一种适用于光纤缠绕机上的排纤机构的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种适用于光纤缠绕机上的排纤机构，包括导纤机构、滑环、直线电机平台、直线电机动子、光栅测量系统、初级、次级、直线电机电缆、直线电机电缆拖链、限位传感器、限位传感器电缆、支架A和基座；本发明采用高精度光栅尺作为测量元件，采用直线电机平台提供单自由度的轴向平动，传动环节无键联结，系统的刚度大，无反向间隙，可获得优良的传动与控制特性，使得排纤过程稳定、排纤精度高；直线电机平台安装在飞叉上，可以跟随导纤轴实现单自由度转动，有利于实现四极性的绕制工艺；限位传感器防止导纤移动块撞坏飞叉；直线电机及限位传感器的电缆连接到滑环，解决了飞叉旋转时直线电机平台和限位传感器的外部供电和信号传输问题。
【专利说明】
一种适用于光纤缠绕机上的排纤机构
技术领域
[0001]本发明涉及一种适用于光纤缠绕机上的排纤机构。
【背景技术】
[0002]光纤陀螺诞生于1976年，是利用光纤传感技术测量空间惯性转动率的一种新型传感器，目前已经发展成为惯性技术领域具有划时代特征的新型主流仪表;光纤陀螺与机械陀螺和激光陀螺相比，具有启动时间短、没有运动部件、耐冲击和振动、体积小、精度高、成本低、宜于集成化的优点；光纤陀螺的应用前景十分广阔，它不仅用于卫星、飞机、核潜艇、船舶的导航，导弹制导，宇宙飞船的高精度位置控制，而且在民用上还可以用于机器人和自动化控制等领域。
[0003]光纤环是光纤陀螺的核心部件，它不仅是陀螺有用信号的来源，而且是绝大部分非互易误差的来源，是目前影响陀螺性能、制约惯导级光纤陀螺工程化的最主要因素;光纤环的绕制方式，缠绕时的外部条件以及缠绕时的光纤应力是影响光纤陀螺性能的主要因素;如何绕制高质量的光纤环，对光纤陀螺的研制十分重要，因此，研制精密的光纤缠绕机至关重要。
[0004]目前一些光纤缠绕机上使用的排纤机构，其结构简单，大多使用丝杠，存在较大的反向间隙，所绕光纤环经常出现匝间间隙过大、叠层等缺陷，从而导致排纤质量差，最终导致绕环质量差。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种适用于光纤缠绕机上的排纤机构，该排纤机构采用高精度的光栅尺作为测量元件，测量精度高;采用直线电机驱动，直线电机平台提供单自由度的轴向平动，传动环节无键联结，故系统的刚度大，并且无反向间隙，可获得优良的传动与控制特性，使得排纤过程稳定、无振动、排纤精度高;整个直线电机平台安装在飞叉上，可以跟随导纤轴实现单自由度的转动，有利于实现四极性的绕制工艺。
[0006]本发明是一种适用于光纤缠绕机上的排纤机构，包括导纤机构、滑环、直线电机平台、直线电机动子、光栅测量系统、初级、次级、直线电机电缆、直线电机电缆拖链、限位传感器、限位传感器电缆、支架A和基座;所述导纤机构由导纤驱动机构、导纤轴、导纤轴轴承、导纤轴轴承盖、飞叉和飞叉固定件组成;所述飞叉由导纤移动块、排纤机构支撑板、飞叉配重块、飞叉体和导纤移动块滑轨组成;所述排纤机构支撑板上有直线电机平台安装孔;所述滑环由滑环定子、滑环动子和滑环固定件组成;所述光栅测量系统由光栅尺和光栅尺读头组成;所述导纤轴可以带动飞叉实现单自由度转动，从而带动直线电机平台实现单自由度转动;所述直线电机动子可以带着导纤移动块沿直线电机平台实现轴向平动，从而实现高精度排纤;所述直线电机电缆和限位传感器电缆连接到滑环动子接线端，滑环定子接线端把电信号引出，解决了飞叉旋转时直线电机平台和限位传感器的外部供电和信号传输问题。
[0007]本发明排纤机构的优点是:
