專利名稱：一種光纖自動涂膠裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對光纖陀螺中的核心敏感線圈繞制時進行自動涂膠的裝置，屬于自動涂膠技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
光纖陀螺是一種沒有轉(zhuǎn)子的新型全固態(tài)慣性儀表，用來測量運載體相對慣性空間的旋轉(zhuǎn)角速度。當(dāng)運載體旋轉(zhuǎn)時，光纖陀螺利用sagnac相移導(dǎo)致光波干涉條紋產(chǎn)生微小移動，從而可測得旋轉(zhuǎn)角速度，它是當(dāng)前精密物理測量技術(shù)之一，具有廣泛的應(yīng)用背景。光纖陀螺有多種結(jié)構(gòu)類型，當(dāng)前進入工程化階段的主要是閉環(huán)干涉式光纖陀螺，它的核心敏感元件是保偏光纖繞制成的光纖環(huán)。光纖陀螺的一個重要優(yōu)勢是振動性能優(yōu)越，光纖環(huán)是影響光纖陀螺振動性能的主要器件。因此，提高光纖環(huán)的振動性能是保證光纖陀螺振動性能的關(guān)鍵。而要提高光纖環(huán)的抗振性能，目前的做法是在光纖纏繞時，需要在光 纖表面涂施一定的膠液。膠液的特性、涂膠量以及涂敷均勻程度對光纖環(huán)的質(zhì)量有著重要影響。另外，涂膠也是減小外界對光纖環(huán)的熱傳遞速率，也是抑制溫度梯度效應(yīng)的一個有效方法。在光纖環(huán)骨架上以及光纖之間涂上絕熱膠，形成絕熱層?；蛟诠饫w環(huán)的固化膠中加入銀粉，使得積聚在光纖層的熱量快速傳遞到外界，形成“熱短路”，抑制溫度梯度效應(yīng)對光纖陀螺的影響。固化膠的選擇也是一個棘手的工程問題，需要對膠做大量的試驗，一般的指導(dǎo)原則是在高、低溫下膠的性能穩(wěn)定，其楊氏模量變化小，彈性模量大；絕緣性能好；粘結(jié)力強、固化內(nèi)應(yīng)力??；耐老化；對濕度、溫度等環(huán)境穩(wěn)定性好；長期使用耐疲勞好，蠕變、滯后?。皇褂煤啽?、無毒等，可操作時間適合。膠的導(dǎo)熱性可以選擇高導(dǎo)熱性或低導(dǎo)熱性膠兩種，這要參照環(huán)的整體封裝要求決定。目前，我國大多采用人工刷膠或使光纖穿過膠池以浸膠的方式給光纖施膠。人工刷膠不但施膠量難以控制、生產(chǎn)效率低，而且很難保證光纖全身都能涂上膠液，這直接影響光纖的平行密繞，也是導(dǎo)致光纖垮臺的重要因素之一。膠池浸膠雖然解決了手工刷膠的缺陷，但是膠液具有較強的揮發(fā)性，隨時間膠液濃度必定升高，光纖表面包裹的膠液濃度也逐漸升高，導(dǎo)致膠膜厚度不均勻(前面薄后面厚)，而且當(dāng)光纖退繞時，膠池依然會給光纖施膠，再一次導(dǎo)致投入纏繞的光纖直徑不均勻，影響平行密繞和光纖釋放。因此，在光纖環(huán)的繞制過程中，必須控制用膠量的涂敷及涂敷質(zhì)量。研制出一種高效、穩(wěn)定、施膠量可實時調(diào)控的自動施膠系統(tǒng)就成了一項具有現(xiàn)實意義的緊迫任務(wù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能夠?qū)⒍康哪z液均勻地涂敷在光纖上的自動涂膠裝置；本發(fā)明為實現(xiàn)上述發(fā)明目的技術(shù)方案是一種光纖自動涂膠裝置，其特征在于包括殼體、伺服電機、傳動機構(gòu)、推進螺桿、活塞盤、腔體前端蓋、出膠管、密封冒及錐形出膠頭；所述殼體與腔體前端蓋推采用螺紋連接，并在涂膠裝置殼體內(nèi)構(gòu)成存儲膠液的推進腔體，殼體上設(shè)有進膠孔與密封冒，膠液放置在密閉的推進腔體內(nèi)；其中所述傳動機構(gòu)由小齒輪、大齒輪、推力軸承與推進螺桿、傳動套與壓板組成；伺服電機的主軸上裝有小齒輪，大齒輪由推力軸承安裝在涂膠裝置殼體上，并由傳動套定位，小齒輪嚙合大齒輪通過螺釘將壓板與殼體固定連接，并將小齒輪與大齒輪裝在傳動套中，大齒輪的內(nèi)孔為螺旋并裝推進螺桿；所述伺服電機裝在壓板外側(cè)；所述推進螺桿的頭部活動連接活塞盤，其活塞盤裝于推進腔體內(nèi)；所述膠管通過螺紋連接安裝在腔體前端蓋上并與推進腔體連通；所述膠管末端裝錐形出膠頭，在錐形出膠頭的出膠口上開有過光纖孔；殼體上設(shè)有固定安裝孔，通過安裝孔將自動涂膠裝置安裝在精密排線平移臺上。