专利名称：一种用于固定光纤环骨架的绕环机夹具装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及光纤绕制设备，具体地指一种用于固定光纤环骨架的绕环机夹具
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背景技术：
光纤陀螺是一种用于惯性导航的光纤传感器，与机电陀螺或激光陀螺相比，光纤陀螺具有结构简单、动态范围宽、启动时间短、抗冲击能力强等特点，已经被广泛应用于惯性导航、姿态控制等军用及相关民用领域。保偏光纤环作为光纤陀螺的核心敏感元件，其基本构成包括保偏光纤及骨架。由于四极对称绕法可以有效地缓解因温度梯度和应力梯度造成的影响，能够提高光纤陀螺的稳定性，因此目前保偏光纤环大多采用四极对称绕法，并辅以特殊的密封胶填充，构成全固态的光纤环线圈。由于保偏光纤环的绕制精度直接影响到光纤陀螺的测量精度，因此对保偏光纤环的绕制过程提出了很多要求，如应力要均衡、排线要整齐、互异性要好等。目前，国内的光纤环绕制技术尚不成熟，设备也大都是半自动化，结构简单、功能不完善。在保偏光纤环绕制过程中，对于光纤环骨架的固定方式，现有设备的做法是将骨架一侧用工装定位在设备中轴上，骨架另一侧用一根带锥形尖端的橡胶棒顶住。由于橡胶棒是固定不动的，因此骨架与橡胶棒之间摩擦力很小，骨架可以绕轴心旋转。但在实际绕制过程中由于无法保证橡胶棒与骨架同轴，所以绕制过程中设备轻微的震动、骨架旋转时的偏心跳动、橡胶摩擦之后光纤上附着有小的异物颗粒等现象都有可能使光纤环出现排纤不整齐、光纤交叉、应力分 布不均衡等问题，导致光纤环精度受到影响。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题就是提供一种用于固定光纤环骨架的绕环机夹具装置，能够确保骨架中心轴与绕环机旋转主轴始终同轴，保证绕环过程的顺行。为解决上述技术问题，本实用新型提供的一种用于固定光纤环骨架的绕环机夹具装置，包括安装于绕环机旋转主轴上的工装，其特别之处在于还包括与所述工装同轴设置的旋转顶压结构和顶轴；所述旋转顶压结构前端与工装相对，用于共同夹持待绕制的骨架，旋转顶压结构后端与顶轴间隙配合、可绕顶轴转动；所述顶轴与外部驱动装置连接，用于在外部驱动下轴向平移。上述技术方案中，所述旋转顶压结构包括顶块、压环、滚动轴承和轴套，所述顶块的一端与滚动轴承的内圈配合组装并设置在轴套内，所述压环固定在轴套上并将顶块一端和滚动轴承封装在轴套内，顶块的另一端与所述工装相对，轴套后端与所述顶轴间隙配合。进一步地，所述滚动轴承为滚针和推力球组合轴承；所述顶块为尼龙材质的顶块；所述压环和轴套分别为黄铜材质的压环和轴套；所述顶轴为45碳调质钢材质。上述技术方案中，所述工装的前端设有圆台状凸起，用于与骨架配合。进一步地，所述工装前端嵌有橡胶圈，用于防止工装前端与骨架的相对滑动。[0011 ] 上述技术方案中，所述工装为铝合金材质的工装。与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于(I)工装基于骨架的中心孔与骨架配合，并进一步地采用圆台凸起与骨架中心孔配合，确保了骨架与工装的同轴性，避免了绕环时骨架产生较大的径向跳动，影响绕环精度；(2)与工装同轴的旋转顶压结构的设置，较传统带锥形尖端的橡胶棒，能够更好的与骨架接触，其顶块与骨架一起旋转，可防止骨架径向移动，保证骨架与工装、旋转顶压结构同轴，且顶块本身无磨损，不会产生异物颗粒影响光纤环质量；(3)旋转顶压结构设置于可轴向平移的顶轴上，可方便的调节工装与旋转顶压结构间距，适用于不同规格的骨架；(4)旋转顶压结构中，顶块与骨架的配合面大小可根据需要确定，以适用于不同的骨架；顶块与滚动轴承配合安装在轴套内，再用压环固定，由于压环采用螺钉固定在轴套上，可以很方便的拆卸更换顶块；(5)工装采用铝合金制作，且前端嵌有摩擦系数大的橡胶圈，可进一步确保绕环时骨架不与工装发生相对滑动，不仅可避免因相对滑动造成光纤环绕制机软件对绕制光纤长度计算不准确导致的绕环精度下降，而且可避免骨架的磨损；(6)顶块选用尼龙材料制作，具有耐磨擦、机械强度高、质量轻、耐油、无噪音等优良物理特性。
图1为本实用新型一个实施例的结构示意图。图2为图1夹具装置的纵剖面图(省略了绕环机旋转主轴)。图3为图2中旋转顶压结构的放大图。图中1 一旋转主轴，2—橡胶圈，3—骨架，4一顶块，5—压环，6—滚针和推力球组合轴承，7—轴套，8—顶轴。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施例作进一步的详细描述。如图1至图3所示，本实用新型的一种用于固定光纤环骨架的绕环机夹具装置，包括同轴设置的工装1、旋转顶压结构和顶轴8。工装I的后端安装于绕环机旋转主轴9上，可在旋转主轴9的带动下沿正、反两个方向旋转。工装I的前端设有圆台状凸起，用于与待绕制的骨架3配合，骨架3上的配合部可以是圆形通孔，也可以是沉孔。此外，工装I前端还嵌有橡胶圈2，由于橡胶圈2摩擦系数较大，故与骨架3接触后可防止工装I前端与骨架3发生相对滑动。工装I优选采用强度大、质轻的铝合金材质。本实施例的旋转顶压结构包括顶块4、压环5、滚针和推力球组合轴承6以及轴套
