四极性对称光纤敏感线圈缠绕的传动系统的制作方法
【专利摘要】本发明四极性对称光纤敏感线圈缠绕的传动系统用于四极性对称光纤敏感线圈缠绕装置，两主电机采用分时驱动方式，传动轴与主轴之间通过同步带传递动力。绕线架转动时同步带带动主轴、工艺轮、绕线架以及产品轮旋转；绕线架止动时工艺轮旋转放线；两工艺轮中的一个工艺轮放线，同时产品轮收线，交替完成光纤在产品轮上的缠绕。其特点是：伺服电机少、传动结构简单、传动链短，从而减小了传动误差并提高了控制精度。
【专利说明】四极性对称光纤敏感线圈缠绕的传动系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及光纤敏感线圈缠绕的传动系统，特别是一种四极性对称光纤敏感线圈缠绕的传动系统。
【背景技术】
[0002]光纤陀螺中光纤敏感线圈的四级性对称绕法是目前光纤敏感线圈采用最多的缠绕方式，四级性对称绕法有多种不同的实现形式，每种实现形式都有其不同的传动方式。现有光纤敏感线圈缠绕装置的传动系统，其机械结构都很复杂、传动链长，会导致缠绕装置的传动误差增大，同时增加了各部件的控制难度。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是克服现有光纤敏感线圈缠绕装置存在的缺点和不足，提供一种伺服电机少、传动结构简单、传动链短的光纤敏感线圈缠绕的传动系统，从而一定程度上减小传动误差并提高控制精度。
[0004]为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为:
[0005]四极性对称光纤敏感线圈缠绕的传动系统，用于实现四极性对称光纤敏感线圈缠绕，其特征在于:该传动系统分别有A、B两套相同的缠绕机传动机构组成，两套相同的缠绕机传动机构对称布置，并且缠绕机传动机构的输出主轴通过刚性动力锁同轴联接；其中:
[0006]缠绕机传动机构,包括驱动A、B工艺轮与产品轮旋转的主传动机构、绕线架传动机构与平移滑台移动机构；
[0007]I)主传动机构:包含主电机、传动轴、主轴、主轴传动套筒、电磁离合器、电磁制动器、同步带轮及同步带；所述的传动轴与主轴之间通过同步带传递动力，主电机驱动传动轴转动，当传动轴上两同步带轮之间的电磁离合器闭合且电磁制动器断开时，传动轴上的两同步带轮均随传动轴转动；当传动轴上两同步带轮之间的电磁离合器断开时，传动轴上仅靠近主电机的同步带轮随传动轴转动；传动轴上的同步带轮通过同步带驱动主轴上的同步带轮转动，主轴上的同步带轮带动主轴传动套筒转动，主轴传动套筒转动时A、B工艺轮转动；
[0008]当一个缠绕机中的两电磁离合器均闭合且电磁制动器断开时，主轴传动套筒带动主轴旋转，主轴旋转带动产品轮旋转；
[0009]2)绕线架传动机构:包含主电机、传动轴、主轴、主轴传动套筒、电磁离合器、电磁制动器、同步带轮、同步带及绕线架；所述的传动轴与主轴之间通过同步带传递动力，主电机驱动传动轴转动，当传动轴上两同步带轮之间的电磁离合器闭合且电磁制动器断开时，传动轴上的两同步带轮均随传动轴转动；
[0010]传动轴上的同步带轮通过同步带驱动主轴传动套筒上的同步带轮转动，主轴传动套筒上的同步带轮带动主轴转动，同时，主轴上靠近绕线架的同步带轮带动绕线架转动套筒与绕线架同步转动；当传动轴上两同步带轮之间的电磁离合器断开且电磁制动器闭合时，绕线架制动；
[0011]3)平移滑台移动机构:平移电机驱动平移滑台左右移动，绕线机中的工艺轮放线时，其平移电机工作，驱动平移滑台移动；绕线机中的产品轮收线时，
[0012]其平移电机不工作，其平移滑台止动；
[0013]4)缠绕机传动机构中，A、B工艺轮中的一个工艺轮放线，同时产品轮收线，交替完成光纤在产品轮上的缠绕；缠绕过程中，一个缠绕机中的绕线架制动、其工艺轮转动放线、其平移滑台移动；同时，另一个绕线机中的绕线架转动、其工艺轮转动、同时产品轮转动收线、其平移滑台止动。
