CN113108810B - 一种光纤陀螺仪生产用高效绕线装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光纤陀螺仪生产用高效绕线装置，涉及光纤陀螺仪绕线装置技术领域；为了便于调控线材的松紧度；具体包括安装台，所述安装台顶部外壁设置有安装架，安装架一侧外壁设置有放线电机，放线电机的输出端转动连接有放线轮，放线轮上绕卷有线材；所述安装台顶部外壁设置有平移机构，平移机构内可活动的连接有活动架。本发明通过设置放线轮、转动筒、光纤环等结构，当作用力达到一定程度时，动齿弹簧的形变导致活动齿滑动至下一个啮合齿内，从而使得安装盘相对于转动筒转动了一个啮合齿的角度，线材的绷紧状态得以缓解，所受的拉力减小，有效的避免了线材被拉坏的现象，无需精确的控制绕线电机和放线电机的转速，提升了可靠性。

Description

一种光纤陀螺仪生产用高效绕线装置

技术领域

本发明涉及光纤陀螺仪绕线装置技术领域，尤其涉及一种光纤陀螺仪生产用高效绕线装置。

背景技术

光纤陀螺仪具有无机械活动部件、无预热时间、不敏感加速度、动态范围宽、数字输出、体积小等优点；光纤陀螺的光纤环，是光纤陀螺的工作核心；在光纤陀螺的生产中，需要进行绕线工作，一般的绕线装置由绕线部、供线部等结构组成，生产时，供线部供给线材，由绕线部收卷绕于光纤环上，该方式虽能够满足一定的生产需求，但是，在绕线过程中，随着绕线层数的增加，绕线半径必然逐渐增大，放线半径必然逐渐减小，此消彼长，当绕线部和供线部转速恒定时，基于线速度的差异性，线材必定被拉紧；导致易对线材造成损伤，影响生产效益。

经检索，中国专利申请号为CN200710156075.9的专利，公开了一种光纤陀螺绕线机的光纤轴向排线结构。它具有底板平台，在底板平台上设有滚珠丝杆结构、交流伺服电机支架，滚珠丝杆结构两侧设有导轨，滚珠丝杆结构具有两个滚珠丝杆支架，在两个滚珠丝杆支架上设有滚珠丝杆，在滚珠丝杆上设有连接器，在滚珠丝杆的一端通过联轴器与步进电机相连接，在导轨设有滑块，滑块、连接器与放线平台相连接，放线平台上设有放线电机、光纤定向轮、摄像结构，放线电机与放线环相连接，在交流伺服电机支架上设有交流伺服电机，交流伺服电机与工作环相连接。上述专利中的光纤轴向排线结构存在以下不足：虽能够满足一定的生产需求，但是，在绕线过程中，随着绕线层数的增加，绕线半径必然逐渐增大，放线半径必然逐渐减小，此消彼长，当放线电机和交流伺服电机转速恒定时，基于线速度的差异性，线材必定被拉紧；导致易对线材造成损伤，影响生产效益。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种光纤陀螺仪生产用高效绕线装置。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种光纤陀螺仪生产用高效绕线装置，包括安装台，所述安装台顶部外壁设置有安装架，安装架一侧外壁设置有放线电机，放线电机的输出端转动连接有放线轮，放线轮上绕卷有线材；所述安装台顶部外壁设置有平移机构，平移机构内可活动的连接有活动架，活动架一侧外壁设置有绕线电机，绕线电机的输出端转动连接有绕线主轴，所述绕线主轴圆周外壁一体式设置有限位环，限位环圆周外壁滑动连接有两个以上圆周分布的限位支架，限位支架一端外壁设置有同一个转动筒，转动筒与绕线主轴的轴线重合，转动筒的圆周内壁一体式设置有均匀分布的啮合齿；绕线主轴一端外壁设置有两个安装盘，两个安装盘之间设置有固定轴，固定轴外壁转动连接有与啮合齿适配的活动齿，所述活动齿一侧开设有安装槽，安装槽内安装有驱使活动齿与啮合齿相啮合的动齿弹簧，动齿弹簧一端固定于固定轴外壁；所述转动筒的圆周外壁可拆卸的安装有光纤环。

