专利名称：一种互检定位系统、方法和插拔系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种光纤通信设备领域，尤其涉及一种螺杆和编码器互检定 位系统、方法和相应的插拔系统。
背景技术：
在光纤交换设备中，经常需要将固定有外部线路光纤或绳路光纤的一端 的链接器插入到交换板上的交换孔中或从中拔出，为了控制链接器的升降和 插拔的动作，可以利用图1中所示的插拔系统对链接器进行上述操作。该插
拔系统包括一个工作台1,在工作台1中安装一个步进电机2，第一传动齿轮 3与步进电机2的动力输出端21固定连接，使得步进电机2可以驱动笫一传 动齿轮3横向旋转，第一传动齿轮3又与第二传动齿轮4啮合，插拔器5穿 设于第二传动齿轮4中，插拔器5与第二传动齿轮4的结合部设有内螺紋， 第二传动齿轮4的相应部分外壁设有外螺紋。步进电机2在工作过程中，第 一传动齿轮3受到步进电机2的带动横向旋转，第一传动齿轮3又带动第二 传动齿轮4横向旋转，第二传动齿轮4通过与插拔器5之间的螺紋连接，驱 动插拔器5上下运动，当插拔器5夹持上链接器后，通过上述插拔系统可以 使链接器进行上下运动和插拔动作。
发明人在实现上述技术方案时发现，在插拔器进行上下移动的过程中， 为了实现对链接器进行精确地插拔动作，插拔器上下移动的距离需要进行精 确控制，由于上述插拔系统是开环工作的，因此外界只能控制施加到步进电 机的驱动信号脉冲数，从而通过步进电机的输出转数即可换算得到经过一系 列传动后插拔器的上下位移。通常情况下，施加给步进电机的驱动信号脉冲 数和步进电机的输出转数是相对应的，即满足一定的比例关系，但是在上述 插拔系统的使用时间较长后，由于步进电机本身的磨损经常发生步进电机的 驱动信号脉冲数与输出转数不再对应，此时如果单纯依靠控制外界施加信号的脉冲数已经不能够精确地掌握步进电机的输出转数情况。另外，由于上述 插拔系统工作在开环情况下，在将链接器插入到交换孔或从交换孔中拔出的 过程中，单纯通过外界施加的信号脉冲数无法获知链接器的插入状态，例如， 如果链接器已经插入到交换孔的最大限度，继续向步进电机施加脉冲驱动信 号，链接器仍然只会保持原始状态，由于整个插拔系统处于联动状态，因此 步进电动的输出转数已经为零，但仅仅从外界还在不断施加的驱动信号的脉 沖数无法获知此情况。同理，对于故障发生时，由于单纯通过外界施加的信 号脉冲数无法获知链接器的插入状态，系统也无法检测故障。
发明内容
本发明提供一种互检定位系统、方法和相应的插拔系统，能够识别插拔 器的当前运行状态，检测系统故障。
为实现上述目的，本发明实施例提供一种互检定位系统，包括安装在
所述控制器用于比较输入到步进电机的驱动信号脉冲数Nl与旋转光栅编码 器的输出信号脉冲数N2，判断步进电机的工作状态，以识别通过步进电机传 动的安置在工作台中的插拔器的工作状态。
另外，本发明实施例还提供一种互检定位方法，包括
A. 获取输入到步进电机的驱动信号脉冲数Nl和与所述步进电机的动力 输出端固定连接的旋转光栅编码器的输出信号脉沖数N2;
B. 比较所述步进电机的驱动信号脉冲数N1和旋转光栅编码器的输出信号 脉冲数N2，判断步进电才几的工作状态，以识别通过所述步进电机传动的安置 在工作台中的插拔器的工作状态。
另外，本发明实施例还提供一种插拔系统，包括工作台，所述工作台 中安装一个步进电机，所述步进电机的动力输出端与第一传动齿轮和旋转光 栅编码器固定连接，使得所述步进电机可以驱动第一传动齿轮横向转动，所