[0008](I)采用高精度的光栅尺作为测量元件，测量精度高；
[0009](2)采用直线电机驱动，直线电机平台提供单自由度的轴向平动，传动环节无键联结，故系统的刚度大，并且无反向间隙，可获得优良的传动与控制特性，使得排纤过程稳定、无振动、排纤精度高；
[0010](3)整个直线电机平台安装在飞叉上，可以跟随导纤轴实现单自由度的转动，有利于实现四极性的绕制工艺；
[0011](4)限位传感器(12)用于检测导纤移动块(107)的运动位置，解决了在光纤缠绕过程中不同侧的导纤移动块(107)的运动干涉问题，并防止导纤移动块(107)撞坏飞叉(105);
[0012](5)直线电机电缆(8)和限位传感器电缆(12)连接到滑环动子接线端(204)，滑环定子接线端(203)把电信号引出，解决了飞叉(105)旋转时直线电机平台(3)和限位传感器
(11)的外部供电和信号传输问题；
[0013](6)直线电机平台具有高刚度的框架，故其上面可以承载导纤移动块等光纤缠绕机的结构，使光纤缠绕机获得柔性的工艺保证能力；
[0014](7)排纤机构结构设计合理、紧凑，易于实现。
【附图说明】
[0015]图1是本发明排纤机构结构图。
[0016]图2是本发明导纤机构结构图。
[0017]图3是本发明直线电机平台及直线电机动子结构图。
[0018]图4是本发明滑环结构图。
[0019]图中:
[0020]1.导纤机构；2.滑环；3.直线电机平台；4.直线电机动子;5.光栅测量系统；6.初级;7.次级;8.直线电机电缆;9.直线电机电缆拖链;10.直线电机导轨；11.限位传感器;12.限位传感器电缆;13.支架A; 14.基座
[0021 ] 101.导纤驱动机构；102.导纤轴；103.导纤轴轴承；104.导纤轴轴承盖；105.飞叉；106.飞叉固定件；107.导纤移动块；108.排纤机构支撑板；109.飞叉配重块；110.飞叉体；
111.导纤移动块滑轨;112.直线电机平台安装孔
[0022]201.滑环定子；202.滑环动子；203.滑环定子接线端；204.滑环动子接线端；205.滑环固定件
[0023]501.光栅尺;502.光栅尺读头
【具体实施方式】
[0024]下面将结合附图对本发明作进一步的详细说明。
[0025]请参见图1所示，本发明是一种适用于光纤缠绕机上的排纤机构，导纤机构1、滑环
2、直线电机平台3、直线电机动子4、光栅测量系统5、初级6、次级7、直线电机电缆8、直线电机电缆拖链9、限位传感器1、限位传感器电缆11、支架Al 2和基座13。
[0026]请参见图1?4所示，本发明中的导纤机构I由导纤驱动机构101、导纤轴102、导纤轴轴承103、导纤轴轴承盖104、飞叉105和飞叉固定件106组成;本发明中的飞叉105由导纤移动块107、排纤机构支撑板108、飞叉配重块109、飞叉体110和导纤移动块滑轨111组成;本发明中的排纤机构支撑板108上有直线电机平台安装孔112;本发明中的滑环2由滑环定子 201、滑环动子202、滑环定子接线端203、滑环动子接线端204和滑环固定件205组成;本发明中的光栅测量系统5由光栅尺501和光栅尺读头502组成；
