CN115097571A - 一种光纤熔接机整体推进调芯机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光纤熔接机整体推进调芯机构，包括安装架和两个对称设置在安装架上的光纤夹具，两个光纤夹具分别用于对两根待熔接的光纤进行夹持，还包括XY调芯机构，两个光纤夹具的下方均设有Z向推进机构，用于同步驱动两个光纤夹具相互靠近，XY调芯机构包括调芯驱动组件和安装在调芯驱动组件输出端且与调芯驱动组件输出端活动连接的支撑座和弹性构件，Z向推进机构固定安装在支撑座上，弹性构件的形变端与支撑座固定连接，支撑座在调芯驱动组件的驱动下产生XY平面的位置偏移。本发明通过Z向推进机构可以整体对夹持有待熔接光纤的光纤夹具进行整体推进，可以保证熔接后没有保护层的长度最短可以做到2mm，满足有精密要求的领域的焊接需求。

Description

一种光纤熔接机整体推进调芯机构

技术领域

本发明涉及光纤熔接技术领域，具体为一种光纤熔接机整体推进调芯机构。

背景技术

目前国内熔接机调芯机构都是把两个光纤定位V型槽(材料：陶瓷)分别固定在两个调芯机构上，对V型槽进行粘结固定时需要保证两边V型槽在一条直线上，V型槽斜下方有两个相机用来把光纤成像在显示屏上，V型槽的上方有一个装有两个压块片防风罩，当防风罩盖上，两个小压块片正好分别压住两边V型槽中的光纤。工作时把两根光纤分别放入两个V型槽中，盖上防风罩，小压块片轻轻压住光纤，通过影像判断光纤位置，驱动两个调芯机构，使两边光纤X/Y轴对齐，两边光纤对齐后，驱动两边光纤的夹具让两边光纤在V型槽中相对滑动，两边光纤靠近后放电熔融使光纤粘结在一起。

但是目前传统的光纤熔接机有几个缺点：

1、由于现有的熔接机在两根光纤熔接时，需要驱动两根光纤对应的夹具让两根光纤分别在V型槽中相对滑动，使两根光纤靠近后放电熔融使光纤粘结在一起。但是由于光纤外面有涂覆层的存在，涂覆层的摩擦系数比较大，会影响光纤在V型槽中的滑动精度控制，所以现有技术中都需要对光纤的涂覆层进行剥离，这样才能保证光纤包层(材料：石英)在V型槽中的滑动距离的准确控制、保证熔接损耗。但是这样熔接后没有保护层(涂覆层)的光纤长度最短只能做到10mm，对传感器、激光器、等特殊领域，传统熔接机满足不了这些领域的加工需求。

2、传统熔接机光纤包层(材料：石英)在V槽中工作时必须要有一个压锤压住光纤使光纤在V型槽中平稳滑动，压锤压住光纤那一刹那会对没有保护层的光纤表面造成一定的损伤，在陀螺仪等需要高可靠强熔点的光器件领域是不允许的。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明提供了一种应用于光纤熔接机整体推进调芯机构，通过Z向推进机构可以整体对夹持有待熔接光纤的光纤夹具进行整体推进，可以保证熔接后没有保护层的长度最短可以做到2mm，满足有精密等特殊要求的领域熔接需求。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种光纤熔接机整体推进调芯机构，包括安装架和两个对称设置在所述安装架上的光纤夹具，两个所述光纤夹具分别用于对两根待熔接的光纤进行夹持，还包括XY调芯机构，两个所述光纤夹具的下方均设有Z向推进机构，用于同步驱动两个光纤夹具相互靠近，所述XY调芯机构包括调芯驱动组件和安装在调芯驱动组件输出端且与调芯驱动组件输出端活动连接的支撑座和弹性构件，所述Z向推进机构固定安装在支撑座上，所述弹性构件的形变端与支撑座固定连接，所述支撑座在调芯驱动组件的驱动下产生XY平面的位置偏移。

优选的，所述调芯驱动组件包括调芯马达、偏心轴和调芯组件座，两个调芯组件座对称分布在安装架底部两侧，和安装架固定连接，所述偏心轴设置在调芯马达输出端，所述偏心轴设置在所述调芯组件座内，所述调芯组件座的顶部活动连接有顶杆，调芯马达通过偏心轴驱动所述顶杆沿竖直方向上下移动。

优选的，所述弹性构件还包括固定安装在调芯驱动组件上的固定端，所述固定端上开设有第一通孔，所述顶杆贯穿第一通孔。

优选的，所述弹性构件的形变端与固定端相互垂直设置，且所述形变端包括一纵向开设的长槽。

优选的，所述Z向推进机构包括推进马达、直线滑轨和连接块，所述推进马达固定安装在所述支撑座上，所述推进马达的输出端作用于连接块，所述连接块与直线滑轨固定连接，所述光纤夹具固定安装在所述连接块上。