5述第一传动齿轮与第二传动齿轮啮合，插拔器穿设于所述第二传动齿轮中， 所述插拔器与第二传动齿轮的结合部设有外螺紋，所述第二传动齿轮的相应 部分外壁设有内螺紋，所述步进电机可以驱动第一传动齿轮横向转动，并进 一步使第二传动齿轮横向转动，通过第二传动齿轮与插拔器的螺紋连接，第 二传动齿轮的横向转动可以驱动插拔器的上下运动，所述插拔系统还包括与 所述步进电机和所述旋转光栅编码器通过电路连接的控制器，所述控制器用 于比较输入到步进电机的驱动信号脉冲数Nl与旋转光栅编码器的输出信号
脉沖数N2，判断步进电机的工作状态，以识别通过步进电机传动的安置在工
作台中的插拔器的工作状态。
由上述技术方案可知，利用本发明实施例提供的互检定位系统、方法和 相应的插拔系统，可以识别插拔器的当前状态，也可以检测系统的故障。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实 施例或现有技术描述中所需要使用的附图作筒单地介绍，显而易见地，下面 描述中的附图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 付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图l是一种插拔系统的示意图2是本发明实施例一提供的互检定位系统的示意图3是本发明实施例二提供的互检定位方法的示意图。
具体实施例方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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作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。
本发明的第一实施例提供一种互检定位系统，如图2所示，该互检定位 系统包括一个安装在工作台1上的步进电机2和与步进电机2的动力输出端21固定连接的旋转光栅编码器6，另外还包括与步进电机2和旋转光4册编码 器6通过电路连接的控制器7。该控制器7用于比较输入到步进电机的驱动信 号脉冲数N1与旋转光栅编码器的输出信号脉沖数N2，从而判断步进电机的 工作状态，以识別通过步进电机传动的安置在工作台中的插拔器的工作状态。
由于本实施例中的互检定位系统工作在插拔系统中，因此在图2中，电 机2的动力输出端21还与第一传动齿轮3固定连接，第一传动齿轮3与第二 传动齿轮4啮合，第二传动齿轮4的内部插设插拔器5，并且，第二传动齿轮 4上与插拔器5的结合部设有内螺紋，插拔器5的相应部分设置有与第二传动 齿轮4的内螺紋相配合的外螺紋，即插拔器5的上部构成螺杆结构。第二传 动齿轮4和插拔器5相配合构成螺紋螺杆结构。通过步进电机2在工作过程 中，其动力输出端21的旋转可以带动第一传动齿轮3—起横向转动，第二传 动齿轮4又受到第一传动齿轮3的传动进行与第一传动齿轮3的旋转方向相 反的横向转动，由于在插拔器5的下部设计成具有多边形形状的截面，在插 拔器5安置的工作台1的相应处设置的孔也具有多边形形状，这样，插设在 工作台内的插拔器5不能横向旋转，所以通过插拔器5和第二传动齿轮4的 螺紋螺杆连接，当第二传动齿轮4在横向转动时，插拔器5将沿着上下方向 移动。最终，步进电机2的动力输出端21的转动将转换成插拔器5的上下移 动。
旋转光栅编码器6包括激光头、旋转光栅和信号检测单元，其中激光头 固定安装在工作台上保持不动，而旋转光栅与步进电机2的动力输出端21固 定在一起，在步进电机2的动力输出端21旋转的过程中，旋转光栅跟随一并 旋转，在旋转光栅转动过程中，信号检测单元将检测到与角位移相应的脉冲 信号，旋转光栅的转动角位移与信号检测单元的输出信号的脉冲数有线性的 对应关系。例如，旋转光栅转动一周360。，信号检测单元可以检测到信号的 脉冲数为2000。因此，通过旋转光^"编码器的输出信号的脉冲数可以换算出 步进电机2的动力输出端21的实际旋转角位移。