优选的：所述平移机构包括平移滑轨和平移电机，所述平移滑轨底部通过螺丝固定于安装台顶部外壁，所述平移滑轨一侧外壁设置有平移电机，平移电机的输出端转动连接有平移螺柱，平移螺柱一端转动连接于平移滑轨的一侧内壁；所述活动架底端滑动连接于平移滑轨内壁，且活动架一侧内壁通过螺纹连接于平移螺柱外壁。

进一步的：所述转动筒内侧壁通过螺纹连接有顶丝，所述转动筒圆周外壁嵌入式安装有两个橡胶环，两个橡胶环的间距与光纤环的宽度适配。

进一步优选的：所述平移滑轨顶部外壁通过固定架安装有固定杆，所述固定杆顶部粘接有固定导向头，所述固定导向头为弹性橡胶材质，固定导向头中心开设有线孔。

作为本发明一种优选的：所述安装台顶部外壁设置有滑筒，滑筒顶部内壁滑动连接有滑杆，滑杆顶部粘接有收紧导向头，收紧导向头和固定导向头的结构相同；所述滑杆底端外壁与滑筒底端内壁之间设置有同一个牵引弹簧。

作为本发明进一步优选的：所述收紧导向头和固定导向头内壁活动安装有三个以上均匀分布的滚珠。

作为本发明再进一步的方案：所述固定导向头一端一体式设置有固定头，固定导向头另一端粘接有弹力套环，弹力套环弹性变形的套接于固定头外壁，所述固定导向头一端一体式设置有连接销，且固定导向头的一端通过连接销插接于固定导向头的另一端内壁。

在前述方案的基础上：所述安装台顶部外壁设置有蜂鸣器，滑筒两侧内壁均安装有导电片；滑杆底端圆周外壁粘接有导电环，导电环与两个滑杆适配，且两个滑杆通过导线接于蜂鸣器、绕线电机和放线电机的控制电路。

在前述方案的基础上优选的：所述活动齿的数量为三个以上，且三个活动齿与啮合齿呈随时间变化交错啮合式结构。

本发明的有益效果为：

1.本发明通过设置放线轮、转动筒、光纤环等结构，能够通过控制放线电机工作，带动放线轮放线，控制绕线电机工作，带动绕线主轴上的安装盘转动，由于动齿弹簧的弹力促使活动齿啮合于啮合齿上，从而能够带动转动筒转动，进而带动光纤环收卷绕线；在绕线过程中，随着绕线层数的增加，光纤环的绕线半径必然逐渐增大，放线轮的放线半径必然逐渐减小，此消彼长，当放线电机和交流伺服电机转速恒定时，基于线速度的差异性，线材必定被拉紧，同时动齿弹簧受力形变，当作用力达到一定程度时，动齿弹簧的形变导致活动齿滑动至下一个啮合齿内，从而使得安装盘相对于转动筒转动了一个啮合齿的角度，线材的绷紧状态得以缓解，所受的拉力减小，有效的避免了线材被拉坏的现象，无需精确的控制绕线电机和放线电机的转速，提升了可靠性。

2.通过设置平移滑轨、平移螺柱等结构；能够在绕线时，控制平移电机工作，带动平移螺柱转动于活动架内壁，使得活动架带动光纤环平移，从而达到线材均匀绕卷于光纤环上的效果；通过设置橡胶环和顶丝，能够在安装时，将光纤环套于转动筒上的两个橡胶环之间，并通过顶丝进一步固定，以实现对光纤环精准固定的目的，提升了可靠性。

3.通过设置固定导向头，能够将线材穿于固定导向头的线孔内进行收卷，便于引导线材缠绕于光纤环上，提升了实用性；通过设置牵引弹簧、收紧导向头等结构，能够在绕线时将线材穿过收紧导向头的线孔，利用牵引弹簧的弹力来中和线材的松紧度，提升了可靠性。

