专利名称：便携式光纤加工设备的制作方法
技术领域：
概括地说，本发明涉及便携式光纤加工设备，更具体地说，涉及一种便携式光 纤加工设备，其构造成可以只凭一部设备即可执行剥离光纤护套的工序，以及切割、清洁和 熔接已剥离护套的那部分光纤的工序，从而可以方便而快速地在光纤的安装现场执行所需 的工作。
背景技术：
一般来说，光纤加工设备即使在有限和不良的环境中也能使用，如电线杆上、 人孔中和平坦的地面上。在这些环境中，传统的光纤连接工序、护套剥离工序、清洁工序、切 割工序、熔接工序和套管安装工序是分别用不同的对应设备完成的。要执行上述工序，必 须分别储藏和携带剥离设备、清洁设备、切割设备和熔接设备，从而为工作人员带来许多不 便。例如，当在电线杆上作业时，爬上电线杆的工作人员在用相关设备完成所需工序后，他/ 她必须将该设备放回初始位置，然后取出另一设备。因此，在传统技术中，工作人员必须在 不良的条件下作业。
为了解决上述问题，本发明的目的是开发出一种便携式光纤加工设备，其具 有的结构可以仅通过一部便于储藏和携带的设备即可完成几道组合工序。W4]本领域技术人员所熟知的是，光纤是一种传输光线的绳索状波导管。此外，几 根光纤可组成一条光缆，这种光缆已得到了广泛应用。这种光纤包括一条纤芯和覆层，纤芯 位于中央部分，外面包裹着覆层，从而形成一种双圆柱结构。这种圆柱形光纤外面包裹着两 层或三层用合成树脂制成的护套。
光纤可避免因外部电磁波造成的干扰，并防止窃听。此外，光纤既细又轻，而 且不易弯折。而且，一根光纤可以承载众多的通信线路，且不易受到外界条件变化的影响。 因此，光纤得到了广泛应用。
为了使用单芯或多芯光纤制造某一设备或将两根光纤熔接在一起，光纤(一 般覆有护套)必须经过一道剥离护套的工序，以及一道清洁和切割光纤的工序。此后，经过 两次加工的光纤还必须经过一道熔接工序。
但是，在传统技术中，由于在执行这些工序时必须使用相应的设备或通过手 工作业来完成，因此用户不方便作业，而且很浪费时间。另外，当工作量很小时，这并不会造 成什么特别的麻烦，但当有大量工作时，会存在工作效率降低的问题。
为了克服上述工作不便的问题，本发明的发明人在韩国专利申请第 2004-24067号(发明名称带有加热箱、用于加强光纤熔接部的光纤熔接和切分设备 (Optical Fiber Welding and Splicing Apparatus Having Heating Chamber for Reinforcing Welded Part of Optical Fiber)，以下称为“现有发明”)中提出一种设备，其具有的结构可以仅通过一部设备即可完成剥离光纤护套、清洁、切割和熔接光纤这几道工序。W9]现有发明用热气流完成光纤的剥离护套工序和清洁工序。此后再将光纤切割 成所需长度。两段切开的光纤在接合处熔接起来，熔接好的光纤在加热箱内执行安装套管 的工序。因此，现有发明的构造使它可以通过组合工序加工光纤。[10]现有发明的结构使得执行组合工序成为可能，其优势在于可最大限度地提高 工序的工作效率。但是因为需要大量的热，所以具有需要独立的发电机和高电压的缺点。因 此，现有发明很难用于光缆网络的建设。此外，由于光纤的护套具有一项不同的特性，即，必 须在不同的温度下移除光纤的护套，而该温度会根据制造厂商而有所差异，因此会出现无 法移除光纤护套的问题。另外，用热气流剥离光纤护套和清洁光纤的工序无法应用于多芯 光纤(包含多根光纤)的护套剥离和清洁。也就是说，使用热气流的工序仅限于加工单芯 光纤的设备。[11]同时，在美国专利第2002-643M号中也提出了一种在工厂使用的光纤加工 设备，其集成了用于大量生产的自动化剥离光纤护套设备以及清洁和切割光纤设备。但这 种光纤加工设备结构复杂，体积相对较大，故制造成本颇高。而且，由于需要便携能力设备 (如密封设备)的便携程度不足，因此它们不适用于光纤安装现场，如在人孔中或电线杆上 的作业。[12]这里，多芯光纤的光纤数由待传输的光学数据的种类和数量决定。为了制造 多芯光纤，需要对所需数目的光纤进行排布，再用覆层工序加工排布好的光纤，从而形成多 层护套。由于这种多芯光纤的外形呈带状，因此被称为“光纤带”。[13]在本发明中，切割刀片的刀身由具有高硬度的合成金刚石制成，从而提高了 切割刀片的耐用性。因此可将更换切割刀片带来的不便减到最低程度，并降低维护成本。此 外，制造切割刀片所需的合成金刚石数被减到最少，从而降低了制造成本。[14]同时，在传统技术中，光纤的切割工序是手动完成的。最近，开发了一种光纤 切割设备，其将光纤支撑在一个主体上，并用切割刀片切割固定的光纤。[15]在传统的光纤切割设备中，由于接触、切割和刻划光纤的切割刀片是由硬度 不够的材料制成的，因此存在不耐用的问题。例如，如果切割刀片是用金属制成的，则切割 刀片很容易因重复的切割作业而磨损，因此切割刀片必须经常定期进行更换。即使切割刀 片由硬度相对较高的超硬碳合金制成，它在完成约20000至30000次切割(每一根光纤的 切割过程被计作一次切割)后仍然必须更换。因此传统的光纤切割设备具有维护和维修不 便的缺点。此外，由此还会产生一个间接的问题，即工作时间增加了。[16]而且，传统的光纤切割设备没有用于收集光纤切割部分(以下称为光纤碎 片)的构造。因此光纤碎片会被直接丢弃在施工现场，从而造成环境污染。而且，由于光纤 碎片在被切割时散落在施工现场，因此工人的身体可能会受到碎片的伤害。[17]在本发明中，由于会通过关闭盖板的操作，也就是说，只通过这一个操作，自 动收集切割光纤时在施工现场产生的光纤碎片，因此该设备是环保的，可避免用户的身体 受到碎片的伤害，并且便于用户对光纤进行加工操作。[18]此外，传统的光纤加工设备有一个问题，即必须将设备送到制造设备处进行 零件的更换、维护和维修工作，而不能在施工现场完成。而且，由于传统的光纤加工设备是一种由几部分精确装配而成的机器，因此上述问题显得更为严重。
