CN114275612B - 多轮型光纤螺旋盘绕装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种多轮型光纤螺旋盘绕装置，包括可转动的光纤托盘组件，光纤托盘组件用于放置光纤盘绕盘，还包括可沿光纤托盘组件径向移动的引导压轮组件，引导压轮组件包括可转动的引导压轮，引导压轮用于将光纤压在光纤盘绕盘表面，引导压轮组件一侧还设有点胶组件和胶水固化组件，点胶组件和胶水固化组件用于将光纤固定在光纤盘绕盘上；引导压轮组件包括中轴和可转动的环体，引导压轮为多个，多个引导压轮沿环体周向布置，解决了直径大小分布不集中的多种光纤的平面盘绕问题。

Description

多轮型光纤螺旋盘绕装置

技术领域

本发明涉及光纤盘绕领域，尤其是涉及一种多轮型光纤螺旋盘绕装置。

背景技术

随着激光行业的发展，在大功率激光器中，需要将光纤以一定的张力绕制成螺旋线形，且能固定不至于松散，通常的做法有两种，其中一种为将光纤绕制在圆柱面上，如CN102496841 B光纤盘中记载的结构，另一种是将光纤盘绕在平面上，如CN 205204481 U一种涡状线光纤盘绕装置中记载的结构。

传统的平面盘绕机构，通常采用的引导压轮为V型轮，引导压轮的V型槽需要较宽，不同直径的光纤均能抵靠在V型面上，这样做的好处是不用频繁的拆卸更换压轮，对于盘绕密度较稀且光纤直径集中、跨度小的光纤盘，此种做法成本低、适应性好。但对于光纤直径分布存在跨度较大的情况，单靠一个较大、较宽的V型轮不能适应所有的光纤，因此亟须一种包括多个小压轮的盘绕装置，能匹配各种直径的光纤。

发明内容

本发明提供了一种多轮型光纤螺旋盘绕装置，解决了直径大小分布不集中的多种光纤的平面盘绕问题。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种多轮型光纤螺旋盘绕装置，包括可转动的光纤托盘组件，光纤托盘组件用于放置光纤盘绕盘，还包括可沿光纤托盘组件径向移动的引导压轮组件，引导压轮组件包括可转动的引导压轮，引导压轮用于将光纤压在光纤盘绕盘表面，引导压轮组件一侧还设有点胶组件和胶水固化组件，点胶组件和胶水固化组件用于将光纤固定在光纤盘绕盘上；

引导压轮组件包括中轴和可转动的环体，引导压轮为多个，多个引导压轮沿环体周向布置。

优选的方案中，还包括光纤放纤组件和导轮组件，导轮组件包括多个可转动的导轮，光纤由光纤放纤组件出发绕过多个导轮到达引导压轮。

优选的方案中，还包括夹送轮组件，夹送轮组件设在导轮组件与引导压轮之间，夹送轮组件包括光纤主动夹送轮和光纤被动夹送轮，光纤主动夹送轮和光纤被动夹送轮之间设有限位通道，光纤盘绕盘穿过限位通道到达引导压轮。

优选的方案中，还设有张力调节组件，张力调节组件包括中部可转动的转动杆，转动杆一端设有可转动的张紧轮，转动杆另一端设有配重，转动杆到转轴处设有光电编码器，光纤盘绕盘由张紧轮下方绕过。

优选的方案中，还包括垂直面板和水平面板，垂直面板上设有平行布置的直线轴承和直线模组，水平面板下端与直线轴承和直线模组连接，垂直面板设有垂直升降模组，垂直升降模组驱动引导压轮组件、点胶组件和胶水固化组件上下运动。

优选的方案中，还设有点胶升降模组，点胶升降模组与垂直升降模组连接，垂直升降模组驱动点胶升降模组上下滑动，点胶升降模组驱动点胶组件和胶水固化组件上下滑动。

优选的方案中，还设有弹簧阻尼器，弹簧阻尼器包括伸缩杆和壳体，壳体与垂直升降模组连接，壳体内设有复位弹簧， 复位弹簧挤压伸缩杆一端，伸缩杆另一端设有支撑架，支撑架与引导压轮转动连接。