4.通过设置滚珠，能够以滚动的形式配合线材通过，提升了绕线的流畅度；通过设置连接销、固定头和弹力套环等结构，能够便于对固定导向头进行固定闭合，提升了可靠性，且拆装方便，实用性强；通过设置交错啮合式结构的活动齿，能够使转动筒与安装盘之间的错位转动更为平缓，使得线材绕线全程的松紧度更加平均，从而提升了产品质量。

5.通过设置导电环和导电片等结构，在线材绷紧时，线材能够在牵引弹簧形变的配合下向上牵引滑杆，当绷紧到一定程度时，导电环滑动至两个导电片之间，并导通两个导电片之间的电路，产生电信号，从而绕线电机和放线电机停止工作，同时蜂鸣器工作进行报警，该设计避免了因活动齿异常卡死导致拉力过大使线材损坏的情况，进一步提升了可靠性。

附图说明

图1为本发明提出的一种光纤陀螺仪生产用高效绕线装置整体的结构示意图；

图2为本发明提出的一种光纤陀螺仪生产用高效绕线装置另一侧的结构示意图；

图3为本发明提出的一种光纤陀螺仪生产用高效绕线装置转动筒的结构示意图；

图4为本发明提出的一种光纤陀螺仪生产用高效绕线装置活动棘齿和啮合齿的结构示意图；

图5为本发明提出的一种光纤陀螺仪生产用高效绕线装置固定导向头剖视的结构示意图；

图6为本发明提出的一种光纤陀螺仪生产用高效绕线装置滑筒剖视的结构示意图。

图中：1安装台、2安装架、3放线轮、4放线电机、5收紧导向头、6固定导向头、7光纤环、8绕线电机、9活动架、10平移滑轨、11平移电机、12蜂鸣器、13滑筒、14平移螺柱、15导电片、16顶丝、17固定架、18固定杆、19滑杆、20安装盘、21限位支架、22转动筒、23橡胶环、24限位环、25绕线主轴、26动齿弹簧、27啮合齿、28固定轴、29安装槽、30活动齿、31弹力套环、32滚珠、33连接销、34固定头、35导电环、36牵引弹簧。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

下面详细描述本专利的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其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。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制。

在本专利的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“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专利和简化描述，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专利的限制。

在本专利的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。

实施例1：

一种光纤陀螺仪生产用高效绕线装置，如图1-6所示，包括安装台1，所述安装台1顶部外壁通过螺丝固定有安装架2，安装架2一侧外壁通过螺丝固定有放线电机4，放线电机4的输出端转动连接有放线轮3，放线轮3上绕卷有线材；所述安装台1顶部外壁设置有平移机构，平移机构内可活动的连接有活动架9，活动架9一侧外壁通过螺丝固定有绕线电机8，绕线电机8的输出端转动连接有绕线主轴25，所述绕线主轴25圆周外壁一体式设置有限位环24，限位环24圆周外壁滑动连接有两个以上圆周分布的限位支架21，限位支架21一端外壁焊接有同一个转动筒22，转动筒22与绕线主轴25的轴线重合，转动筒22的圆周内壁一体式设置有均匀分布的啮合齿27；绕线主轴25一端外壁焊接有两个安装盘20，两个安装盘20之间焊接有固定轴28，固定轴28外壁转动连接有与啮合齿27适配的活动齿30，所述活动齿30一侧开设有安装槽29，安装槽29内安装有驱使活动齿30与啮合齿27相啮合的动齿弹簧26，动齿弹簧26一端固定于固定轴28外壁；所述转动筒22的圆周外壁可拆卸的安装有光纤环7；通过设置放线轮3、转动筒22、光纤环7等结构，能够通过控制放线电机4工作，带动放线轮3放线，控制绕线电机8工作，带动绕线主轴25上的安装盘20转动，由于动齿弹簧26的弹力促使活动齿30啮合于啮合齿27上，从而能够带动转动筒22转动，进而带动光纤环7收卷绕线；在绕线过程中，随着绕线层数的增加，光纤环7的绕线半径必然逐渐增大，放线轮3的放线半径必然逐渐减小，此消彼长，当放线电机和交流伺服电机转速恒定时，基于线速度的差异性，线材必定被拉紧，同时动齿弹簧26受力形变，当作用力达到一定程度时，动齿弹簧26的形变导致活动齿30滑动至下一个啮合齿27内，从而使得安装盘20相对于转动筒22转动了一个啮合齿27的角度，线材的绷紧状态得以缓解，所受的拉力减小，有效的避免了线材被拉坏的现象，无需精确的控制绕线电机8和放线电机4的转速，提升了可靠性。