发明内容
技术问题[19]单芯光纤的缺点在于需要高电压，而且有难以剥离护套的问题。如果是带状 光纤，由于不能使用现有发明完成剥离护套、清洁和切割的工序，因此每道工序都必须使用 单独的设备。[20]因此，在传统技术中，因为需要几种单独的设备，所以如果工作人员必须在几 处施工地点作业，几种设备的重量会对其造成负担。此外，由于工作人员必须在选择相关设 备后才可执行每步加工操作，因此极为不便，而且会增加工作时间。[21]特别是在传统技术的清洁工序中，已剥离护套的那部分光纤是用喷了洁净液 体(如酒精)的脱脂棉手工清洁的。在这种情况下，光纤表面可能会被脱脂棉或执握脱脂 棉的手划伤。而且，由于分成几排布置的光纤间空隙极窄，因此可能无法清除其中的残渣。[22]为了解决这一问题，提出了一种使用超声清洁设备来清洁光纤的方法。不过， 这种超声清洁设备还需要一个单独的容器来盛放用来清洁光纤的清洁液体。因此，由于清 洁液体是液态，携带不便，故难以实现包含有超声清洁设备的组合式加工设备。[23]同时，为了剥离光纤的护套，清洁和切割光纤，在上述设备中会执行一道加热 护套的工序、一道生成超声波的工序和一道切割光纤的工序。这里，这些工序的问题在于， 由于执行每道工序的设备各自需要一个单独的控制单元，整个工序会很复杂，而且各个设 备十分昂贵，因此会增加产品的制造成本。[24]在本发明中，与光纤接触的切割刀片用高硬度材料制成，提高了设备的耐用 性，可将因更换切割刀片带来的不便减到最低程度，从而降低了维护成本。此外，制造切割 刀片所需的合成金刚石数被减到最少，从而降低了制造成本。[25]此外，在本发明的光纤加工设备中，会通过关闭盖板的操作，也就是说，只通 过这一个操作，自动收集切割光纤时在施工现场产生的光纤碎片，因此该工序是环保的，可 避免用户的身体受到碎片的伤害，并且更便于用户对光纤进行加工操作。[26]相应地，本发明已经考虑了现有技术中出现的上述问题，本发明的目的是提 供一种便携式光纤加工设备，其以一体化的方式执行光纤护套剥离、光纤切割和熔接工序， 并用同一部设备完成清洁和套管安装工序。有利效果[27]在本发明中，光纤的护套剥离工序以及切割、清洁和熔接光纤已剥离部分的 工序仅用一部设备即可完成，从而实现了设备的轻型化，可以方便地进行工作，提高了工作 效率。[28]此外，本发明的光纤加工设备是便携式的。而且，由于会通过关闭盖板的操 作，也就是说，只通过这一个操作，自动收集切割光纤时在施工现场产生的光纤碎片，因此 提高了工作的便利性，有助于实现环保的工作环境，并且避免了用户的身体受到光纤碎片 的伤害。[29]此外，光纤护套剥离工序以及清洁和熔接工序的电子化控制是在同一部设 备中相继完成的，因此提高了工序的连续性，方便了各道工程的执行，降低了设备的构件成本。
[30]而且，在本发明中，切割刀片的刀身由具有高硬度的合成金刚石制成，提高了切割刀片的耐用性。因此，由更换切割刀片带来的不便被减到最低程度，并降低了维护成本。
[31]此外，在本发明中，由于光纤护套剥离工序以及清洁和熔接工序的电子控制是在同一部设备中相继完成的，因此解决了工作中的不便问题，并降低了产品的制造成本。
[32]图l是显示根据本发明的便携式光纤加工设备的俯视[33]图2是本发明的便携式光纤加工设备的护套剥离单元的透视 [34]图3是显示图2的护套剥离单元的示意剖视[35]图4是显示置于根据本发明的便携式光纤加工设备内的护套剥离单元中的光纤状态的局部剖视[36]图5是显示根据本发明的便携式光纤加工设备的超声清洁单元的局部透视[37]图6是显示图5的超声清洁单元的示意剖视 [38]图7是显示图5的超声清洁单元的示意俯视 [39]图8是显示根据本发明的便携式光纤加工设备的光纤切割单元的局部透视 [40]图9是显示根据本发明的便携式光纤加工设备中使用的光纤切割单元的另一个示例的局部透视 [41]图lo是显示图9的光纤切割单元的示意剖视 [42]图11是显示压缩支持单元和碎片收集驱动单元的示意侧视图，这两个单元组成了光纤切割单元；
[43]图12是包括图11的压缩支持单元和碎片收集驱动单元的光纤切割单元的示意俯视 [44]图13是图11和12的压缩支持单元的局部透视 [45]图14是光纤切割单元的碎片收集驱动单元的局部透视 [46]图15是显示根据本发明的切割刀片的外形的透视[47]图16是图15的切割刀片的侧视 [48]图17是图15的切割刀片的剖视[49]图18是显示切割刀片的另一个实施例的剖视[50]图19是显示根据本发明的便携式光纤加工设备的熔接单元的透视 [51]图20是图19的熔接单元所提供的套管加工单元的剖视[52]图2l是根据本发明的便携式光纤加工设备中使用的控制单元的框图；以及
[53]图22是显示根据本发明的便携式光纤加工设备的另一个实施例的透视图。
具体实施方式
