CN114046805B - 光纤环全自动排纤系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光纤环全自动排纤系统，它包括自动排纤模组，自动排纤模组与升降装置连接；自动排纤模组设有多个压板，所述的压板为可独立升降的结构；在工作中，至少一个压板位于卷绕中的光纤的顶部，至少一个压板位于卷绕中的光纤的侧面。压板的数量与光纤的卷绕匝数相对应，压板的升降高度大于或等于光纤直径的1/2；压板的宽度小于或等于光纤的直径。本发明能够随着卷绕的进度压住当前卷绕中的光纤的顶部，并对侧面进行引导，从而在整个卷绕过程中，能够减少对光纤进入的导引控制，降低控制难度。本发明的控制部分受光纤自身挠性的干扰较小，便于实现高精度的控制。本发明能够在现有技术的基础上，大幅减少设备体积。

Description

光纤环全自动排纤系统

技术领域

本发明涉及光纤环生产设备，特别是一种光纤环全自动排纤系统。

背景技术

光纤陀螺比传统的机械陀螺以及激光陀螺更具有优势，制约着光纤陀螺精度最重要的因素便是光纤环，光纤环是将特定的光纤按一定的工艺要求绕制成的光纤环圈。光纤环绕制机是一种专门用于光纤环绕制的专用设备，绕制光纤环的光纤直径比普通光纤的直径要小，绕制过程中光纤需要保持的张力也较小。而光纤具有趋直性，相邻两匝光纤存在排斥，以上的这些要求给光纤环整齐排列的绕制带来了很大的困扰。现有技术中需要采用人工介入实时干预光纤来实现光纤的整齐排列，这个过程会不可避免的对光纤施加外应力，会影响光纤环的性能指标。中国专利文献CN108106636A主分类号：G01C19/72，记载了一种高精度光纤环绕制辅助排纤装置，利用精确控制的拨杆摆动实现侧压力的施加和调整。但是在实际应用中，需要何种的侧压以及具体调节参数难以自动获取。现有的技术思路都是通过给排纤压针施加侧向压力来实现排列整齐的效果。但是在实际工作中，在排纤压针上既要控制下压力还要控制侧压力的控制方式要达到需要的精度，技术难度较大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种光纤环全自动排纤系统，能够跟随光纤的卷绕引导和压住光纤以避免变形，能够实现对光纤的自动化紧密排列。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种光纤环全自动排纤系统，它包括自动排纤模组，自动排纤模组与升降装置连接；

所述的自动排纤模组设有多个压板，所述的压板为可独立升降的结构；在工作中，至少一个压板位于卷绕中的光纤的顶部，至少一个压板位于卷绕中的光纤的侧面。

优选的方案中，压板的数量与光纤的卷绕匝数相对应，压板的升降高度大于或等于光纤直径的1/2；

压板的宽度小于或等于光纤的直径。

优选的方案中，所述的升降装置固定安装在支架上，升降装置的升降方向与用于卷绕光纤的光纤架的轴线垂直，升降装置每次升降的高度为光纤的直径。

优选的方案中，升降装置的结构为：

升降电机与支架固定连接，外滑套与支架固定连接，升降电机的输出轴与螺杆固定连接，螺杆穿过支架和外滑套与内滑套螺纹连接，内滑套与自动排纤模组的壳体固定连接，外滑套与内滑套以可相对轴向滑动不可相对转动的方式活动连接。

优选的方案中，在内滑套的外壁设有滑槽，在外滑套的内壁设有滑块，滑块位于滑槽内，以限制内滑套与外滑套之间的相对滑动；

或者在内滑套的外壁设有滑块，在外滑套的内壁设有滑槽，滑块位于滑槽内，以限制内滑套与外滑套之间的相对滑动。

优选的方案中，自动排纤模组的结构为，多个压板并列的与壳体滑动连接，各个压板与壳体之间设有簧片，以使各个独立的压板升起；

在压板的背面设有顶推机构，用于将各个压板独立压下。

优选的方案中，壳体内设有阶台部，阶台部与压板的两端相对应，压板的两端设有端头部，簧片一端与阶台部固定连接，另一端与端头部固定连接。

优选的方案中，阶台部的侧壁与各个压板的两端端壁构成滑动导向结构。

优选的方案中，壳体的内壁与顶推机构固定连接，顶推机构的伸缩部与压板的背面接触；

所述的顶推机构为电磁机构或压电机构。

优选的方案中，在压板的背面设有传动杆，传动杆与传动板连接，传动板用于与顶推机构接触；

传动板的宽度大于压板的宽度，传动板沿着压板的长度方向布置；以使多行多列排列的传动板能够传动到多列单行排列的压板。

本发明提供了一种光纤环全自动排纤系统，与现有技术相比，具有以下的有益效果：

1、本发明能够随着卷绕的进度压住当前卷绕中的光纤的顶部，并对侧面进行引导，从而在整个卷绕过程中，能够减少对光纤进入的导引控制，降低控制难度。

2、本发明能够可靠的实现自动化的卷绕，而且能够被适用于直径较细的光纤绕制。

3、本发明的控制部分受光纤自身挠性的干扰较小，便于实现高精度的控制。本发明能够在现有技术的基础上，大幅减少设备体积。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明整体结构的主视示意图。