优选的，所述连接块上靠近所述推进马达的一侧设置有连接板，所述连接板与推进马达的输出端通过螺纹套活动连接，螺纹套固定安装在所述连接板上。

优选的，两个所述光纤夹具均包括固定安装在所述连接块上的定位块、设置定位块上的夹具座、以及设置在定位块上相互靠近的一侧的定位槽，所述定位槽成V型结构。

优选的，所述定位槽的上方设有压块，压块与定位槽相匹配用于对光纤进行位置限定，所述压块固定安装在摇臂上，所述摇臂与定位块铰接连接，所述摇臂的一侧设有把手。

优选的，所述夹具座上设置有夹具盖板，用于与夹具座配合夹紧待熔接光纤，所述夹具盖板的一侧设置有提手，另一侧和夹具座(202)铰接连接。

优选的，所述长槽开设的深度与所述形变端的高度之比为11/15-14/15，所述长槽开设的宽度与形变端的宽度之比为1/7-1/4。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提供的光纤熔接机整体推进调芯机构通过将Z向推进机构固定安装XY调芯机构的支撑座上，XY调芯机构可以使光纤夹具中的光纤实现X/Y轴对准，将光纤夹具安装在Z向推进机构上，可以对左右两边的光纤夹具(包括定位槽、压块、摇臂以及调芯对准后的待熔接光纤)进行整体推进，无需使待熔接光纤在V型槽内滑动，由此熔接后没有保护层(涂覆层)的长度最短可以做到2mm，可以满足有精密要求的领域的熔接需求。

并且，由于本申请的光纤熔接机整体推进调芯机构在熔接时，无需剥离V型槽内待熔接光纤的保护层(涂覆层)，所以压块压在光纤保护层上不会对光纤造成损伤。

附图说明

图1为本发明一种光纤熔接机整体推进调芯机构的整体结构示意图；

图2为本发明一种光纤熔接机整体推进调芯机构的拆分结构示意图；

图3为本发明一种光纤熔接机整体推进调芯机构中光纤夹具的结构示意图；

图4为本发明一种光纤熔接机整体推进调芯机构中弹性构件的结构尺寸示意图。

图中：1、安装架；2、光纤夹具；201、定位块；202、夹具座；203、定位槽；204、夹具盖板；205、提手；3、支撑座；4、弹性构件；401、形变端；402、固定端；403、第一通孔；404、长槽；5、调芯驱动组件；501、调芯马达；502、偏心轴；503、调芯组件座；504、顶杆；6、Z向推进机构；601、推进马达；602、直线滑轨；603、连接块；604、连接板；7、待熔接光纤；8、摇臂；9、把手；10、压块。

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做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。

如图1所示，本发明提供的第一种实施例，一种光纤熔接机整体推进调芯机构，包括安装架1和两个对称设置固定安装在安装架1上的光纤夹具2，两个光纤夹具2结构相同，两个所述光纤夹具2分别用于对两根待熔接的光纤进行夹持，两个所述光纤夹具2的下方均设有Z向推进机构6，用于同步驱动两个光纤夹具2相互靠近，所述XY调芯机构包括调芯驱动组件5和安装在调芯驱动组件5输出端且与调芯驱动组件5输出端活动连接的支撑座3和弹性构件4，所述Z向推进机构6固定安装在支撑座3上，所述弹性构件4的形变端401与支撑座3固定连接，所述支撑座3在调芯驱动组件5的驱动下产生XY平面的位置偏移。所述左右两边光纤7可以通过光纤夹具2以及XY调芯结构实现光纤XY轴对准。本发明通过将Z向推进机构6固定安装XY调芯机构的支撑座3上，将光纤夹具2安装在Z向推进机构6上，左右两边Z向推进机构6可以对左右两边的光纤夹具2、V型定位槽203、压块10、摇臂8以及调芯对准后的光纤7进行整体推进。无需使待熔接光纤7在V型槽内滑动，由此熔接后没有保护层(涂覆层)的长度最短可以做到2mm，可以满足有精密要求的领域的熔接需求。

