CN112897234A - 一种制导光纤线包的缠绕装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种制导光纤线包的缠绕装置。所述制导光纤线包的缠绕装置包括：线包绕线机，其包括绕线头组件、线包绕线机电机、线轴挡板组件，电机输出轴与绕线头组件连接，线轴挡板组件设置在绕线头组件上；线饼绕线机，其包括线饼绕线模、拐臂、连接组件、线饼绕线电机、线饼挡板组件、原料光纤筒；光纤预引机构，其包括挂线轮和定长牵引装置。本申请的制导光纤线包的缠绕装置折皱少，传输损耗小。每个线饼上的外层光纤都是紧密贴合在下一层光纤上的，曲率均匀无突变；两个线饼端部的过渡距离较长，曲率很小。

Description

一种制导光纤线包的缠绕装置

技术领域

本申请属于制导光纤线包技术领域，特别涉及一种制导光纤线包的缠绕装置。

背景技术

现有的有线制导导弹的主要是采用导线和光纤，导线和光纤的线包都是采用轴向排绕、径向堆积的常规排绕法缠绕的。制导光纤的线包在绕制过程中，底下一层缠完再缠上一层，由于相邻两层的旋进方向相反，上一层的光纤不可能安全落入下一层两根光纤的缝中，在更上一层光纤的压迫下必然会使光纤出现许多的弯折。为了防止光纤塌纱，上一层的两端必须要比下一层少几圈。由于光纤的拐点较多、光纤的损耗较大，退绕时光纤在线包轴向的运动方向交替变化，导致张力变化较大，且最大退绕张力较大，不利于高速退绕，从而限制了有线制导导弹的飞行速度。两端呈锥形的堆积显著降低了线包空间可容纳的光纤长度，不利于在有限空间储存更多的光纤。

因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。

发明内容

本申请的目的是提供了一种制导光纤线包的缠绕装置，以解决上述至少一方面的问题。

在本申请的第一方面，一种制导光纤线包的缠绕装置，所述制导光纤线包的缠绕装置包括：

线包绕线机，所述线包绕线机包括绕线头组件、线包绕线机电机1、线轴挡板组件，其中，所述电机的输出轴与所述绕线头组件连接，所述线轴挡板组件设置在所述绕线头组件上，所述线轴挡板组件上设置有第一光纤容纳槽；

线饼绕线机，所述线饼绕线机包括线饼绕线模、拐臂、连接组件、线饼绕线电机、线饼挡板组件、原料光纤筒，其中，所述拐臂的一端与所述线饼绕线电机的第一空心转轴的一端连接，所述拐臂的另一端与所述连接组件连接，所述原料光纤筒设置在所述连接组件上，所述线饼绕线模设置有插槽，所述空心转轴的另一端插入所述插槽以使所述线饼绕线模与所述空心转轴随动，所述线饼挡板组件设置在所述线饼绕线模上，所述线饼挡板组件上设置有第二光纤容纳槽；

光纤预引机构，所述光纤预引机构包括挂线轮和定长牵引装置，光纤适于挂在所述挂线轮上，所述定长牵引装置与所述挂线轮连接，用于为所述挂线轮提供恒定牵引力和预牵引长度。

可选地，所述绕线头组件包括：

对接锥，所述对接锥的一端设置有插槽，所述线包绕线机电机的输出轴插入所述插槽内，所述对接锥与所述输出轴随动连接；

线轴，所述线轴套设在所述对接锥外部，所述线轴挡板组件设置在所述线轴的外壁上。

可选地，所述线轴挡板组件包括：

线轴前挡板，所述线轴前挡板设置在所述线轴的靠近所述线包绕线电机的一端；

线轴后挡板，所述线轴后挡板与所述线轴前挡板4相隔设置，所述线轴前挡板与所述线轴后挡板之间的空间为所述光纤容纳槽。

可选地，所述连接组件包括：

轴承，所述轴承的内圈套设安装在所述拐臂上；

第二空心转轴，轴承的外圈固定在空心转轴的内孔中；

所述原料光纤筒安装于第二空心转轴上。

可选地，所述线饼绕线机进一步包括锁紧装置，所述锁紧装置安装在所述第二空心转轴的一端。

可选地，所述制导光纤线包的缠绕装置进一步包括：制动器，所述制动器安装在所述拐臂上。

可选地，所述线饼挡板组件包括：线饼前挡板以及线饼后挡板，所述线饼前挡板以及线饼后挡板安装在所述线饼绕线模上，所述线饼前挡板以及线饼后挡板相互对置，所述线饼前挡板以及线饼后挡板之间的空间为所述第二光纤容纳槽。

