用于光纤环绕制的变匝区位置控制装置及其使用方法与流程

本发明涉及光纤环绕制领域，尤其是涉及一种用于光纤环绕制的变匝区位置控制装置及其使用方法。

背景技术：

1、光纤陀螺是用于测量姿态方位的高精度惯性传感系统，光纤环是光纤陀螺的光学核心组成部分。光纤环是将一段光纤通过四极对称、八极对称、十六极对称等特殊绕法绕制而成的一种光纤敏感元件，不同规格的光纤环所需的光纤从几百米至数公里不等，光纤环的绕制层数一般为极数的整数倍，每层有数十匝光纤，每匝光纤之间是紧密贴合的。

2、绕环时，首先需要标记光纤的长度中点，并将该中点两端的光纤分别盘绕在两个储纤盘上，然后以光纤中点为起点，将两个储纤盘上的光纤按照对应绕法交替缠绕到光纤环骨架上。在绕制的过程中，当一个储纤盘处于工作状态进行放纤绕环时，需要另一个储纤盘进入跟随状态并与光纤环骨架同步旋转，直到处于工作状态的储纤盘本层绕环结束，需要换盘时，将两个储纤盘的工作位置及工作状态交换。这个换盘的动作可以通过全自动绕环机自动完成，也可以通过半自动绕环机由人工手动完成。

3、在光纤环绕制工艺中，有一个变匝区的概念，由于实际光纤环并非以螺旋线方式均匀排列，而是每匝光纤大部分处于同一平面，只在小范围内变匝至下一个平面，由每一匝、每一层光纤的这个平面过渡的变匝范围组成了变匝区，工艺上需要变匝区整齐、均匀，以提高光纤环性能，变匝区分布在光纤环圆周上的角度一般不超过10°。在实际绕环过程中，对变匝区没有很好的控制办法，变匝区容易产生偏移，从而影响光纤环性能。为了使每一层、每一匝光纤的变匝过渡范围都处于设定的变匝区内，操作人员会使用工具干预，将偏离变匝区的光纤擀到变匝区内，这种操作会使外力施加到光纤环上，导致光纤环内应力分布不均，从而引起非互易相位误差，降低光纤环性能。

技术实现思路

1、本发明提供了一种用于光纤环绕制的变匝区位置控制装置及其使用方法，解决了光纤环绕制过程中变匝区位置控制的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种用于光纤环绕制的变匝区位置控制装置，包括骨架机构，骨架机构包括第一骨架法兰和第二骨架法兰，第一骨架法兰和第二骨架法兰之间设有轴管，第一骨架法兰和第二骨架法兰内侧分别设有第一变匝槽和第二变匝槽，第一骨架法兰和第二骨架法兰外侧分别设有第一控纤盘和第二控纤盘，第一控纤盘和第二控纤盘上均设有用于光纤穿过的第一梳状滑槽和第二梳状滑槽，第一梳状滑槽和第二梳状滑槽位于第一变匝槽或第二变匝槽两侧。

3、优选的方案中，轴管外侧设有第一骨架瓣和第二骨架瓣，第一骨架瓣和第二骨架瓣拼接成整圆结构，第一骨架瓣和第二骨架瓣端面与第一骨架法兰和第二骨架法兰连接。

4、优选的方案中，第一骨架瓣和第二骨架瓣对接处设有可拆卸的隔片。

5、优选的方案中，第一控纤盘和第二控纤盘外侧连接有张力保持机构，张力保持机构上设有用于安装跟随储纤盘的圆柱凸台。

6、优选的方案中，圆柱凸台与跟随储纤盘转动连接，张力保持机构上设有滑轨，滑轨上设有可滑动的滑块，滑块上连接有可转动的动滑轮，张力保持机构上靠近骨架机构的一端设有弹簧立柱，还设有弹簧，弹簧两端分别与弹簧立柱和滑块连接，张力保持机构上动滑轮两侧分别设有可转动的第一定滑轮和第二定滑轮，跟随储纤盘的光纤绕过第一定滑轮、第二定滑轮和动滑轮。

7、优选的方案中，张力保持机构上滑轨一侧设有刻度尺。

8、优选的方案中，张力保持机构上设有滑套，滑套内设有可滑动的螺杆，螺杆一端设有摆杆，第二定滑轮设在摆杆端部，螺杆上套有锁定母，锁定母端部抵靠滑套。

9、优选的方案中，

10、选取合适的骨架法兰、骨架瓣、控纤盘组装成变匝区控制组件；

11、安装储纤盘、各储纤盘引出的光纤、变匝区控制组件，通过旋转两个储纤盘，将两个储纤盘之间标记的光纤中点移动至靠在一侧骨架法兰的变匝槽内；

12、分配工作储纤盘与跟随储纤盘；

13、控制两个储纤盘与骨架之间的光纤张力；

14、开始绕环工作，绕环过程中设备会自动控制工作储纤盘与骨架之间的光纤张力；

15、完成多次换盘、绕纤工作直至完成目标层数。

16、优选的方案中，包括手动换盘方法：

17、通过人工将工作储纤盘拆解下来并将其与骨架之间的光纤小心盘在工作储纤盘上，暂放置在设备平台上；

18、将跟随储纤盘拆解下来并将其安装在设备的放纤工作位，将跟随储纤盘与骨架之间的光纤小心布设在设备的放纤系统中；

19、将工作储纤盘从设备平台上移动至正确的张力保持机构，将光纤引入正确的滑槽槽底后引入张力保持机构上的张力控制轮组并调节光纤张力，至此实现了两个储纤盘的工作位置及工作状态手动交换。

