一种适用于带骨架光纤环的绕环装置及绕环系统的制作方法

本发明属于光纤环绕制工具技术领域，具体涉及一种适用于带骨架光纤环的绕环装置及绕环系统。

背景技术：

随着光纤环相关技术的不断发展，光纤环的应用也越来越广泛。在光纤环的绕制过程中，光纤环的绕制装置必不可少，而对于光纤环而言，其按成型方式的不同分为带骨架光纤环和无骨架光纤环两类。其中，对于无骨架光纤环，本申请人的在先专利申请cn201611202190.0中提出了一种无骨架光纤环绕环装置，其能有效实现无骨架光纤环的绕制，但是由于结构上存在较大差异，其对于带骨架的光纤环的绕制却无法适用；而带骨架光纤环是由光纤在已有的环体骨架的环形槽内绕制而成，环形槽通常为横截面为矩形或正方形的旋转体状，绕制成形的光纤环外形成d(内径)×d(外径)×h(高)的圆环状，如图4中所示。其中，光纤环的内径d和高h由环体骨架的尺寸参数决定，光纤环体外径d由绕制光纤的层数决定。

环体骨架进行光纤环的绕制必须依靠绕环装置来实现，绕环装置直接影响着光纤环成形、光纤环绕制的质量和精度，其与环体骨架匹配后在绕环机的带动下完成光纤环的绕制，绕环装置与绕环机的连接方式决定了绕环装置的结构设计。

现有技术中，绕环机与绕环装置的连接方式一般为两种，其中一种是通过绕环机主轴和尾座上的锥形顶轴两端顶紧的方式安装绕环装置，然后通过绕环机主轴上的联动杆带动绕环装置，实现绕环装置的同步转动；另一种是采用标准紧固件将绕环装置连接在绕环机主轴上，通过绕环机主轴的转动，实现绕环装置的同步转动。由于两种连接方式的区别较大，因此若两种绕环机使用同一种环体骨架来绕制光纤环，则其需要两种不同的绕环装置，这大大限制了带骨架光纤环的绕制效率和加工成本，且现有技术中的每种带骨架光纤环通常使用一套绕环装置，一种结构的绕环装置也通常只适用于一种型号的绕环机，这进一步限制了带骨架光纤环绕制的通用化和标准化，再加上现有的绕环装置结构较为复杂、装配繁琐、维护及检修不便，极大地限制了带骨架光纤环制备成本的降低，影响了带骨架光纤环的发展与应用。

技术实现要素：

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种适用于带骨架光纤环的绕环装置及绕环系统，其可有效解决现有带骨架光纤环绕制装置结构复杂、装配繁琐、维护成本较高、装置通用性较差的问题，有效降低了带骨架光纤环的绕制成本，提高了绕环装置的通用性和兼容性。

为实现上述目的，本发明的一个方面，提供一种适用于带骨架光纤环的绕环装置，用以与环体骨架匹配来进行带骨架光纤环的绕制，其特征在于，

包括与所述环体骨架同轴设置的可与其下板匹配连接的固定板和与其上板匹配连接的挡板，所述环体骨架分别与所述固定板和所述挡板匹配连接以后其用于光纤绕制的绕环槽刚好位于所述固定板和所述挡板之间；

所述固定板的一侧开设有与所述环体骨架下板匹配的下板槽以用于所述下板嵌入其中，其另一侧可通过第一芯轴与绕环机主轴抵接，或者通过固定连接件固定于绕环机法兰上，进而所述固定板沿其轴线开设有用于所述第一芯轴一端穿过并固定其中的第一芯轴连接孔，其周向上间隔开设有多个轴线与该第一芯轴连接孔轴线平行的第一骨架固定孔以用于固定连接件穿过该第一骨架固定孔后将所述固定板和所述环体骨架固定连接，相应地，所述固定板的外周上沿与其轴线平行的方向开设有多个用于固定连接件穿过并将其固定于所述绕环机法兰上的法兰连接孔；