可选地，所述光纤预引机构进一步包括牵引电机，所述牵引电机与所述定长牵引装置连接，用于控制所述定长牵引装置为所述挂线轮25提供的力。

可选地，所述制导光纤线包的缠绕装置进一步包括第一导丝槽、第二导丝槽，所述第一导丝槽安装在所述线饼绕线机上；

所述第二导丝槽安装在所述线包绕线机上。

本申请至少存在以下有益技术效果：

通过使用本申请的制导光纤线包的缠绕装置所缠绕出的制导光纤线包具有如下优点：

1、折皱少，传输损耗小。每个线饼上的外层光纤都是紧密贴合在下一层光纤上的，曲率均匀无突变；两个线饼端部的过渡距离较长，曲率很小。

2、退绕可靠，不易塌纱。退绕光纤与线包的分离处最多仅有光纤断面周长的1/2与线包的其它光纤粘接，而线包上的非退绕光纤至少其断面周长的大部分都与其它光纤粘接，最多只有1/4断面周长会与退绕光纤接触。由于粘接剂的撕裂强度远小于粘合强度，分离时退绕光纤不会将线包上的非退绕光纤拉出。

3、光纤附带张力小，放纤维速度更快。不存在常规排绕可能存在回叠和因下层匝间隙过大出现卡顿现象。退绕的光纤仅在线包上分离处存在撕裂粘接剂的附加张力和有相对较大的弯曲，由于这个附加张力很小且稳定，使得光纤能够以更快的速度退绕而不会断裂。

4、空间利用率高。缠绕好的线包呈空心柱状，相比既有技术缠出的双锥端空心柱状线包，在轴向尺寸相同的条件能缠绕更长的光纤。

5、便于光纤熔接，降低对单根无缺陷光纤长度的苛刻要求。使用单根长度数十km以上的光纤绕制线包显然是极其困难的。由于每个线饼的最外侧对光纤的直径没有限制、在退绕时的附加张力最小且也不存在其它光纤的压迫，这样就可以根据需要在两个线饼的外侧连接处进行光纤熔接，允许熔接点光纤外径尺寸比正常外径大许多。

6、设备制造精度要求低。单层线饼的绕制是将光纤在规定间隔的狭缝中盘绕的，不需要精密的光纤摆布机械就可以得到理想的效果。

附图说明

图1是本申请一个实施方式提供的制导光纤线包的缠绕装置的装置示意图。

图2是本申请一个实施方式提供的在使用制导光纤线包的缠绕装置时光纤缠绕的示意图。

附图标记：

1、线包绕线机电机；3、前端尾纤；4、线轴前挡板；5、线包；6、线轴后挡板；8、线轴；

10、对接锥；11、线饼前挡板；12、线饼后挡板；14、线饼绕线模； 15、第一空心转轴；16、线饼绕线电机；17、拐臂；18、光纤；19、原料光纤筒；

20、锁紧装置；21、空心转轴；22、制动器；23、导丝槽；24、待缠绕光纤；25、挂线轮；26、定长牵引装置；28、线饼；29、轴；

30、轴承；31、线包绕线机；32、线饼绕线机；33、光纤预引机构。

具体实施方式

为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施例进行详细说明。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

图1是本申请一个实施方式提供的制导光纤线包的缠绕装置的装置示意图。

如图1所示的制导光纤线包的缠绕装置包括线包绕线机31、线饼绕线机32以及光纤预引机构33，线包绕线机31包括绕线头组件、线包绕线机电机1、线轴挡板组件，其中，线包绕线机电机的输出轴与绕线头组件连接，线轴挡板组件设置在绕线头组件上，线轴挡板组件上设置有第一光纤容纳槽；线饼绕线机32包括线饼绕线模14、拐臂17、连接组件、线饼绕线电机16、线饼挡板组件、原料光纤筒19，其中，拐臂17的一端与线饼绕线电机16的第一空心转轴15的一端连接，拐臂17的另一端与连接组件连接，原料光纤筒19设置在连接组件上，线饼绕线模14设置有插槽，空心转轴15的另一端插入插槽以使线饼绕线模14与第一空心转轴15随动，线饼挡板组件设置在线饼绕线模14上，线饼挡板组件上设置有第二光纤容纳槽；光纤预引机构33包括挂线轮25和定长牵引装置26，光纤适于挂在挂线轮25上，定长牵引装置26与挂线轮25连接，用于为所述挂线轮25 提供恒定牵引力和预牵引长度。