本发明的第二实施例相应提供一种利用实施例一 中提供的互检定位系统
7进行互检定位的方法，包括如下步骤
步骤S301:获取输出到步进电机的驱动信号脉冲数N1和与步进电机的 动力输出端固定连接的旋转光栅编码器的输出信号脉冲数N2;
步骤S302:比较步进电机的驱动信号脉冲数和旋转光栅编码器的输出信 号脉冲数，判断步进电机的工作状态，以识别通过所述步进电机传动的安置 在工作台中的插拔器的工作状态。
其中，步骤S302可以具体包括
当步进电机的驱动信号脉冲数Nl等于理论上将插拔器送到目的位置时 相对应的步进电机的驱动信号脉冲数时，如果旋转光栅编码器的输出信号脉 冲数是否小于NO并大于等于第一阈值Tl,则识别插拔器已经插入到目的位 置并遇阻，上述NO为根据步进电机的输入驱动信号脉冲数与步进电机的输出 转数的线性关系、并根据步进电机的输出转数与旋转光栅编码器的输出信号 脉冲数的线性关系、得到的步进电机的驱动信号脉冲数为Nl时旋转光栅编码 器的输出信号脉沖数。
例如，当步进电机的输入驱动信号脉冲数为400对应步进电机的输出转 数为1圈，并且对应使插拔器上下移动lmm的距离，如果将链接器从初始高 度插入到交换板的交换孔中需要插拔器上下移动12mm以到达目的位置时， 则需要向步进电机输入4800个脉冲的驱动信号。如果驱动电机的输出转数为 1圏时，旋转光栅编码器的的输出信号脉沖数为2000个脉冲，则插拔器移动 12mm到达目的位置对应旋转光栅编码器输出的脉冲数NO为24000个脉冲。
第一阈值可以选为22000，如果检测到旋转光栅编码器的输出信号脉冲数 介于24000到25000之间且保持不动，认为插拔器已经移到目的位置并且遇 阻。结合实际的插拔系统，该情况对应插拔器已经将链接器插入到交换孔中 并且已经插紧，或者已经将链接器从交换孔中拔出并且已经提到最高点。
如果旋转光栅编码器的输出信号脉冲数小于第 一 阈 T1并且维持在第一 阈值Tl不动时，则识别插拔器在移动到目的位置前碰到其他工件不动。在本实施例中以第一阈值为界限，对于旋转光栅的输出信号脉冲数小于 第一阈值并维持不动的情况，认为是机械结构上的误差，属于故障范畴，在 实际中是由于插拔器碰到其他工件而不动导致的，例如插拔器在插入链接器 的过程中碰到交换板。
本发明的第三实施例相应提供一种插拔系统，该插拔系统包括工作台，
工作台中安装一个步进电机，步进电机的动力输出端与第一传动齿轮和旋转 光栅编码器固定连接，使得步进电机可以驱动第一传动齿轮橫向转动，所述 第一传动齿轮与第二传动齿轮啮合，插拔器穿设于所述第二传动齿轮中，所 述插拔器与第二传动齿轮的结合部设有内螺紋，所述第二传动齿轮的相应部 分外壁设有外螺紋，所述步进电机可以驱动第一传动齿轮横向转动，并进一 步使第二传动齿轮横向转动，通过第二传动齿轮与插拔器的螺紋连接，第二 传动齿轮的横向转动可以驱动插拔器的上下运动，所述插拔系统还包括与所 述步进电机和所述旋转光栅编码器通过电路连接的控制器，所述控制器用于
比较输入到步进电机的驱动信号脉冲数Nl与旋转光栅编码器的输出信号脉 冲数N2，判断步进电机的工作状态，以识别通过步进电机传动的安置在工作 台中的插拔器的工作状态。本实施例中相应的部件的工作方式和功能与实施 例一和实施例二中的相应部件相同，这里不再赘述。
