一種適用于光纖纏繞機上的排纖機構的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種適用于光纖纏繞機上的排纖機構，包括導纖機構、滑環、直線電機平臺、直線電機動子、光柵測量系統、初級、次級、直線電機電纜、直線電機電纜拖鏈、限位傳感器、限位傳感器電纜、支架A和基座；本發明采用高精度光柵尺作為測量元件，采用直線電機平臺提供單自由度的軸向平動，傳動環節無鍵聯結，系統的剛度大，無反向間隙，可獲得優良的傳動與控制特性，使得排纖過程穩定、排纖精度高；直線電機平臺安裝在飛叉上，可以跟隨導纖軸實現單自由度轉動，有利于實現四極性的繞制工藝；限位傳感器防止導纖移動塊撞壞飛叉；直線電機及限位傳感器的電纜連接到滑環，解決了飛叉旋轉時直線電機平臺和限位傳感器的外部供電和信號傳輸問題。
【專利說明】
一種適用于光纖纏繞機上的排纖機構
技術領域
[0001]本發明涉及一種適用于光纖纏繞機上的排纖機構。
【背景技術】
[0002]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動率的一種新型傳感器，目前已經發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、宜于集成化的優點；光纖陀螺的應用前景十分廣闊，它不僅用于衛星、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。
[0003]光纖環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;如何繞制高質量的光纖環，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。
[0004]目前一些光纖纏繞機上使用的排纖機構，其結構簡單，大多使用絲杠，存在較大的反向間隙，所繞光纖環經常出現匝間間隙過大、疊層等缺陷，從而導致排纖質量差，最終導致繞環質量差。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是提供一種適用于光纖纏繞機上的排纖機構，該排纖機構采用高精度的光柵尺作為測量元件，測量精度高;采用直線電機驅動，直線電機平臺提供單自由度的軸向平動，傳動環節無鍵聯結，故系統的剛度大，并且無反向間隙，可獲得優良的傳動與控制特性，使得排纖過程穩定、無振動、排纖精度高;整個直線電機平臺安裝在飛叉上，可以跟隨導纖軸實現單自由度的轉動，有利于實現四極性的繞制工藝。
[0006]本發明是一種適用于光纖纏繞機上的排纖機構，包括導纖機構、滑環、直線電機平臺、直線電機動子、光柵測量系統、初級、次級、直線電機電纜、直線電機電纜拖鏈、限位傳感器、限位傳感器電纜、支架A和基座;所述導纖機構由導纖驅動機構、導纖軸、導纖軸軸承、導纖軸軸承蓋、飛叉和飛叉固定件組成;所述飛叉由導纖移動塊、排纖機構支撐板、飛叉配重塊、飛叉體和導纖移動塊滑軌組成;所述排纖機構支撐板上有直線電機平臺安裝孔;所述滑環由滑環定子、滑環動子和滑環固定件組成;所述光柵測量系統由光柵尺和光柵尺讀頭組成;所述導纖軸可以帶動飛叉實現單自由度轉動，從而帶動直線電機平臺實現單自由度轉動;所述直線電機動子可以帶著導纖移動塊沿直線電機平臺實現軸向平動，從而實現高精度排纖;所述直線電機電纜和限位傳感器電纜連接到滑環動子接線端，滑環定子接線端把電信號引出，解決了飛叉旋轉時直線電機平臺和限位傳感器的外部供電和信號傳輸問題。
[0007]本發明排纖機構的優點是:
[0008](I)采用高精度的光柵尺作為測量元件，測量精度高；
