本發(fā)明涉及一種適用于光纖纏繞機上的自動導纖機構。

背景技術：

光纖陀螺誕生于1976年，是利用光纖傳感技術測量空間慣性轉(zhuǎn)動率的一種新型傳感器，目前已經(jīng)發(fā)展成為慣性技術領域具有劃時代特征的新型主流儀表；光纖陀螺與機械陀螺和激光陀螺相比，具有啟動時間短、沒有運動部件、耐沖擊和振動、體積小、精度高、成本低、宜于集成化的優(yōu)點；光纖陀螺的應用前景十分廣闊，它不僅用于衛(wèi)星、飛機、核潛艇、船舶的導航，導彈制導，宇宙飛船的高精度位置控制，而且在民用上還可以用于機器人和自動化控制等領域。

光纖環(huán)是光纖陀螺的核心部件，它不僅是陀螺有用信號的來源，而且是絕大部分非互易誤差的來源，是目前影響陀螺性能、制約慣導級光纖陀螺工程化的最主要因素；光纖環(huán)的繞制方式，纏繞時的外部條件以及纏繞時的光纖應力是影響光纖陀螺性能的主要因素；如何繞制高質(zhì)量的光纖環(huán)，對光纖陀螺的研制十分重要，因此，研制精密的光纖纏繞機至關重要。

目前一些光纖纏繞機上使用的導纖機構，其結構簡單，集成度不高，張力控制精度低，從而導致光纖上張力波動大，繞環(huán)質(zhì)量差。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種適用于光纖纏繞機上的自動導纖機構，該導纖機構的精密主軸采用多階梯設計，有利于軸承、軸承蓋、滑環(huán)、飛叉和飛叉固定件的高精度裝配；導纖軸能夠帶動飛叉實現(xiàn)單自由度轉(zhuǎn)動，導纖軸驅(qū)動電機是伺服電機，在控制系統(tǒng)的作用下能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的位置控制；在導纖方面，光纖經(jīng)過多個導纖輪的導向，實現(xiàn)了張力測量機構和張力調(diào)節(jié)機構送纖方向的一致，保證了光纖在纏繞過程中張力的一致性；導纖移動塊能夠在導纖移動塊滑軌上自由滑動，在排纖機構的作用下能夠?qū)崿F(xiàn)高精度排纖。

本發(fā)明是一種適用于光纖纏繞機上的自動導纖機構，包括導纖驅(qū)動機構、導纖軸、飛叉、滑環(huán)、導纖軸軸承、導纖軸軸承蓋、飛叉固定件、支架A和基座；所述導纖驅(qū)動機構由導纖軸從動輪、導纖軸從動輪固定件、導纖側(cè)同步齒形帶、導纖軸主動輪、導纖軸主動輪固定件、導纖軸主動輪軸承、導纖側(cè)張緊輪、導纖側(cè)張緊輪固定件、導纖側(cè)張緊輪軸承、導纖電機、導纖電機減速器和導纖電機聯(lián)軸器組成；所述導纖軸上開有導纖軸通孔、導纖軸第一階梯、導纖軸第二階梯、導纖軸第三階梯、導纖軸第四階梯、導纖軸鍵槽1和導纖軸鍵槽2；所述飛叉由導纖移動塊、排纖機構支撐板、飛叉配重塊和飛叉體組成；所述導纖移動塊由導纖輪組、張力測控機構、導纖板和導纖移動塊滑軌組成；所述導纖輪組由導纖輪1、導纖輪2、導纖輪3、導纖輪4組成；所述張力測控機構由張力測量機構和張力調(diào)節(jié)機構組成；所述飛叉體上有飛叉體通孔、導纖移動塊滑軌安裝孔、飛叉配重塊安裝孔和排纖機構支撐板安裝孔；所述滑環(huán)由滑環(huán)定子、滑環(huán)動子、滑環(huán)定子接線端、滑環(huán)動子接線端和滑環(huán)固定件組成；所述導纖軸通過導纖軸軸承和導纖軸軸承蓋固定在支架A上；所述導纖輪組、張力測量機構和張力調(diào)節(jié)機構的導纖槽保持在同一平面；所述張力測量機構的導線連接到滑環(huán)動子，滑環(huán)定子把電信號引出，解決了導纖機構旋轉(zhuǎn)時與外界的電信號傳輸問題。