通过使用本申请的制导光纤线包的缠绕装置所缠绕出的制导光纤线包具有如下优点：

1、折皱少，传输损耗小。每个线饼上的外层光纤都是紧密贴合在下一层光纤上的，曲率均匀无突变；两个线饼端部的过渡距离较长，曲率很小。

2、退绕可靠，不易塌纱。退绕光纤与线包的分离处最多仅有光纤断面周长的1/2与线包的其它光纤粘接，而线包上的非退绕光纤至少其断面周长的大部分都与其它光纤粘接，最多只有1/4断面周长会与退绕光纤接触。由于粘接剂的撕裂强度远小于粘合强度，分离时退绕光纤不会将线包上的非退绕光纤拉出。

3、光纤附带张力小，放纤维速度更快。不存在常规排绕可能存在回叠和因下层匝间隙过大出现卡顿现象。退绕的光纤仅在线包上分离处存在撕裂粘接剂的附加张力和有相对较大的弯曲，由于这个附加张力很小且稳定，使得光纤能够以更快的速度退绕而不会断裂。

4、空间利用率高。缠绕好的线包呈空心柱状，相比既有技术缠出的双锥端空心柱状线包，在轴向尺寸相同的条件能缠绕更长的光纤。

5、便于光纤熔接，降低对单根无缺陷光纤长度的苛刻要求。使用单根长度数十km以上的光纤绕制线包显然是极其困难的。由于每个线饼的最外侧对光纤的直径没有限制、在退绕时的附加张力最小且也不存在其它光纤的压迫，这样就可以根据需要在两个线饼的外侧连接处进行光纤熔接，允许熔接点光纤外径尺寸比正常外径大许多。

6、设备制造精度要求低。单层线饼的绕制是将光纤在规定间隔的狭缝中盘绕的，不需要精密的光纤摆布机械就可以得到理想的效果。

在本实施例中，线包绕线机还包括基座，绕线机电机设置在基座上。

参见图1，在本实施例中，绕线头组件包括对接锥10、线轴8，对接锥10的一端设置有插槽，线包绕线机电机的输出轴插入插槽内，对接锥 10与输出轴随动连接；线轴8套设在对接锥10外部，线轴挡板组件设置在线轴8的外壁上。

参见图1，在本实施例中，所述线轴挡板组件包括线轴前挡板4、线轴后挡板6，线轴前挡板4设置在线轴8的靠近线包绕线电机的一端；线轴后挡板6 与线轴前挡板4相隔设置，线轴前挡板4与线轴后挡板6之间的空间为光纤容纳槽。

参见图1，在本实施例中，连接组件包括轴承30、第二空心转轴21，轴承30的内圈套设安装在拐臂17上；轴承30的外圈固定在第二空心转轴 21的内孔中；原料光纤筒19安装于第二空心转轴21上。

参见图1，在本实施例中，线饼绕线机32进一步包括锁紧装置20，锁紧装置20安装在第二空心转轴21的一端。

参见图1，在本实施例中，制导光纤线包的缠绕装置进一步包括：制动器22，制动器22安装在拐臂17上。

参见图1，在本实施例中，线饼挡板组件包括：线饼前挡板11以及线饼后挡板12，线饼前挡板11以及线饼后挡板12安装在线饼绕线模14 上，线饼前挡板11以及线饼后挡板12相互对置，线饼前挡板11以及线饼后挡板12之间的空间为第二光纤容纳槽。