[0009](2)采用直線電機驅動，直線電機平臺提供單自由度的軸向平動，傳動環節無鍵聯結，故系統的剛度大，并且無反向間隙，可獲得優良的傳動與控制特性，使得排纖過程穩定、無振動、排纖精度高；
[0010](3)整個直線電機平臺安裝在飛叉上，可以跟隨導纖軸實現單自由度的轉動，有利于實現四極性的繞制工藝；
[0011](4)限位傳感器(12)用于檢測導纖移動塊(107)的運動位置，解決了在光纖纏繞過程中不同側的導纖移動塊(107)的運動干涉問題，并防止導纖移動塊(107)撞壞飛叉(105);
[0012](5)直線電機電纜(8)和限位傳感器電纜(12)連接到滑環動子接線端(204)，滑環定子接線端(203)把電信號引出，解決了飛叉(105)旋轉時直線電機平臺(3)和限位傳感器
(11)的外部供電和信號傳輸問題；
[0013](6)直線電機平臺具有高剛度的框架，故其上面可以承載導纖移動塊等光纖纏繞機的結構，使光纖纏繞機獲得柔性的工藝保證能力；
[0014](7)排纖機構結構設計合理、緊湊，易于實現。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發明排纖機構結構圖。
[0016]圖2是本發明導纖機構結構圖。
[0017]圖3是本發明直線電機平臺及直線電機動子結構圖。
[0018]圖4是本發明滑環結構圖。
[0019]圖中:
[0020]1.導纖機構；2.滑環；3.直線電機平臺；4.直線電機動子;5.光柵測量系統；6.初級;7.次級;8.直線電機電纜;9.直線電機電纜拖鏈;10.直線電機導軌；11.限位傳感器;12.限位傳感器電纜;13.支架A; 14.基座
[0021 ] 101.導纖驅動機構；102.導纖軸；103.導纖軸軸承；104.導纖軸軸承蓋；105.飛叉；106.飛叉固定件；107.導纖移動塊；108.排纖機構支撐板；109.飛叉配重塊；110.飛叉體；
111.導纖移動塊滑軌;112.直線電機平臺安裝孔
[0022]201.滑環定子；202.滑環動子；203.滑環定子接線端；204.滑環動子接線端；205.滑環固定件
[0023]501.光柵尺;502.光柵尺讀頭
【具體實施方式】
[0024]下面將結合附圖對本發明作進一步的詳細說明。
[0025]請參見圖1所示，本發明是一種適用于光纖纏繞機上的排纖機構，導纖機構1、滑環
2、直線電機平臺3、直線電機動子4、光柵測量系統5、初級6、次級7、直線電機電纜8、直線電機電纜拖鏈9、限位傳感器1、限位傳感器電纜11、支架Al 2和基座13。
[0026]請參見圖1?4所示，本發明中的導纖機構I由導纖驅動機構101、導纖軸102、導纖軸軸承103、導纖軸軸承蓋104、飛叉105和飛叉固定件106組成;本發明中的飛叉105由導纖移動塊107、排纖機構支撐板108、飛叉配重塊109、飛叉體110和導纖移動塊滑軌111組成;本發明中的排纖機構支撐板108上有直線電機平臺安裝孔112;本發明中的滑環2由滑環定子 201、滑環動子202、滑環定子接線端203、滑環動子接線端204和滑環固定件205組成;本發明中的光柵測量系統5由光柵尺501和光柵尺讀頭502組成；