所述挡板的一侧端面上开设有与所述环体骨架上板匹配的上板槽以用于所述上板嵌入其中，其另一侧端面上沿其轴线开设有轴杆连接孔，所述轴杆连接孔连接第二芯轴并以所述第二芯轴与尾座抵接，或者所述轴杆连接孔直接连接分纤杆，继而由所述挡板带动所述第二芯轴或者所述分纤杆转动，且所述轴杆连接孔的外周上间隔开设有一定数量用于固定连接件穿过并将所述挡板与所述环体骨架固定连接的第二骨架固定孔。

作为本发明的进一步改进，所述上板槽的深度等于所述环体骨架上板的厚度以用于所述环体骨架上板嵌入所述上板槽后该上板的内壁面与所述挡板的端面平齐。

作为本发明的进一步改进，所述下板槽的深度等于所述环体骨架下板的厚度以用于所述环体骨架下板嵌入所述下板槽后该下板的内壁面与所述固定板的端面平齐。

作为本发明的进一步改进，所述固定板与所述挡板相对的侧面分别为具有一定倾斜角度的倾斜面。

作为本发明的进一步改进，所述固定板和所述环体骨架通过标准螺钉连接稳固，即用于所述固定连接件穿过并将所述固定板与所述环体骨架固定连接的所述连接通孔为阶梯通孔。

作为本发明的进一步改进，所述挡板和所述环体骨架通过标准螺钉连接稳固，即用于所述固定连接件穿过并将所述挡板与所述环体骨架固定连接的所述第二骨架固定孔为阶梯通孔。

本发明的另一个方面，提供一种包含上述绕环装置的带骨架光纤环绕环系统，其特征在于，

还包括第一芯轴、第二芯轴、绕环机主轴和尾座；其中，

所述第一芯轴的一端可与所述第一芯轴连接孔相互匹配并连接稳固，其另一端的端面上开设有具有一定倾斜角度的呈圆锥形的凹槽，以用于和所述绕环机主轴匹配抵接，相应地，所述绕环机主轴与所述第一芯轴相互抵接的端部设置为可与所述圆锥形凹槽相匹配的圆锥形，以实现所述绕环机主轴和所述第一芯轴通过圆锥面贴合后相互顶紧，所述第一芯轴靠近所述绕环机主轴的端部竖向设置有呈长杆状的鸡心卡，所述鸡心卡的一端固定在所述第一芯轴上，其另一端连接有轴线与所述第一芯轴轴线平行的联动杆，该联动杆一端固定连接所述鸡心卡，另一端固定连接在所述绕环机主轴上以用于所述绕环机主轴转动时将转动力矩传递到所述第一芯轴上从而带动其旋转；

所述第二芯轴的一端可与所述轴杆连接孔相互匹配并连接稳固，其另一端的端面上开设有具有一定倾斜角度的呈圆锥形的凹槽，以用于和所述尾座匹配抵接，相应地，所述尾座与所述第二芯轴相互抵接的端部设置为可与其端面凹槽相匹配的圆锥形，以实现所述尾座和所述第二芯轴通过圆锥面贴合后相互顶紧；

所述第一芯轴和/或所述第二芯轴上竖向设置有分环支撑杆，其为立方体和圆柱体同轴组合而成的两段式结构，所述分环支撑杆以立方体段固定连接在所述芯轴上，并在其圆柱体段上套设有用于容置待绕环光纤的分纤环，所述第一芯轴分别与所述绕环机主轴和所述固定板匹配连接且所述第二芯轴分别与所述尾座和所述挡板匹配连接以后，所述绕环机主轴带动所述绕环装置转动，继而实现带骨架光纤环的绕制。

本发明的另一个方面，提供一种包含上述绕环装置的带骨架光纤环绕环系统，其特征在于，

还包括分纤杆和绕环机法兰；其中，

所述分纤杆呈长杆状，其一端可与所述轴杆连接孔相互匹配以实现与所述挡板的稳固连接，另一端同轴套设有用于容置待绕环光纤的分纤环；

所述绕环机法兰用于固定所述固定板并带动其旋转，所述固定板的端面与所述绕环机法兰的端面紧密贴合后可以固定连接件穿过该固定板上的所述法兰连接孔并将所述固定板和所述绕环机法兰紧固连接，继而所述绕环机法兰带动所述绕环装置转动从而实现带骨架光纤环的绕制。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：