一種光纖自動涂膠裝置的膠液均勻的涂敷方法，其特征在于通過控制交流伺服電機的轉(zhuǎn)速，并通過檢測伺服電機上的編碼器輸出的位置信號，其位置信號作為控制交流伺服電機的轉(zhuǎn)速反饋控制，進行閉環(huán)控制，以精確控制出膠量，均勻的將膠液涂敷到光纖 上；并且通過監(jiān)測伺服電機上的編碼器輸出的位置信息，能夠計算推進腔體內(nèi)的剩余膠量，當(dāng)剩余膠量達到極限閾值時，開始報警。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較，在光纖環(huán)繞制過程中光纖帶膠纏繞，用膠液將光纖與光纖之間在纏繞時固結(jié)為一體，這樣膠液可以填充在光纖與光纖之間的空隙中，在固化條件下由于膠液的黏結(jié)力使光纖與光纖以及光纖與光纖環(huán)連成一個整體，提高光纖環(huán)的整體抗振動、抗沖擊性。具有以下優(yōu)點(I)膠液在密閉的腔體內(nèi)，防止了膠液的揮發(fā)，保證膠液黏度一致性；(2)給膠量精密控制以及過光纖孔的錐形出膠頭，使膠液均勻涂敷在光纖的表面；(3)對剩余膠量實時監(jiān)測并及時報警。


圖I為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)的頂視圖；圖3為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖；圖4為本發(fā)明出膠口的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明出膠口的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明結(jié)構(gòu)三維立體示意圖；圖7為本發(fā)明伺服電機轉(zhuǎn)速控制模型；圖8為本發(fā)明過光纖孔與光纖速度模型。圖中殼體I、伺服電機2、小齒輪3、大齒輪4、推進螺桿5、推力軸承6、活塞盤7、腔體前端蓋8、出膠管9、推進腔體10、出膠口 11、固定安裝孔12、進膠孔與絲堵13、密封冒14、錐形出膠頭15、過光纖孔16、傳動套17、壓板18。
具體實施方式
下面將結(jié)合附圖I對本發(fā)明作進一步的說明。如圖I、圖2和圖3所不,一種光纖自動涂膠裝置,包括殼體I、伺服電機2、傳動機構(gòu)、推進螺桿5、活塞盤7、腔體前端蓋8、出膠管9、密封冒14及錐形出膠頭15。所述殼體I與腔體前端蓋8推采用螺紋連接，并在涂膠裝置殼體I內(nèi)構(gòu)成存儲膠液的推進腔體10，殼體I上設(shè)有進膠孔13與密封冒14，膠液放置在密閉的推進腔體10內(nèi)。其中所述傳動機構(gòu)由小齒輪3、大齒輪4、推力軸承6與推進螺桿5、傳動套17與壓板18組成；伺服電機2的主軸上裝有小齒輪3，大齒輪4由推力軸承6安裝在涂膠裝置殼體I上，并由傳動套定位，小齒輪3嚙合大齒輪4通過螺釘將壓板與殼體I固定連接，并將小齒輪3與大齒輪4裝在傳動套中，大齒輪4的內(nèi)孔為螺旋并裝推進螺桿5 ;所述伺服電機2裝在壓板18外側(cè)。所述推進螺桿的頭部活動連接活塞盤7，其活塞盤7裝于推進腔體10內(nèi)；所述膠管9通過螺紋連接安裝在腔體前端蓋8上并與推進腔體10連通；所述膠管9末端裝錐形出膠頭15，在錐形出膠頭15的出膠口上開有過光纖孔16 ;殼體I上設(shè)有固定安裝孔12，通過安裝孔12將自動涂膠裝置安裝在精密排線平移臺上。自動涂膠裝置工作原理開始繞光纖時，控制交流伺服電機正向轉(zhuǎn)動，通過傳動機構(gòu)使推進螺桿旋轉(zhuǎn)式向前移動，膠液放置在密閉的推進腔體10內(nèi)，膠液在活塞盤的擠壓下經(jīng)出膠管及帶有過光纖孔的錐形出膠頭均勻的流出，當(dāng)光纖穿過帶有過光纖孔16的錐形出膠頭，就可將膠液均勻的涂敷在光纖上。在繞光纖時，控制交流伺服電機正向轉(zhuǎn)動速度，能夠控制推進·腔體內(nèi)的硅膠擠出量。如圖7和圖8所示，推進腔體內(nèi)壁直徑為R1、出膠口內(nèi)壁直徑為R2，當(dāng)活塞式推進
TrJ 2‘i .2
頭在螺桿的推進下移動a X,出膠量為士 = Ar;出膠口流出膠液的長度為Af =5
假設(shè)光纖絲的直徑為rl，涂敷膠液后的直徑為r2，被涂敷膠液光纖的長度為1，I = V A t其中V為光纖的線速度；At為單位時間(取I秒);若光纖環(huán)的纏繞速度為60r/min,則光纖線速度為V = 2 R/秒R為收線輪的半徑，該半徑隨著光纖的纏繞而增大；
「 n ,rn1; m\2、,減2 .(―」---L) I = —_L. ISx
