一种适用于光纤缠绕机上的自动导纤机构的制作方法

本发明涉及一种适用于光纤缠绕机上的自动导纤机构。

背景技术：

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。

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。

目前一些光纤缠绕机上使用的导纤机构，其结构简单，集成度不高，张力控制精度低，从而导致光纤上张力波动大，绕环质量差。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种适用于光纤缠绕机上的自动导纤机构，该导纤机构的精密主轴采用多阶梯设计，有利于轴承、轴承盖、滑环、飞叉和飞叉固定件的高精度装配；导纤轴能够带动飞叉实现单自由度转动，导纤轴驱动电机是伺服电机，在控制系统的作用下能够实现高精度的位置控制；在导纤方面，光纤经过多个导纤轮的导向，实现了张力测量机构和张力调节机构送纤方向的一致，保证了光纤在缠绕过程中张力的一致性；导纤移动块能够在导纤移动块滑轨上自由滑动，在排纤机构的作用下能够实现高精度排纤。

本发明是一种适用于光纤缠绕机上的自动导纤机构，包括导纤驱动机构、导纤轴、飞叉、滑环、导纤轴轴承、导纤轴轴承盖、飞叉固定件、支架A和基座；所述导纤驱动机构由导纤轴从动轮、导纤轴从动轮固定件、导纤侧同步齿形带、导纤轴主动轮、导纤轴主动轮固定件、导纤轴主动轮轴承、导纤侧张紧轮、导纤侧张紧轮固定件、导纤侧张紧轮轴承、导纤电机、导纤电机减速器和导纤电机联轴器组成；所述导纤轴上开有导纤轴通孔、导纤轴第一阶梯、导纤轴第二阶梯、导纤轴第三阶梯、导纤轴第四阶梯、导纤轴键槽1和导纤轴键槽2；所述飞叉由导纤移动块、排纤机构支撑板、飞叉配重块和飞叉体组成；所述导纤移动块由导纤轮组、张力测控机构、导纤板和导纤移动块滑轨组成；所述导纤轮组由导纤轮1、导纤轮2、导纤轮3、导纤轮4组成；所述张力测控机构由张力测量机构和张力调节机构组成；所述飞叉体上有飞叉体通孔、导纤移动块滑轨安装孔、飞叉配重块安装孔和排纤机构支撑板安装孔；所述滑环由滑环定子、滑环动子、滑环定子接线端、滑环动子接线端和滑环固定件组成；所述导纤轴通过导纤轴轴承和导纤轴轴承盖固定在支架A上；所述导纤轮组、张力测量机构和张力调节机构的导纤槽保持在同一平面；所述张力测量机构的导线连接到滑环动子，滑环定子把电信号引出，解决了导纤机构旋转时与外界的电信号传输问题。

本发明导纤机构的优点是：

(1)精密主轴采用多阶梯设计，有利于轴承、轴承盖、滑环、飞叉和飞叉固定件的高精度装配；

(2)导纤轴能够带动飞叉实现单自由度转动，导纤轴驱动电机是伺服电机，在控制系统的作用下能够实现高精度的位置控制，使得控制过程更加平稳；

(3)在导纤方面，光纤经过多个导纤轮的导向，实现了张力测量机构和张力调节机构送纤方向的一致，保证了光纤在缠绕过程中张力的一致性；

(4)导纤移动块能够在导纤移动块滑轨上自由滑动，在排纤机构的作用下能够实现高精度排纤；

(5)排纤机构支撑板能够支撑固定排纤机构，使得整个光纤缠绕机设备结构更加合理、紧凑、易于实现；

(6)导纤移动块采用轻质材料加工制成多孔结构，减轻了移动部件的重量；

(7)导纤轮组采用小惯量、低摩擦设计，降低了对光纤的附加应力，提高了光纤运动的稳定性；

(8)张力测量机构的导线连接到滑环动子，滑环定子把电信号引出，解决了导纤机构旋转时与外界的电信号传输问题；

(9)飞叉配重块能够实现导纤机构关于导纤轴旋转时的转动惯量平衡。

附图说明

图1是本发明导纤机构结构图。

图2是本发明驱动机构结构图。

图3是本发明导纤机构轴系结构图。

图4是本发明导纤轴结构图。

图5是本发明飞叉结构图。

图6是本发明滑环结构图。

图7是本发明导纤轮组和测控机构结构图。

图中：

1.导纤驱动机构；2.导纤轴；3.飞叉；4.滑环；5.导纤轴轴承；6.导纤轴轴承盖；7.飞叉固定件；8.支架A；9.基座

101.导纤轴从动轮；102.导纤轴从动轮固定件；103.导纤侧同步齿形带；104.导纤轴主动轮；105.导纤轴主动轮固定件；106.导纤轴主动轮轴承；107.导纤侧张紧轮；108.导纤侧张紧轮固定件；109.导纤侧张紧轮轴承；110.导纤电机；111.导纤电机减速器；112.导纤电机联轴器