[54]本发明提供一种便携式光纤加工设备，其包括一个基座，为加工光纤的各个元件提供安装空间；一个位于基座上的护套剥离单元，该单元固定光纤，使之一端有预定 的长度突出在单元之外，并使用加热运动的方法剥离光纤的护套，即用剥离工具固定光纤 向外突出的一端，同时加热和移动这一端，也可以使用非加热运动的方法，即只移动光纤的 突出端而不加热；一个安装于基座上的光纤切割单元，该单元固定光纤，并用一个滑动式铣 刀沿与光纤的纵向垂直的方向切割已剥离护套的那部分光纤；以及一个位于基座上的熔接 单元，该单元将一对光纤放置在相对侧，使光纤的末端相互面对并相互接触，以便用熔接单 元的一个熔接设备发出的电弧将两根光纤的接合部分熔接在一起。上述的各个单元可以有 选择地集成安装在基座上。[55]本发明可以进一步包括一个清洁元件，其位于基座上，用一个容器中盛放的 清洁液体清除已剥离护套的那部分光纤上留下的护套残渣。[56]此外，本发明可以进一步包括一个套管加工单元，其位于熔接单元内。在套管 加工单元中，将一个收缩套管安装在光纤的已熔接部分上，并加热套管，从而保护光纤的已 熔接部分。[57]本发明中的清洁单元包括一个安装在基座上的主体；安装在主体中的容 器，其生成超声波，其上端是敞开的，以便于将已剥离护套的那部分光纤浸在其中的清洁液 体中；一个连接在容器敞开端的安装盖板，用于盖住容器的敞开部分，并将光纤通过其插入 容器；以及密封构件，其位于容器与安装盖板之间、安装盖板与盖子之间的每个接合处。此 外，切割单元的构造可使切割的光纤通过一个齿轮和一个转轴插入碎片收集容器，齿轮和 转轴是与光纤切割单元的盖板联动操作的。[58]本发明可以进一步包括一个控制单元，其通过电路与护套剥离单元、清洁单 元和熔接单元连接在一起，这使其能以电的方式控制用于执行护套剥离工序和套管安装工 序的加热操作、用于生成超声波的电力供应、温度调节以及超声波的频率。[59]下面将参照附图详细说明具有上述构造的本发明的实施例。[60]图1是显示根据本发明的便携式光纤加工设备的俯视图。[61]此便携式光纤加工设备主要包括一个基座1，一个护套剥离单元10，一个超 声清洁单元30和一个光纤切割单元40。基座1上可另外提供一个熔接单元50和一个控制 单元60。[62]基座1被配置成平板形和上端敞开的箱形，其中为加工光纤(R)的各个构件 提供了安装空间。[63]图2是本发明的便携式光纤加工设备的护套剥离单元的透视图。图3是显示 图2的护套剥离单元的示意剖视图。[64]护套剥离单元10，其主体11固定在基座1上，此单元包括一个固定器12， 其位于主体11的上部，可在主体11上滑动并固定光纤(R)；—个拆除单元13，其拆除由固 定器12固定的光纤(R)的一端；以及一个滑动构件，其移动固定器12以剥离光纤(R)的护套。[65]这里，为了实现可滑动结构，固定器12所具有的结构可使滑动块15可移动 地连接到位于主体11上的滑轨16。用于固定和支撑光纤(R)的盖板17铰接在滑动块15 上。[66]为了将光纤(R)紧固在固定器12上，光纤固定器3夹住光纤㈨。光纤固定器3有一个为人所熟知的构造，其中光纤(R)被置于光纤固定器方块上，由光纤固定器盖板 锁定。[67]拆除单元13包括一个突出的支撑体18，其突出在主体11之外；以及一个剥 离盖板19，其由一个铰链与突出的支撑体18连接。此外，用于剥离光纤(R)护套的剥离构 件20位于突出的支撑体18和剥离盖板19的预定位置，其中，光纤(R)置于突出的支撑体 18和剥离盖板19之间。[68]剥离构件20包括加热块21和剥离工具22，其位于突出的支撑体18和剥离 盖板19上。加热块21与光纤(R)的上下表面接触，并加热光纤(R)的护套。剥离工具22 用于剥离光纤(R)加热的护套，该工具包括突起23，其分别位于突出的支撑体18和剥离 盖板19的表面，以便与彼此的表面接触；以及剥离刀片M，其位于相应的突起23内，且相 互面对面地放置。[69]这里，加热块21是加热元件，其在控制单元60 (稍后将进行说明)的控制下 接收电能并发热。为了便于制造，位于突出的支撑体18和剥离盖板19上的两个加热块21 既可以全都作为加热元件，也可以只将其中之一作为加热元件。此外，可以设计成如下的构 造当不必加热光纤(R)时，也就是说，如果光纤(R)只移动而不加热(在这种情况下会剥 离光纤中间部分的护套)，两个加热块21都不发热。在这种情况下，加热块21用于引导光 纤㈨。[70]因此，在本发明中，加热运动和非加热运动这两种方式均可作为剥离光纤 (R)护套的方法。这里，加热运动方式意味着在剥离护套之前要加热并移动光纤(R)。非加 热运动方式则意味着要移动光纤(R)并剥离其护套，而无需加热。[71]特别地，当需要剥离光纤中间部分的护套时，优选的方法是不加热而剥离光 纤护套。在本发明中，由于剥离光纤护套的工序可以用不加热的运动方式执行，因此可以达 到上述目的。[72]同时，滑动构件用于滑动主体11上的固定器12，因此固定器12滑动时，剥离 刀片M会挡住由加热块21加热的光纤(R)的护套，从而剥离护套。[73]此滑动构件包括一个连杆14，其一端铰接在主体11上，可以绕着铰接点转 动。此外，在滑动构件中，在连杆14与铰接点之间的预定距离(一个预设的距离，以保证滑 块能因连杆转动而产生滑动)处形成槽14a。一个从固定器12伸出的连接销14b以可滑动 的方式插入槽14a。[74]此外，突出的支撑体18内有一只传感器18a，当光纤(R)放置到位后，如果剥 离盖板19盖住突出的支撑体18，该传感器会探测剥离盖板19是否与突出的支撑体18接 触。传感器18a与控制单元60 (稍后将进行说明)相连，以使控制单元60用传感器18a计 算由加热块21对光纤护套的加热时间。