）套设在所述中心骨架（3）上，所述中心圆环（4）的外侧面与所述中心骨架（3）的外侧面共同构成一个圆柱侧面，所述上端滑动板（2）、下端滑动板（5）上相临近的一端的端面配合二者之间的所述中心圆环（4）的外侧壁构成用来绕设光纤环圈的环形空间。

2.根据权利要求1所述的高度可调的光纤陀螺绕环工装，其特征在于，所述中心骨架（3）上设置有若干腰形孔，所述第一螺钉（1）能够抵靠在所述腰形孔中。

3.根据权利要求1所述的高度可调的光纤陀螺绕环工装，其特征在于，所述中心骨架（3）上设置有若干固定用螺孔，所述下端滑动板（5）通过与所述固定用螺孔相配合的第二螺钉（6）固定在所述中心骨架（3）上。

4.根据权利要求3所述的高度可调的光纤陀螺绕环工装，其特征在于，所述下端滑动板（5）上设置有凹环，装配有中心圆环（4）的所述中心骨架（3）的一端嵌套在所述凹环内。

5.根据权利要求4所述的高度可调的光纤陀螺绕环工装，其特征在于，所述上端滑动板（2）、下端滑动板（5）上相临近的一端的端面、所述中心圆环（4）处外侧壁上涂设陶瓷釉面无机非金属材料。

6.根据权利要求5所述的高度可调的光纤陀螺绕环工装，其特征在于，所述绕环工装为航空硬铝材料制成。

7.根据权利要求6所述的高度可调的光纤陀螺绕环工装，其特征在于，所述上端滑动板（2）与所述中心骨架（3）、中心圆环（4）之间装配间隙不大于50 um，所述下端滑动板（5）与所述中心圆环（4）之间装配间隙不大于50 um，所述下端滑动板（5）上设置有若干非固定螺孔，所述非固定螺孔朝向所述上端滑动板（2）的端面。

8.根据权利要求7所述的高度可调的光纤陀螺绕环工装，其特征在于，光纤绕环结束后，通过如下方法将绕环工装与光纤环圈分离：

拆除第二螺钉（6）；

在非固定螺孔中安装第三螺钉，第三螺钉抵靠上端滑动板（2），下端滑动板（5）脱离中心骨架（3）；

拆除第一螺钉（1），分离上端滑动板（2）与中心骨架（3）；

将连接有光纤环圈的上端滑动板（2）送入高低温循环环境。