参见图1，在本实施例中，光纤预引机构33进一步包括牵引电机，牵引电机与定长牵引装置26连接，用于控制定长牵引装置为挂线轮25 提供的力。

参见图1，在本实施例中，制导光纤线包的缠绕装置进一步包括第一导丝槽23、第二导丝槽，第一导丝槽23安装在线饼绕线机32上；第二导丝槽安装在线包绕线机上。

下面以举例的方式对本申请进行进一步详细阐述，可以理解的是，该举例并不构成对本申请的任何限制。

绕制前，先将原料光纤筒19上的光纤18依次经由线饼绕线机32的空心轴15、线饼绕线模14、导丝槽23、挂线轮25、从线轴前挡板4与线轴后挡板6之间的狭缝穿过继而最终从线轴前挡板4穿出前端尾纤3。然后将线包绕线机31与线饼绕线机32之间的光纤挂到挂线轮25上。

绕制时，先开动具有恒张力的定长牵引装置26，预引出绕制两个线饼28(在此时还未形成线饼)所需要的长度，作为待缠绕光线24(此时，待缠绕光线为光纤18的一段)。开启线包绕线机31和线饼绕线机32并以相同的转速、相仿的转向分别在线轴8上和线饼绕线模14上绕制两个外径相同的线饼和线饼28，其中线包绕线机31绕成的线饼固化后直接成为线包5的一部分；线饼绕线机32绕制的线饼28半固化后经机械手先去除线饼前挡板11并将线饼绕线模14与第一空心转轴15的前端分离后，将线饼绕线模14的前端与已经去掉线轴后挡板6的绕线轴8后端的对接锥10对接；接着将线饼绕线轴14推向线包5并使其上的线饼28与线包5的后端线饼3 压紧，加热固化后将线饼绕线轴14与线包绕线机31的绕线轴8分离。

至此线包5就制成了两个线饼，继续重复上述操作直至线包5达到设计要求的长度。

原料光纤筒19装在空心转轴21上，可以绕轴29灵活转动；轴29安装在与线饼绕线机32的空心轴15固联拐臂17上，使得原料光纤筒19还可以随线饼绕线机32的空心轴15转动。光纤预引机构33进行光纤24的预引时，制动器22解除制动或仅提供较小的制动力使从光纤筒19退出的光纤24保持一定的张力；当光纤预引机构33预引动作结束时，制动器22将原料光纤筒19制动。

光纤预引机构33的定长牵引装置26可以为具有一定质量的重物，利用重力作为恒张力的牵引动力。预引时，将待缠绕光纤24挂到挂线轮25 上，然后制动器22解除制动，定长牵引装置26在重力作用下通过挂线轮 25将光纤拉出，当拉到设定长度后，制动器22制动。线包绕线机31和线饼绕线机32进行缠绕时，待缠绕光纤24拖动牵引装置26上升，当预引的待缠绕光纤24即将被缠尽时，线包绕线机31和线饼绕线机32停止缠绕，定长牵引装置26被制动机构制动，然后由机械手从挂线轮25上取下光纤 24。专设的制动机构可以是纯机械装置也可以是电磁装置。

为了简化工艺，原料光纤筒19上的光纤表面预先涂敷有加热固化粘接剂，缠绕成线饼后只要适当加热就能快速固化并与相邻的光纤粘合。若使用未预先涂敷有加热固化粘接剂光纤，则应在每次线饼缠绕前对从光纤筒19预引出来的光纤进行浸胶或喷胶。根据胶的性质不同，固化可以采用加热固化或紫外线固化。

传统缠绕的光纤在分离点的受力情况见下图，特别是当从前向后退绕时，由于后边的光纤会增大光纤在分离点收到的应力。盘绕线包则不存在这个问题。

传统的精密绕线方法都是将线缆先以线缆直径为螺距，轴向缠绕一层后再在其上缠绕另一层，重复此过程，一层一层作径向堆叠，最终成为一个线缆轴。放线时，线缆从最外层或最里层沿轴向一圈一圈的退绕，退绕完一层再一圈一圈的退绕下一层。

参见图2，本申请的绕线方法是：将线缆先以线径为径向螺距从内朝外缠绕形成一个厚度为线径的薄线饼，然后再沿轴向在线饼一侧将线缆以线径为径向螺距从外朝外内缠绕，形成一个新的壁厚为线径的薄线饼，每个线饼的首尾都与相邻线饼的尾首紧密相连，重复上述将线饼作轴向堆叠，最终成为一个线轴。放线时，线缆从最外一端的头一个线饼开始，先从外向里层沿轴径向一圈一圈的退绕，退绕完一层再一圈一圈的由内向外退绕下一线饼。