本發(fā)明導纖機構的優(yōu)點是：

(1)精密主軸采用多階梯設計，有利于軸承、軸承蓋、滑環(huán)、飛叉和飛叉固定件的高精度裝配；

(2)導纖軸能夠帶動飛叉實現(xiàn)單自由度轉(zhuǎn)動，導纖軸驅(qū)動電機是伺服電機，在控制系統(tǒng)的作用下能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的位置控制，使得控制過程更加平穩(wěn)；

(3)在導纖方面，光纖經(jīng)過多個導纖輪的導向，實現(xiàn)了張力測量機構和張力調(diào)節(jié)機構送纖方向的一致，保證了光纖在纏繞過程中張力的一致性；

(4)導纖移動塊能夠在導纖移動塊滑軌上自由滑動，在排纖機構的作用下能夠?qū)崿F(xiàn)高精度排纖；

(5)排纖機構支撐板能夠支撐固定排纖機構，使得整個光纖纏繞機設備結構更加合理、緊湊、易于實現(xiàn)；

(6)導纖移動塊采用輕質(zhì)材料加工制成多孔結構，減輕了移動部件的重量；

(7)導纖輪組采用小慣量、低摩擦設計，降低了對光纖的附加應力，提高了光纖運動的穩(wěn)定性；

(8)張力測量機構的導線連接到滑環(huán)動子，滑環(huán)定子把電信號引出，解決了導纖機構旋轉(zhuǎn)時與外界的電信號傳輸問題；

(9)飛叉配重塊能夠?qū)崿F(xiàn)導纖機構關于導纖軸旋轉(zhuǎn)時的轉(zhuǎn)動慣量平衡。

附圖說明

圖1是本發(fā)明導纖機構結構圖。

圖2是本發(fā)明驅(qū)動機構結構圖。

圖3是本發(fā)明導纖機構軸系結構圖。

圖4是本發(fā)明導纖軸結構圖。

圖5是本發(fā)明飛叉結構圖。

圖6是本發(fā)明滑環(huán)結構圖。

圖7是本發(fā)明導纖輪組和測控機構結構圖。

圖中：

1.導纖驅(qū)動機構；2.導纖軸；3.飛叉；4.滑環(huán)；5.導纖軸軸承；6.導纖軸軸承蓋；7.飛叉固定件；8.支架A；9.基座

101.導纖軸從動輪；102.導纖軸從動輪固定件；103.導纖側(cè)同步齒形帶；104.導纖軸主動輪；105.導纖軸主動輪固定件；106.導纖軸主動輪軸承；107.導纖側(cè)張緊輪；108.導纖側(cè)張緊輪固定件；109.導纖側(cè)張緊輪軸承；110.導纖電機；111.導纖電機減速器；112.導纖電機聯(lián)軸器

201.導纖軸通孔；202.導纖軸第一階梯；203.導纖軸第二階梯；204.導纖軸第三階梯；205.導纖軸第四階梯；206.導纖軸鍵槽1；207.導纖軸鍵槽2；208.導纖軸鍵1；209.導纖軸鍵2

301.導纖移動塊；302.排纖機構支撐板；303.飛叉配重塊；304.飛叉體；305.導纖輪組；306.張力測控機構；307.導纖板；308.導纖移動塊滑軌；309.張力測量機構；310.張力調(diào)節(jié)機構；311.飛叉體通孔；312.導纖移動塊滑軌安裝孔；313.飛叉配重塊安裝孔；314.排纖機構支撐板安裝孔；315.導纖軸鍵1；316.導纖軸鍵2；317.導纖輪1；318.導纖輪2；319.導纖輪3；320.導纖輪4；321.導線；322.光纖

401.滑環(huán)定子；402.滑環(huán)動子；403.滑環(huán)定子接線端；404.滑環(huán)動子接線端；405.滑環(huán)固定件；406.滑環(huán)通孔；407.滑環(huán)動子螺紋孔

801.支架A通孔

具體實施方式

下面將結合附圖對本發(fā)明作進一步的詳細說明。

請參見圖1、圖3所示，本發(fā)明是一種適用于光纖纏繞機上的自動導纖機構，包括導纖驅(qū)動機構1、導纖軸2、飛叉3、滑環(huán)4、導纖軸軸承5、導纖軸軸承蓋6、飛叉固定件7、支架A 8和基座9。

