一种水下用光纤剪切机构的制作方法

本发明涉及水下机器人技术领域。特别涉及一种水下用光纤剪切机构。

背景技术：

光纤通信技术已成为现代通信的主要支柱之一,近几年来发展速度非常快,已经开始应用于大深度潜器与地面的通信。当潜器上浮时，为避免光纤缠绕潜器，需要将光纤剪断,但是深海潜器水下动力装置十分复杂，载体整体集成度不高。光纤由内芯和包层组成，内芯一般为几十微米或几微米；外面层称为包层，包层的作用就是保护光纤，由于玻璃材料是制作光纤的主要材料，它是电气绝缘体。但是水下超细光纤外部绝缘层采用纤维材料，水下难以剪断。在水下添加一套动力系统，需要配备整套电机密封装置，以及电机电源连接密封回路，结构复杂，成本较高。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种水下用光纤剪切机构，该机构在不添加潜器额外动力源的情况下，实现光纤的剪切，降低生产成本。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种水下用光纤剪切机构，包括销轴触发机构、触发销轴、剪切刀片组件、蓄力弹簧及剪切筒；剪切筒设置于框架上；剪切刀片组件滑动配合于剪切筒内，剪切筒的前端沿径向设有用于光纤穿过的通孔；

蓄力弹簧容置于剪切筒内，并且两端分别与剪切筒的底部及剪切刀片组件抵接；

剪切筒上沿径向设有定位孔ⅰ，定位孔ⅰ位于通孔的后侧，触发销轴通过该定位孔ⅰ与剪切刀片组件定位连接；

销轴触发机构设置于框架上，并且与触发销轴连接，销轴触发机构用于拔出触发销轴，使剪切刀片组件通过蓄力弹簧的弹力向前移动，从而切断穿过通孔的光纤。

所述剪切刀片组件包括剪切刀片和刀片固定座，其中刀片固定座与剪切筒的内壁滑动配合，剪切刀片设置于刀片固定座的前端；刀片固定座上设有定位孔ⅱ，触发销轴插设于所述定位孔ⅰ和定位孔ⅱ内，实现刀片固定座的固定。

所述触发销轴为阶梯轴；所述定位孔ⅰ的直径大于所述定位孔ⅱ的直径。

所述剪切刀片的宽度大于所述通孔的直径。

所述刀片固定座上设有通水孔，所述通水孔用于连通所述刀片固定座两侧腔体。

所述剪切筒包括筒体及分别设置于筒体前后端的剪切刀片堵头和弹簧堵头。

所述销轴触发机构包括剪切电机、旋转拉绳装置及销轴连接绳，其中剪切电机设置于框架上，并且输出端与旋转拉绳装置连接；销轴连接绳的一端与旋转拉绳装置连接，另一端与所述触发销轴连接。

所述销轴触发机构还包括连接绳导引机构，该连接绳导引机构包括连接绳导引片和导引片支架，其中导引片支架设置于框架上，连接绳导引片设置于导引片支架上，使销轴连接绳经过连接绳导引片后与所述触发销轴的轴线共线。

所述旋转拉绳装置为l型结构，其一直角臂与所述剪切电机的输出端连接，另一直角臂上沿轴向设有连接绳穿过孔。

所述销轴触发机构还包括电机密封壳体组件，该电机密封壳体组件包括剪切电机壳体和剪切电机端盖，其中剪切电机壳体设置于所述剪切电机的外侧，所述剪切电机的电机电缆由所述剪切电机壳体的一端引出；剪切电机端盖设置于剪切电机壳体的另一端，并且与所述框架连接；所述剪切电机的输出端通过剪切电机连接杆与所述旋转拉绳装置连接，所述剪切电机连接杆与所述剪切电机端盖可转动地连接。

本发明的优点与积极效果为：

1.应用范围广：本发明由于是敞水装置，整个装置都为金属部件，可以承受深海的压强，可以水下在任意深度下使用。陆地上需要光纤剪切时也可以应用。

2.可靠性强：本发明中，当触发销轴被销轴连接绳拔起后，通过蓄力弹簧发力，将剪切刀片固定座向前猛推，直至切刀片完全碰到剪切刀片堵头时停下，此时光纤已被剪断。

3.结构紧凑：本发明中传动轴采用巧妙设计，使得整体剪切机构小巧紧凑，触发动作可以通过钢丝连接已有动力源位置。

4.无需额外动力装置：本发明光纤剪切动力来源于弹簧的储存能量，触发机构为拔销联动，触发动力可以通过细钢丝引导至已有的动力源。这样的装置设计既可以满足光纤剪切的要求，又不会添加额外的装置，提高载体整体集成度。

附图说明

图1为本发明水下用光纤剪切机构的结构示意图；

图2为本发明中刀片固定座的结构示意图；

图3为图2的俯视图。

图中：1为电机电缆，2为剪切电机壳体，3为剪切电机，4为剪切电机端盖，5为剪切销轴，6为剪切电机连接杆，7为旋转拉绳装置，8为销轴连接绳，9为连接绳导引片，10为导引片支架，11为剪切刀片堵头，12为触发销轴，13为剪切片紧定螺丝，14为剪切刀片，15为刀片固定座，16为蓄力弹簧，17为弹簧堵头，18为剪切筒，19为通孔，20为框架，21为刀片槽，22为通水孔，23为螺纹孔，24为定位孔ⅱ，a为光纤。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。