20、本发明的有益效果为：控纤盘可以控制变匝区，通过第一控纤盘、第二控纤盘可以引导光纤根据不同的骨架直径，进入正确的梳状滑槽并安全地滑入槽底，或者从槽底滑出至工作位，每个槽底可以控制一定范围内的光纤变匝区；

21、控纤盘的适用范围广，控纤盘的原理在于设置多个滑槽，通过将光纤引入正确的滑槽底部，从而实现光纤在变匝区的定位控制，该结构不仅适用于自动更换储纤盘的设备，也适用于人工更换储纤盘的设备；

22、半自动绕环机跟随储纤盘引出的光纤有了张力控制，事先标定好滑块在刻度尺不同位置所对应的张力后，可以方便地通过调节跟随储纤盘与骨架之间的光纤长度，来调节滑块位置，从而调节跟随储纤盘与骨架之间的光纤张力值；

23、平衡光纤张力，提高绕环质量，通过张力控制机构，可以使跟随储纤盘与骨架之间的光纤在与光纤环骨架同步旋转时保持一个恒定的张力，调节这个张力与工作储纤盘的光纤张力一致，使光纤环与两个储纤盘之间张力平衡，更有利于提高光纤环的应力分布对称性，从而提高光纤环性能，并且通过恒定的拉力，控制变匝区光纤的收紧力和光纤角度，约束变匝区位置；

24、保护光纤，由于弹簧的缓冲作用，可以吸收因设备震动带来的光纤震颤，有利于保护跟随储纤盘与骨架之间的光纤。

技术特征：

1.一种用于光纤环绕制的变匝区位置控制装置，其特征是：包括骨架机构（12），骨架机构（12）包括第一骨架法兰（3）和第二骨架法兰（4），第一骨架法兰（3）和第二骨架法兰（4）之间设有轴管（302），第一骨架法兰（3）和第二骨架法兰（4）内侧分别设有第一变匝槽（301）和第二变匝槽（401），第一骨架法兰（3）和第二骨架法兰（4）外侧分别设有第一控纤盘（1）和第二控纤盘（2），第一控纤盘（1）和第二控纤盘（2）上均设有用于光纤穿过的第一梳状滑槽（101）和第二梳状滑槽（104），第一梳状滑槽（101）和第二梳状滑槽（104）位于第一变匝槽（301）或第二变匝槽（401）两侧。

2.根据权利要求1所述用于光纤环绕制的变匝区位置控制装置，其特征是：轴管（302）外侧设有第一骨架瓣（5）和第二骨架瓣（6），第一骨架瓣（5）和第二骨架瓣（6）拼接成整圆结构，第一骨架瓣（5）和第二骨架瓣（6）端面与第一骨架法兰（3）和第二骨架法兰（4）连接。

3.根据权利要求2所述用于光纤环绕制的变匝区位置控制装置，其特征是：第一骨架瓣（5）和第二骨架瓣（6）对接处设有可拆卸的隔片（501）。

4.根据权利要求1所述用于光纤环绕制的变匝区位置控制装置，其特征是：第一控纤盘（1）和第二控纤盘（2）外侧连接有张力保持机构（7），张力保持机构（7）上设有用于安装跟随储纤盘（10）的圆柱凸台（702）。

5.根据权利要求4所述用于光纤环绕制的变匝区位置控制装置，其特征是：圆柱凸台（702）与跟随储纤盘（10）转动连接，张力保持机构（7）上设有滑轨（707），滑轨（707）上设有可滑动的滑块（706），滑块（706）上连接有可转动的动滑轮（705），张力保持机构（7）上靠近骨架机构（12）的一端设有弹簧立柱（708），还设有弹簧（709），弹簧（709）两端分别与弹簧立柱（708）和滑块（706）连接，张力保持机构（7）上动滑轮（705）两侧分别设有可转动的第一定滑轮（703）和第二定滑轮（704），跟随储纤盘（10）的光纤绕过第一定滑轮（703）、第二定滑轮（704）和动滑轮（705）。

6.根据权利要求1所述用于光纤环绕制的变匝区位置控制装置，其特征是：张力保持机构（7）上滑轨（707）一侧设有刻度尺（710）。

7.根据权利要求5所述用于光纤环绕制的变匝区位置控制装置，其特征是：张力保持机构（7）上设有滑套（712），滑套（712）内设有可滑动的螺杆（714），螺杆（714）一端设有摆杆（711），第二定滑轮（704）设在摆杆（711）端部，螺杆（714）上套有锁定母（713），锁定母（713）端部抵靠滑套（712）。

8.根据权利要求1所述用于光纤环绕制的变匝区位置控制装置的使用方法，其特征是：

9.根据权利要求8所述用于光纤环绕制的变匝区位置控制装置的使用方法，其特征是：包括手动换盘方法：

技术总结
本申请提供一种用于光纤环绕制的变匝区位置控制装置，包括骨架机构，骨架机构包括第一骨架法兰和第二骨架法兰，第一骨架法兰和第二骨架法兰之间设有轴管，第一骨架法兰和第二骨架法兰内侧分别设有第一变匝槽和第二变匝槽，第一骨架法兰和第二骨架法兰外侧分别设有第一控纤盘和第二控纤盘，第一控纤盘和第二控纤盘上均设有用于光纤穿过的第一梳状滑槽和第二梳状滑槽，第一梳状滑槽和第二梳状滑槽位于第一变匝槽或第二变匝槽两侧，解决了光纤环绕制过程中变匝区位置控制的问题。

技术研发人员：郭伟华,关昌,王胜男,刘璇,鲁秋,范涛,曲勇军,廉正刚,皮亚斌
受保护的技术使用者：武汉长盈通光电技术股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/7