图2为本发明的俯视示意图。

图3为本发明的自动排纤模组的主视结构示意图。

图4为本发明的自动排纤模组的侧视结构示意图。

图5为本发明的传动板和压板阵列的俯视示意图。

图6为本发明的部分传动板和压板的立体图。

图中：自动排纤模组1，顶推机构101，传动板102，传动杆103，压板104，壳体105，簧片106，端头部107，阶台部108，光纤2，光纤架3，内滑套4，外滑套5，螺杆6，升降减速器7，升降电机8，支架9，卷绕联轴器10，卷绕减速器11，卷绕电机12，导纤轮13。

具体实施方式

如图1~2中，一种光纤环全自动排纤系统，它包括自动排纤模组1，自动排纤模组1与升降装置连接；

所述的自动排纤模组1设有多个压板104，所述的压板104为可独立升降的结构；在工作中，至少一个压板104位于卷绕中的光纤2的顶部，至少一个压板位于卷绕中的光纤2的侧面。

光纤架3与卷绕电机12连接，并由卷绕电机12驱动光纤架3转动，优选的，卷绕电机12通过卷绕减速器11与光纤架3连接，在光纤架3的轴上，还设有编码器，以采集光纤架3的转角，并通过光纤架3的转角控制自动排纤模组1内的压板104的升降。

优选的方案如图1中，压板104的数量与光纤2的卷绕匝数相对应，压板104的升降高度大于或等于光纤2直径的1/2，小于或等于光纤2直径。

压板104的宽度小于或等于光纤2的直径。

优选的方案如图1中，所述的升降装置固定安装在支架9上，升降装置的升降方向与用于卷绕光纤的光纤架3的轴线垂直，升降装置每次升降的高度为光纤2的直径。由此结构，一层层的将光纤2卷绕在光纤架3上。

优选的方案中，升降装置的结构为：

升降电机8与支架9固定连接，外滑套5与支架9固定连接，升降电机8的输出轴与螺杆6固定连接，螺杆6穿过支架9和外滑套5与内滑套4螺纹连接，内滑套4与自动排纤模组1的壳体105固定连接，外滑套5与内滑套4以可相对轴向滑动不可相对转动的方式活动连接。由此结构，通过控制螺杆6的转动，实现自动排纤模组1的精确升降。

优选的方案如图1中，在内滑套4的外壁设有滑槽，在外滑套5的内壁设有滑块，滑块位于滑槽内，以限制内滑套4与外滑套5之间的相对滑动；

或者在内滑套4的外壁设有滑块，在外滑套5的内壁设有滑槽，滑块位于滑槽内，以限制内滑套4与外滑套5之间的相对滑动。

优选的方案如图3、4中，自动排纤模组1的结构为，多个压板104并列的与壳体105滑动连接，各个压板104与壳体之间设有簧片106，以使各个独立的压板104升起；

在压板104的背面设有顶推机构101，用于将各个压板104独立压下。本例中，上下左右的方案，以图1图3中的方位为准。压板104的背面是指压板104的上部。

优选的方案如图4中，壳体105内设有阶台部108，阶台部108与压板104的两端相对应，压板104的两端设有端头部107，簧片106一端与阶台部108固定连接，另一端与端头部107固定连接。由此结构，簧片106趋于使压板104抬起。

优选的方案如图4中，阶台部108的侧壁与各个压板104的两端端壁构成滑动导向结构。由此结构，使压板104能够平稳的升降。

优选的方案如图4中，壳体105的内壁与顶推机构101固定连接，顶推机构101的伸缩部与压板104的背面接触；

所述的顶推机构101为电磁机构或压电机构。由于光纤的直径为50~200um，因此，顶推机构101的升降高度较小，因此，采用电磁机构或压电机构均可行。对于直径超过100um的光纤绕制，采用电磁机构，即以电磁线圈驱动伸缩部109往复运动。对于直径100 um以下的光纤绕制，采用压电机构，即以压电元件伸缩部109往复运动。