优选的方案中，引导压轮为V型槽轮，各引导压轮的V型槽宽度不同，引导压轮的V型槽宽度小于光纤的宽度。

优选的方案中，各引导压轮的转轴方向与环体的转轴方向垂直，还设有中轴，环体与中轴转动套接，环体两侧设有限位套，限位套与中轴套接，环体两侧还设有定位环，定位环设有多个定位凹槽，定位凹槽数量与引导压轮数量相同，还设有弹簧柱塞，弹簧柱塞与限位套连接，弹簧柱塞端部设有可伸缩的滚珠，滚珠抵靠定位环的定位凹槽。

优选的方案中，弹簧柱塞包括结构筒，结构筒内一端设有调节尾盖，结构筒内另一端设有滚珠挡块，调节尾盖与滚珠挡块之间设有顶紧弹簧， 顶紧弹簧两端分别抵靠调节尾盖和滚珠挡块，滚珠挡块抵靠滚珠。

优选的方案中，环体沿周向设有多个安装槽，安装槽中设有导轮轴，导轮轴轴向方向与环体轴向方向垂直，各引导压轮与各导轮轴转动套接。

本发明的有益效果为：设有光纤压制、点胶和固化组件，通过随着光纤托盘的转动，自动引导光纤并将其盘绕固定在光纤盘绕盘上，一致性高、人工的劳动强度低；采用多个较小、较窄的引导压轮以适应不同直径的光纤；优选方案中，引导压轮V型槽的宽度略小于光纤直径，使的光纤盘绕涡旋线更加致密，光纤盘绕盘的空间利用率大大提高；优选方案中，还设有放纤和引导组件，将光纤送到引导压轮处；优选方案中通过张力调节组件调整光纤张力，光纤放纤组件中放纤轮的转速可调，通过转动杆转轴处的光电编码器反馈转动杆的转角状态，实现光纤张力的动态平衡。

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是本发明的示意图。

图2是本发明的正视图。

图3是本发明的局部放大图。

图4是本发明的盘绕俯视图。

图5是本发明的引导压轮匹配多种光纤示意图。

图6是本发明的夹送轮组件和引导压轮组件示意图。

图7是本发明的引导压轮组件示意图。

图8是传统的大压轮工作示意图。

图9是本发明的小压轮工作示意图。

图10是本发明的多轮环体结构图。

图11是本发明的多轮环体正视图。

图12是本发明的多轮环体剖视图。

图13是本发明的定位环安装示意图。

图14是本发明的多轮环体细节示意图一。

图15是本发明的多轮环体细节示意图二。

图16是本发明的弹簧柱塞剖视图。

图中：光纤放纤组件1；导轮组件2；张力调节组件3；转动杆301；张紧轮302；垂直面板4；垂直升降模组5；连接架501；夹送轮组件6；直线轴承7；水平面板8；引导压轮组件9；中轴901；环体902；限位套903；定位环904；弹簧柱塞905；避空槽906；安装槽907；导轮轴908；第一挡片909；顶丝910；结构筒911；滚珠912；顶紧弹簧913；调节尾盖914；滚珠挡块915；第二挡片916；阻尼衬套917；点胶组件10；胶水固化组件11；光纤托盘组件12；直线模组13；光电编码器14；光纤15；光纤盘绕盘1501；点胶升降模组16；紫外胶水筒17；电控胶水固化笔18；托盘驱动电机19；配重20；光纤主动夹送轮21；光纤被动夹送轮22；引导压轮23；加强毂2301；弹簧阻尼器24；复位弹簧2401；伸缩杆2402；壳体2403；支撑架2404。

具体实施方式

如图1-16中，一种多轮型光纤螺旋盘绕装置，包括可转动的光纤托盘组件12，光纤托盘组件12包括绕盘托盘，绕盘托盘用于放置光纤盘绕盘1501，可采用压板等夹具将光纤盘绕盘1501固定，光纤盘绕盘1501与绕盘托盘同轴布置，还设有托盘驱动电机19，托盘驱动电机19驱动绕盘托盘转动，还包括可沿光纤托盘组件12径向移动的引导压轮组件9，引导压轮组件9包括可转动的引导压轮23，引导压轮23用于将光纤15压在光纤盘绕盘1501表面，引导压轮组件9前进方向的后侧还设有点胶组件10和胶水固化组件11，点胶组件10包括紫外胶水筒17，内部装有紫外固化胶，紫外胶水筒17下端出口对准引导压轮23下端处，胶水固化组件11包括电控胶水固化笔18，电控胶水固化笔18照射点胶处，紫外固化胶数秒后凝固，将光纤15固定在光纤盘绕盘1501上；