由上述公开的技术方案可知，利用本发明实施例提供的互检定位系统、 方法和相应的插拔系统，可以在识别插拔器的当前状态，也可以检测系统的 故障。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普 通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润 饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1、一种互检定位系统，其特征在于，包括安装在工作台上的步进电机和与步进电机的动力输出端固定连接的旋转光栅编码器，还包括与所述步进电机和所述旋转光栅编码器通过电路连接的控制器，所述控制器用于比较输入到步进电机的驱动信号脉冲数N1与旋转光栅编码器的输出信号脉冲数N2，判断步进电机的工作状态，以识别通过步进电机传动的安置在工作台中的插拔器的工作状态。
2、 根据权利要求1所述的互检定位系统，其特征在于，所述旋转光栅编 码器包括与步进电机的动力输出端一起转动的旋转光栅、固定安装在所述 工作台上的激光头和信号检测单元。
3、 一种互检定位方法，其特征在于，包括A. 获取输入到步进电机的驱动信号脉冲数Nl和与所述步进电机的动力 输出端固定连接的旋转光栅编码器的输出信号脉冲数N2;B. 比较所述步进电机的驱动信号脉沖数N1和旋转光栅编码器的输出信号 脉冲数N2，判断步进电机的工作状态，以识别通过所述步进电机传动的安置 在工作台中的插拔器的工作状态。
4、 根据权利要求3所述的互检定位方法，其特征在于，所述步骤B包括 当所述步进电机的驱动信号脉冲数Nl等于理论上将插拔器送到目的位置时相对应的步进电机的驱动信号脉冲数时，判断此时旋转光栅编码器的输 出信号脉冲数是否小于N0并大于等于第一阈值Tl,所述NO为根据步进电机 的输入驱动信号脉冲数与步进电机的输出转数的线性关系、并根据步进电机 的输出转数与旋转光栅编码器的输出信号脉冲数的线性关系、得到的步进电 机的驱动信号脉冲数为Nl时旋转光栅编码器的输出信号脉冲数； 如果判断结果为是，则识别插拔器已经插入到目的位置并遇阻。
5、 根据权利要求4所述的互检定位方法，其特征在于，所述步骤B包括 当所述步进电机的驱动信号脉冲数Nl等于理论上将插拔器送到目的位置时相对应的步进电机的驱动信号脉冲数时，判断此时旋转光栅编码器的输 出信号脉冲数是否小于第一阔值T1，如果是，则识别插拔器在移动到目的位置前碰到其他工件不动。
6、 一种插拔系统，其特征在于，包括工作台，所述工作台中安装一个 步进电机，所述步进电机的动力输出端与第一传动齿轮和旋转光栅编码器固 定连接，使得所述步进电机可以驱动第一传动齿轮横向转动，所述第一传动 齿轮与第二传动齿轮啮合，插拔器穿设于所述第二传动齿轮中，所述插拔器 与第二传动齿轮的结合部设有外螺紋，所述第二传动齿轮的相应部分外壁设 有内螺紋，所述步进电机可以驱动第一传动齿轮横向转动，并进一步使第二 传动齿轮横向转动，通过第二传动齿轮与插拔器的螺紋连接，第二传动齿轮 的横向转动可以驱动插拔器的上下运动，所述插拔系统还包括与所述步进电 机和所述旋转光栅编码器通过电路连接的控制器，所述控制器用于比较输入 到步进电机的驱动信号脉冲数Nl与旋转光栅编码器的输出信号脉冲数N2, 判断步进电机的工作状态，以识别通过步进电机传动的安置在工作台中的插 拔器的工作状态。
全文摘要
本发明提供一种互检定位系统、方法和插拔系统，该互检定位系统包括安装在工作台上的步进电机和与步进电机的动力输出端固定连接的旋转光栅编码器，还包括与所述步进电机和所述旋转光栅编码器通过电路连接的控制器，所述控制器用于比较输入到步进电机的驱动信号脉冲数N1与旋转光栅编码器的输出信号脉冲数N2，判断步进电机的工作状态，以识别通过步进电机传动的安置在工作台中的插拔器的工作状态。通过本发明实施例，可以识别插拔器的当前状态，也可以检测系统的故障。
文档编号G02B6/38GK101655584SQ20091013975
公开日2010年2月24日 申请日期2009年6月30日 优先权日2009年6月30日
发明者戎家铨, 范骏行 申请人:范骏行;戎家铨