一种光纤熔接方法及光纤熔接机与流程

本发明属于光通信技术领域，具体涉及一种光纤熔接方法及光纤熔接机。

背景技术：

在光通信中，通常采用光纤熔接机进行光缆的施工和维护。光纤熔接机的工作原理，是利用高压电弧将两根光纤断面熔化的同时用运动机构平缓推进让两根光纤融合成一根，以实现光纤模场的耦合。在进行光纤的融合时，需要两根光纤的V槽对芯。

现有技术中，根据不同的需要有多种光纤熔接机。按对准方式的不同，光纤熔接机分为机械固定熔接式光纤熔接机(也称为包层对准式光纤熔接机)和精密调芯式光纤熔接机(也称为纤芯对准式光纤熔接机)。

机械固定熔接式光纤熔接机，仅仅通过镜头对光纤的包层进行对准，通过马达推进从而完成光纤的熔接，一般用于光纤到户(FTTH，Fiber To The Home)施工，其无法进行光纤V槽的精密调芯，无法保证左右两端光纤完全对准，使得接续损耗大，通常大于0.1Db，影响信号传输。

精密调芯式光纤熔接机，配备特殊设计的光学镜头，通过镜头聚焦，精准的测量纤芯的位置，再利用精密六马达对芯机构及软件算法，进行光纤调芯，精密对准，从而能够准确识别光纤类型并自动选用与之相匹配的熔接模式来保证熔接质量，技术含量较高，一般用于干线施工，具有光纤V槽调芯功能，但结构过于复杂，导致熔接机体积大，无法适应业内机器小型化的发展要求，且机器成本过高。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种光纤熔接方法及光纤熔接机，不需要镜头聚焦即可完成对光纤的调芯，比较精准的进行光纤对接和施工，保证熔接精度，且熔接机体积小，成本低。

本发明的一个方面，提供了一种光纤熔接方法，所述方法包括：

步骤S1，将需要进行熔接的第一光纤放入第一V槽内，将需要进行熔接的第二光纤放入与第一V槽水平相对的第二V槽内；

步骤S2，通过第一镜头和第二镜头观察第一光纤和第二光纤，并将第一光纤和第二光纤的包层位置输入控制模块；

步骤S3，所述控制模块比较第一光纤和第二光纤的包层是否对准；

步骤S4，若已对准，则启动放电模块，对所述第一光纤和第二光纤进行熔接，程序结束；

步骤S5，若未对准，则调整所述第一V槽和/或所述第二V槽，且第一镜头和第二镜头再次观察所述第一光纤和第二光纤的包层位置，并输入所述控制模块内；

步骤S6，重复步骤S3至步骤S5，直至程序结束。

上述方案中，所述步骤S5中调整所述第一V槽和/或调整所述第二V槽，进一步包括如下步骤：

将所述第一V槽沿第一弧线运动，和/或将所述第二V槽沿第二弧线运动，使所述第一V槽与所述第二V槽运动至所述第一弧线与所述第二弧线在平面投影上呈相交状态的位置点。

本发明的另一个方面，还提供了一种光纤熔接机，所述光纤熔接机包括电源、放电模块、显示模块，所述光纤熔接机还包括：成像模块、光纤对准模块、控制模块；其中，

所述成像模块与显示模块和控制模块相连，用于观察第一光纤和第二光纤，并将第一光纤和第二光纤的包层位置输入控制模块；

所述控制模块与成像模块、光纤对准模块、放电模块相连，用于接收成像模块的包层位置信息、比较第一光纤和第二光纤的包层是否对准，并用于发出启动放电模块的指令，还向光纤对准模块发出调整V槽指令；

所述光纤对准模块调整所述第一V槽和/或所述第二V槽。

上述方案中，所述成像模块进一步包括：第一镜头固定体、第一镜头、第一图像处理芯片、第二镜头固定体、第二镜头、第二图像处理芯片；其中，

所述第一镜头固定在所述第一镜头固定体上，所述第一图像处理芯片与所述第一镜头相连，所述第二镜头固定在所述第二镜头固定体上，所述第二图像处理芯片与所述第二镜头相连，所述第一图像处理芯片和所述第二图像处理芯片与所述控制模块相连；

所述第一镜头和第二镜头用于观察所述第一光纤和第二光纤，并将所述第一光纤和第二光纤的包层位置输入控制模块。

上述方案中，所述光纤对准模块进一步包括：

模块固定体、第一感应光耦、第二感光光耦、第一光纤支撑架、第一支架螺丝、第一V槽、第一金属弹片、第一齿轮组、第一丝杆、第一传动系统固定块、第一马达、第二光纤支撑架、第二支架螺丝、第二V槽、第二金属弹片、第二齿轮组、第二丝杆、第二传动系统固定块、第二马达；其中，