引导压轮组件9包括中轴901和可转动的环体902，引导压轮23为多个，多个引导压轮23沿环体902周向布置，各引导压轮23规格不同，主要与需要压紧的光纤15的直径匹配，一种引导压轮23用于对应一种光纤15或多种直径十分接近的光纤15，切换时，旋转环体902将需要使用的引导压轮23转到最下端即可。

如图5和8，为传统的大压轮工作示意，主要原理是利用较大的V型槽，适应不同直径的光纤，由于大压轮的宽度限制，光纤涡旋线的相邻圈的圈距最小也只能到达大压轮的宽度值，光纤盘绕较为稀疏，并不适用于对集成性、空间利用率要求较高的小型化激光器。

优选的方案中，如图9，引导压轮23为V型槽轮，各引导压轮23的V型槽宽度不同，引导压轮23的V型槽宽度小于光纤15的宽度，由于光纤较细，引导压轮23两侧设有加强毂2301，加强了主体强度，只在V型槽处进行减薄处理，既满足压轮的小型化，又避免干涉相邻圈的光纤，大大提高了盘绕密度。

优选的方案中，环体902沿周向设有多个避空槽906和安装槽907，避空槽906用于容纳引导压轮23，安装槽907中设有导轮轴908，顶丝910顶住并固定导轮轴908，导轮轴908轴向方向与环体902轴向方向垂直，各引导压轮23与各导轮轴908转动套接，防止引导压轮23滚动时，环体902发生转动。

引导压轮23两侧设有第一挡片909，第一挡片909两侧分别抵靠避空槽906内壁和加强毂2301，中轴901与环体902配合处之间套有阻尼衬套917，限位套903内侧设有第二挡片916，第二挡片916抵靠环体902侧面，第一挡片909、第二挡片916和阻尼衬套917选择有一定摩擦系数的材料，使环体902的旋转具有一定的阻尼，防止引导压轮23工作时或引导压轮组件9相对光纤盘绕盘1501径向移动时，环体902发生转动。

优选的方案中，各引导压轮23的转轴方向与环体902的转轴方向垂直，还设有中轴901，环体902与中轴901转动套接，环体902两侧设有限位套903，限位套903与中轴901套接，环体902两侧还设有定位环904，定位环904设有多个定位凹槽，定位凹槽数量与引导压轮23数量相同，还设有弹簧柱塞905，弹簧柱塞905与限位套903连接，弹簧柱塞905端部设有可伸缩的滚珠912，滚珠912抵靠定位环904的定位凹槽。

优选的方案中，弹簧柱塞905包括结构筒911，结构筒911内一端设有调节尾盖914，结构筒911内另一端设有滚珠挡块915，调节尾盖914与滚珠挡块915之间设有顶紧弹簧913，顶紧弹簧913两端分别抵靠调节尾盖914和滚珠挡块915，滚珠挡块915抵靠滚珠912。

定位环904用于环体902上引导压轮23的切换与定位，弹簧柱塞905与限位套903螺纹连接，并设有锁紧螺母，方便调整滚珠912与定位环904的定位凹槽之间的距离，滚珠912卡住定位凹槽时，引导压轮23的滚动力或引导压轮组件9相对光纤盘绕盘1501径向移动产生的力，不足以将滚珠912推出定位凹槽，需要手动，或其他自动方式驱动环体902转动切换时，滚珠912受挤压回缩，环体902转动到相应档位后重新定位。

优选的方案中，还包括光纤放纤组件1和导轮组件2，光纤放纤组件1包括放纤轮，放纤轮由电机驱动，初始时光纤绕在放纤轮上储存，导轮组件2包括多个可转动的导轮，光纤15由放纤轮出发绕过多个导轮到达引导压轮23。

