CN207894432U - 一种制备无损伤光纤陀螺环圈的可拆卸式骨架 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种制备无损伤光纤陀螺环圈的可拆卸式骨架，包括2个法兰盘，定块部件及支撑圆柱；所述法兰盘的一表面设置有用于放置定块部件的凹槽，所述法兰盘上设置有多个螺纹孔，所述法兰盘的中间位置设置有圆心孔；所述定块部件包括大定块和小定块，所述大定块和小定块拼接形成圆环，所述大定块和小定块上设置有对应的螺纹孔；所述支撑圆柱设置在由大定块和小定块拼接形成的圆环中央，所述支撑圆柱的中间位置设置有对应的圆形孔；2个所述法兰盘设置在拼接好的定块部件两端，通过螺钉配合螺纹孔进行结构固定，即可构成一个完整的可拆卸式骨架。本实用新型可降低环圈损伤，大大降低风险的发生，达到高质量、高产品率的脱骨保偏光纤环。

Description

一种制备无损伤光纤陀螺环圈的可拆卸式骨架

技术领域

本实用新型涉及光纤陀螺环圈技术领域，具体来说，是一种制备无损伤光纤陀螺环圈的可拆卸式骨架。

背景技术

光纤陀螺的工作原理是基于萨格纳克(Sagnac)效应，萨格纳克效应指在惯性空间内，同一闭合光路中从同一光源发出的两束特征相等的光，以相反的方向进行传播，最后汇合到同一探测器内，通过调制和分析干涉条纹，读取相位信息，最终通过算法得到角速率或角位移信息。其中，闭合光路可用光纤环来完成，搭配耦合器、Y波导、光源和探测器，则可完成光纤陀螺光路部分的组成。整个陀螺行业，光纤陀螺将逐步替代原有传统机械陀螺和激光陀螺，实现体积小、质量轻，精度范围广、无运动部件等优势。保偏光纤环作为闭环模式光纤陀螺内重要元器件，需具备温度不敏感和振动不敏感性。对于不同型号的陀螺，精度也不一样，环的尺寸也有所变化，包含长度、内径、层数等。光纤环需附着于骨架结构，通过四极对称绕法，经过绕环机绕制，和固化胶的附着，再进行后期的固化，即可实现光纤环输出。对于可拆式的骨架，是制备脱骨架光纤环的核心原材料之一，相对于有骨架结构，剔除了光纤环因金属骨架热膨胀造成的附加应力，可达到更高精度光纤环，温度性能方面大大减小光纤环因热应力造成的非互易相位误差。整个高精度光纤陀螺行业，基本上采用脱骨保偏光纤环方案，可实现≤1%°/h精度陀螺。在进行脱骨工序时，往往会给光纤环带来损伤和致命断纤的风险。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型旨在提出一种制备无损伤光纤陀螺环圈的可拆卸式骨架，本实用新型可降低环圈损伤，大大降低风险的发生，达到高质量、高产品率的脱骨保偏光纤环。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种制备无损伤光纤陀螺环圈的可拆卸式骨架，包括2个法兰盘，定块部件及支撑圆柱；

所述法兰盘的一表面设置有用于放置定块部件的凹槽，所述法兰盘上设置有多个螺纹孔，所述法兰盘的中间位置设置有圆心孔；所述定块部件包括大定块和小定块，所述大定块和小定块拼接形成圆环，所述大定块和小定块上设置有对应的螺纹孔；所述支撑圆柱设置在由大定块和小定块拼接形成的圆环中央，所述支撑圆柱的中间位置设置有对应的圆形孔；2个所述法兰盘设置在拼接好的定块部件两端，通过螺钉配合螺纹孔进行结构固定，即可构成一个完整的可拆卸式骨架。

其中，所述大定块和小定块各2个，将4个定块按照大、小、大、小的顺序进行拼接，将大定块、小定块上的螺纹孔对准法兰盘上的螺纹孔，定块之间形成一个带有微小缝隙的圆环。

其中，所述法兰盘与定块部件之间存在圆形缝隙，它与光纤绕制压力方向呈正交，可避免光纤滑落到圆形缝隙内，降低了断纤风险。

其中，所述法兰盘为圆形薄片，两个所述法兰盘的尺寸是一致的。

其中，所述螺钉为沉头螺钉，所述法兰盘的凹槽厚度大于沉头螺钉的沉头部分的厚度。

其中，2个所述小定块的尺寸一致，2个所述大定块的尺寸一致，所述小定块的弧度是大定块弧度的1/3，即45°。

其中，所述法兰盘上的螺纹孔个数有6个，均匀分布，螺纹孔之间形成的夹角为60°。

其中，所述可拆卸式骨架的材质均为硬铝，表面处理为本色阳极氧化，可增加骨架的寿命和表面的平整性。在绕制脱骨环前，需要在有效绕环区域涂抹脱模剂，脱模剂的选取很重要，也决定着环在脱骨时受损程度，这个工艺细节各绕环厂家都不一样。脱模剂需要具备、低粘性、低流动性、不溶于有机涂料、涂层厚度在0.02mm以下等要求。