(1)本发明的适用于带骨架光纤环的绕环装置及绕环系统，通过设置挡板和固定板来分别固定环体骨架的上板和下板，通过开设对应容置上板和下板的槽体来实现了不同上下板形状的环体骨架的对应安装，绕环装置的兼容性和通用性大大提升，大大降低了带骨架光纤环的制备成本；

(2)本发明的适用于带骨架光纤环的绕环装置及绕环系统，通过在固定板上分别设置可连接芯轴的连接通孔和可连接绕环机法兰的连接通孔，使得绕环装置可有效兼容由底座与绕环机主轴顶紧和将绕环装置连接在绕环机主轴上两种连接方式，绕环装置的通用性和兼容性进一步提升，大大降低了带骨架光纤环的制备成本；

(3)本发明的适用于带骨架光纤环的绕环装置及绕环系统，结构简单，易于拼装和拆卸，更换和维护方便，大大提升了带骨架光纤环的绕制效率，降低了绕制不同型号或不同种类带骨架光纤环的绕制成本，推动了带骨架光纤环的发展与应用。

附图说明

图1是本发明实施例中适用于带骨架光纤环的绕环装置的整体结构示意图；

图2是本发明实施例一中适用于带骨架光纤环的绕环装置的两端顶紧结构示意图；

图3是本发明实施例二中适用于带骨架光纤环的绕环装置的端面紧固结构示意图；

图4是本发明实施例中适用于带骨架光纤环的绕环装置的环体骨架结构示意图；

图5是本发明实施例中适用于带骨架光纤环的绕环装置的固定板结构剖视图；

图6是本发明实施例中适用于带骨架光纤环的绕环装置的固定板结构正视图；

图7是本发明实施例中适用于带骨架光纤环的绕环装置的挡板结构剖视图；

图8是本发明实施例中适用于带骨架光纤环的绕环装置的挡板结构正视图；

图9是本发明实施例一中与绕环装置的固定板匹配连接的第一芯轴结构示意图；

图10是本发明实施例一中与绕环装置的档板匹配连接的第二芯轴结构示意图；

图11是本发明实施例一中设置于第一芯轴上的鸡心卡的结构示意图；

图12是本发明实施例一中设置于芯轴上的分环支撑杆的结构主视图；

图13是本发明实施例一中设置于芯轴上的分环支撑杆的结构侧视图；

图14是本发明实施例二中设置于挡板一侧的分环杆结构示意图；

在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：1.固定板，101.下板槽，102.第一芯轴连接孔，103.第一骨架固定孔，104.法兰连接孔；2.挡板，201.上板槽，202.第二骨架固定孔，203.轴杆连接孔；3.环体骨架，301.骨架隔板，302.骨架下板，303.骨架上板；4.第一芯轴，5.第二芯轴，6.绕环机主轴，7.尾座，8.鸡心卡，9.联动杆，10.分环支撑杆，11.分纤环，12.第一连接件，13.第二连接件，14.光纤环，15.第三连接件，16.第四连接件，17.第五连接件，18.第六连接件，19.分纤杆，20.绕环机法兰，21.第七连接件。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本发明实施例中，相同符号表示相同的含义，具体地，d表示光纤环内径，d表示光纤环外径，h表示光纤环高度，d1表示骨架隔板301的直径，α1表示骨架隔板301的厚度，φ1表示骨架下板302的外径，φ2表示骨架上板303的外径，α1表示骨架隔板301的厚度，α2表示骨架上板303的厚度，α3表示骨架下板302的厚度，φ6表示第一芯轴4和/或第二芯轴5的轴径，φ7表示分环支撑杆10的内孔直径，b表示分环支撑杆10在芯轴上的安装位轴径，c表示鸡心卡8开槽宽度。

