专利名称：一种互检定位系统和插拔系统的制作方法
技术领域：
本实用新型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l，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可以驱动第一传动齿轮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的结合部设有内螺纹，第二传动 齿轮4的相应部分外壁设有外螺纹。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之间的螺纹连接，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冲数无法获知 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。
实用新型内容本实用新型提供一种互检定位系统和插拔系统，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，本实用新型实施例提供一种互检定位系统，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。 另外，本实用新型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纹， 所述第二传动齿轮的相应部分外壁设有内螺纹，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纹连接，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。 由上述技术方案可知，利用本实用新型实施例提供的互检定位系统和相应的插拔 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实用新型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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本 实用新型的一些实施例，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1是一种插拔系统的示意图； 图2是本实用新型实施例一提供的互检定位系统的示意图。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新
型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描 述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施 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 本实用新型保护的范围。 本实用新型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和旋转光栅编码器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Nl与旋转光栅编码器的输出信号 脉冲数N2，从而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的结合部设有内螺纹， 插拔器5的相应部分设置有与第二传动齿轮4的内螺纹相配合的外螺纹，即插拔器5的上
4部构成螺杆结构。第二传动齿轮4和插拔器5相配合构成螺纹螺杆结构。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的螺纹螺杆连接，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，通过旋转光栅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。 下面详细举例说明本实施例一中互检定位系统的工作过程，控制器获取输出到步 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 ;然后控制器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。 上述控制器具体判断步进电机的工作状态可以具体包括 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冲数。 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圈时，旋转光栅编码器的的输出信号脉冲数为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值Tl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。[0021] 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。 本实用新型的第二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纹， 所述第二传动齿轮的相应部分外壁设有内螺纹，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纹连接，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。本实施例中相应部件的工作方式 和功能与实施例一中的相应部件相同，这里不再赘述。 由上述公开的技术方案可知，利用本实用新型实施例提供的互检定位系统和相应 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。 以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技 术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和 润饰也应视为本实用新型的保护范围。
权利要求一种互检定位系统，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. —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纹，所述第二传动齿轮 的相应部分外壁设有内螺纹，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纹连接，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。
专利摘要本实用新型提供一种互检定位系统和插拔系统，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。通过本实用新型实施例，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H02K11/00GK201477232SQ20092016203
公开日2010年5月19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