[0027]本發明中的導纖軸102穿過支架A 13,導纖軸102通過導纖軸軸承103和導纖軸軸承蓋104固定在支架A13上;本發明中的滑環定子201通過滑環固定件205固定在導纖軸軸承蓋104上面，滑環動子202通過螺釘固定在導纖軸102上;本發明中的飛叉105通過飛叉固定件106固定在導纖軸102上;本發明中的導纖軸102的左側連接有導纖驅動機構101，能夠驅動導纖軸1 〇 2自由轉動;本發明中的導纖軸10 2的右側連接有飛叉體110，飛叉體110連接有導纖移動塊107、排纖機構支撐板108和飛叉配重塊109,排纖機構支撐板108通過螺釘和螺母固定在飛叉體110上，飛叉配重塊109通過螺釘和螺母固定在飛叉體110上，排纖機構支撐板108實現直線電機平臺3的支撐與固定，飛叉配重塊109實現導纖機構1關于導纖軸102的轉動慣量平衡;本發明中的導纖移動塊107通過螺釘、螺母安裝在直線電機動子4上;本發明中的導纖移動塊滑軌111安裝在飛叉體110上，導纖移動塊107通過導纖移動塊滑軌111可以沿導纖軸102的軸向移動；
[0028]本發明中的直線電機平臺3通過螺釘和螺母安裝在直線電機平臺安裝孔112上;本發明中的直線電機動子4安裝在直線電機導軌10上;本發明中的直線電機導軌10安裝在直線電機平臺3上;本發明中的次級7固定在直線電機平臺3上;本發明中的初級6固定在直線電機動子4上;本發明中的次級7是永磁體，本發明中的初級6通過直線電機電纜8供電，直線電機電纜8通過直線電機電纜拖鏈9引出接到滑環動子接線端204上;本發明中的光柵尺501 安裝在直線電機平臺3上，本發明中的光柵尺讀頭502安裝在直線電機動子4上;本發明中的限位傳感器11安裝在飛叉體110上，限位傳感器電纜12接到滑環動子接線端204;
[0029]本發明中的導纖軸102可以帶動飛叉105實現單自由度轉動，從而帶動直線電機平臺3實現單自由度轉動，有利于實現光纖環的四極性繞制工藝;本發明中的光柵測量系統5 采用高精度光柵尺501，大大提高了排纖機構的排纖精度;本發明中的直線電機動子4可以帶著導纖移動塊107沿軸向平動，傳動環節無鍵聯結，故系統的剛度大，并且無反向間隙，可獲得優良的傳動與控制特性，使得排纖過程穩定、無振動、排纖精度高;本發明中的限位傳感器12用于檢測導纖移動塊107的運動位置，解決了在光纖纏繞過程中不同側的導纖移動塊107的運動干涉問題，并防止導纖移動塊107撞壞飛叉105;本發明中的直線電機電纜8和限位傳感器電纜12連接到滑環動子接線端204,滑環定子接線端203把電信號引出，解決了飛叉105旋轉時直線電機平臺3和限位傳感器11的外部供電和信號傳輸問題。
[0030]本發明設計的一種適用于光纖纏繞機上的排纖機構，采用高精度的光柵尺501作為測量元件，測量精度高;采用直線電機驅動，直線電機平臺3提供單自由度的軸向平動，傳動環節無鍵聯結，故系統的剛度大，并且無反向間隙，可獲得優良的傳動與控制特性，使得排纖過程穩定、無振動、排纖精度高;整個直線電機平臺3安裝在飛叉105上，可以跟隨導纖軸102實現單自由度的轉動，有利于實現四極性的繞制工藝。
【主權項】
1.一種適用于光纖纏繞機上的排纖機構，其特征在于:由導纖機構(I)、滑環(2)、直線電機平臺(3)、直線電機動子(4)、光柵測量系統(5)、初級(6)、次級(7)、直線電機電纜(8)、直線電機電纜拖鏈(9)、限位傳感器(10)、限位傳感器電纜(II )、支架A(12)和基座(I3)組成； 所述導纖機構(I)由導纖驅動機構(101)、導纖軸(102)、導纖軸軸承(103)、導纖軸軸承蓋(104)、飛叉(105)和飛叉固定件(106)組成;所述飛叉(105)由導纖移動塊(107)、排纖機構支撐板(108)、飛叉配重塊(109)、飛叉體(110)和導纖移動塊滑軌(111)組成;所述排纖機構支撐板(108)上有直線電機平臺安裝孔(112);所述滑環(2)由滑環定子(201)、滑環動子(202)、滑環定子接線端(203)、滑環動子接線端(204)和滑環固定件(205)組成;所述光柵測量系統(5)由光柵尺(501)和光柵尺讀頭(502)組成； 