[75]也就是说，控制单元60使用传感器18a测量加热时间，并确定和指示何时剥 离光纤的护套。[76]同时，移动固定器的滑动构件的另一个实施例将在下文予以说明。[77]移动固定器12的滑动构件的另一个实施例具有的结构可使固定器12在电 动机(未示出)的驱动下沿主体11的滑轨16移动。虽然在图中未示出，但是电动机安装 在主体11中，还有一枚螺丝(未示出)连接在电动机的输出轴上，并与固定器12的滑动块15连接，以使它们彼此联动。然后，固定器12可由电动机驱动。而且，固定器12移动的距 离可以通过其构造进行设置和调整，以使控制单元60 (稍后将进行说明)控制电动机。[78]图4是显示置于根据本发明的便携式光纤加工设备内的护套剥离单元中的 光纤状态的局部剖视图。[79]当突起23彼此接触时，剥离刀片对相互之间必须离开预定的距离。为此，每 个突起23的接合部分必须比剥离刀片M更向外突出。由于这一构造，突起23的接合部分 充当了挡块，在剥离光纤(R)的护套时，其可阻止剥离刀片M与光纤(R)的覆层接触。由 于采用了这一构造，突起的剥离刀片之间的距离大于光纤覆层的直径，从而使剥离刀片M 可插入光纤(R)的深度范围仅限于光纤(R)的护套层(C)。[80]此外，每个剥离刀片M最好是有刀口的，刀口沿预定的角度倾斜，并配置为 与光纤(R)接触的是锋利的刀口。虽然在图中未示出，但剥离刀片M可以用阶梯结构代替 倾斜结构。[81]此外，如图4所示，当突起23彼此接触时，会在剥离刀片之间限定一个长方形 的空间。这样做的原因是，突起的接合部分比剥离刀片更向外突出，而且刀片的刀口是线性 的。[82]剥离刀片M彼此分开，下面将说明它们之间的优选距离。[83]如果剥离刀片间的距离为L，包括护套层在内的光纤厚度为11，不包括护套 层在内的光纤厚度为12。[84]优选地，剥离刀片24之间的距离L的范围为I2彡L彡I^(I1-I2)/3。[85]由于采用了这一构造，在剥离光纤护套的工序中，固定器12可稳固地支撑光 纤(R)而不移动它，剥离刀片M可以有限地插入光纤(R)，其深度只能是光纤(R)的护套层 (C)0在此工序中，当固定器12移动时，会容易地剥离光纤(R)的护套。详细地说，由于突 起23的接合部分成为挡块，故只有光纤(R)的纤芯和覆层可以放置在由剥离刀片M限定 的空间中。因此，当固定器12滑动时，剥离刀片M只会剥去光纤(R)的护套，而不会破坏 光纤(R)的纤芯和覆层，即，不会使光纤(R)的纤芯和覆层破裂或刮伤。[86]图5、6和7显示了超声清洁单元。图5是显示本发明的便携式光纤加工设备 的超声清洁单元的透视图。图6是图5中所示的超声清洁单元的剖视图。图7是图5中所 示的超声清洁单元的俯视图。[87]超声清洁单元30在盛有清洁液体的容器中生成超声波。因此，当已剥离护套 的那部分光纤(R)浸在清洁液体中时，光纤上的护套残渣会被除去。[88]超声清洁单元30安装在基座1上，其包括主体32和清洁设备33。清洁设备 33具有如下构造，其中安装盖板35和盖子36连接在容器34的上端，该容器安装在主体32 中。[89]清洁液体盛在容器34中，其用于在光纤(R)已剥离护套后清洗光纤(R)的末 端。这里，清洁液体使用的主要是酒精。[90]安装盖板35连接至容器34，用来首先盖住从主体32露出且敞开的容器34 的上端。为了以可拆卸的方式将安装盖板35连接在容器34上，容器34和安装盖板35使 用一个连接螺丝相互连接在一起。安装底座31形成于安装盖板35的中央部分，用于固定 光纤(R)的光纤固定器3置于其中。
[91]这里，安装盖板35采用的构造使得当光纤固定器3安装在安装盖板35上时， 光纤的所需部分会浸入清洁液体之中。安装底座31为长方形，其厚度、宽度和长度分别与 光纤固定器3对应。当然，底座31的底部形成了一个通孔37，以使光纤(R)的所需部分可 以穿过安装盖板35浸入清洁液体中。[92]优选地，为了容纳几种类型和尺寸的光纤固定器3，会按预定角度间隔在通 孔37中央周围呈放射状形成具有不同厚度和宽度的两个或更多安装底座31。[93]此外，传感器3 位于安装盖板35或主体32中的预定位置，因此当用户身体 的一部分接触/靠近它，以便放入光纤或将光纤移走时，超声清洁操作将根据传感器3 开 始或停止。[94]这里，传感器3 与控制单元60中的微处理器62相连，并且和其他元件一起 接受控制单元的控制。[95]此外，安装盖板35穿过安装底座31的通孔37，并敞开着，而盖子36连接到 安装盖板35，以便将其关闭。盖子36以可拆卸的方式用一颗螺丝连接到安装盖板35。[96]这里，0型环38置于容器34和安装盖板35之间，以及安装盖板35和盖子36 之间，以便将接合处可靠地密封起来。如图所示，0型环38分别安装在容器34中，且位于 容器34和安装盖板35之间的接合处；以及安装盖板35中，且位于安装盖板35和盖子36 之间的接合处。[97]在具有上述构造的超声清洁单元30中，光纤(R)连接至光纤固定器3，然后 光纤固定器3置于安装底座31中，以使已剥离护套的那部分光纤(R)浸入清洁液体内。然 后执行超声清洁操作。[98]此外，基座1中形成了一个与容器34相通的排水通道，以便在清洁操作完成 后通过该排水通道将用过的清洁液体排到外面。而且，基座1中提供了阀门4，其可以开启 /关闭排水通道，以控制清洁液体的排出。[99]由于超声清洁单元30采用了这一构造，容器34以可打开的方式可靠密封起 来，这使容器34即使在其中储存了清洁液体时也可以稳定地携带和移动。