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2 2則 Ar =. I祖對于驅(qū)動的螺紋桿，假設(shè)其導(dǎo)程為d ；^-0 = Ax 0為驅(qū)動電機單位時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的
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角度，0 = At, A t為單位時間(取I秒)；則有f 二 " I ' J狀推導(dǎo)出電機轉(zhuǎn)速
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Rid由此可知，通過控制交流伺服電機的轉(zhuǎn)速，并通過檢測伺服電機上的編碼器輸出的位置信號，其位置信號作為控制交流伺服電機的轉(zhuǎn)速反饋控制，進行閉環(huán)控制，以精確控制出膠量，均勻的將膠液涂敷到光纖上；并且通過監(jiān)測伺服電機上的編碼器輸出的位置信 息，啟動繞裝置，在一定的繞線速度下(如60r/min)繞制光纖環(huán)，能夠計算推進腔體內(nèi)的剩余膠量，當(dāng)剩余膠量達到極限閾值時，開始報警。
權(quán)利要求
1.一種光纖自動涂膠裝置，其特征在于包括殼體(I)、伺服電機(2)、傳動機構(gòu)、推進螺桿(5)、活塞盤(7)、腔體前端蓋(8)、出膠管(9)、密封冒(14)及錐形出膠頭(15);所述殼體(I)與腔體前端蓋(8)采用螺紋連接，并在涂膠裝置殼體(I)內(nèi)構(gòu)成存儲膠液的推進腔體(10)，殼體(I)上設(shè)有進膠孔(13)與密封冒(14)，膠液放置在密閉的推進腔體(10)內(nèi)； 其中所述傳動機構(gòu)由小齒輪(3)、大齒輪(4)、推力軸承(6)與推進螺桿(5)、傳動套(17)與壓板(18)組成；伺服電機(2)的主軸上裝有小齒輪(3)，大齒輪(4)由推力軸承(6)安裝在涂膠裝置殼體(I)上，并由傳動套定位，小齒輪(3)嚙合大齒輪(4)通過螺釘將壓板與殼體(I)固定連接，并將小齒輪(3)與大齒輪(4)裝在傳動套中，大齒輪(4)的內(nèi)孔為螺旋并裝推進螺桿(5);所述伺服電機(2)裝在壓板(18)外側(cè)。
所述推進螺桿的頭部活動連接活塞盤(7)，其活塞盤(7)裝于推進腔體(10)內(nèi)；所述膠管(9)通過螺紋連接安裝在腔體前端蓋(8)上并與推進腔體(10)連通；所述膠管(9)末端裝錐形出膠頭(15 )，在錐形出膠頭(15 )的出膠口上開有過光纖孔(16 );殼體(I)上設(shè)有固定安裝孔(12)，通過安裝孔(12)將自動涂膠裝置安裝在精密排線平移臺上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種光纖自動涂膠裝置的膠液均勻的涂敷方法，其特征在于通過控制交流伺服電機的轉(zhuǎn)速，并通過檢測伺服電機上的編碼器輸出的位置信號，其位置信號作為控制交流伺服電機的轉(zhuǎn)速反饋控制，進行閉環(huán)控制，以精確控制出膠量，均勻的將膠液涂敷到光纖上；并且通過監(jiān)測伺服電機上的編碼器輸出的位置信息，能夠計算推進腔體內(nèi)的剩余膠量，當(dāng)剩余膠量達到極限閾值時，開始報警。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種光纖自動涂膠裝置，解決在光纖環(huán)的繞制過程控制用膠量的涂敷及涂敷質(zhì)量問題；主要包括殼體、伺服電機、傳動機構(gòu)、推進螺桿、活塞盤、腔體前端蓋、出膠管、密封冒及錐形出膠頭；它防止了膠液的揮發(fā)，保證膠液黏度一致性；通過控制交流伺服電機的轉(zhuǎn)速，并通過檢測伺服電機上的編碼器輸出的位置信號，其位置信號作為控制交流伺服電機的轉(zhuǎn)速反饋控制，進行閉環(huán)控制，以精確控制出膠量，均勻的將膠液涂敷到光纖上；并且通過監(jiān)測伺服電機上的編碼器輸出的位置信息，能夠計算推進腔體內(nèi)的剩余膠量，當(dāng)剩余膠量達到極限閾值時，開始報警。
文檔編號B05C5/02GK102698927SQ20121018843
公開日2012年10月3日 申請日期2012年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月8日
發(fā)明者張鵬, 楊瑞峰, 武錦輝, 賈建芳, 郭晨霞 申請人:中北大學(xué)