7。顶块4的一端与滚针和推力球组合轴承6的内圈配合组装并设置在轴套7内，压环5通过螺钉固定在轴套7上并将顶块4 一端与滚针和推力球组合轴承6封装在轴套7内。顶块4的另一端与上述工装I相对设置，顶块4与工装I 一起共同夹持待绕制的骨架3 ;轴套7后端则与顶轴8间隙配合。上述顶块4优选采用具有耐磨擦、机械强度高、质量轻、耐油、无噪音等优良物理特性的尼龙材质制作；压环5和轴套7优选采用黄铜制作；顶轴8优选45碳调质钢材质。顶轴8与外部驱动装置连接，可在外部驱动下轴向平移，并带动上述旋转顶压结构一起轴向平移。本实用新型在绕环时，如图1所示，骨架3通过工装I随绕环机旋转主轴9同步正方向或者反方向旋转，顶块4则在整个过程中将骨架3顶紧，保证骨架I与工装I的紧密配合、同轴旋转；同时，顶块4随骨架3同步旋转，避免造成骨架3的磨损。本实用新型的核心在于与待绕制骨架3同轴配合的工装1，以及旋转顶压结构的设置，使得光纤环绕制过程中，骨架3始终与绕环机旋转主轴9同轴、同步旋转而不发生径向跳动，同时，本夹具装置与骨架3间无磨损，也不会产生异物颗粒影响光纤环质量。所以其保护范围并不限于上述实施例。显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变形而不脱离本实用新型的范围和精神，例如工装I的大小、橡胶圈2位置和大小、顶块4与骨架3配合面的大小等，都能够根据骨架3规格进行调整；滚动轴承也不限于实施例中的滚针和推力球组合轴承6，采用深沟球轴承等其它常规滚动轴承也是可行的等。倘若这些改动和变形属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围内，则本实用新型也意图包含这些改动和变形在内。
权利要求1.一种用于固定光纤环骨架的绕环机夹具装置，包括安装于绕环机旋转主轴(9)上的工装(1)，其特征在于还包括与所述工装(I)同轴设置的旋转顶压结构和顶轴(8);所述旋转顶压结构前端与工装(I)相对，用于共同夹持待绕制的骨架(3)，旋转顶压结构后端与顶轴(8)间隙配合、可绕顶轴(8)转动；所述顶轴(8)与外部驱动装置连接，用于在外部驱动下轴向平移。
2.根据权利要求1所述的一种用于固定光纤环骨架的绕环机夹具装置，其特征在于所述旋转顶压结构包括顶块(4)、压环(5)、滚动轴承和轴套(7)，所述顶块(4)的一端与滚动轴承的内圈配合组装并设置在轴套(7)内，所述压环(5)固定在轴套(7)上并将顶块(4)一端和滚动轴承封装在轴套(7)内，顶块(4)的另一端与所述工装(I)相对，轴套(7)后端与所述顶轴(8)间隙配合。
3.根据权利要求2所述的一种用于固定光纤环骨架的绕环机夹具装置，其特征在于所述滚动轴承为滚针和推力球组合轴承(6)。
4.根据权利要求2所述的一种用于固定光纤环骨架的绕环机夹具装置，其特征在于所述顶块(4)为尼龙材质的顶块。
5.根据权利要求2所述的一种用于固定光纤环骨架的绕环机夹具装置，其特征在于所述压环(5)和轴套(7)分别为黄铜材质的压环和轴套。
6.根据权利要求2所述的一种用于固定光纤环骨架的绕环机夹具装置，其特征在于所述顶轴(8)为45碳调质钢材质。
7.根据权利要求1至6中任一权利要求所述的一种用于固定光纤环骨架的绕环机夹具装置，其特征在于所述工装(I)的前端设有圆台状凸起，用于与骨架(3)配合。
8.根据权利要求7中任一权利要求所述的一种用于固定光纤环骨架的绕环机夹具装置，其特征在于所述工装(I)前端嵌有橡胶圈(2)，用于防止工装(I)前端与骨架(3)的相对滑动。
9.根据权利要求1至6中任一权利要求所述的一种用于固定光纤环骨架的绕环机夹具装置，其特征在于所述工装(I)为铝合金材质的工装。
10.根据权利要求7所述的一种用于固定光纤环骨架的绕环机夹具装置，其特征在于所述工装(I)为铝合金材质的工装。
专利摘要一种用于固定光纤环骨架的绕环机夹具装置，涉及光纤绕制设备，它包括安装于绕环机旋转主轴上的工装，其特别之处在于还包括与所述工装同轴设置的旋转顶压结构和顶轴；所述旋转顶压结构前端与工装相对，用于共同夹持待绕制的骨架，旋转顶压结构后端与顶轴间隙配合、可绕顶轴转动；所述顶轴与外部驱动装置连接，用于在外部驱动下轴向平移。与现有技术相比，本实用新型能够确保骨架中心轴与绕环机旋转主轴始终同轴，保证绕环过程的顺行。
文档编号G01C19/72GK202903199SQ201220587260
公开日2013年4月24日 申请日期2012年11月9日 优先权日2012年11月9日
发明者周红伟, 杨娟, 郭伟华, 李宏, 李家乐, 曲勇军, 汪洪海, 皮亚斌 申请人:武汉长盈通光电技术有限公司