优选的方案中，还包括夹送轮组件6，夹送轮组件6设在导轮组件2与引导压轮23之间，夹送轮组件6包括光纤主动夹送轮21和光纤被动夹送轮22，光纤主动夹送轮21和光纤被动夹送轮22之间设有限位通道，光纤盘绕盘1501穿过限位通道到达引导压轮23。

主动夹送轮21由伺服电机或DD马达驱动，其转动速度根据绕盘托盘来确定，引导压轮23与弹簧阻尼器24连接在一起，引导压轮23由弹簧阻尼器24提供的弹簧压力与光纤盘绕盘1501形成一定的压力，光纤托盘12旋转时，在摩檫力的作用下，引导压轮23会与光纤盘绕盘1501作反方向的转动，另外引导压轮23为角度较大的V形轮，可以引导光纤压在光纤盘绕盘1501的螺旋线线径上

优选的方案中，还设有张力调节组件3，张力调节组件3包括中部可转动的转动杆301，转动杆301一端设有可转动的张紧轮302，转动杆301另一端设有配重20，转动杆301到转轴处设有光电编码器14，光纤盘绕盘1501由张紧轮302下方绕过。

优选的方案中，转动杆301设有沿长度方向设有多个安装孔，配重20与转动杆301滑动套接，配重20上设置贯穿孔并通过销钉或螺钉安装在转动杆301的安装孔上。

调整配重20距离转动杆301中部转轴的距离，平衡另一端的张紧轮302的部分重力，张紧轮302压在光纤上，若光电编码器14检测到转动杆301向张紧轮302下移方向转动，说明张力过小，则降低放纤轮的速度，提高光纤15的张力，反之则加快转速，降低张力。

优选的方案中，还包括垂直面板4和水平面板8，垂直面板4上设有平行布置的直线轴承7和直线模组13，水平面板8下端与直线轴承7和直线模组13连接，垂直面板4设有垂直升降模组5，垂直升降模组5驱动引导压轮组件9、点胶组件10和胶水固化组件11上下运动。

优选的方案中，还设有点胶升降模组16，垂直升降模组5设有可上下滑动的连接架501，点胶升降模组16与连接架501连接，垂直升降模组5驱动点胶升降模组16上下滑动，点胶升降模组16驱动点胶组件10和胶水固化组件11上下滑动。

优选的方案中，还设有弹簧阻尼器24，弹簧阻尼器24包括伸缩杆2402和壳体2403，壳体2403与垂直升降模组5连接，壳体2403内设有复位弹簧2401， 复位弹簧2401挤压伸缩杆2402一端，伸缩杆2402另一端设有支撑架2404，支撑架2404与引导压轮23转动连接。

垂直升降模组5、直线模组13、点胶升降模组16均为直线滑移机构，结构包括固定底座、滑动部、伺服电机、丝杆机构、导轨机构等，伺服电机通过丝杆机构驱动滑动部沿固定底座的导轨机构滑移。

直线模组13驱动垂直面板4做精确水平直线位移，直线轴承7起支撑稳定移动的作用；光纤放纤组件1、导轮组件2、张力调节组件3、垂直升降模组5、夹送轮组件6、引导压轮9、点胶组件10以及胶水固化组件11均安装在垂直面板4上，与面板4一起由直线模组12驱动做水平直线运动，而光纤托盘12由托盘驱动电机19驱动作旋转运动；引导压轮9的直线位移与光纤托盘12的旋转共同作用下形成标准的螺旋线。

点胶升降模组16驱动胶水筒升降运动，光纤托盘12旋转运动时，胶水筒会在光纤上每隔一定的距离点一次胶水用于光纤的定位固定，电控固化笔19的定时间断开启来完成胶水的固化。

本装置还包括控制系统，控制系统控制、驱动各电气元件。

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 (9)