[0027]本发明中的导纤轴102穿过支架A 13,导纤轴102通过导纤轴轴承103和导纤轴轴承盖104固定在支架A13上;本发明中的滑环定子201通过滑环固定件205固定在导纤轴轴承盖104上面，滑环动子202通过螺钉固定在导纤轴102上;本发明中的飞叉105通过飞叉固定件106固定在导纤轴102上;本发明中的导纤轴102的左侧连接有导纤驱动机构101，能够驱动导纤轴1 〇 2自由转动;本发明中的导纤轴10 2的右侧连接有飞叉体110，飞叉体110连接有导纤移动块107、排纤机构支撑板108和飞叉配重块109,排纤机构支撑板108通过螺钉和螺母固定在飞叉体110上，飞叉配重块109通过螺钉和螺母固定在飞叉体110上，排纤机构支撑板108实现直线电机平台3的支撑与固定，飞叉配重块109实现导纤机构1关于导纤轴102的转动惯量平衡;本发明中的导纤移动块107通过螺钉、螺母安装在直线电机动子4上;本发明中的导纤移动块滑轨111安装在飞叉体110上，导纤移动块107通过导纤移动块滑轨111可以沿导纤轴102的轴向移动；
[0028]本发明中的直线电机平台3通过螺钉和螺母安装在直线电机平台安装孔112上;本发明中的直线电机动子4安装在直线电机导轨10上;本发明中的直线电机导轨10安装在直线电机平台3上;本发明中的次级7固定在直线电机平台3上;本发明中的初级6固定在直线电机动子4上;本发明中的次级7是永磁体，本发明中的初级6通过直线电机电缆8供电，直线电机电缆8通过直线电机电缆拖链9引出接到滑环动子接线端204上;本发明中的光栅尺501 安装在直线电机平台3上，本发明中的光栅尺读头502安装在直线电机动子4上;本发明中的限位传感器11安装在飞叉体110上，限位传感器电缆12接到滑环动子接线端204;
[0029]本发明中的导纤轴102可以带动飞叉105实现单自由度转动，从而带动直线电机平台3实现单自由度转动，有利于实现光纤环的四极性绕制工艺;本发明中的光栅测量系统5 采用高精度光栅尺501，大大提高了排纤机构的排纤精度;本发明中的直线电机动子4可以带着导纤移动块107沿轴向平动，传动环节无键联结，故系统的刚度大，并且无反向间隙，可获得优良的传动与控制特性，使得排纤过程稳定、无振动、排纤精度高;本发明中的限位传感器12用于检测导纤移动块107的运动位置，解决了在光纤缠绕过程中不同侧的导纤移动块107的运动干涉问题，并防止导纤移动块107撞坏飞叉105;本发明中的直线电机电缆8和限位传感器电缆12连接到滑环动子接线端204,滑环定子接线端203把电信号引出，解决了飞叉105旋转时直线电机平台3和限位传感器11的外部供电和信号传输问题。
[0030]本发明设计的一种适用于光纤缠绕机上的排纤机构，采用高精度的光栅尺501作为测量元件，测量精度高;采用直线电机驱动，直线电机平台3提供单自由度的轴向平动，传动环节无键联结，故系统的刚度大，并且无反向间隙，可获得优良的传动与控制特性，使得排纤过程稳定、无振动、排纤精度高;整个直线电机平台3安装在飞叉105上，可以跟随导纤轴102实现单自由度的转动，有利于实现四极性的绕制工艺。
【主权项】
1.一种适用于光纤缠绕机上的排纤机构，其特征在于:由导纤机构(I)、滑环(2)、直线电机平台(3)、直线电机动子(4)、光栅测量系统(5)、初级(6)、次级(7)、直线电机电缆(8)、直线电机电缆拖链(9)、限位传感器(10)、限位传感器电缆(II )、支架A(12)和基座(I3)组成； 所述导纤机构(I)由导纤驱动机构(101)、导纤轴(102)、导纤轴轴承(103)、导纤轴轴承盖(104)、飞叉(105)和飞叉固定件(106)组成;所述飞叉(105)由导纤移动块(107)、排纤机构支撑板(108)、飞叉配重块(109)、飞叉体(110)和导纤移动块滑轨(111)组成;所述排纤机构支撑板(108)上有直线电机平台安装孔(112);所述滑环(2)由滑环定子(201)、滑环动子(202)、滑环定子接线端(203)、滑环动子接线端(204)和滑环固定件(205)组成;所述光栅测量系统(5)由光栅尺(501)和光栅尺读头(502)组成； 