优选的方案如图5、6中，在压板104的背面设有传动杆103，传动杆103与传动板102连接，传动板102用于与顶推机构101接触；

传动板102的宽度大于压板104的宽度，传动板102沿着压板104的长度方向布置；以使多行多列排列的传动板102能够传动到多列单行排列的压板104。由此结构，能够增大传动板102的面积，从而便于布置体积较大的顶推机构101。图5中为三个一组的方案，以6个一组为例，当适用于50 um的光纤绕制，则6个一组的方案中，顶推机构101的宽度最大可以做到300um，即0.3mm，从而使顶推机构101的压电机构能够获得较大的宽度，以降低加工难度。

以最优的结构为例，如图1、2中，使用时，先把光纤2的端头压入到光纤架3上并固定，自动排纤模组1下降，压在光纤2上，其中最右侧的压板104与光纤2接触，相邻压板背面的顶推机构101的伸缩部109在压电元件的控制下伸出，位于光纤2的左侧实现引导，使光纤的卷绕，互相贴紧。随着卷绕的进行，压板104逐步升起，与光纤2相邻的压板104被压下，给光纤2的引导，何时升起和压下相应的压板104由光纤架3的转角进行控制。由于光纤2的直径是定值，因此光纤架3的转角旋转360°，则压板104需要步进一次。当光纤2靠近光纤架3的左侧端面，所有的压板104均升起后，升降电机8控制自动排纤模组1整体升起，升起高度小于或等于光纤2的直径，以使压板104保持对光纤的一定压力。最右侧的第二个压板104降下，给新一层的光纤2提供引导，并随着光纤2的卷绕，当前压板104升起，而右侧相邻的压板104降下。由此结构，实现光纤2的全自动排纤绕制。

上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本申请中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种光纤环全自动排纤系统，其特征是：它包括自动排纤模组（1），自动排纤模组（1）与升降装置连接；

所述的自动排纤模组（1）设有多个压板（104），所述的压板（104）为可独立升降的结构；在工作中，至少一个压板（104）位于卷绕中的光纤（2）的顶部，至少一个压板位于卷绕中的光纤（2）的侧面；

所述的升降装置固定安装在支架（9）上，升降装置的升降方向与用于卷绕光纤的光纤架（3）的轴线垂直，升降装置每次升降的高度为光纤（2）的直径；

升降装置的结构为：

升降电机（8）与支架（9）固定连接，外滑套（5）与支架（9）固定连接，升降电机（8）的输出轴与螺杆（6）固定连接，螺杆（6）穿过支架（9）和外滑套（5）与内滑套（4）螺纹连接，内滑套（4）与自动排纤模组（1）的壳体（105）固定连接，外滑套（5）与内滑套（4）以可相对轴向滑动不可相对转动的方式活动连接；

自动排纤模组（1）的结构为，多个压板（104）并列的与壳体（105）滑动连接，各个压板（104）与壳体之间设有簧片（106），以使各个独立的压板（104）升起；

在压板（104）的背面设有顶推机构（101），用于将各个压板（104）独立压下；

壳体（105）内设有阶台部（108），阶台部（108）与压板（104）的两端相对应，压板（104）的两端设有端头部（107），簧片（106）一端与阶台部（108）固定连接，另一端与端头部（107）固定连接；

阶台部（108）的侧壁与各个压板（104）的两端端壁构成滑动导向结构；

壳体（105）的内壁与顶推机构（101）固定连接，顶推机构（101）的伸缩部与压板（104）的背面接触；

所述的顶推机构（101）为电磁机构或压电机构。

2.根据权利要求1所述的一种光纤环全自动排纤系统，其特征是：压板（104）的数量与光纤（2）的卷绕匝数相对应，压板（104）的升降高度大于或等于光纤（2）直径的1/2；

压板（104）的宽度小于或等于光纤（2）的直径。

3.根据权利要求1所述的一种光纤环全自动排纤系统，其特征是：在内滑套（4）的外壁设有滑槽，在外滑套（5）的内壁设有滑块，滑块位于滑槽内，以限制内滑套（4）与外滑套（5）之间的相对滑动；

或者在内滑套（4）的外壁设有滑块，在外滑套（5）的内壁设有滑槽，滑块位于滑槽内，以限制内滑套（4）与外滑套（5）之间的相对滑动。

4.根据权利要求1所述的一种光纤环全自动排纤系统，其特征是：在压板（104）的背面设有传动杆（103），传动杆（103）与传动板（102）连接，传动板（102）用于与顶推机构（101）接触；

传动板（102）的宽度大于压板（104）的宽度，传动板（102）沿着压板（104）的长度方向布置；以使多行多列排列的传动板（102）能够传动到多列单行排列的压板（104）。

Images