1.一种多轮型光纤螺旋盘绕装置，其特征是：包括可转动的光纤托盘组件（12），光纤托盘组件（12）用于放置光纤盘绕盘（1501），还包括可沿光纤托盘组件（12）径向移动的引导压轮组件（9），引导压轮组件（9）包括可转动的引导压轮（23），引导压轮（23）用于将光纤（15）压在光纤盘绕盘（1501）表面，引导压轮组件（9）一侧还设有点胶组件（10）和胶水固化组件（11），点胶组件（10）和胶水固化组件（11）用于将光纤（15）固定在光纤盘绕盘（1501）上；

引导压轮组件（9）包括中轴（901）和可转动的环体（902），引导压轮（23）为多个，多个引导压轮（23）沿环体（902）周向布置；

引导压轮（23）为V型槽轮，各引导压轮（23）的V型槽宽度不同，引导压轮（23）的V型槽宽度小于光纤（15）的宽度。

2.根据权利要求1所述多轮型光纤螺旋盘绕装置，其特征是：还包括光纤放纤组件（1）和导轮组件（2），导轮组件（2）包括多个可转动的导轮，光纤（15）由光纤放纤组件（1）出发绕过多个导轮到达引导压轮（23）。

3.根据权利要求2所述多轮型光纤螺旋盘绕装置，其特征是：还包括夹送轮组件（6），夹送轮组件（6）设在导轮组件（2）与引导压轮（23）之间，夹送轮组件（6）包括光纤主动夹送轮（21）和光纤被动夹送轮（22），光纤主动夹送轮（21）和光纤被动夹送轮（22）之间设有限位通道，光纤盘绕盘（1501）穿过限位通道到达引导压轮（23）。

4.根据权利要求2所述多轮型光纤螺旋盘绕装置，其特征是：还设有张力调节组件（3），张力调节组件（3）包括中部可转动的转动杆（301），转动杆（301）一端设有可转动的张紧轮（302），转动杆（301）另一端设有配重（20），转动杆（301）到转轴处设有光电编码器（14），光纤盘绕盘（1501）由张紧轮（302）下方绕过。

5.根据权利要求1所述多轮型光纤螺旋盘绕装置，其特征是：还包括垂直面板（4）和水平面板（8），垂直面板（4）上设有平行布置的直线轴承（7）和直线模组（13），水平面板（8）下端与直线轴承（7）和直线模组（13）连接，垂直面板（4）设有垂直升降模组（5），垂直升降模组（5）驱动引导压轮组件（9）、点胶组件（10）和胶水固化组件（11）上下运动。

6.根据权利要求5所述多轮型光纤螺旋盘绕装置，其特征是：还设有点胶升降模组（16），点胶升降模组（16）与垂直升降模组（5）连接，垂直升降模组（5）驱动点胶升降模组（16）上下滑动，点胶升降模组（16）驱动点胶组件（10）和胶水固化组件（11）上下滑动。

7.根据权利要求1所述多轮型光纤螺旋盘绕装置，其特征是：各引导压轮（23）的转轴方向与环体（902）的转轴方向垂直，还设有中轴（901），环体（902）与中轴（901）转动套接，环体（902）两侧设有限位套（903），限位套（903）与中轴（901）套接，环体（902）两侧还设有定位环（904），定位环（904）设有多个定位凹槽，定位凹槽数量与引导压轮（23）数量相同，还设有弹簧柱塞（905），弹簧柱塞（905）与限位套（903）连接，弹簧柱塞（905）端部设有可伸缩的滚珠（912），滚珠（912）抵靠定位环（904）的定位凹槽。

8. 根据权利要求7所述多轮型光纤螺旋盘绕装置，其特征是：弹簧柱塞（905）包括结构筒（911），结构筒（911）内一端设有调节尾盖（914），结构筒（911）内另一端设有滚珠挡块（915），调节尾盖（914）与滚珠挡块（915）之间设有顶紧弹簧（913）， 顶紧弹簧（913）两端分别抵靠调节尾盖（914）和滚珠挡块（915），滚珠挡块（915）抵靠滚珠（912）。

9.根据权利要求8所述多轮型光纤螺旋盘绕装置，其特征是：环体（902）沿周向设有多个安装槽（907），安装槽（907）中设有导轮轴（908），导轮轴（908）轴向方向与环体（902）轴向方向垂直，各引导压轮（23）与各导轮轴（908）转动套接。