[0014]所述的驱动A工艺轮6、B工艺轮与产品轮3旋转的主传动机构、绕线架传动机构，包含A主电机424、Al同步带轮402、Al电磁离合器403、A2同步带轮404、A电磁制动器405、A平移滑台406、绕线架转动套筒407、A3同步带轮408、A电滑环409、A4同步带轮
410,Al同步带411、A2同步带412、A花键413、A2电磁离合器414、A1同步带轮与A3同步带轮支架416、A2同步带轮与A4同步带轮支架418、Al电磁制动器支架419、A2电磁离合器支架420、A传动轴421、A主轴422、A主轴传动套筒423及A平移电机401 ；
[0015]所述的Al同步带轮连接A主电机，并连接Al电磁离合器，Al电磁离合器通过A传动轴与A2同步带轮连接,A2同步带轮的左侧与A电磁制动器连接,Al同步带轮、Al电磁离合器、A2同步带轮、A电磁制动器同轴，Al同步带轮与A3同步带轮、A2同步带轮、A4同步带轮及A电磁制动器分别通过Al同步带轮与A3同步带轮支架、A2同步带轮与A4同步带轮支架、A电磁制动器支架固定在A平移滑台上，A2电磁离合器通过A2电磁离合器支架固定在底座上；A3同步带轮的右侧连接A2电磁离合器，左侧连接A电滑环；A电滑环的左侧与A4同步带轮连接，A4同步带轮的左侧与A绕线架转动套筒连接；A绕线架转动套筒的左侧安装A绕线架5 ;A2电磁离合器通过A花键与A主轴连接，A主轴外安装A主轴传动套筒;A1同步带轮与A3同步带轮通过Al同步带连接，A2同步带轮与A4同步带轮通过A2同步带连接；
[0016]所述的平移滑台移动机构由平移电机、丝杠与螺母组成。
[0017]本发明的突出的实质性特点和显著效果是:
[0018]I)该传动系统的两主轴对接采用刚性动力锁连接，既方便工艺轮、产品轮的安装与拆卸又消除主轴悬臂结构；缠绕时主轴两段通过刚性同步结构连为一体，主电机分时带动主轴旋转，提高了主轴回转精度；从结构主体上减少了主轴的径向跳动，保证了缠绕装置的控制精度。
[0019]2)两缠绕机中的各主电机分时驱动各自的主轴，带动其工艺轮放线、产品轮收线，因此，主电机既是收线电机又是放线电机。
[0020]3)该传动系统严格保证绕线架、工艺轮和产品轮的同步转动，因此确保缠绕光纤产品的质量。
[0021]4)该传动系统采用同步带传动，传动系统结构简单，无滑动保证固定的转速比。轴和轴承上所受的载荷小，运转平稳，噪声小，能缓和冲击，完全满足60?lOOr/min的转速要求。
【专利附图】
【附图说明】[0022]图1为四极性对称光纤敏感线圈缠绕机传动机构主视图；
[0023]图2为四极性对称光纤敏感线圈缠绕机传动机构俯视图；
[0024]图3为本发明传动系统线路图；
[0025]图4为本发明四极性对称光纤敏感线圈的缠绕顺序示意图。
[0026]图中:产品轮3、传动机构4、绕线架5、工艺轮6 ；
[0027]传动机构4:A主电机424、A1同步带轮402、A1电磁离合器403、A2同步带轮404、A电磁制动器405、A平移滑台406、A绕线架转动套筒407、A3同步带轮408、A电滑环409、A4同步带轮410、A1同步带411、A2同步带412、A花键413、A2电磁离合器414、A1和A3同步带轮支架416、A2和A4同步带轮支架418、Al电磁制动器支架419、A2电磁离合器支架420、A传动轴421、A主轴422、A主轴传动套筒423及A平移电机401。
【具体实施方式】
[0028]下面结合附图详细说明本发明的实施方式。
[0029]缠绕机传动机构,包括驱动A、B工艺轮与产品轮旋转的主传动机构、绕线架传动机构与平移滑台移动机构；
[0030]I)主传动机构:包含主电机、传动轴、主轴、主轴传动套筒、电磁离合器、电磁制动器、同步带轮及同步带；所述的传动轴与主轴之间通过同步带传递动力，主电机驱动传动轴转动，当传动轴上两同步带轮之间的电磁离合器闭合且电磁制动器断开时，传动轴上的两同步带轮均随传动轴转动；当传动轴上两同步带轮之间的电磁离合器断开时，传动轴上仅靠近主电机的同步带轮随传动轴转动；传动轴上的同步带轮通过同步带驱动主轴上的同步带轮转动，主轴上的同步带轮带动主轴传动套筒转动，主轴传动套筒转动时A、B工艺轮转动；