如图1所示，本发明提供的一种水下用光纤剪切机构，包括销轴触发机构、触发销轴8、剪切刀片组件、蓄力弹簧16及剪切筒18，其中剪切筒18设置于框架20上；剪切刀片组件滑动配合于剪切筒18内，剪切筒18的前端沿径向设有用于光纤a穿过的通孔19；蓄力弹簧16容置于剪切筒18内，并且两端分别与剪切筒18的底部及剪切刀片组件抵接；剪切筒18上沿径向设有定位孔ⅰ，定位孔ⅰ位于通孔19的后侧，触发销轴8通过该定位孔ⅰ与剪切刀片组件定位连接；销轴触发机构设置于框架20上，并且与触发销轴8连接，销轴触发机构用于拔出触发销轴8，使剪切刀片组件通过蓄力弹簧16的弹力向前移动，从而切断穿过通孔19的光纤a。

本发明的实施例中，剪切筒18包括筒体及分别设置于筒体前后端的剪切刀片堵头11和弹簧堵头17。剪切刀片组件包括剪切刀片14和刀片固定座15，其中刀片固定座15与剪切筒18的内壁滑动配合。如图2-3所示，刀片固定座15的前端端面上设有刀片槽21，外圆周上沿径向设有螺纹孔23和定位孔ⅱ24。剪切刀片14设置于刀片固定座15的刀片槽21内，并且通过连接在螺纹孔23内的剪切片紧定螺丝13固定；触发销轴8插设于定位孔ⅰ和定位孔ⅱ24内，实现刀片固定座15相对于剪切筒18的固定。

具体地，触发销轴8为阶梯轴；定位孔ⅰ的直径大于定位孔ⅱ24的直径，以便适应触发销轴8的阶梯结构。

进一步地，剪切刀片14的宽度大于通孔19的直径，保证剪切的成功率。

在上述实施例的基础上，如图2-3所示，刀片固定座15上沿轴向设有通水孔22，通水孔22用于连通刀片固定座15两侧腔体，以减少蓄力弹簧16的冲击阻力。本实施例中，刀片固定座15上沿轴向设有四个通水孔22，目的是减小刀片固定座15前后运动的水阻力。

本发明的实施例中，销轴触发机构包括剪切电机3、旋转拉绳装置7及销轴连接绳8，其中剪切电机3设置于框架20上，并且输出端与旋转拉绳装置7连接；销轴连接绳8的一端与旋转拉绳装置7连接，另一端与触发销轴8连接。

在上述实施例的基础上，销轴触发机构还包括连接绳导引机构，该连接绳导引机构包括连接绳导引片9和导引片支架10，其中导引片支架10设置于框架20上，连接绳导引片9设置于导引片支架10上，使销轴连接绳8经过连接绳导引片9后与触发销轴8的轴线共线，从而使销轴连接绳8能快速地拔出触发销轴8。

本发明的实施例中，旋转拉绳装置7为l型结构，其一直角臂与剪切电机3的输出端连接，另一直角臂上沿轴向设有连接绳穿过孔。销轴连接绳8的一端穿过连接绳穿过孔后固定。

本发明的实施例中，销轴触发机构还包括电机密封壳体组件，该电机密封壳体组件包括剪切电机壳体2和剪切电机端盖4，其中剪切电机壳体2设置于剪切电机3的外侧，剪切电机3的电机电缆1由剪切电机壳体2的一端引出；剪切电机端盖4设置于剪切电机壳体2的另一端，并且与框架20连接。

进一步地，剪切电机3的输出端通过剪切电机连接杆6与旋转拉绳装置7连接，剪切电机连接杆6与剪切电机端盖4可转动地连接。

本实施例中，剪切筒18上设有两个垂直贯通的通孔19，通孔19的直径为20mm，光纤a的直径为0.4mm，光纤a不会与通孔19发生摩擦，因此避免了光纤胶在剪切器内堆积，从而影响光纤释放。剪切刀片14的宽度为28mm的，大于通孔19的直径，从而保证剪切刀片14的剪切成功率。

本发明的工作原理为：

首先，将销轴连接绳8放松，使得触发销轴12能够自由活动。剪切刀片14通过剪切片紧定螺丝13固定在刀片固定座15前端。将刀片固定座15向内推，直到其上的定位孔ⅱ与剪切筒18上的定位孔ⅰ相对应，使触发销轴12能够插入刀片固定座15内，然后装入蓄力弹簧16，通过弹簧堵头17将蓄力弹簧16压紧。再将光纤a从剪切筒18上的通孔19穿入，光纤a的直径为0.4mm，不会与通孔19发生摩擦，因此避免了此处光纤胶的堆积。通过剪切电机3转动带动旋转拉绳装置7转动，旋转拉绳装置7会拉动销轴连接绳8，从而将触发销轴12拔起，释放剪切刀片固定座15。通过蓄力弹簧16发力，将剪切刀片固定座15向前猛推，直至切刀片14完全碰到剪切刀片堵头11时停下，此时光纤a已被剪断。

综上所述，本发明给出了一种水下用拔销触发超微光导纤维剪切机构，它具有应用范围广，可靠性强，结构紧凑，无需额外动力装置。本发明光纤剪切动力来源于弹簧的储存能量，触发机构为拔销联动，触发动力可以通过细钢丝引导至已有的动力源。这样的装置设计既可以满足光纤剪切的要求，又不会添加额外的装置，提高载体整体集成度。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进、扩展等，均包含在本发明的保护范围内。