因此，本发明可 以保证带有超声清洁单元30的光纤加工设备在携带和移动时的稳定性。在附图中，参考编 号64表示连接到图11的控制单元60的超声波发生器。同时，基座上可能会提供一个手动 执行清洁操作的泵式或喷雾式清洁设备以代替超声清洁设备。这也属于本发明的范围之 内。[100]图8是显示根据本发明的便携式光纤加工设备的光纤切割单元的局部透视 图。[101]光纤切割单元40包括一个滑动式铣刀43，其位于主体41上，并沿与光纤 (R)的纵向垂直的方向移动以切割已剥离护套的那部分光纤(R)；以及切割盖板44，其通过 一条铰链与主体41连接，在切割光纤(R)时移动滑动式铣刀43，并提供压缩力。[102]光纤切割单元40是由本发明的发明人在韩国专利申请第2003-26763号 (发明名称光纤切割器(optical fiber cutter))中提出的。在光纤切割单元40中，光 纤(R)放置在主体41上之后，滑动式铣刀43仅通过关闭切割盖板44来移动，从而利用切 割盖板44的压缩力切割所需的那部分光纤(R)。[103]图9是显示根据本发明的便携式光纤加工设备的光纤切割单元的另一个实施例的局部透视图。[104]在这种情况下，光纤切割单元包括一个切割设备40、一个压缩支持单元80 和一个碎片收集驱动单元90。切割设备40包括一个切割主体41和一个滑动式铣刀43。切 割主体41用一个固定构件将光纤(R)固定在上表面上。切割盖板44连接至切割主体41， 以便能沿着一条从固定的光纤(R)的纵向伸出的直线打开。[105]在该实施例中，辅助盖板301，其铰接到切割主体41的上表面，以固定光纤 (R)的第一部分；支撑构件302和304，其位于切割盖板44下，以固定光纤(R)的第二部分； 两者都被用作固定构件。换言之，辅助盖板301和支撑构件304固定了光纤(R)的第一和 第二部分。为此，辅助盖板301和支撑构件304沿光纤(R)的纵向安装在彼此大致平行的位置。[106]这里，可以只安装一个支撑构件304，或者，更优选地，可以将几个支撑构件 304安装在彼此分开的位置，以便在它们之间放置一个推动构件305。推动构件305对已经 由切割刀片(下文将进行说明)刻划过的光纤(R)进行撞击，以充分切割此光纤(R)。[107]推动构件305位于切割盖板44下方，以便用弹簧或类似物向下弹性地偏置 推动构件305。切割刀片311包括刀身309和强化面板310。[108]图10是显示根据本发明的包括碎片收集单元的光纤切割单元的示意剖视 图。图11是显示根据本发明的光纤切割单元的压缩支持单元和碎片收集驱动单元的右侧 视图。图12是显示光纤切割单元的压缩支持单元和碎片收集驱动单元的俯视图。图13是 只显示光纤切割单元的压缩支持单元的透视图。图14是只显示光纤切割单元的碎片收集 驱动单元的透视图。[109]在本发明中，碎片收集单元70连接至光纤切割单元40的一侧，用于收集切 割的光纤碎片。也就是说，碎片收集单元70连接在光纤切割单元40(碎片在此单元内生 成)侧面的预定部分，以便在碎片收集单元70内收集切割的碎片。因此，切割的光纤碎片 可通过与切割盖板44的联动操作清除。[110]详细地说，碎片收集单元70包括一个碎片收集主体71、一个碎片收集容器 72、压缩支持单元80和碎片收集驱动单元90。碎片收集主体71连接到光纤切割单元40的 主体上产生光纤碎片的预定位置。这里，碎片收集主体71到光纤切割单元的连接是通过使 用一个连接构件(如螺栓)来实现的，以便使它能够拆卸下来。[111]收集容器72以可拆卸的方式安装在碎片收集主体71中，其上端敞开，光纤 (R)末端放置于此位置，以便可以插入收集容器72。[112]压缩支持单元80包括一个压缩盖板81、一个连接构件82和一个凸轮83，它 们均安装在碎片收集主体71内。压缩支持单元80进一步包括一个撞击构件84，该构件连 接至光纤切割单元40的滑动式铣刀43。[113]压缩盖板81的第一端铰接至碎片收集主体71的上端，而转轴85则以可转 动的方式安装在压缩盖板81的第二端，以使转轴85压缩光纤(R)。[114]连接构件82突出在碎片收集主体71的上端之外，其构造使其一端既可以从 碎片收集主体71中伸出，也可以收回。此外，连接构件82还包括一个弹簧86，其位于碎片 收集主体71内，以便利用弹簧86的弹力向下偏置连接构件82。[115]凸轮83在其第一端处以可转动的方式连接至碎片收集主体71的一侧(在附图中为底部)。止动突起87位于与滑动式铣刀43相邻的位置，因此，当撞击构件84接触 止动突起87时，会产生驱动力。此外，凸轮83在第二端处变宽，在凸轮83的第二端的上表 面形成一个斜面88，以便上下移动连接构件82。[116]撞击构件84共有一对，其位于光纤切割单元40的滑动式铣刀43上与凸轮 83的各侧相邻的位置，且彼此分开预定的距离。这里，两个撞击构件84彼此分开预定的适 当距离，以便在某一撞击构件84撞击凸轮83的止动突起87时，通过光纤切割单元40的滑 动式铣刀43的滑动来使凸轮83转动到预定角度。[117]碎片收集驱动单元90包括一个驱动转轴91、一个功率传输机构92和一个 连接杆93。[118]驱动转轴91安装在碎片收集主体71上一个面向压缩盖板81的转轴85的 位置。驱动转轴91支撑着光纤(R)的下部，采用了可转动的安装方式，以便移动光纤(R) 的切割碎片(也就是切割后将要遗弃的废料)。