[0031]当一个缠绕机中的两电磁离合器均闭合且电磁制动器断开时，主轴传动套筒带动主轴旋转，主轴旋转带动产品轮旋转；
[0032]2)绕线架传动机构:包含主电机、传动轴、主轴、主轴传动套筒、电磁离合器、电磁制动器、同步带轮、同步带及绕线架；所述的传动轴与主轴之间通过同步带传递动力，主电机驱动传动轴转动，当传动轴上两同步带轮之间的电磁离合器闭合且电磁制动器断开时，传动轴上的两同步带轮均随传动轴转动；传动轴上的同步带轮通过同步带驱动主轴传动套筒上的同步带轮转动，主轴传动套筒上的同步带轮带动主轴转动，同时，主轴上靠近绕线架的同步带轮带动绕线架转动套筒与绕线架同步转动；当传动轴上两同步带轮之间的电磁离合器断开且电磁制动器闭合时，绕线架制动；
[0033]3)平移滑台移动机构:平移电机驱动平移滑台左右移动，绕线机中的工艺轮放线时，其平移电机工作，驱动平移滑台移动；绕线机中的产品轮收线时，其平移电机不工作，其平移滑台止动；
[0034]4)缠绕机传动机构中，A、B工艺轮中的一个工艺轮放线，同时产品轮收线，交替完成光纤在产品轮上的缠绕；缠绕过程中，一个缠绕机中的绕线架制动、其工艺轮转动放线、其平移滑台移动；同时，另一个绕线机中的绕线架转动、其工艺轮转动、同时产品轮转动收线、其平移滑台止动。
[0035]所述的驱动A、B工艺轮与产品轮旋转的主传动机构、绕线架传动机构，包含A主电机424、A1同步带轮402、A1电磁离合器403、A2同步带轮404、A电磁制动器405、A平移滑台406、绕线架转动套筒407、A3同步带轮408、A电滑环409、A4同步带轮410、Al同步带
411、A2同步带412、A花键413、A2电磁离合器414、Al同步带轮与A3同步带轮支架416、A2同步带轮与A4同步带轮支架418、A1电磁制动器支架419、A2电磁离合器支架420、A传动轴421、A主轴422、A主轴传动套筒423及A平移电机401出主电机、BI同步带轮、BI电磁离合器、B2同步带轮、B电磁制动器、B平移滑台、B绕线架转动套筒、B3同步带轮、B电滑环、B4同步带轮、BI同步带、B2同步带、B花键、B2电磁离合器、BI同步带轮和B3同步带轮支架、B2同步带轮和B4同步带轮支架、B电磁制动器支架、B2电磁离合器支架、B传动轴、B主轴、B主轴传动套筒及B平移电机。
[0036]所述的Al同步带轮连接A主电机，并连接Al电磁离合器，Al电磁离合器通过A传动轴与A2同步带轮连接,A2同步带轮的左侧与A电磁制动器连接,Al同步带轮、Al电磁离合器、A2同步带轮、A电磁制动器同轴，Al同步带轮与A3同步带轮、A2同步带轮、A4同步带轮及A电磁制动器分别通过Al同步带轮与A3同步带轮支架、A2同步带轮与A4同步带轮支架、A电磁制动器支架固定在A平移滑台上，A2电磁离合器通过A2电磁离合器支架固定在底座上；A3同步带轮的右侧连接A2电磁离合器，左侧连接A电滑环；A电滑环的左侧与A4同步带轮连接，A4同步带轮的左侧与A绕线架转动套筒连接汸绕线架转动套筒的左侧安装A绕线架；A2电磁离合器通过A花键与A主轴连接，A主轴外安装A主轴传动套筒；A1同步带轮与A3同步带轮通过Al同步带连接,A2同步带轮与A4同步带轮通过A2同步带连接。
[0037]所述的BI同步带轮连接B主电机，并连接BI电磁离合器，BI电磁离合器通过B传动轴与B2同步带轮连接,B2同步带轮的右侧与B电磁制动器连接,BI同步带轮、BI电磁离合器、B2同步带轮、B电磁制动器同轴，BI同步带轮与B3同步带轮、B2同步带轮、B4同步带轮及B电磁制动器分别通过BI同步带轮与B3同步带轮支架、B2同步带轮与B4同步带轮支架、B电磁制动器支架固定在B平移滑台上，B2电磁离合器通过B2电磁离合器支架固定在底座上；B3同步带轮的左侧连接B2电磁离合器，右侧连接B电滑环；B电滑环的右侧与B4同步带轮连接，B4同步带轮的左侧与B绕线架转动套筒连接；B绕线架转动套筒的右侧安装B绕线架；B2电磁离合器通过B花键与B主轴连接，B主轴外安装B主轴传动套筒；B1同步带轮与B3同步带轮通过BI同步带连接,B2同步带轮与B4同步带轮通过B2同步带连接。