为了能够使线材均匀的绕于光纤环7上；如图1、图2所示，所述平移机构包括平移滑轨10和平移电机11，所述平移滑轨10底部通过螺丝固定于安装台1顶部外壁，所述平移滑轨10一侧外壁通过螺丝固定有平移电机11，平移电机11的输出端转动连接有平移螺柱14，平移螺柱14一端转动连接于平移滑轨10的一侧内壁；所述活动架9底端滑动连接于平移滑轨10内壁，且活动架9一侧内壁通过螺纹连接于平移螺柱14外壁；通过设置平移滑轨10、平移螺柱14等结构；能够在绕线时，控制平移电机11工作，带动平移螺柱14转动于活动架9内壁，使得活动架9带动光纤环7平移，从而达到线材均匀绕卷于光纤环7上的效果。

为了安装时便于对光纤环7进行定位；如图2、图3所示，所述转动筒22内侧壁通过螺纹连接有顶丝16，所述转动筒22圆周外壁嵌入式安装有两个橡胶环23，两个橡胶环23的间距与光纤环7的宽度适配；通过设置橡胶环23和顶丝16，能够在安装时，将光纤环7套于转动筒22上的两个橡胶环23之间，并通过顶丝16进一步固定，以实现对光纤环7精准固定的目的，提升了可靠性。

为了便于引导线材缠绕于光纤环7上；如图2、图5所示，所述平移滑轨10顶部外壁通过固定架17安装有固定杆18，所述固定杆18顶部粘接有固定导向头6，所述固定导向头6为弹性橡胶材质，固定导向头6中心开设有线孔；通过设置固定导向头6，能够将线材穿于固定导向头6的线孔内进行收卷，便于引导线材缠绕于光纤环7上，提升了实用性。

为了便于更好地调控线材的松紧度；如图2、图6所示，所述安装台1顶部外壁通过螺丝固定有滑筒13，滑筒13顶部内壁滑动连接有滑杆19，滑杆19顶部粘接有收紧导向头5，收紧导向头5和固定导向头6的结构相同；所述滑杆19底端外壁与滑筒13底端内壁之间焊接有同一个牵引弹簧36；通过设置牵引弹簧36、收紧导向头5等结构，能够在绕线时将线材穿过收紧导向头5的线孔，利用牵引弹簧36的弹力来中和线材的松紧度，提升了可靠性。

为了提升流畅度；如图5所示，所述收紧导向头5和固定导向头6内壁活动安装有三个以上均匀分布的滚珠32；通过设置滚珠32，能够以滚动的形式配合线材通过，提升了绕线的流畅度。

为了便于固定固定导向头6和收紧导向头5；如图5所示，所述固定导向头6一端一体式设置有固定头34，固定导向头6另一端粘接有弹力套环31，弹力套环31弹性变形的套接于固定头34外壁，所述固定导向头6一端一体式设置有连接销33，且固定导向头6的一端通过连接销33插接于固定导向头6的另一端内壁；通过设置连接销33、固定头34和弹力套环31等结构，能够便于对固定导向头6进行固定闭合，提升了可靠性，且拆装方便，实用性强。