請參見圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖7所示，本發(fā)明中的導纖驅(qū)動機構1由導纖軸從動輪101、導纖軸從動輪固定件102、導纖側(cè)同步齒形帶103、導纖軸主動輪104、導纖軸主動輪固定件105、導纖軸主動輪軸承106、導纖側(cè)張緊輪107、導纖側(cè)張緊輪固定件108、導纖側(cè)張緊輪軸承109、導纖電機110、導纖電機減速器111和導纖電機聯(lián)軸器112組成；本發(fā)明中的導纖軸2上開有導纖軸通孔201、導纖軸第一階梯202、導纖軸第二階梯203、導纖軸第三階梯204、導纖軸第四階梯205、導纖軸鍵槽1 206和導纖軸鍵槽2 207；本發(fā)明中的飛叉3由導纖移動塊301、排纖機構支撐板302、飛叉配重塊303、飛叉體304和導纖移動塊滑軌126組成；本發(fā)明中的導纖移動塊301由導纖輪組305、張力測控機構306和導纖板125組成；本發(fā)明中的導纖輪組123由導纖輪1 129、導纖輪2 130、導纖輪3 131、導纖輪4 132組成；本發(fā)明中的張力測控機構306由張力測量機構309和張力調(diào)節(jié)機構310組成；本發(fā)明中的張力測量機構309由張力輪321、張力傳感器322、張力傳感器固定架323和導線324組成；本發(fā)明中的張力調(diào)節(jié)機構310由張力調(diào)節(jié)輪325、調(diào)節(jié)彈簧326和張力調(diào)節(jié)輪滑動槽327組成；本發(fā)明中的飛叉體304上有飛叉體通孔311、導纖移動塊滑軌安裝孔312、飛叉配重塊安裝孔313和排纖機構支撐板安裝孔314；

請參見圖1、圖6所示，本發(fā)明中的滑環(huán)4由滑環(huán)定子401、滑環(huán)動子402、滑環(huán)定子接線端403、滑環(huán)動子接線端404、滑環(huán)固定件405、滑環(huán)通孔406和滑環(huán)動子螺紋孔407組成；本發(fā)明中的支架A8上有支架A通孔801。

本發(fā)明中的的導纖軸2穿過支架A通孔801，導纖軸軸承5分別卡在導纖軸第二階梯203和導纖軸第三階梯204上，通過導纖軸軸承蓋6固定在支架A8上；滑環(huán)4經(jīng)由滑環(huán)通孔406套在導纖軸第三階梯204和導纖軸第四階梯205之間，滑環(huán)定子401通過滑環(huán)固定件405固定在導纖軸軸承蓋6上面，滑環(huán)動子402通過螺釘穿過滑環(huán)動子螺紋孔407固定在導纖軸2上；導纖軸鍵槽2207內(nèi)有導纖軸鍵2209，飛叉3經(jīng)由飛叉體通孔311套在導纖軸2上的導纖軸鍵2209上，通過飛叉固定件7固定在導纖軸第四階梯205上；本發(fā)明中的導纖軸2的左側(cè)連接有導纖驅(qū)動機構1，導纖軸從動輪101套在導纖軸鍵槽1206內(nèi)的導纖軸鍵1208上，通過導纖軸從動輪固定件102固定在導纖軸第一階梯202上，導纖軸主動輪104通過導纖軸主動輪固定件105和導纖軸主動輪軸承106固定在支架A8上，導纖側(cè)張緊輪107通過導纖側(cè)張緊輪軸承109和導纖側(cè)張緊輪固定件108固定在支架A8上，導纖電機110通過導纖電機法蘭固定在支架A8上；本發(fā)明中的導纖電機110的輸出軸通過導纖電機減速器111、導纖電機聯(lián)軸器112與導纖軸主動輪104連接，帶動導纖軸主動輪104旋轉(zhuǎn)，導纖軸主動輪104通過導纖側(cè)同步齒形帶103帶動導纖軸從動輪101旋轉(zhuǎn)，從而帶動導纖軸2和飛叉3旋轉(zhuǎn)；本發(fā)明中的導纖軸2的右側(cè)連接有飛叉3，飛叉體304連接有導纖移動塊301、排纖機構支撐板302和飛叉配重塊303，排纖機構支撐板302通過螺釘和螺母固定在排纖機構支撐板安裝孔314上，飛叉配重塊303通過螺釘和螺母固定在飛叉配重塊安裝孔313上，排纖機構支撐板302實現(xiàn)排纖機構的支撐與固定，飛叉配重塊303實現(xiàn)導纖機構關于導纖軸2的轉(zhuǎn)動慣量平衡；本發(fā)明中的導纖移動塊滑軌308安裝在導纖移動塊滑軌安裝孔312上，導纖移動塊301通過導纖移動塊滑軌308可以在導纖軸2的軸向移動；本發(fā)明中的導纖輪組305通過螺釘和螺母固定在導纖板307上，導纖輪1 317、導纖輪2 318、導纖輪3 319、導纖輪4 320的導纖槽共面，導纖輪組305實現(xiàn)光纖322在收纖軸2和供纖軸之間的導向；本發(fā)明中的張力測量機構309固定在導纖板307上，張力測量機構309的導纖槽與導纖輪組305的導纖槽共面；本發(fā)明中的張力調(diào)節(jié)機構310的導纖槽與導纖輪組305的導纖槽共面，張力調(diào)節(jié)機構310通過螺釘和螺母固定在導纖板307上；本發(fā)明中的張力測控機構306實現(xiàn)光纖322在收纖軸2和供纖軸之間的張力恒定。