本发明实施例的绕环装置包括固定板1、挡板2和环体骨架3等，其通过芯轴组件分别与绕环机主轴6、尾座7紧固连接，或者通过将固定板1的一侧固定在绕环机法兰20上，从而在工作时由绕环机带动绕环装置工作，完成带骨架光纤环的绕制过程。

进一步地，本发明实施例的各相关部件示意图如图1～14所示，其中，图1是本发明实施例中适用于带骨架光纤环的绕环装置的整体结构示意图；图2是本发明实施例一中适用于带骨架光纤环的绕环装置的两端顶紧结构示意图；图3是本发明实施例二中适用于带骨架光纤环的绕环装置的端面紧固结构示意图；图4是本发明实施例中适用于带骨架光纤环的绕环装置的环体骨架结构示意图；图5是本发明实施例中适用于带骨架光纤环的绕环装置的固定板结构剖视图；图6是本发明实施例中适用于带骨架光纤环的绕环装置的固定板结构正视图；图7是本发明实施例中适用于带骨架光纤环的绕环装置的挡板结构剖视图；图8是本发明实施例中适用于带骨架光纤环的绕环装置的挡板结构正视图；图9是本发明实施例一中与绕环装置的固定板匹配连接的第一芯轴结构示意图；图10是本发明实施例一中与绕环装置的档板匹配连接的第二芯轴结构示意图；图11是本发明实施例一中设置于第一芯轴上的鸡心卡的结构示意图；图12是本发明实施例一中设置于芯轴上的分环支撑杆的结构主视图；图13是本发明实施例一中设置于芯轴上的分环支撑杆的结构侧视图；图14是本发明实施例二中设置于挡板一侧的分环杆结构示意图。

进一步地，本发明实施例中通过固定板1和挡板2固定环体骨架3的结构示意图如图1所示，其中，本发明实施例中的环体骨架3如图4中所示，其包括厚度为α1且径向直径为d1的骨架隔板301，骨架隔板301的两侧分别设置有骨架上板303和骨架下板302，且骨架上板303与骨架下板302通过设置于骨架隔板301外周上的连接环形板相互连接，形成可绕制光纤的环形凹槽；进一步优选地，实施例中的骨架上板303和骨架下板302的形状为圆形，当然，其也可根据实际需要优选为方形或者多边形。

进一步地，本发明实施例中的环体骨架3由固定板1和挡板2连接稳固形成带骨架光纤环的绕环装置。

具体地，本发明实施例中的固定板1结构如图5～6中所示，其中，固定板1与环体骨架3匹配的端面上设置有下板槽101，以用于环体骨架3的骨架下板302嵌入其中并固定，优选地，下板槽101的深度优选等于骨架下板302的厚度α3，其槽体优选设计为与骨架下板302横向截面相适应的圆环形槽体或者圆形槽体，且圆环形槽体的外径优选与骨架下板302的外径相适应，圆环槽体的内径优选与骨架隔板301的外径相适应，从而保证环体骨架3的骨架下板302可对应嵌入下板槽101中，或者下板槽101直接开设为与骨架下板302外径相适应的圆柱形开槽，以使得骨架下板302可对应嵌入该槽体中；进一步地，固定板1上横向开设有一定数量呈阶梯状的第一骨架固定孔103，其在一个优选实施例中为沿固定板轴线外周间隔布置的4个，当然，第一骨架固定孔103的数量也可选择别的数值，如2个、3个、5个、6个等，相应地，在环体骨架3的骨架隔板301上对应上述第一骨架固定孔103的位置开设有连接孔，以用于第一连接件12通过第一骨架固定孔103后以其端部连接骨架隔板301，从而实现环体骨架3与固定板1的稳固连接，而优选实施例中的第一连接件12优选为标准螺钉，其与骨架隔板301之间以螺纹连接。