201.导纤轴通孔；202.导纤轴第一阶梯；203.导纤轴第二阶梯；204.导纤轴第三阶梯；205.导纤轴第四阶梯；206.导纤轴键槽1；207.导纤轴键槽2；208.导纤轴键1；209.导纤轴键2

301.导纤移动块；302.排纤机构支撑板；303.飞叉配重块；304.飞叉体；305.导纤轮组；306.张力测控机构；307.导纤板；308.导纤移动块滑轨；309.张力测量机构；310.张力调节机构；311.飞叉体通孔；312.导纤移动块滑轨安装孔；313.飞叉配重块安装孔；314.排纤机构支撑板安装孔；315.导纤轴键1；316.导纤轴键2；317.导纤轮1；318.导纤轮2；319.导纤轮3；320.导纤轮4；321.导线；322.光纤

401.滑环定子；402.滑环动子；403.滑环定子接线端；404.滑环动子接线端；405.滑环固定件；406.滑环通孔；407.滑环动子螺纹孔

801.支架A通孔

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步的详细说明。

请参见图1、图3所示，本发明是一种适用于光纤缠绕机上的自动导纤机构，包括导纤驱动机构1、导纤轴2、飞叉3、滑环4、导纤轴轴承5、导纤轴轴承盖6、飞叉固定件7、支架A 8和基座9。

请参见图1、图2、图3、图4、图5、图7所示，本发明中的导纤驱动机构1由导纤轴从动轮101、导纤轴从动轮固定件102、导纤侧同步齿形带103、导纤轴主动轮104、导纤轴主动轮固定件105、导纤轴主动轮轴承106、导纤侧张紧轮107、导纤侧张紧轮固定件108、导纤侧张紧轮轴承109、导纤电机110、导纤电机减速器111和导纤电机联轴器112组成；本发明中的导纤轴2上开有导纤轴通孔201、导纤轴第一阶梯202、导纤轴第二阶梯203、导纤轴第三阶梯204、导纤轴第四阶梯205、导纤轴键槽1 206和导纤轴键槽2 207；本发明中的飞叉3由导纤移动块301、排纤机构支撑板302、飞叉配重块303、飞叉体304和导纤移动块滑轨126组成；本发明中的导纤移动块301由导纤轮组305、张力测控机构306和导纤板125组成；本发明中的导纤轮组123由导纤轮1 129、导纤轮2 130、导纤轮3 131、导纤轮4 132组成；本发明中的张力测控机构306由张力测量机构309和张力调节机构310组成；本发明中的张力测量机构309由张力轮321、张力传感器322、张力传感器固定架323和导线324组成；本发明中的张力调节机构310由张力调节轮325、调节弹簧326和张力调节轮滑动槽327组成；本发明中的飞叉体304上有飞叉体通孔311、导纤移动块滑轨安装孔312、飞叉配重块安装孔313和排纤机构支撑板安装孔314；

请参见图1、图6所示，本发明中的滑环4由滑环定子401、滑环动子402、滑环定子接线端403、滑环动子接线端404、滑环固定件405、滑环通孔406和滑环动子螺纹孔407组成；本发明中的支架A8上有支架A通孔801。