本發(fā)明中的導纖軸2通過導纖軸軸承5和導纖軸軸承蓋6固定在支架A 8上，導纖軸2帶動飛叉3實現(xiàn)單自由度轉(zhuǎn)動，導纖電機110是伺服電機，在控制系統(tǒng)的作用下能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的位置控制，使得控制過程更加平穩(wěn)。

本發(fā)明中的導纖移動塊301可以在導纖移動塊滑軌308上自由滑動，在排纖機構的控制作用下能夠?qū)崿F(xiàn)高精度排纖；本發(fā)明中的張力測量機構309的導線321連接到滑環(huán)動子接線端404，滑環(huán)定子接線端403把電信號引出，解決了導纖機構旋轉(zhuǎn)時與外界的電信號傳輸問題；在本發(fā)明中，光纖322從供纖骨架中釋放出，經(jīng)過導纖輪1 317、導纖輪2 318的導纖槽，水平進入張力測量機構309的導纖槽，從張力測量機構309的導纖槽水平穿出，水平方向進入張力調(diào)節(jié)機構310的導纖槽，從張力調(diào)節(jié)機構310的導纖槽水平穿出，水平進入導纖輪3 319的導纖槽，從導纖輪3 319的導纖槽垂直穿出，垂直進入導纖輪4 320的導纖槽，從導纖輪4320的導纖槽垂直穿出繞制在收纖骨架上。

本發(fā)明設計的一種適用于光纖纏繞機上的自動導纖機構，該機構的精密主軸采用多階梯設計，有利于導纖軸軸承5、導纖軸軸承蓋6、滑環(huán)4、飛叉3和飛叉固定件7的高精度裝配；導纖軸2能夠帶動飛叉3實現(xiàn)單自由度轉(zhuǎn)動，導纖軸2的驅(qū)動電機是伺服電機，在控制系統(tǒng)的作用下能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的位置控制，使得控制過程更加平穩(wěn)；在導纖方面，光纖322經(jīng)過多個導纖輪的導向，實現(xiàn)了張力測量機構309和張力調(diào)節(jié)機構310送纖方向的一致，保證了光纖322在纏繞過程中張力的一致性；導纖移動塊301能夠在導纖移動塊滑軌308上自由滑動，在排纖機構的作用下能夠?qū)崿F(xiàn)高精度排纖；張力測量機構309的導線321連接到滑環(huán)動子，滑環(huán)定子401把電信號引出，解決了導纖機構旋轉(zhuǎn)時與外界的電信號傳輸問題；飛叉配重塊303能夠?qū)崿F(xiàn)導纖機構關于導纖軸2旋轉(zhuǎn)時的轉(zhuǎn)動慣量平衡；整個光纖纏繞機導纖機構設計合理、緊湊、易于實現(xiàn)。