所述的导纤轴(102)穿过支架A(13)，导纤轴(102)通过导纤轴轴承(103)和导纤轴轴承盖(104)固定在支架A(13)上;所述的滑环定子(201)通过滑环固定件(205)固定在导纤轴轴承盖(104)上面，滑环动子(202)通过螺钉固定在导纤轴(102)上;所述的飞叉(105)通过飞叉固定件(106)固定在导纤轴(102)上；所述导纤轴(102)的左侧连接有导纤驱动机构(101),能够驱动导纤轴(102)自由转动;所述导纤轴(102)的右侧连接有飞叉体(110)，飞叉体(110)连接有导纤移动块(107)、排纤机构支撑板(108)和飞叉配重块(109)，排纤机构支撑板(108)通过螺钉和螺母固定在飞叉体(110)上，飞叉配重块(109)通过螺钉和螺母固定在飞叉体(110)上，排纤机构支撑板(108)实现直线电机平台(3)的支撑与固定，飞叉配重块(109)实现导纤机构(I)关于导纤轴(102)的转动惯量平衡;所述导纤移动块(107)通过螺钉、螺母安装在直线电机动子(4)上;所述导纤移动块滑轨(111)安装在飞叉体(110)上，导纤移动块(107)通过导纤移动块滑轨(111)可以沿导纤轴(102)的轴向移动； 所述的直线电机平台(3)通过螺钉和螺母安装在直线电机平台安装孔(112)上;所述直线电机动子(4)安装在直线电机导轨(10)上;所述直线电机导轨(10)安装在直线电机平台(3)上;所述的次级(7)固定在直线电机平台(3)上;所述的初级(6)固定在直线电机动子(4)上;所述的次级(7)是永磁体，所述的初级(6)通过直线电机电缆(8)供电，直线电机电缆(8)通过直线电机电缆拖链(9)引出接到滑环动子接线端(204)上;所述的光栅尺(501)安装在直线电机平台(3)上，所述的光栅尺读头(502)安装在直线电机动子(4)上;所述的限位传感器(11)安装在飞叉体(110)上，限位传感器电缆(12)接到滑环动子接线端(204)。2.根据权利要求1所述的一种适用于光纤缠绕机上的排纤机构，其特征在于:导纤轴(102)可以带动飞叉(105)实现单自由度转动，从而带动直线电机平台(3)实现单自由度转动。3.根据权利要求1所述的一种适用于光纤缠绕机上的排纤机构，其特征在于:直线电机动子(4)可以带着导纤移动块(107)沿轴向平动。4.根据权利要求1所述的一种适用于光纤缠绕机上的排纤机构，其特征在于:光栅测量系统(5)采用高精度光栅尺(501)，大大提高了排纤机构的排纤精度。5.根据权利要求1所述的一种适用于光纤缠绕机上的排纤机构，其特征在于:限位传感器(12)用于检测导纤移动块(107)的运动位置，解决了在光纤缠绕过程中不同侧的导纤移动块(107)的运动干涉问题，并防止导纤移动块(107)撞坏飞叉(105)。6.根据权利要求1所述的一种适用于光纤缠绕机上的排纤机构，其特征在于:直线电机电缆(8)和限位传感器电缆(12)连接到滑环动子接线端(204)，滑环定子接线端(203)把电信号引出，解决了飞叉(105)旋转时直线电机平台(3)和限位传感器(11)的外部供电和信号传输问题。
【文档编号】G01C25/00GK106092139SQ201610417297
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月15日 公开号201610417297.0, CN 106092139 A, CN 106092139A, CN 201610417297, CN-A-106092139, CN106092139 A, CN106092139A, CN201610417297, CN201610417297.0
【发明人】郭仲林, 高武保
【申请人】高武保