專利名稱：智能光纖線路倒換裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種智能線路倒換裝置，尤其涉及一種智能光纖線路倒換裝置。
背景技術(shù)：
網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)由于物理路由復(fù)雜，同一路由光纜往往承載著多個(gè)系統(tǒng)，因此光纜中斷在傳輸故障中所占的比例非常大。一般而言，光纜中斷修復(fù)時(shí)長(zhǎng)都在小時(shí)數(shù)量級(jí)，因而可能會(huì)因光纜中斷造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，并且在光纜故障修復(fù)過程中極有可能會(huì)給網(wǎng)絡(luò)的安全帶來一定的隱患。為此在傳輸網(wǎng)絡(luò)維護(hù)中必須建立光纜應(yīng)急保護(hù)調(diào)度預(yù)案，為重要的光纜中斷段預(yù)留不同路由的光纖作為備用通道，一旦光纖需要倒換，由機(jī)房維護(hù)人員在代維公司搶修的同時(shí)，根據(jù)應(yīng)急預(yù)案實(shí)施光纖調(diào)度。并且隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，不同線路之間的信息的互換需求越來越多，因此需要一種裝置來實(shí)現(xiàn)光纖線路的路由功能。目前對(duì)光纖倒換系統(tǒng)研究是針對(duì)以電子通信為基礎(chǔ)的光纖倒換系統(tǒng)為主，存在的主要問題在于光信號(hào)衰弱大、系統(tǒng)誤碼、成本過高等方面。本發(fā)明基于機(jī)械傳動(dòng)的倒換裝置，穩(wěn)定性高，光信號(hào)衰弱小。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有光纖線路易損壞，人工維修時(shí)間長(zhǎng)的不足，而且由于網(wǎng)絡(luò)發(fā)展，對(duì)光纖路由的需求越來越多，本發(fā)明提供了一種智能光纖線路倒換裝置。智能光纖線路倒換裝置具有交換時(shí)間大大縮短、系統(tǒng)穩(wěn)定以及系統(tǒng)精度高等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明所涉及的一種智能光纖線路倒換裝置，由機(jī)械系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組成，其特征是:機(jī)械系統(tǒng)主要包括:步進(jìn)電機(jī)、絲杠電機(jī)、徑向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、減速器、光電傳感器、平衡立柱、導(dǎo)套、集線桶，電纜I/o 口、底盤、支撐立柱、電機(jī)座、軌道圓盤、電機(jī)固定板、聯(lián)軸器、光纖公頭、光纖母頭、機(jī)械臂、支座、光纖頭壓板、定向?qū)к?、固定支座和集線板，所述底盤、支撐立柱和軌道圓盤構(gòu)成倒換裝置的機(jī)架，六根支撐立柱均勻分布固定在底盤和軌道圓盤之間，步進(jìn)電機(jī)和減速器固定在電機(jī)座上，電機(jī)座與軌道圓盤固定，光纖公頭安裝在軌道圓盤之上，光纖母頭安裝在光纖頭壓板上，絲杠電機(jī)固定在電機(jī)固定板上，直線導(dǎo)柱固定在支座上，機(jī)械臂與徑向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，徑向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)通過旋轉(zhuǎn)軸和聯(lián)軸器與步進(jìn)電機(jī)和減速器固定，兩個(gè)支座下端與軌道圓盤固定，支座上端與電機(jī)固定板固定，光纖頭壓板與導(dǎo)套連接；控制系統(tǒng)主要是運(yùn)動(dòng)控制模塊，運(yùn)動(dòng)控制模塊控制步進(jìn)電機(jī)的脈沖信號(hào)，使步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)固定盤旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，使徑向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)機(jī)械臂伸縮運(yùn)動(dòng)，使絲杠電機(jī)驅(qū)動(dòng)光纖頭壓板做升降運(yùn)動(dòng)。工作時(shí)，光纖頭壓板在絲杠電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下上升，為光纖公頭的交換提供空間，通過步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)使機(jī)械臂從初始位置旋轉(zhuǎn)到所要抓取光纖公頭所在的徑向位置，然后徑向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)到所要抓取光纖公頭所在的軌道，再通過步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)機(jī)械臂完成抓取動(dòng)作，再通過徑向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)進(jìn)入軌道，旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)械臂進(jìn)入緩沖槽，放下光纖公頭，再抓取另一個(gè)光纖公頭，放入原光纖公頭位置，最后將緩沖槽中的光纖公頭放入指定光纖槽，最后降下光纖頭壓板，導(dǎo)通光纖，完成光纖線路倒換過程。控制部分精確控制步進(jìn)電機(jī)、絲杠電機(jī)和徑向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)光纖頭的互換。一方面，通過控制絲杠電機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)角能精確控制機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)速度和運(yùn)動(dòng)位置；另一方面，通過旋轉(zhuǎn)編碼器的測(cè)量實(shí)現(xiàn)半閉環(huán)控制，能精確控制手臂的旋轉(zhuǎn)角度，并且能夠檢測(cè)系統(tǒng)中斷時(shí)手臂的位置，同時(shí)能夠準(zhǔn)確記錄交換過程，以便在設(shè)計(jì)交換策略的時(shí)候?qū)崿F(xiàn)逆向交換，從而防止光纖纏繞。