其中，由大定块和小定块拼接形成的圆环的外圆弧直径与法兰盘凹槽直径的配合控制在0.03mm误差以下，由大定块和小定块拼接形成的圆环的内圆弧直径和支撑圆柱外径配合在0.03mm误差以下。

其中，所述大定块、小定块间有0.02mm间隙。

本实用新型的优点在于：

1、本实用新型可拆卸式骨架，对比目前国内同类骨架，结构稳定，拆卸方便，断纤风险小（法兰盘和定块部件结构作用），对环造成的额外应力可达到最小（支撑圆柱作用），可界定为无损伤。

2、本实用新型可拆卸式骨架，4个定块外圆弧直径和法兰盘凹槽直径的配合控制在0.03mm误差以下，4个定块内圆弧直径和支撑圆柱外径配合同样也在0.03mm误差以下，这种工艺参数加工可实现性很高，加工简单，同时可保证组装后圆心孔的同心度。

3、本实用新型可拆卸式骨架，因定块间有0.02mm间隙，和支撑圆柱间的配合属于面接触，拆卸骨架时，可轻易脱开支撑圆柱，使4个定块支撑结构迅速破坏，达到低附加力的拆卸方式，从而保护了环体结构的完整性。

4、本实用新型可拆卸式骨架，定块和法兰盘的螺纹孔尺寸一致，建议设计使用M3或M4规格螺纹孔，保证法兰盘不会因沉头部分而破坏结构。

附图说明

图1为本实用新型可拆卸式骨架法兰盘结构示意图。

图2为本实用新型可拆卸式骨架小定块结构示意图。

图3为本实用新型可拆卸式骨架大定块结构示意图。

图4为本实用新型可拆卸式骨架支撑圆柱结构示意图。

图5为本实用新型可拆卸式骨架组装示意图。

图6为本实用新型可拆卸式骨架组装后的纵剖面图。

其中附图标记说明如下：1-法兰盘（其中，1.1-圆心孔、1.2-凹槽、1.3-螺纹孔），2-小定块（其中，2.1-螺纹孔），3-大定块（其中，3.1-螺纹孔），4-支撑圆柱（其中，4.1-圆心孔）。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

本实用新型所述的一种制备无损伤光纤陀螺环圈的可拆卸式骨架，包括两个法兰盘1、两个小定块2和两个大定块3，一个支撑圆柱4，如图1~4。

按照图1~4，机械加工出两个法兰盘1、两个小定块2、两个大定块3和一个支撑圆柱4。其中，小定块的弧度约为大定块弧度的1/3，即45°。支撑圆柱4外圆面和内圆面需较高的平整度，可增加光纤环几何圆度和绕环轴的同心度，保证绕制出的光纤环应力分布更均匀，同时，在拆卸时，由于支撑圆柱4的拆卸方便，可最大程度破坏骨架支撑结构，使大定块3、小定块2无法受外界力支撑，很容易进行拆卸，也不会对环表面造成任何影响。所有加工件所有的锐棱都需要倒角（≤R0.2），避免光纤绕制或脱骨时造成划伤。所有加工件都需要做本色阳极氧化，可提高使用寿命和表面的平整度。加工件的绕环区域，需涂抹脱模剂，便于环固化后的脱模，达到较小附加力的脱模效果，避免光纤环受损。

将4个定块按照大、小、大、小的顺序进行拼接，对准法兰盘1上的螺纹孔1.3，定块之间会形成一个带有微小缝隙的圆环，再将支撑圆柱4放在4个定块中央，起到支撑作用。支撑圆柱4结构是整个可拆卸骨架中最重要的核心技术，也是提高光纤环圆度和达到光纤环制备无损伤状态的必要结构主体。如图5~6所示，在进行光纤环圈制备前，需将骨架拼装起，先将一个法兰盘1放置在平面上，将4个定块按照一大一小的顺序进行摆放在法兰盘的凹槽1.2内，使定块外弧边缘紧贴法兰盘1内凹槽1.2内径，并使大定块3上的螺纹孔3.1、小定块2上的螺纹孔2.1对准法兰盘1上的螺纹孔1.3。然后将支撑圆柱4放在拼接后的定块中央，形成支撑结构。再将另一个法兰盘2对准定块上的螺纹孔进行拼装，形成整体骨架后，先用6个沉头螺钉进行固定，然后调整到另外一面，用6个沉头螺钉进行固定，即完成了骨架拼装。