[0038]所述的平移滑台移动机构由平移电机、丝杠与螺母组成。
[0039]采用四极对称绕制方法缠绕光纤时，处于放线状态的绕线架静止不动，另一个绕线架随主轴与工艺轮同步转动，先将被缠绕光纤中点(L/2)置于产品轮的左侧内边缘，用l>L/2部分绕制第一层，再用l〈L/2部分绕制第二、第三层，然后用l>L/2部分绕制第四层，完成了一个完整的四极对称绕制，重复上述缠绕，直至将固定长度的光纤缠绕至产品轮上。
[0040]如图3-图4所示，完成光纤敏感线圈四极对称缠绕经历的传动过程如下:
[0041]I)四极性对称缠绕第一层光纤
[0042](a) Al电磁离合器断开；A2电磁离合器断开；A电磁制动器闭合，A绕线架保持制动。
[0043](b) A主电机顺时针旋转沿线路①,经同步带传动，带动A工艺轮顺时针放线。[0044](C)A平移电机带动A平移滑台，经线路④向右平移。
[0045](d) BI电磁离合器吸合；B2电磁离合器吸合；B电磁制动器断开。
[0046]Ce) B主电机经同步带沿线路⑤带动B工艺轮；经同步带沿线路⑦带动B绕线架；以及经主轴沿线路⑥带动产品轮，顺时针旋转收线。
[0047](f ) B平移电机不转动，B平移滑台保持不动。
[0048]2)四极性对称缠绕第二层光纤
[0049](a) BI电磁离合器断开；B2电磁离合器断开；B电磁制动器闭合，B绕线架保持制动。
[0050](b) B主电机顺时针旋转沿线路⑤,经同步带传动,带动B工艺轮逆时针放线。
[0051](c)B平移电机带动B平移滑台，经线路⑧向右平移。
[0052](d) Al电磁离合器吸合；A2电磁离合器吸合；A电磁制动器断开。
[0053](e) A主电机经同步带沿线路①带动A工艺轮；经同步带沿线路③带动A绕线架；以及经主轴沿线路②带动产品轮，逆时针旋转收线。
[0054](f ) A平移电机不转动，A平移滑台保持不动。
[0055]3)四极性对称缠绕第三层光纤
[0056](a) BI电磁离合器断开；B2电磁离合器断开；B电磁制动器闭合，B绕线架保持制动。
[0057](b) B主电机顺时针旋转沿线路⑤,经同步带传动,带动B工艺轮逆时针放线。
[0058](c)B平移电机带动B平移滑台，经线路⑧向左平移。
[0059](d) Al电磁离合器吸合；A2电磁离合器吸合；A电磁制动器断开。
[0060](e) A主电机经同步带沿线路①带动A工艺轮；经同步带沿线路③带动A绕线架；以及经主轴沿线路②带动产品轮，逆时针旋转收线。
[0061 ]( f ) A平移电机不转动，A平移滑台保持不动。
[0062]4)四极性对称缠绕第四层光纤
[0063](a) Al电磁离合器断开；A2电磁离合器断开；A电磁制动器闭合，A绕线架保持制动。
[0064](b) A主电机顺时针旋转沿线路①,经同步带传动，带动A工艺轮顺时针放线。
[0065](c)A平移电机带动A平移滑台，经线路④向左平移。
[0066](d) BI电磁离合器吸合；B2电磁离合器吸合；B电磁制动器断开。
[0067]Ce) B主电机经同步带沿线路⑤带动B工艺轮；经同步带沿线路⑦带动B绕线架；以及经主轴沿线路⑥带动产品轮，顺时针旋转收线。
[0068](f ) B平移电机不转动，B平移滑台保持不动。
【权利要求】