最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种制导光纤线包的缠绕装置，其特征在于，所述制导光纤线包的缠绕装置包括：

线包绕线机(31)，所述线包绕线机(31)包括绕线头组件、线包绕线机电机(1)、线轴挡板组件，其中，所述线包绕线机电机的输出轴与所述绕线头组件连接，所述线轴挡板组件设置在所述绕线头组件上，所述线轴挡板组件上设置有第一光纤容纳槽；

线饼绕线机(32)，所述线饼绕线机(32)包括线饼绕线模(14)、拐臂(17)、连接组件、线饼绕线电机(16)、线饼挡板组件、原料光纤筒(19)，其中，所述拐臂(17)的一端与所述线饼绕线电机(16)的第一空心转轴(15)的一端连接，所述拐臂(17)的另一端与所述连接组件连接，所述原料光纤筒(19)设置在所述连接组件上，所述线饼绕线模(14)设置有插槽，所述空心转轴(15)的另一端插入所述插槽以使所述线饼绕线模(14)与所述第一空心转轴(15)随动，所述线饼挡板组件设置在所述线饼绕线模(14)上，所述线饼挡板组件上设置有第二光纤容纳槽；

光纤预引机构(33)，所述光纤预引机构(33)包括挂线轮(25)和定长牵引装置(26)，光纤挂在所述挂线轮(25)上，所述定长牵引装置(26)与所述挂线轮(25)连接，用于为所述挂线轮(25)提供恒定牵引力和预牵引长度。

2.如权利要求1所述的制导光纤线包的缠绕装置，其特征在于，所述绕线头组件包括：

对接锥(10)，所述对接锥(10)的一端设置有插槽，所述线包绕线机电机的输出轴插入所述插槽内，所述对接锥(10)与所述输出轴随动连接；

线轴(8)，所述线轴(8)套设在所述对接锥(10)外部，所述线轴挡板组件设置在所述线轴(8)的外壁上。

3.如权利要求2所述的制导光纤线包的缠绕装置，其特征在于，所述线轴挡板组件包括：

线轴前挡板(4)，所述线轴前挡板(4)设置在所述线轴(8)的靠近所述线包绕线电机的一端；

线轴后挡板(6)，所述线轴后挡板(6)与所述线轴前挡板(4)相隔设置，所述线轴前挡板(4)与所述线轴后挡板(6)之间的空间为所述光纤容纳槽。

4.如权利要求3所述的制导光纤线包的缠绕装置，其特征在于，所述连接组件包括：

轴承(30)，所述轴承(30)的内圈套设安装在所述拐臂(17)上；

第二空心转轴(21)，轴承(30)的外圈固定在第二空心转轴(21)的内孔中；

所述原料光纤筒(19)安装于第二空心转轴(21)上。

5.如权利要求4所述的制导光纤线包的缠绕装置，其特征在于，所述线饼绕线机(32)进一步包括锁紧装置(20)，所述锁紧装置(20)安装在所述第二空心转轴(21)的一端。

6.如权利要求4所述的制导光纤线包的缠绕装置，其特征在于，所述制导光纤线包的缠绕装置进一步包括：制动器(22)，所述制动器(22)安装在所述拐臂(17)上。

7.如权利要求5所述的制导光纤线包的缠绕装置，其特征在于，所述线饼挡板组件包括：线饼前挡板(11)以及线饼后挡板(12)，所述线饼前挡板(11)以及线饼后挡板(12)安装在所述线饼绕线模(14)上，所述线饼前挡板(11)以及线饼后挡板(12)相互对置，所述线饼前挡板(11)以及线饼后挡板(12)之间的空间为所述第二光纤容纳槽。

8.如权利要求7所述的制导光纤线包的缠绕装置，其特征在于，所述光纤预引机构(33)进一步包括牵引电机，所述牵引电机与所述定长牵引装置(26)连接，用于控制所述定长牵引装置为所述挂线轮(25)提供的力。

9.如权利要求8所述的制导光纤线包的缠绕装置，其特征在于，所述制导光纤线包的缠绕装置进一步包括第一导丝槽(23)、第二导丝槽，所述第一导丝槽(23)安装在所述线饼绕线机(32)上；

所述第二导丝槽安装在所述线包绕线机上。

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