所述的導纖軸(102)穿過支架A(13)，導纖軸(102)通過導纖軸軸承(103)和導纖軸軸承蓋(104)固定在支架A(13)上;所述的滑環定子(201)通過滑環固定件(205)固定在導纖軸軸承蓋(104)上面，滑環動子(202)通過螺釘固定在導纖軸(102)上;所述的飛叉(105)通過飛叉固定件(106)固定在導纖軸(102)上；所述導纖軸(102)的左側連接有導纖驅動機構(101),能夠驅動導纖軸(102)自由轉動;所述導纖軸(102)的右側連接有飛叉體(110)，飛叉體(110)連接有導纖移動塊(107)、排纖機構支撐板(108)和飛叉配重塊(109)，排纖機構支撐板(108)通過螺釘和螺母固定在飛叉體(110)上，飛叉配重塊(109)通過螺釘和螺母固定在飛叉體(110)上，排纖機構支撐板(108)實現直線電機平臺(3)的支撐與固定，飛叉配重塊(109)實現導纖機構(I)關于導纖軸(102)的轉動慣量平衡;所述導纖移動塊(107)通過螺釘、螺母安裝在直線電機動子(4)上;所述導纖移動塊滑軌(111)安裝在飛叉體(110)上，導纖移動塊(107)通過導纖移動塊滑軌(111)可以沿導纖軸(102)的軸向移動； 所述的直線電機平臺(3)通過螺釘和螺母安裝在直線電機平臺安裝孔(112)上;所述直線電機動子(4)安裝在直線電機導軌(10)上;所述直線電機導軌(10)安裝在直線電機平臺(3)上;所述的次級(7)固定在直線電機平臺(3)上;所述的初級(6)固定在直線電機動子(4)上;所述的次級(7)是永磁體，所述的初級(6)通過直線電機電纜(8)供電，直線電機電纜(8)通過直線電機電纜拖鏈(9)引出接到滑環動子接線端(204)上;所述的光柵尺(501)安裝在直線電機平臺(3)上，所述的光柵尺讀頭(502)安裝在直線電機動子(4)上;所述的限位傳感器(11)安裝在飛叉體(110)上，限位傳感器電纜(12)接到滑環動子接線端(204)。2.根據權利要求1所述的一種適用于光纖纏繞機上的排纖機構，其特征在于:導纖軸(102)可以帶動飛叉(105)實現單自由度轉動，從而帶動直線電機平臺(3)實現單自由度轉動。3.根據權利要求1所述的一種適用于光纖纏繞機上的排纖機構，其特征在于:直線電機動子(4)可以帶著導纖移動塊(107)沿軸向平動。4.根據權利要求1所述的一種適用于光纖纏繞機上的排纖機構，其特征在于:光柵測量系統(5)采用高精度光柵尺(501)，大大提高了排纖機構的排纖精度。5.根據權利要求1所述的一種適用于光纖纏繞機上的排纖機構，其特征在于:限位傳感器(12)用于檢測導纖移動塊(107)的運動位置，解決了在光纖纏繞過程中不同側的導纖移動塊(107)的運動干涉問題，并防止導纖移動塊(107)撞壞飛叉(105)。6.根據權利要求1所述的一種適用于光纖纏繞機上的排纖機構，其特征在于:直線電機電纜(8)和限位傳感器電纜(12)連接到滑環動子接線端(204)，滑環定子接線端(203)把電信號引出，解決了飛叉(105)旋轉時直線電機平臺(3)和限位傳感器(11)的外部供電和信號傳輸問題。
【文檔編號】G01C25/00GK106092139SQ201610417297
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月15日 公開號201610417297.0, CN 106092139 A, CN 106092139A, CN 201610417297, CN-A-106092139, CN106092139 A, CN106092139A, CN201610417297, CN201610417297.0
【發明人】郭仲林, 高武保
【申請人】高武保