进一步地，优选实施例中的固定板1上沿下板槽101的轴线方向开设有阶梯状的第一芯轴连接孔102，其轴线与下板槽101的轴线重合，并与第一骨架固定孔103的轴线平行，第一芯轴连接孔102可用于固定板1与第一芯轴4的稳固连接；进一步地，优选实施例中的固定板1横向设置有一定数量的法兰连接孔104，以用于将固定板1固定连接在绕环机法兰20上，法兰连接孔104优选设置在固定板1的外周边缘处，且其轴线优选与第一芯轴连接孔102的轴线平行，一个优选实施例中的固定板1设置为如图6所示的十字形结构，其中的法兰连接孔104优选设置在十字形结构的边缘部位，且分别对称设置，法兰连接孔104优选设置为适用于标准螺钉的阶梯状通孔，从而使得固定板1可通过标准螺钉固定连接在绕环机法兰20上。

进一步具体地，优选实施例中的挡板2如图7～8中所示，其一侧端面上对应环体骨架3的骨架上板303开设有上板槽201，以用于环体骨架3的骨架上板303嵌入其中并固定，优选地，上板槽201的深度优选等于骨架上板303的厚度α2，其槽体优选设计为与骨架上板303横向截面相适应的圆环形槽体或者圆形槽体，且圆环形槽体的外径优选与骨架上板303的外径相适应，圆环槽体的内径优选与骨架隔板301的外径相适应，从而保证环体骨架3的骨架上板303可对应嵌入上板槽201中，或者上板槽201直接开设为与骨架上板303外径相适应的圆柱形开槽，以使得骨架上板303可对应嵌入该槽体中进行固定连接；进一步地，挡板2的中部沿其轴线方向开设有阶梯螺纹孔，作为连接第二芯轴5或者分纤杆19的轴杆连接孔203，轴杆连接孔203设置在挡板3背离上板槽201的端面上，其优选为阶梯状螺纹孔，从而实现与第二芯轴5或者分纤杆19的螺纹连接。

进一步优选地，轴杆连接孔203的两侧设置有优选对称设置有一定数量的第二骨架固定孔202，其为通孔，用于第二连接件13穿过该通孔而与环体骨架3的骨架隔板301匹配连接，相应地，骨架隔板301上对应设置有相应数量的连接孔，以用于第二连接件13穿过第二骨架固定孔202并固定在上述连接孔中，从而实现挡板2与环体骨架3的固定连接，当然，挡板2与环体骨架3匹配连接的第二骨架固定孔202与固定孔1与环体骨架3匹配连接的第一骨架固定孔103之间不应发生干涉，两者对应的开设于骨架隔板301上的连接孔之间间隔设置。

进一步地，优选实施例一中的绕环装置通过第一芯轴4和第二芯轴5与绕环机主轴6以及尾座7连接，并可在绕环机主轴6的带动下进行旋转，从而带动环体骨架3进行光纤环的绕制。

进一步具体地，优选实施例一中的第一芯轴4如图9中所示，其两端分别与绕环机主轴6和固定板1匹配连接；进一步地，第一芯轴4与固定板1匹配连接的端部设置为与固定板1上的第一芯轴连接孔102尺寸相匹配的结构，以使得该端部可穿过第一芯轴连接孔102并稳固连接，优选实施例中第一芯轴4与固定板1匹配连接的端部设置为阶梯轴形式，且其端部上开设有外螺纹，使得该端部穿过第一芯轴连接孔102后可由螺母固定连接，第一芯轴4和固定板1匹配连接以后通过第一芯轴4上的阶梯台阶和设置在第一芯轴连接孔102台阶处的螺母进行限位，防止第一芯轴4与固定板1连接后第一芯轴4沿轴线方向发生偏移。

进一步地，优选实施例一中的第二芯轴5如图10所示，其两端分别与尾座7和挡板2匹配连接；进一步地，第二芯轴5与挡板2匹配连接的端部设置为与挡板2上的轴杆连接孔203尺寸相匹配的结构，以使得该端部可与轴杆连接孔203稳固连接，优选实施例中第二芯轴5与挡板2匹配连接的端部设置为阶梯轴形式，且其端部上开设有外螺纹，使得该端部可以螺纹连接的形式与挡板2固定连接。