[119]功率传输机构92包括一个小齿轮94，其安装在驱动转轴91的轴上，以及一 个双冠轮95，其以可转动的方式连接在碎片收集主体71上，以与小齿轮94啮合，且其同心 轴上还安装有小齿轮96。功率传输机构92进一步包括一个正齿轮97，其以可转动的方式 连接到碎片收集主体71，以便与冠轮95的小齿轮96啮合。[120]连接杆93在其第一端处连接至轴98，正齿轮97位于该轴上，而在其第二端 处连接至光纤切割单元40的切割盖板44，因此，当切割盖板44打开或关闭时，连接杆93会 与切割盖板44 一起转动。[121]在碎片收集单元70中，当压缩盖板81打开，使转轴85和驱动转轴91进入 彼此分离的状态时，光纤(R)被放置在驱动转轴91上(请参见图14)。[122]在这种状态下，光纤切割单元40的切割盖板44打开，光纤切割单元40保 持着向前端位置移动的状态。此时，滑动式铣刀43的撞击构件84撞击凸轮83的止动突起 87，并保持对该突起进行压缩的状态。[123]此外，与凸轮83相接触的连接构件82沿斜面88向下移动，并保持图12的 状态。由于连接构件82向下运动，压缩盖板81的转轴85会向下推动光纤的切割碎片。[124]在这种状态下，光纤(R)的碎片会保持被压缩的状态，并固定在驱动转轴91 和转轴85之间。当切割盖板44转动到预定角度时，连接杆93随切割盖板44转动，因此驱 动转轴91也会转动。[125]详细地说，正齿轮97是在连接杆93的带动下转动的。正齿轮97带动小齿 轮96和与之集成在一起的冠轮95转动。而与驱动转轴91安装在同一条轴上的小齿轮94 则是在冠轮95的带动下转动起来的。结果，驱动转轴91转动并将光纤(R)的碎片移向收 集容器72，从而完成了碎片收集工序。[126]然后，当光纤切割单元40的切割盖板44打开，以便执行一个后继的工序时， 连接杆93和与连接杆93相连的驱动转轴91将转动。当滑动式铣刀43通过打开切割盖板 44而向前运动时，凸轮83会在撞击构件84的运动带动下转动。因此，连接构件82和压缩 盖板81会进入如图12所示的初始状态，并予以维持。[127]滑动式铣刀43安装在切割主体41内，以便沿着在切割主体41中的预定位 置形成的滑动槽306向光纤(R)的横向滑动。位于滑动式铣刀43上端的切割刀片311穿过在切割主体41中形成的滑动槽306向外突出，以便切割光纤(这里，切割光纤意味着在 光纤上刻划而形成一个暂时的切开状态)。几个撞击构件突出在滑动式铣刀43的侧表面之 外，并处于彼此分开的位置。当然，撞击构件是穿过滑动槽306暴露在外的。[128]图13是只显示根据本发明的光纤切割单元的压缩支持单元的透视图。[129]压缩支持单元80包括碎片收集主体71、压缩盖板81、连接构件82和凸轮 83。[130]碎片收集主体71在一个与滑动式铣刀43相邻的位置连接到切割主体41。 收集容器72用来接收和暂时盛放光纤(R)的碎片，其以可拆卸的方式放置在碎片收集主体 71内。这里，为人所熟知的抽屉式安装方法可以作为收集容器72的可拆卸安装方法。[131]如上所述，收集容器72用于收集光纤(R)的碎片。因此，收集容器72必须 放置在与俯视图中的光纤(R)末端对应的位置，以使从光纤(R)上切割的碎片能够落入收 集容器72。[132]压缩盖板81的第一端铰接在碎片收集主体71的上端，以便能关闭和开启碎 片收集主体71。转轴85以可转动的方式安装在压缩盖板81的第二端的下表面以下，以使 转轴85压缩光纤(R)的上部。[133]连接构件82的纵向大致呈圆柱形，其端部(在附图中为上端)与碎片收集 主体71上方的压缩盖板81接触。此外，碎片收集主体71内安装的一个弹性构件，即弹簧 86将连接构件82向下弹性地偏置。[134]凸轮83大致呈扇形，并以可转动的方式连接到碎片收集主体71。这里，在 凸轮83的第二端形成了斜面88，用于上下移动连接构件82。同样，止动突起87位于凸轮 83的第一端上，可对滑动式铣刀43的撞击构件85造成阻碍(如上所述)，以使凸轮83在 滑动式铣刀43的滑动的带动下转动。[135]图14是只显示根据本发明的光纤切割单元的碎片收集驱动单元的透视图。[136]碎片收集驱动单元的功率传输机构可以通过基于某种技术的不同机械模型 加以实现，在该技术中，驱动转轴91与连接杆93—起转动。这里，为了实现光纤切割单元 的体积小型化及其操作精确性，功率传输机构具有下列优选构造。[137]优选地，功率传输机构包括小齿轮94，其位于驱动转轴91的轴上；双冠轮 95，其以可转动的方式连接到碎片收集主体71上，以与小齿轮94啮合，且其同心轴上还安 装有小齿轮96 ；以及正齿轮97，其通过转动轴98、以可转动的方式连接到碎片收集主体71， 以便与冠轮95的小齿轮96啮合。[138]这里，正齿轮97的转动轴98牢固地连接到连接杆93，以使转动轴98与连 接杆93作为一个整体转动。[139]同时，优选地，切割单元的滑动式铣刀43和切割盖板44(如上所述)是彼 此联动操作的，以便实现一个方便的切割工序，其中仅通过关闭切割盖板44即可完成光纤 (R)的切割，从而方便了光纤碎片(切割的部分光纤)收集工序，这是通过切割盖板44和碎 片收集驱动单元90之间的操作连接、滑动式铣刀43和压缩支持单元80之间的操作连接， 以及碎片收集驱动单元90和压缩支持单元80之间的直接/间接操作连接实现的。换言 之，本发明采用了以下构造，即切割单元40的滑动式铣刀43和切割盖板44是互相联动操 作的，而碎片收集驱动单元90和压缩支持单元80则间接地互相连接在一起。