所述第一V槽位于所述第一光纤支撑架的顶端，所述第一光纤支撑架与所述第一金属弹片相连，通过所述第一支架螺丝，将所述第一光纤支撑架及第一金属弹片固定在所述模块固定体上，所述第一马达固定在所述第一传动系统固定块上，与所述第一齿轮组相连，所述第一齿轮组与所述第一丝杆相连，第一丝杆与所述第一光纤支撑架相接触；所述第二V槽位于所述第二光纤支撑架的顶端，所述第二光纤支撑架与所述第二金属弹片相连，通过所述第二支架螺丝，将所述第二光纤支撑架及第二金属弹片固定在所述模块固定体上，所述第二马达固定在所述第二传动系统固定块上，与所述第二齿轮组相 连，所述第二齿轮组与所述第二丝杆相连，第二丝杆与所述第二光纤支撑架相接触；

所述第一V槽和所述第二V槽用于放置进行熔接的第一光纤和第二光纤；

所述第一马达用于根据控制模块的指令提供动力，传动第一齿轮组，带动第一丝杆，调整所述第一光纤支撑架的位置，从而调整第一V槽；所述第二马达用于根据控制模块的指令提供动力，传动第二齿轮组，带动第二丝杆，调整所述第二光纤支撑架的位置，从而调整第二V槽。

上述方案中，所述控制模块进一步用于根据比较结果对所述第一马达和/或第二马达发出动力指令。

上述方案中，所述第一镜头的轴线与所述第二镜头的轴线成90度正交。

上述方案中，所述第一丝杆与所述第二丝杆成90度正交。

本发明实施例所提供的光纤熔接方法及光纤熔接机，通过第一镜头和第二镜头扫描第一光纤和第二光纤，并将第一光纤和第二光纤的包层位置输入控制模块；控制模块比较第一光纤和第二光纤的包层是否对准；并根据对包层的比较结果对所述第一V槽和/或第二V槽进行调整，从而使纤芯对准。本发明通过包层的对准情况，实现对纤芯的调整，不需要镜头聚焦即可完成对光纤的调芯，比较精准的进行光纤对接和施工，保证熔接精度，同时，由于不需要镜头聚焦，从而不需要用于聚焦的马达，实现熔接机的小型化，降低了熔接机成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明第一实施例的光纤熔接方法流程示意图；

图2为本发明第二实施例的光纤熔接机机芯主要部分俯视图；

图3为图2所示成像模块俯视图；

图4为图3所示成像模块A-A剖面图；

图5为图2所示光纤对准模块立体图；

图6为图5所示光纤对准模块第一内部结构图；

图7为图5所示光纤对准模块第二内部结构图。

附图标记说明：

1-成像模块；11-第一镜头固定体；12-第一镜头；13-第一图像处理芯片；14-第二镜头固定体；15-第二镜头；16-第二图像处理芯片；

2-光纤对准模块；20-模块固定体；21-第一感应光耦；22-第二感光光耦；23-第一光纤支撑架；24-第一支架螺丝；25-第一V槽；26-第一金属弹片；27-第一齿轮组；28-第一丝杆；29-第一传动系统固定块；210-第一马达；211-第二光纤支撑架；212-第二支架螺丝；213-第二V槽；214-第二金属弹片；215-第二齿轮组；216-第二丝杆；217-第二传动系统固定块；218-第二马达。

具体实施方式

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语 (包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

为便于对本发明实施例的理解，下面详细描述本发明的实施方式，通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本发明基于现有的光纤熔接机及光纤熔接方法，对机械固定熔接式光纤熔接机进行结构优化，并对熔接方法进行升级，一方面提高现有的机械固定熔接式光纤熔接机的熔接精度，另一方面实现光纤熔接机的小型化，在相同性能的基础上降低光纤熔接机的成本。下面结合具体的实施例的附图对本发明作详细的说明。

图1为本发明第一实施例的光纤熔接方法流程示意图。

如图1所示，本实施例的光纤熔接方法包括如下步骤：

步骤S1，将需要进行熔接的第一光纤放入第一V槽内，将需要进行熔接的第二光纤放入与第一V槽水平相对的第二V槽内。

光纤放入V槽后，各自由马达推进，进入熔接范围。这里的V槽优选为陶瓷材料。但是并不限制采用其他适用的材料。

步骤S2，通过第一镜头和第二镜头观察第一光纤和第二光纤，并将第一光纤和第二光纤的包层位置输入控制模块。

本步骤中，成像模块对进入熔接范围内的第一光纤和第二光纤进行成像，并将所述成像结果上传给控制模块。具体的，第一镜头与第二镜头分别从不同角度观察第一光纤和第二光纤的位置，并将所获得的光纤包层成像信息和位置信息传送给控制模块。