骨架拼装完成后，将骨架放置在绕环机绕环轴夹具上进行绕制，支撑圆柱4的圆心孔4.1和法兰盘1的圆心孔1.1与夹具接触，圆心孔直径同心度要高，直径误差控制在0.01mm以下，保证绕环时，主轴跳动小，提高环性能。绕制结束后，对环圈进行固化。

光纤环固化结束后，将沉头螺钉进行拆卸，因脱模剂的作用，法兰盘1和光纤环之间的粘黏力极小，很容易拆卸下。因支撑圆柱4和小定块2、大定块3之间属平行面接触，接触面平整度高，摩擦力极小，可很轻易地朝着光纤环径向面垂直方位顶掉支撑圆柱4，四个定块瞬间失去了支撑力，轻轻朝着光纤环径向面垂直方向顶掉小定块2和大定块3，即可得到脱骨光纤环成品。整个过程，光纤环几乎没有收到较大附加力的影响，从而降低了光纤环的产出风险。

以上所述为本实用新型的最佳实施例，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实例所作的任何简单修改、图案变化与修饰，均仍属于本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种制备无损伤光纤陀螺环圈的可拆卸式骨架，其特征在于，包括2个法兰盘，定块部件及支撑圆柱；

所述法兰盘的一表面设置有用于放置定块部件的凹槽，所述法兰盘上设置有多个螺纹孔，所述法兰盘的中间位置设置有圆心孔；所述定块部件包括大定块和小定块，所述大定块和小定块拼接形成圆环，所述大定块和小定块上设置有对应的螺纹孔；所述支撑圆柱设置在由大定块和小定块拼接形成的圆环中央，所述支撑圆柱的中间位置设置有对应的圆形孔；2个所述法兰盘设置在拼接好的定块部件两端，通过螺钉配合螺纹孔进行结构固定，即可构成一个完整的可拆卸式骨架。

2.根据权利要求1所述的一种制备无损伤光纤陀螺环圈的可拆卸式骨架，其特征在于，所述大定块和小定块各2个，将4个定块按照大、小、大、小的顺序进行拼接，将大定块、小定块上的螺纹孔对准法兰盘上的螺纹孔，定块之间形成一个带有微小缝隙的圆环。

3.根据权利要求1所述的一种制备无损伤光纤陀螺环圈的可拆卸式骨架，其特征在于，所述法兰盘与定块部件之间存在圆形缝隙，它与光纤绕制压力方向呈正交。

4.根据权利要求1所述的一种制备无损伤光纤陀螺环圈的可拆卸式骨架，其特征在于，所述法兰盘为圆形薄片，两个所述法兰盘的尺寸是一致的。

5.根据权利要求1所述的一种制备无损伤光纤陀螺环圈的可拆卸式骨架，其特征在于，所述螺钉为沉头螺钉，所述法兰盘的凹槽厚度大于沉头螺钉的沉头部分的厚度。

6.根据权利要求2所述的一种制备无损伤光纤陀螺环圈的可拆卸式骨架，其特征在于，2个所述小定块的尺寸一致，2个所述大定块的尺寸一致，所述小定块的弧度是大定块弧度的1/3，即45°。

7.根据权利要求1所述的一种制备无损伤光纤陀螺环圈的可拆卸式骨架，其特征在于，所述法兰盘上的螺纹孔个数有6个，均匀分布，螺纹孔之间形成的夹角为60°。

8.根据权利要求1所述的一种制备无损伤光纤陀螺环圈的可拆卸式骨架，其特征在于，所述可拆卸式骨架的材质均为硬铝，表面处理为本色阳极氧化，所述可拆卸式骨架的绕环区域涂抹有脱模剂，脱模剂的涂层厚度在0.02mm以下。

9.根据权利要求1所述的一种制备无损伤光纤陀螺环圈的可拆卸式骨架，其特征在于，由大定块和小定块拼接形成的圆环的外圆弧直径与法兰盘凹槽直径的配合控制在0.03mm误差以下，由大定块和小定块拼接形成的圆环的内圆弧直径和支撑圆柱外径配合在0.03mm误差以下。

10.根据权利要求1所述的一种制备无损伤光纤陀螺环圈的可拆卸式骨架，其特征在于，所述大定块、小定块间有0.02mm间隙。