[140]碎片收集驱动单元90包括驱动转轴91、连接杆93和功率传输机构92。驱 动转轴91安装在碎片收集主体71上一个面向压缩盖板81的转轴85的位置。因此，转轴 85支撑着光纤(R)的上部，而驱动转轴91则支撑着光纤(R)的下部。[141]连接杆93连接至切割单元40的切割盖板44，以使连接杆93在切割盖板44 的带动下与切割盖板44 一起转动。功率传输机构将驱动转轴91连接到连接杆93，以使驱 动转轴91可以随连接杆93 —起转动。图15是显示根据本发明的光纤切割单元的切割刀 片的外形的透视图。图16是图15的侧视图。图17是图15的剖视图。本发明的切割刀片 将在图17的基础上予以说明。[142]切割刀片323包括刀身327，其呈圆盘状，由合成金刚石制成。刀口部分324 形成于刀身327的最外层圆周上，其厚度由内到外依次递减。切割刀片323进一步包括强 化面板325，其由超硬碳合金制成，粘接在刀身一侧的表面。这里，强化面板325粘接在刀身 上没有刀口的那一面。[143]因此，切割刀片323包括刀身327和强化面板325。刀身327大致呈圆盘形。 刀口部分形成于刀身327的最外层圆周的表面，系从宽度(与直径方向垂直的厚度)的中 心点向相对侧倾斜。换言之，刀口部分是通过从内部到外缘依次减小刀身327的厚度而形 成锋利的刀口的。[144]在本发明中，刀身327在切割光纤(R)的工序中会与光纤(R)充分接触。刀 身327必须具有高硬度，以免在与光纤(R)的重复接触中磨损。优选地，刀身327由合成金 刚石制成。[145]这里的合成金刚石是POT (聚晶金刚石)或PCBN(聚晶立方氮化硼)，是通 过一种CVD(化学气相沉积)方法制成的，可以作为刀身327使用的合成金刚石。[146]考虑到有用性和价格，刀身327优选地采用其中的P⑶合成金刚石制成。强 化面板325安装在刀身327的一个表面上，以强化刀身327。强化面板325的外侧刀口部分 沿着与刀身327的刀口部分相同的角度倾斜，从而形成了一个连续的形状。[147]具有上述结构的强化面板325安装在刀身327上没有刀口部分的那一面。[148]优选地，强化面板325由超硬碳合金制成，其中含有碳化钨(WC)和钴(Co)。 因此，当强化面板325安装在刀身327上时，构成强化面板325的超硬碳合金中所含的钴起 到固定刀身327上的金刚石的作用，从而使强化面板325牢固地安装在刀身327上。[149]由于切割刀片323采用了上述结构，昂贵的合成金刚石的使用量可大大减 少，同时仍可使切割刀片323形成所需的宽度(厚度)。[150]此外，合成金刚石可防止其他用来支撑切割刀片323的元件对其造成磨损。 再者，穿过切割刀片323的中心会形成一个耦合孔326。由此，切割刀片323以可转动的方 式连接至滑动式铣刀43。也就是说，虽然在图中未示出，但是确有一个紧固在滑动式铣刀 43上的轴安装在切割刀片323的耦合孔326内，从而使切割刀片323以可转动的方式连接 到滑动式铣刀43。因此，由于切割刀片323是以可转动的方式连接到滑动式铣刀43的，所 以切割刀片323会改变其与光纤(R)接触的部分，从而延长了切割刀片323的使用寿命。此 外，在切割刀片323通过转动改变其与光纤(R)接触的部分后，则必须固定切割刀片323，以 使它不再转动。为此，可能会有一个螺钉(未示出)穿过滑动式铣刀43，以使该螺钉的一端 与切割刀片323的强化面板325紧密接触。然后阻止切割刀片323发生不必要的转动。
[151]图18是显示根据本发明的光纤切割单元的切割刀片的另一个实施例的剖 视图。[152]在该实施例中，切割刀片3 包括一个刀身330和一个合成金刚石层332。 刀身330由硬度相对较高的材料制成，如超硬碳合金或钢。此外，根据该实施例，刀身330 大致呈圆盘形，在其最外层圆周上具有刀口部分328，其厚部从内部到外缘依次递减，其方 式与前一实施例的刀身相同。[153]合成金刚石层332由通过CVD (化学气相沉积)方法沉积在刀身330表面的 合成金刚石形成。在该实施例中，合成金刚石层332形成于刀身330的整个表面，但也可以 只形成于刀身330与光纤充分接触的刀口部分3 上，从而降低了切割刀片的制造成本。[154]在附图中，参考编号331表示一个耦合孔，切割刀片3 可以通过此孔以可 转动的方式连接到滑动式铣刀43，其方式与前一实施例中相同。由于采用了这一构造，可以 减少其制造过程中使用的合成金刚石的数量。[155]图19是显示根据本发明的便携式光纤加工设备的熔接单元的透视图。[156]参考附图，熔接单元50包括一个主体51，其位于基座1上的预定位置，以及 一个熔接设备50，其位于主体51上，放置已剥离护套且已经过切割的两部分光纤(R)，使其 经过切割的部分相互面对且彼此接触，熔接设备将熔接两者之间的接合处。熔接单元50包 括套管加工单元53，其放置于主体51的后部位置，熔接设备位于主体51上，以使套管加工 单元53可以对光纤(R)的已熔接部分执行护套安装工序。[157]熔接设备50包括一对光纤安装固定器M，其可固定相应的光纤(R)，以及放 电电极阳，其位于光纤安装固定器M之间、两光纤(R)的相对侧，且与光纤(R)的纵向垂 直。当外部电源为熔接设备50供电时，在放电电极55之间会产生一道电弧。该电弧将光 纤(R)之间的接合部分互相熔接在一起。在附图中，参考编号59a表示一个熔接盖板，其覆 盖在熔接设备上，并可打开，而参考编号59b表示一个用于套管安装工序的箱体。