步骤S3，所述控制模块比较第一光纤和第二光纤的包层是否对准。

本步骤中，控制模块只需比较两根光纤的包层位置即可。现在技术中，在精密调芯式光纤熔接机的熔接过程中，需要更多的马达来推动镜头进行聚焦，从而更精准的进行调芯，而本发明不需要进行镜头聚焦，通过包层位置的对准，精准的掌握纤芯的对准情况，在保证对准精度的基础上，减少了马达的数量。

步骤S4，若已对准，则启动放电模块，对所述第一光纤和第二光纤进行熔接，程序结束。

步骤S5，若未对准，则调整所述第一V槽和/或所述第二V槽，且第一镜头和第二镜头再次观察所述第一光纤和第二光纤的包层位置，并输入所述控制模块内。

本步骤中，调整所述第一V槽和/或所述第二V槽，进一步包括：

将所述第一V槽沿第一弧线运动，和/或将所述第二V槽沿第二弧线运动，使所述第一V槽与所述第二V槽运动至所述第一弧线与所述第二弧线在平面投影上呈相交状态的位置点。

步骤S6，重复步骤S3至步骤S5，直至程序结束。

本实施例的光纤熔接方法，通过包层的对准情况，实现对纤芯的调整，不需要镜头聚焦即可完成对光纤的调芯，比较精准的进行光纤对接和施工，保证熔接精度，同时，由于不需要镜头聚焦，从而不需要用于聚焦的马达，实现熔接机的小型化，降低了熔接机成本。

图2为本发明第二实施例的光纤熔接机机芯主要部分俯视图。

如图2所示，本实施例的光纤熔接机，包括电源、放电模块、显示模块，还包括成像模块1、光纤对准模块2、控制模块；其中，

所述成像模块1与显示模块和控制模块相连，用于观察第一光纤和第二光纤，并将第一光纤和第二光纤的包层位置输入控制模块；

所述控制模块与成像模块1、光纤对准模块2、放电模块相连，用于接收成像模块1的包层位置信息、比较第一光纤和第二光纤的包层是否对准，并用于发出启动放电模块的指令，还向光纤对准模块1发出调整V槽指令；

所述光纤对准模块2调整所述第一V槽和/或所述第二V槽。

图3为图2所示成像模块俯视图。图4为图3所示成像模块A-A剖面图。

如图3和图4所示，本实施例的光纤熔接机，所述成像模块1由第一镜头固定体11、第一镜头12、第一图像处理芯片13、第二镜头固定体14、第二镜头15、第二图像处理芯片16组成，所述第一镜头12固定在所述第一镜头固定体11上，所述第一图像处理芯片13与所述第一镜头12相连，所述第二镜头15固定在所述第二镜头固定体14上，所述第二图像处理芯片16与所述第二镜头15相连，所述第一图像处理芯片13和所述第二图像处理芯片16与所述控制模块相连。

所述第一镜头12和第二镜头15用于观察第一光纤和第二光纤，并将第一光纤和第二光纤的包层位置输入控制模块。

图5为图2所示光纤对准模块立体图；图6为图5所示光纤对准模块第一内部结构图；图7为图5所示光纤对准模块第二内部结构图。

如图5至图7所示，本实施例的光纤熔接机，所述光纤对准模块2由模块固定体20、第一感应光耦21、第二感光光耦22(图未示出)、第一光纤支撑架23、第一支架螺丝24、第一V槽25、第一金属弹片26、第一齿轮组27、第一丝杆28、第一传动系统固定块29、第一马达210、第二光纤支撑架211、第二支架螺丝212、第二V槽213、第二金属弹片214、第二齿轮组215、第二丝杆216、第二传动系统固定块217、第二马达218组成。

所述第一V槽25位于所述第一光纤支撑架23的顶端，所述第一光纤支撑架23与所述第一金属弹片26相连，通过所述第一支架螺丝24，将所述第一光纤支撑架23及第一金属弹片26固定在所述模块固定体20上，所述第一马达210固定在所述第一传动系统固定块29上，与所述第一齿轮组27相连， 所述第一齿轮组27与所述第一丝杆28相连，第一丝杆28与所述第一光纤支撑架23相接触；所述第二V槽213位于所述第二光纤支撑架211的顶端，所述第二光纤支撑架211与所述第二金属弹片214相连，通过所述第二支架螺丝212，将所述第二光纤支撑架211及第二金属弹片214固定在所述模块固定体20上，所述第二马达218固定在所述第二传动系统固定块217上，与所述第二齿轮组215相连，所述第二齿轮组215与所述第二丝杆216相连，第二丝杆216与所述第二光纤支撑架211相接触。