如图2所示，所述调芯驱动组件5包括调芯马达501、偏心轴502和调芯组件座503，所述偏心轴502设置在调芯马达501输出端，所述偏心轴502设置在所述调芯组件座503内，所述调芯组件座503的顶部活动连接有顶杆504，两个调芯组件座503对称分布在安装架1底部两侧，和安装架1固定连接，调芯驱动组件5通过调芯组件座503与安装架1固定连接，调芯组件座503侧面和安装架1固定连接，调芯马达501通过偏心轴502驱动所述顶杆504沿竖直方向上下移动；所述弹性构件4还包括固定安装在调芯驱动组件5上的固定端402，所述固定端402上开设有第一通孔403，所述顶杆504贯穿第一通孔403作用于支撑座3；所述弹性构件4的形变端401与固定端402相互垂直设置，且所述形变端401包括一纵向开设的长槽404；所述Z向推进机构6包括推进马达601、直线滑轨602和连接块603，所述推进马达601固定安装在所述支撑座3上，所述推进马达601的输出端作用于连接块603，所述连接块603与直线滑轨602固定连接，通过直线滑轨602带动连接块603沿Z轴方向移动，所述光纤夹具2固定安装在所述连接块603上；所述连接块603上靠近所述推进马达601的一侧设置有连接板604，所述连接板604与推进马达601的输出端通过螺纹套活动连接，螺纹套固定安装在所述连接板604上，螺纹套将推进马达601的旋转量转化为Z轴方向的推进量，驱动连接板604沿直线滑轨602滑动，推进马达601通过连接板604作用于连接块603上，进而作用于固定在连接块603上的光纤夹具2上，带动光纤夹具2沿Z轴进行移动。当调芯马达501旋转时，顶杆504会推动支撑座3做XY平面的上、下抛物线运动(光纤直径只有125um,所以移动量很小，最大移动量700um，弹性构件4产生的形变足以满足定位需求)。

如图3所示，两个所述光纤夹具2均包括固定安装在所述连接块603上的定位块201、设置定位块201上的夹具座202、以及设置在定位块201上相互靠近的一侧的定位槽203，所述定位槽203成V型结构；所述定位槽203的上方设有压块10，压块10与定位槽203相匹配用于对光纤进行位置限定，所述压块10固定安装在摇臂8上，所述摇臂8与定位块201铰接连接，所述摇臂8的一侧设有把手9；所述夹具座202上设置有夹具盖板204，用于与夹具座202配合夹紧待熔接光纤7，所述夹具盖板204的一侧设置有提手205；在对待熔接光纤7进行夹持时，先抬起摇臂8，掀起夹具盖板204，将待熔接光纤7放置在夹具座202和定位槽203内，然后再依次放下夹具盖板204，实现对光纤的位置固定，然后转动摇臂8至压块10压在定位V槽203中的光纤上，实现对定位槽203内待熔接光纤7的固定，保证其在熔接时的左右两边光纤7的Z轴方向对准，提高熔接效果。

弹性构件4材料为热处理后的65Mn(俗称弹簧钢)，有一定的弹性，如图4所示为弹性构件4的结构尺寸示意图，图中a为长槽404开设的深度，b为形变端401的高度，c为长槽404开设的宽度，d为形变端401的宽度，其中，所述长槽404开设的深度与所述形变端401的高度之比为11/15-14/15，所述长槽404开设的宽度与形变端401的宽度之比为1/7-1/4，弹性构件4为一体式结构，整体的材质为热处理后的65Mn(俗称弹簧钢)，有一定的弹性，本申请中待熔接光纤7的直径为125um左右，其对准需要的最大移动量在700um左右，上述尺寸范围下正好满足使用需求，在长槽404开设的宽度不变的情况下，如果长槽404开设的深度过长，会导致相同受力情况下形变量变大，增加对准调节的难度，同时也会降低弹性构件4整体结构强度，如果长槽404开设的深度过短，会导致相同受力情况下形变量变小，可能会达不到需要的调节范围；在长槽404开设的深度不变的情况下，如果长槽404开设的宽度过长，会导致相同受力情况下形变量变大，增加对准调节的难度、降低调节精度，如果长槽404开设的宽度过短，会导致相同受力情况下形变量变小，可能会达不到需要的调节范围。

工作原理：在对待熔接光纤7进行熔接前，需要放置待熔接光纤7并对其进行夹持，需要先抬起左右两侧的摇臂8，并掀起夹具盖204，将待熔接光纤7放置在夹具座202和定位槽203内，然后再依次放下夹具盖板204，实现对光纤的位置固定，然后转动摇臂8至压块10压在定位V槽203中的光纤上，实现对定位槽203内待熔接光纤7的固定，保证其在熔接时的左右两边光纤7的Z轴方向对准，提高熔接效果；对待熔接光纤7进行稳定夹持后，通过XY调芯机构推动光纤夹具2做XY平面的上、下抛物线运动，实现对XY平面的位置调节，实现两侧待熔接光纤7的对准，其中，左右两侧的XY调芯机构对称设置，且实现调节的抛物线线型呈镜像对称，这样能快速定位到两个抛物线的交点(即两侧待熔接光纤7的对准点)，然后通过Z向推进机构6同步驱动两个光纤夹具2相互靠近，放电熔融使两侧光纤粘结在一起。左右两边Z向推进机构6可以对左右两边的光纤夹具2、V型定位槽203、压块10、摇臂8以及调芯对准后的光纤7进行整体推进，无需使待熔接光纤7在V型槽内滑动，由此熔接后没有保护层(涂覆层)的长度最短可以做到2mm，可以满足有精密要求的领域的熔接需求。并且，由于本申请的光纤熔接机整体推进调芯机构在熔接时，无需剥离V型槽内待熔接光纤7的保护层(涂覆层)，所以压块10压在光纤保护层上不会对光纤造成损伤。