[158]图20是图19的熔接单元所提供的套管加工单元的剖视图。[159]套管加工单元53包括箱体，其限定于主体51中，使套管安装工序可以在该 箱体中执行，以及一个加热元件52，其安装在箱体内，用来加热和熔接收缩套管57。收缩套 管57安装在光纤(R)已熔接好的接合部分上，并插入箱体内。此后，加热元件52加热收缩 套管57。接下来，收缩套管57被熔接到光纤(R)的外表而，从而对光纤(R)已熔接好的接 合部分起到保护作用。这样就形成了上述箱体，其用于执行已熔接的光纤的强化工序。[160]图21是根据本发明的便携式光纤加工设备中使用的控制单元的框图。[161]参照附图，控制单元60包括键盘输入单元61，其用于设置护套剥离单元10、 超声清洁单元30和熔接单元50的控制条件，以及微处理器62，其为根据输入信号控制各个 构件的控制电路。控制单元60进一步包括一个加热器驱动单元63，其根据微处理器62的 控制信号或键盘输入单元61的输入信号对护套剥离单元10的加热块20进行加热；超声波 发生器64，其根据微处理器62的控制信号或键盘输入单元61的输入信号生成超声波；以 及固定器驱动单元(未示出)，其根据微处理器62的控制信号或键盘输入单元61的输入信 号操作电动机(未示出)。[162]此外，控制单元60进一步包括熔接驱动单元68，其根据微处理器62的控制 信号或键盘输入单元61的输入信号操作熔接单元50的熔接设备。
[163]控制单元进一步包括电源单元65，其提供的电力除用于电路，还用于操作 熔接设备和满足熔接工序所需，并向加热器驱动单元63、超声波发生器64和电动机供电。 微处理器包括存储器66，其存储输入和设置，以及显示单元67，其显示构件的工作状况。[164]可以用电池来充当电源单元65，以保证设备的便携性。优选地使用可充电 的电源单元，以降低所需的电池费用。[165]同时，可以使用多个LED (发光二极管)或一个IXD (液晶显示屏)充当显示 单元67。显示单元67指示护套剥离工序、超声清洁工序、切割工序和套管安装工序的开始 和结束。如果使用的是LED，则显示单元会有与上述各工序对应的LED。LED的构造使它们 根据微处理器62控制的构件操作时间而打开或关闭。LED将这些控制条件表示为字符。
权利要求
1.一种便携式光纤加工设备，其特征在于，包括一个护套剥离单元，其包括一个固定器，其固定光纤，使光纤的一端向外突出预定的长度，且该固定器在主体上滑动；一个可拆除单元，其包括一个突出的支撑体，其从主体向外突出；一个剥离盖板，其 铰接至所述突出的支撑体；以及剥离工具，其位于所述突出的支撑体和剥离盖板上与以下 位置对应的位置，在该位置，光纤突出的一端处于所述突出的支撑体和剥离盖板之间，从而 剥离光纤端部的护套，所述剥离工具具有突起，所述突起相接触于所述突出的支撑体和剥 离盖板的表面；以及剥离刀片，其相面对地分别形成于所述突起，所述固定器耦合于形成在主体上的滑轨，并通过滑动构件进行滑动，所述滑动构件包 括电动机，其安装于所述主体中；螺丝，其连接在所述电动机的轴，并连接于所述固定器 相连动。
2.一种便携式光纤加工设备，其特征在于，包括一个护套剥离单元，其包括一个固定器，其固定光纤，使光纤的一端向外突出预定的长度，且该固定器在主体上滑动；一个可拆除单元，其包括一个突出的支撑体，其从主体向外突出；一个剥离盖板，其 铰接至所述突出的支撑体；以及剥离工具，其位于所述突出的支撑体和剥离盖板上与以下 位置对应的位置，在该位置，光纤突出的一端处于所述突出的支撑体和剥离盖板之间，从而 剥离光纤端部的护套，所述剥离工具具有突起，所述突起相接触于所述突出的支撑体和剥 离盖板的表面；以及剥离刀片，其相面对地分别形成于所述突起，所述固定器耦合于形成在主体的滑轨，并通过滑动构件进行滑动，所述滑动构件包括 连杆，其一端部铰接在所述主体上，并以铰接点为基准进行旋转；槽，其在铰接点相隔开的 形态形成于所述连杆；连接销，其可滑动的方式插入于所述槽。
3.根据权利要求1或2所述的便携式光纤加工设备，其中所述剥离刀片彼此分开的距离处于12 < L < 12+(11-12)/3的范围内，其中， L=剥离刀片之间的距离；11=包括光纤护套层在内的光纤厚度；以及12=不包括光纤护套层在内的光纤厚度。
4.根据权利要求1或2所述的便携式光纤加工设备，其中 所述护套剥离单元，包括加热块，其设于所述剥离盖板，当安装有光纤时，在光纤的上侧进行加热； 传感器，其形成在与所述剥离盖板相面对的位置，在关闭所述剥离盖板的状态下计量 光纤的加热时间。
全文摘要
本发明公开一种便携式光纤加工设备，包括一个护套剥离单元，该护套剥离单元包括一个固定器，固定光纤使光纤的一端向外突出预定的长度且该固定器在主体上滑动；一个可拆除单元，包括一个突出的支撑体，从主体向外突出；一个剥离盖板，铰接至突出的支撑体；剥离工具，位于突出的支撑体和剥离盖板上与以下位置对应的位置，在该位置，光纤突出的一端处于突出的支撑体和剥离盖板间，从而剥离光纤端部的护套，剥离工具具有突起，突起接触于突出的支撑体和剥离盖板的表面；剥离刀片，相面对地分别形成于突起，固定器耦合于形成在主体上的滑轨，通过滑动构件滑动，滑动构件包括电动机，安装于主体中；螺丝，连接在电动机的轴并连接于固定器相连动。
文档编号G02B6/25GK102122027SQ201110046008
公开日2011年7月13日 申请日期2006年4月20日 优先权日2005年4月22日
发明者全相彻, 宋在燮, 徐英培 申请人:日新技术株式会社