所述第一V槽25和所述第二V槽213用于放置进行熔接的第一光纤和第二光纤。

所述控制模块进一步用于比较第一光纤和第二光纤的包层是否对准，并根据所述比较结果对所述第一马达210和/或第二马达218发出动力指令。

所述第一马达210用于根据控制模块的指令提供动力，传动第一齿轮组27，带动第一丝杆28轴向前进或后退，顶住第一光纤支撑架23，使第一光纤支撑架23以第一支架螺丝24的位置为圆心、第一金属弹片26为半径做弧线运动，设置在第一光纤支撑架23上的第一V槽25随之做第一弧线运动；所述第二马达218用于根据控制模块的指令提供动力，传动第二齿轮组215，带动第二丝杆216轴向前进或后退，顶住第二光纤支撑架211，使第二光纤支撑架211以第二支架螺丝212的位置为圆心、第二金属弹片214为半径做弧线运动，设置在第二光纤支撑架211上的第二V槽213随之做第二弧线运动。所述第一V槽25与所述第二V槽213运动至所述第一弧线与所述第二弧线在平面投影上呈相交状态的位置点时，第一光纤与第二光纤对芯成功。

优选的，支撑架是金属弹片的延伸，且与金属弹片连接为一体。支撑架绕圆心旋转，金属弹片为所述支撑架旋转的半径。

优选的，所述第一镜头12的轴线与所述第二镜头15的轴线成90度正交，所述第一丝杆与所述第二丝杆成90度正交。

优选的，所述第一光纤支撑架23和第二光纤支撑架211，是可实现本实施 例功能的支撑架，如所述光纤支撑架可扭曲变形，或可旋转。

下面结合附图2至图7，进一步说明本实施例的光纤熔接机如何对光纤进行熔接：

首先，在进行熔接前，通过第一感光光耦21和第二感光光耦22对所述第一V槽25和第二V槽213进行位置初始化。

其次，将第一光纤放入第一V槽25内，第二光纤放入第二V槽213内。这里并无顺序要求，仅仅是表示光纤的放入V槽的过程。

通过推进马达，将两根光纤推进到镜头范围内，或熔接范围。两个镜头12、15分别同时对两根光纤进行观察成像。这里的观察成像过程如同人的两个眼睛观察事物。所述镜头观察光纤的包层位置，通过图像处理芯片(如CMOS芯片)处理成像后，传给控制模块。

控制模块通过相应的软件对所述成像数据进行计算，比较第一光纤和第二光纤的包层位置，是否对准。这里的计算和比较过程，可以通过设立坐标系的方式，也可以通过确定基准点的方式，通过相应的硬件和软件来实现，如CPU。

进一步的，控制模块判断，若两根光纤的包层位置已对准，则启动放电模块，对所述第一光纤和第二光纤进行熔接，程序结束。

若控制模块判断，两根光纤的包层位置未对准，则调整所述第一V槽25和/或所述第二V槽213，且第一镜头12和第二镜头15再次观察所述第一光纤和第二光纤的包层位置，并输入所述控制模块内，重复计算成像数据、判断是否对准、是否需要调整并在需要时进行调整的过程，直至熔接过程结束。

对第一V槽25和/或所述第二V槽213的调整，通过控制模块将调整信息传输给第一马达210，第一马达210根据控制模块的指令，提供动力，传动第一齿轮组27，从而带动第一丝杆28，第一丝杆28进行轴向前后位置的移动，推动第一支撑架23，使第一支撑架23以第一支架螺丝24的位置为圆心、第一金属弹片26为半径做弧线运动，从而调整位于第一支撑架23的顶端的第一V槽 25，调整第一光纤的位置。同理，也可以同时采用同样的方法调整第二V槽213，从而调整第二光纤的位置。当仅调整其中一根光纤即可完成光纤的对准时，则仅调整其中一个V槽即可。

本实施例的光纤熔接机，通过包层的对准情况，实现对纤芯的调整，不需要镜头聚焦即可完成对光纤的调芯，比较精准的进行光纤对接和施工，保证熔接精度和低的熔接损耗，通过测试，采用本发明的光纤熔接机进行光纤熔接，光纤熔接损耗值低至0.03dB；同时，由于不需要镜头聚焦，从而不需要用于聚焦的马达，实现熔接机的小型化，降低了熔接机成本。

本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并 实施。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。