本发明中的的导纤轴2穿过支架A通孔801，导纤轴轴承5分别卡在导纤轴第二阶梯203和导纤轴第三阶梯204上，通过导纤轴轴承盖6固定在支架A8上；滑环4经由滑环通孔406套在导纤轴第三阶梯204和导纤轴第四阶梯205之间，滑环定子401通过滑环固定件405固定在导纤轴轴承盖6上面，滑环动子402通过螺钉穿过滑环动子螺纹孔407固定在导纤轴2上；导纤轴键槽2207内有导纤轴键2209，飞叉3经由飞叉体通孔311套在导纤轴2上的导纤轴键2209上，通过飞叉固定件7固定在导纤轴第四阶梯205上；本发明中的导纤轴2的左侧连接有导纤驱动机构1，导纤轴从动轮101套在导纤轴键槽1206内的导纤轴键1208上，通过导纤轴从动轮固定件102固定在导纤轴第一阶梯202上，导纤轴主动轮104通过导纤轴主动轮固定件105和导纤轴主动轮轴承106固定在支架A8上，导纤侧张紧轮107通过导纤侧张紧轮轴承109和导纤侧张紧轮固定件108固定在支架A8上，导纤电机110通过导纤电机法兰固定在支架A8上；本发明中的导纤电机110的输出轴通过导纤电机减速器111、导纤电机联轴器112与导纤轴主动轮104连接，带动导纤轴主动轮104旋转，导纤轴主动轮104通过导纤侧同步齿形带103带动导纤轴从动轮101旋转，从而带动导纤轴2和飞叉3旋转；本发明中的导纤轴2的右侧连接有飞叉3，飞叉体304连接有导纤移动块301、排纤机构支撑板302和飞叉配重块303，排纤机构支撑板302通过螺钉和螺母固定在排纤机构支撑板安装孔314上，飞叉配重块303通过螺钉和螺母固定在飞叉配重块安装孔313上，排纤机构支撑板302实现排纤机构的支撑与固定，飞叉配重块303实现导纤机构关于导纤轴2的转动惯量平衡；本发明中的导纤移动块滑轨308安装在导纤移动块滑轨安装孔312上，导纤移动块301通过导纤移动块滑轨308可以在导纤轴2的轴向移动；本发明中的导纤轮组305通过螺钉和螺母固定在导纤板307上，导纤轮1 317、导纤轮2 318、导纤轮3 319、导纤轮4 320的导纤槽共面，导纤轮组305实现光纤322在收纤轴2和供纤轴之间的导向；本发明中的张力测量机构309固定在导纤板307上，张力测量机构309的导纤槽与导纤轮组305的导纤槽共面；本发明中的张力调节机构310的导纤槽与导纤轮组305的导纤槽共面，张力调节机构310通过螺钉和螺母固定在导纤板307上；本发明中的张力测控机构306实现光纤322在收纤轴2和供纤轴之间的张力恒定。

本发明中的导纤轴2通过导纤轴轴承5和导纤轴轴承盖6固定在支架A 8上，导纤轴2带动飞叉3实现单自由度转动，导纤电机110是伺服电机，在控制系统的作用下能够实现高精度的位置控制，使得控制过程更加平稳。

本发明中的导纤移动块301可以在导纤移动块滑轨308上自由滑动，在排纤机构的控制作用下能够实现高精度排纤；本发明中的张力测量机构309的导线321连接到滑环动子接线端404，滑环定子接线端403把电信号引出，解决了导纤机构旋转时与外界的电信号传输问题；在本发明中，光纤322从供纤骨架中释放出，经过导纤轮1 317、导纤轮2 318的导纤槽，水平进入张力测量机构309的导纤槽，从张力测量机构309的导纤槽水平穿出，水平方向进入张力调节机构310的导纤槽，从张力调节机构310的导纤槽水平穿出，水平进入导纤轮3 319的导纤槽，从导纤轮3 319的导纤槽垂直穿出，垂直进入导纤轮4 320的导纤槽，从导纤轮4320的导纤槽垂直穿出绕制在收纤骨架上。

本发明设计的一种适用于光纤缠绕机上的自动导纤机构，该机构的精密主轴采用多阶梯设计，有利于导纤轴轴承5、导纤轴轴承盖6、滑环4、飞叉3和飞叉固定件7的高精度装配；导纤轴2能够带动飞叉3实现单自由度转动，导纤轴2的驱动电机是伺服电机，在控制系统的作用下能够实现高精度的位置控制，使得控制过程更加平稳；在导纤方面，光纤322经过多个导纤轮的导向，实现了张力测量机构309和张力调节机构310送纤方向的一致，保证了光纤322在缠绕过程中张力的一致性；导纤移动块301能够在导纤移动块滑轨308上自由滑动，在排纤机构的作用下能够实现高精度排纤；张力测量机构309的导线321连接到滑环动子，滑环定子401把电信号引出，解决了导纤机构旋转时与外界的电信号传输问题；飞叉配重块303能够实现导纤机构关于导纤轴2旋转时的转动惯量平衡；整个光纤缠绕机导纤机构设计合理、紧凑、易于实现。