为了在拉力过大时起到警示的作用；如图1、图6所示，所述安装台1顶部外壁通过螺丝固定有蜂鸣器12，滑筒13两侧内壁均安装有导电片15；滑杆19底端圆周外壁粘接有导电环35，导电环35与两个滑杆19适配，且两个滑杆19通过导线接于蜂鸣器12、绕线电机8和放线电机4的控制电路；通过设置导电环35和导电片15等结构，在线材绷紧时，线材能够在牵引弹簧36形变的配合下向上牵引滑杆19，当绷紧到一定程度时，导电环35滑动至两个导电片15之间，并导通两个导电片15之间的电路，产生电信号，从而绕线电机8和放线电机4停止工作，同时蜂鸣器12工作进行报警，该设计避免了因活动齿30异常卡死导致拉力过大使线材损坏的情况，进一步提升了可靠性。

本实施例在使用时，先将光纤环7套于转动筒22上的两个橡胶环23之间，并通过顶丝16对光纤环7进一步固定，牵引放线轮3处线材的一端依次穿过收紧导向头5和固定导向头6后固定于光纤环7上，并将弹力套环31套于固定头34上对收紧导向头5和固定导向头6进行闭合固定，然后通过控制放线电机4工作，带动放线轮3放线，控制绕线电机8工作，带动绕线主轴25上的安装盘20转动，由于动齿弹簧26的弹力促使活动齿30啮合于啮合齿27上，从而能够带动转动筒22转动，进而带动光纤环7收卷绕线；在绕线过程中，随着绕线层数的增加，光纤环7的绕线半径必然逐渐增大，放线轮3的放线半径必然逐渐减小，此消彼长，当放线电机和交流伺服电机转速恒定时，基于线速度的差异性，线材必定被拉紧，同时动齿弹簧26受力形变，当作用力达到一定程度时，动齿弹簧26的形变导致活动齿30滑动至下一个啮合齿27内，从而使得安装盘20相对于转动筒22转动了一个啮合齿27的角度，线材的绷紧状态得以缓解，所受的拉力减小，有效的避免了线材被拉坏的现象，在绕线过程中，平移电机11工作能够带动平移螺柱14转动于活动架9内壁，使得活动架9带动光纤环7平移，从而达到线材均匀绕卷于光纤环7上的效果；此外，在线材绷紧时，线材能够在牵引弹簧36形变的配合下向上牵引滑杆19，当绷紧到一定程度时，导电环35滑动至两个导电片15之间，并导通两个导电片15之间的电路，产生电信号，从而绕线电机8和放线电机4停止工作，同时蜂鸣器12工作进行报警，该设计避免了因活动齿30异常卡死导致拉力过大使线材损坏的情况，进一步提升了可靠性。

实施例2：

一种光纤陀螺仪生产用高效绕线装置，如图4所示，为了提升绕线的可靠性；本实施例在实施例1的基础上作出以下改进：所述活动齿30的数量为三个以上，且三个活动齿30与啮合齿27呈随时间变化交错啮合式结构。

本实施例经多次试验证明，由于设置了交错啮合式结构的活动齿30，能够使转动筒22与安装盘20之间的错位转动更为平缓，使得线材绕线全程的松紧度更加平均，从而提升了产品质量。