进一步地，第一芯轴4和/或第二芯轴5上竖向设置有分环支撑杆10，用于安装并支撑分纤环11，一个优选实施例中的第一芯轴4和第二芯轴5上分别竖向设置有分环支撑杆10，其设置于绕环装置的两侧；进一步地，一个优选实施例中的分环支撑杆10如图12～13中所示，其上端优选为圆柱体结构，下端优选为立方体结构，圆柱体与立方体同轴设置且上端圆柱体的外径小于下端立方体的长度，从而在圆柱体与立方体的交界处形成台阶结构；进一步地，圆柱体的顶部开设有外螺纹结构，立方体结构中横向开设有尺寸与第一芯轴4和/或第二芯轴5外径相匹配的通孔，以用于分环支撑杆10可套设在芯轴上并固定；进一步优选地，立方体结构中的通孔下方沿通孔的轴线方向开设有连通立方体结构底面的开槽，继而在立方体结构未开设有通孔的两相对侧面之间横向开设有连接孔，用于分环支撑杆10套设在芯轴上以后，由第四连接件16将其固定在芯轴上；进一步地，分纤环11套设在分环支撑杆10上，用以容置待绕环的光纤，优选实施例中的分纤环11套设在分环支撑杆10上以后以螺母将其上部限位固定。

进一步地，第一芯轴4上竖向设置有鸡心卡8，其套设并以一侧端部固定在第一芯轴4上，优选实施例中的鸡心卡8以第五连接件17固定，且鸡心卡8的另一侧端部上竖向开设有u形槽；进一步地，绕环机主轴6与鸡心卡8之间以联动杆9连接，联动杆9的一端固定在绕环机主轴6上，另一端卡设在鸡心卡8上的u形槽中，从而使得绕环机主轴6旋转时将力矩通过联动杆9传递到第一芯轴4上，继而带动绕环装置转动。

进一步地，绕环机主轴6与第一芯轴4的端部顶紧设置，绕环机主轴6与第一芯轴4匹配的端部设置为具有一定倾斜角度的圆锥面结构，相应地，第一芯轴4的端面上开设有呈圆锥形的凹槽，两者对应抵接匹配；进一步地，尾座7与第二芯轴5匹配的端部也设置为圆锥形结构，第二芯轴5远离绕环装置的端部开设有锥形凹槽，尾座7与第二芯轴5之间相互抵接，从而实现绕环装置在绕环机主轴6和尾座7之间的抵接安装，且绕环装置可在绕环机主轴6的带动下发生旋转，继而完成光纤在环体骨架3上的绕制；进一步优选地，绕环机主轴6与第一芯轴4匹配的端部为角度60°的锥形面，相应地，第一芯轴4的端部锥形孔的倾斜角度也为60°，当然，尾座7与第二芯轴5匹配的端部也可为角度60°的锥形面，第二芯轴5的端部锥形孔的倾斜角度也为60°。

进一步地，优选实施例二中的固定板1以第六连接件18固定在绕环机法兰20上，第六连接件18穿过法兰连接孔104后与绕环机法兰20上对应的连接孔匹配，继而实现固定板1在绕环机法兰20上的安装，并可在绕环机法兰20的带动下发生旋转，实现光纤环的绕制过程；进一步地，挡板2背离环体骨架3的端面上安装设置有分纤杆19，其一端与挡板3以螺纹连接，并在其另一端上横向套设有分纤环11，继而由第七连接件21连接固定，如图3中所示，绕环装置在绕环机法兰20的带动下进行旋转工作。

本发明实施例中的绕环装置，其可很好的兼容两种与绕环机的连接形式，不仅可以通过绕环机主轴和尾座上的锥形顶轴两端顶紧的方式实现连接，也能采用标准紧固件将绕环装置连接在绕环机主轴上，通过绕环机主轴的转动，实现绕环装置的同步转动的形式进行工作，提高了绕环装置的兼容性和通用性，装配简单、维护检修便捷，极大地提高了带骨架光纤环的制备效率，推动了带骨架光纤环的发展与应用。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。