1.四极性对称光纤敏感线圈缠绕的传动系统，用于实现四极性对称光纤敏感线圈缠绕，其特征在于:该传动系统分别有A、B两套相同的缠绕机传动机构组成，两套相同的缠绕机传动机构对称布置，并且缠绕机传动机构的输出主轴通过刚性动力锁同轴联接；其中: 缠绕机传动机构，包括驱动A、B工艺轮与产品轮旋转的主传动机构、绕线架传动机构与平移滑台移动机构； 1)主传动机构:包含主电机、传动轴、主轴、主轴传动套筒、电磁离合器、电磁制动器、同步带轮及同步带；所述的传动轴与主轴之间通过同步带传递动力，主电机驱动传动轴转动，当传动轴上两同步带轮之间的电磁离合器闭合且电磁制动器断开时，传动轴上的两同步带轮均随传动轴转动；当传动轴上两同步带轮之间的电磁离合器断开时，传动轴上仅靠近主电机的同步带轮随传动轴转动；传动轴上的同步带轮通过同步带驱动主轴上的同步带轮转动，主轴上的同步带轮带动主轴传动套筒转动，主轴传动套筒转动时A、B工艺轮转动； 当一个缠绕机中的两电磁离合器均闭合且电磁制动器断开时，主轴传动套筒带动主轴旋转，主轴旋转带动产品轮旋转； 2)绕线架传动机构:包含主电机、传动轴、主轴、主轴传动套筒、电磁离合器、电磁制动器、同步带轮、同步带及绕线架；所述的传动轴与主轴之间通过同步带传递动力，主电机驱动传动轴转动，当传动轴上两同步带轮之间的电磁离合器闭合且电磁制动器断开时，传动轴上的两同步带轮均随传动轴转动；传动轴上的同步带轮通过同步带驱动主轴传动套筒上的同步带轮转动，主轴传动套筒上的同步带轮带动主轴转动，同时，主轴上靠近绕线架的同步带轮带动绕线架转动套筒与绕线架同步转动；当传动轴上两同步带轮之间的电磁离合器断开且电磁制动器闭合时，绕线架制动； 3)平移滑台移动机构: 平移电机驱动平移滑台左右移动，绕线机中的工艺轮放线时，其平移电机工作，驱动平移滑台移动；绕线机中的产品轮收线时，其平移电机不工作，其平移滑台止动； 4)缠绕机传动机构中，A、B工艺轮中的一个工艺轮放线，同时产品轮收线，交替完成光纤在产品轮上的缠绕；缠绕过程中，一个缠绕机中的绕线架制动、其工艺轮转动放线、其平移滑台移动；同时，另一个绕线机中的绕线架转动、其工艺轮转动、同时产品轮转动收线、其平移滑台止动。
2.根据权利要求1所述的四极性对称光纤敏感线圈缠绕的传动系统，其特征在于:所述的驱动A工艺轮(6)、B工艺轮与产品轮(3)旋转的主传动机构、绕线架传动机构，包含A主电机(424)、Al同步带轮(402)、Al电磁离合器(403)、A2同步带轮(404)、A电磁制动器(405)、A平移滑台(406)、绕线架转动套筒(407)、A3同步带轮(408)、A电滑环(409)、A4同步带轮(410)、A1同步带(411)、A2同步带(412)、A花键(413)、A2电磁离合器(414)、A1同步带轮与A3同步带轮支架(416)、A2同步带轮与A4同步带轮支架(418)、A1电磁制动器支架(419)、A2电磁离合器支架(420)、A传动轴(421)、A主轴(422)、A主轴传动套筒(423)及A平移电机(401)； 所述的Al同步带轮连接A主电机,并连接Al电磁离合器，Al电磁离合器通过A传动轴与A2同步带轮连接，A2同步带轮的左侧与A电磁制动器连接，Al同步带轮、Al电磁离合器、A2同步带轮、A电磁制动器同轴，Al同步带轮与A3同步带轮、A2同步带轮、A4同步带轮及A电磁制动器分别通过Al同步带轮与A3同步带轮支架、A2同步带轮与A4同步带轮支架、A电磁制动器支架固定在A平移滑台上，A2电磁离合器通过A2电磁离合器支架固定在底座上；A3同步带轮的右侧连接A2电磁离合器，左侧连接A电滑环；A电滑环的左侧与A4同步带轮连接，A4同步带轮的左侧与A绕线架转动套筒连接；A绕线架转动套筒的左侧安装A绕线架(5) ；A2电磁离合器通过A花键与A主轴连接，A主轴外安装A主轴传动套筒；A1同步带轮与A3同步带轮通过Al同步带连接，A2同步带轮与A4同步带轮通过A2同步带连接； 所述的平移滑台移动机构由平移电机、丝杠与螺母组成。
【文档编号】F16H7/02GK103542047SQ201310291616
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2013年7月11日 优先权日:2013年7月11日
【发明者】杨瑞峰, 张鹏, 武锦辉, 郭晨霞 申请人:中北大学