以上所述，为本发明较佳的具体实施方式，但并非本发明唯一的具体实施方式，本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内结合现有技术或公众常识，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同、等效替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种光纤陀螺仪生产用高效绕线装置，包括安装台（1），其特征在于，所述安装台（1）顶部外壁设置有安装架（2），安装架（2）一侧外壁设置有放线电机（4），放线电机（4）的输出端转动连接有放线轮（3），放线轮（3）上绕卷有线材；所述安装台（1）顶部外壁设置有平移机构，平移机构内可活动的连接有活动架（9），活动架（9）一侧外壁设置有绕线电机（8），绕线电机（8）的输出端转动连接有绕线主轴（25），所述绕线主轴（25）圆周外壁一体式设置有限位环（24），限位环（24）圆周外壁滑动连接有两个以上圆周分布的限位支架（21），限位支架（21）一端外壁设置有同一个转动筒（22），转动筒（22）与绕线主轴（25）的轴线重合，转动筒（22）的圆周内壁一体式设置有均匀分布的啮合齿（27）；绕线主轴（25）一端外壁设置有两个安装盘（20），两个安装盘（20）之间设置有固定轴（28），固定轴（28）外壁转动连接有与啮合齿（27）适配的活动齿（30），所述活动齿（30）一侧开设有安装槽（29），安装槽（29）内安装有驱使活动齿（30）与啮合齿（27）相啮合的动齿弹簧（26），动齿弹簧（26）一端固定于固定轴（28）外壁；所述转动筒（22）的圆周外壁可拆卸的安装有光纤环（7）。

2.根据权利要求1所述的一种光纤陀螺仪生产用高效绕线装置，其特征在于，所述平移机构包括平移滑轨（10）和平移电机（11），所述平移滑轨（10）底部通过螺丝固定于安装台（1）顶部外壁，所述平移滑轨（10）一侧外壁设置有平移电机（11），平移电机（11）的输出端转动连接有平移螺柱（14），平移螺柱（14）一端转动连接于平移滑轨（10）的一侧内壁；所述活动架（9）底端滑动连接于平移滑轨（10）内壁，且活动架（9）一侧内壁通过螺纹连接于平移螺柱（14）外壁。

3.根据权利要求2所述的一种光纤陀螺仪生产用高效绕线装置，其特征在于，所述转动筒（22）内侧壁通过螺纹连接有顶丝（16），所述转动筒（22）圆周外壁嵌入式安装有两个橡胶环（23），两个橡胶环（23）的间距与光纤环（7）的宽度适配。

4.根据权利要求3所述的一种光纤陀螺仪生产用高效绕线装置，其特征在于，所述平移滑轨（10）顶部外壁通过固定架（17）安装有固定杆（18），所述固定杆（18）顶部粘接有固定导向头（6），所述固定导向头（6）为弹性橡胶材质，固定导向头（6）中心开设有线孔。

5.根据权利要求4所述的一种光纤陀螺仪生产用高效绕线装置，其特征在于，所述安装台（1）顶部外壁设置有滑筒（13），滑筒（13）顶部内壁滑动连接有滑杆（19），滑杆（19）顶部粘接有收紧导向头（5），收紧导向头（5）和固定导向头（6）的结构相同；所述滑杆（19）底端外壁与滑筒（13）底端内壁之间设置有同一个牵引弹簧（36）。

6.根据权利要求5所述的一种光纤陀螺仪生产用高效绕线装置，其特征在于，所述收紧导向头（5）和固定导向头（6）内壁活动安装有三个以上均匀分布的滚珠（32）。

7.根据权利要求6所述的一种光纤陀螺仪生产用高效绕线装置，其特征在于，所述固定导向头（6）一端一体式设置有固定头（34），固定导向头（6）另一端粘接有弹力套环（31），弹力套环（31）弹性变形的套接于固定头（34）外壁，所述固定导向头（6）一端一体式设置有连接销（33），且固定导向头（6）的一端通过连接销（33）插接于固定导向头（6）的另一端内壁。

8.根据权利要求7所述的一种光纤陀螺仪生产用高效绕线装置，其特征在于，所述安装台（1）顶部外壁设置有蜂鸣器（12），滑筒（13）两侧内壁均安装有导电片（15）；滑杆（19）底端圆周外壁粘接有导电环（35），导电环（35）与两个滑杆（19）适配，且两个滑杆（19）通过导线接于蜂鸣器（12）、绕线电机（8）和放线电机（4）的控制电路。

9.根据权利要求1-8任一所述的一种光纤陀螺仪生产用高效绕线装置，其特征在于，所述活动齿（30）的数量为三个以上，且三个活动齿（30）与啮合齿（27）呈随时间变化交错啮合式结构。

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