在本申请的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种光纤熔接机整体推进调芯机构，包括安装架(1)和两个对称设置固定在所述安装架(1)上的光纤夹具(2)，两个所述光纤夹具(2)分别用于对两根待熔接的光纤进行夹持，其特征在于，还包括XY调芯机构，两个所述光纤夹具(2)的下方均设有Z向推进机构(6)，用于同步驱动两个光纤夹具(2)相互靠近，所述XY调芯机构包括调芯驱动组件(5)和安装在调芯驱动组件(5)输出端且与调芯驱动组件(5)输出端活动连接的支撑座(3)和弹性构件(4)，所述Z向推进机构(6)固定安装在支撑座(3)上，所述弹性构件(4)的形变端(401)与支撑座(3)固定连接，所述支撑座(3)在调芯驱动组件(5)的驱动下产生XY平面的位置偏移。

2.根据权利要求2所述的光纤熔接机整体推进调芯机构，其特征在于，所述调芯驱动组件(5)包括调芯马达(501)、偏心轴(502)和调芯组件座(503)，两个调芯组件座(503)对称分布在安装架(1)底部两侧，和安装架(1)固定连接，所述偏心轴(502)设置在调芯马达(501)输出端，所述偏心轴(502)设置在所述调芯组件座(503)内，所述调芯组件座(503)的顶部活动连接有顶杆(504)，调芯马达(501)通过偏心轴(502)驱动所述顶杆(504)沿竖直方向上下移动。

3.根据权利要求2所述的光纤熔接机整体推进调芯机构，其特征在于，所述弹性构件(4)还包括固定安装在调芯驱动组件(5)上的固定端(402)，所述固定端(402)上开设有第一通孔(403)，所述顶杆(504)贯穿第一通孔(403)。

4.根据权利要求3所述的光纤熔接机整体推进调芯机构，其特征在于，所述弹性构件(4)的形变端(401)与固定端(402)相互垂直设置，且所述形变端(401)包括一纵向开设的长槽(404)。

5.根据权利要求4所述的光纤熔接机整体推进调芯机构，其特征在于，所述Z向推进机构(6)包括推进马达(601)、直线滑轨(602)和连接块(603)，所述推进马达(601)固定安装在所述支撑座(3)上，所述推进马达(601)的输出端作用于连接块(603)，所述连接块(603)与直线滑轨(602)固定连接，所述光纤夹具(2)固定安装在所述连接块(603)上。

6.根据权利要求5所述的光纤熔接机整体推进调芯机构，其特征在于，所述连接块(603)上靠近所述推进马达(601)的一侧设置有连接板(604)，所述连接板(604)与推进马达(601)的输出端通过螺纹套活动连接，螺纹套固定安装在所述连接板(604)上。

7.根据权利要求6所述的光纤熔接机整体推进调芯机构，其特征在于，两个所述光纤夹具(2)均包括固定安装在所述连接块(603)上的定位块(201)、设置定位块(201)上的夹具座(202)、以及设置在定位块(201)上相互靠近的一侧的定位槽(203)，所述定位槽(203)成V型结构。

8.根据权利要求7所述的光纤熔接机整体推进调芯机构，其特征在于，所述定位槽(203)的上方设有压块(10)，压块(10)与定位槽(203)相匹配用于对光纤进行位置限定，所述压块(10)固定安装在摇臂(8)上，所述摇臂(8)与定位块(201)铰接连接，所述摇臂(8)的一侧设有把手(9)。

9.根据权利要求8所述的光纤熔接机整体推进调芯机构，其特征在于，所述夹具座(202)上设置有夹具盖板(204)，用于与夹具座(202)配合夹紧待熔接光纤(7)，所述夹具盖板(204)的一侧设置有提手(205)，另一侧和夹具座(202)铰接连接。

10.根据权利要求4-9中任一项权利要求所述的光纤熔接机整体推进调芯机构，其特征在于，所述长槽(404)开设的深度与所述形变端(401)的高度之比为11/15-14/15，所述长槽(404)开设的宽度与形变端(401)的宽度之比为1/7-1/4。

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