圖1是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中標(biāo)號(hào)如下:1——桿電機(jī)2——電機(jī)固定板 3——支座4——軌道圓盤5-徑向傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 6-支撐立柱 7-底盤8-定向?qū)е?——導(dǎo)套10——纖頭壓板 11——光纖母頭 12——光纖公頭13——電機(jī)座14——減速器 15——步進(jìn)電機(jī)圖2是實(shí)施例中徑向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中標(biāo)號(hào)如下:16-步進(jìn)電機(jī)17-電機(jī)聯(lián)軸器 18-旋轉(zhuǎn)固定板 19-直
線導(dǎo)軌20——深溝球軸承 21——滾珠絲桿 22——滑塊固定板 23——機(jī)械爪24——光纖公頭 25——轉(zhuǎn)動(dòng)軸圖3是實(shí)施例中軌道圓盤的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中標(biāo)號(hào)如下:26——軌道圓盤 27——外層軌道 28——內(nèi)層軌道 29——光纖槽
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明的實(shí)施例:圖1是本發(fā)明的實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖，智能光纖倒換裝置由絲桿電機(jī)1、電機(jī)固定板
2、支座3、軌道圓盤4、徑向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)5、支撐立柱6、底盤7、定向?qū)е?、導(dǎo)套9、光纖頭壓板10、光纖母頭11、光纖公頭12、電機(jī)座13、減速器14、步進(jìn)電機(jī)15組成。如圖1所示，底盤7與軌道圓盤4通過3根支撐立柱6連接。步進(jìn)電機(jī)15和減速器14固定在電機(jī)座13的下表面，電機(jī)座13的上表面與軌道圓盤4的下表面固定。徑向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)5通過轉(zhuǎn)動(dòng)軸與軸承裝配在軌道圓盤4中心。光纖公頭12放置在軌道圓盤4的光纖槽內(nèi)，光纖母頭11固定在光纖頭壓板10上。光纖頭壓板10兩端與導(dǎo)套9固定,導(dǎo)套9與定向?qū)е?配合實(shí)現(xiàn)上下運(yùn)動(dòng)，定向?qū)е?固定在支座3上。電機(jī)固定板2固定在支座3的頂端，絲桿電機(jī)I固定在電機(jī)固定板2的上表面。如圖2所示為徑向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。步進(jìn)電機(jī)16通過電機(jī)聯(lián)軸器17與滾珠絲桿21相連，步進(jìn)電機(jī)16和直線導(dǎo)軌19固定在旋轉(zhuǎn)固定板18的上表面，機(jī)械爪23通過滑塊固定板22與滾珠絲桿配套的滑塊相連，以實(shí)現(xiàn)機(jī)械爪的徑向運(yùn)動(dòng)，徑向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)通過機(jī)械爪23抓取光纖公頭24，以實(shí)現(xiàn)光纖公頭的交換，旋轉(zhuǎn)固定板18與轉(zhuǎn)動(dòng)軸25固定，轉(zhuǎn)動(dòng)軸25與深溝球軸承20配合，安裝在軌道圓盤中心以實(shí)現(xiàn)機(jī)械爪23軸向轉(zhuǎn)動(dòng)。如圖3所示為軌道圓盤的結(jié)構(gòu)示意圖。光纖頭安裝在軌道圓盤26上，軌道圓盤包含外層軌道27、內(nèi)層軌道28和光纖槽29，內(nèi)外層軌道相連，每層軌道能容納二十個(gè)光纖頭，光纖槽29是光纖頭初始位置和非工作狀態(tài)時(shí)所處的位置，軌道能夠輔助光纖頭在光纖交換過程中的定位。
權(quán)利要求
1.一種智能光纖線路倒換裝置，由機(jī)械系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組成，其特征是:機(jī)械系統(tǒng)主要包括:步進(jìn)電機(jī)、絲杠電機(jī)、徑向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、減速器、導(dǎo)套、底盤、支撐立柱、電機(jī)座、軌道圓盤、電機(jī)固定板、聯(lián)軸器、光纖公頭、光纖母頭、機(jī)械臂、支座、光纖頭壓板、定向?qū)к壓凸潭ㄖё?，所述底盤、支撐立柱和軌道圓盤構(gòu)成倒換裝置的機(jī)架，步進(jìn)電機(jī)、減速器、聯(lián)軸器和機(jī)械臂構(gòu)成手臂旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，三根支撐立柱均勻分布固定在底盤和軌道圓盤之間，步進(jìn)電機(jī)和減速器固定在電機(jī)座上，電機(jī)座與軌道圓盤固定，光纖公頭安裝在軌道圓盤之上，光纖母頭安裝在光纖頭壓板上，絲杠電機(jī)固定在電機(jī)固定板上，直線導(dǎo)柱固定在支座上，機(jī)械臂與徑向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，徑向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)通過旋轉(zhuǎn)軸和聯(lián)軸器與步進(jìn)電機(jī)和減速器固定，兩個(gè)支座下端與軌道圓盤固定，支座上端與電機(jī)固定板固定，光纖頭壓板與導(dǎo)套連接；控制系統(tǒng)主要是運(yùn)動(dòng)控制模塊，運(yùn)動(dòng)控制模塊控制步進(jìn)電機(jī)的脈沖信號(hào)，使步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)固定盤旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，使徑向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)機(jī)械臂伸縮運(yùn)動(dòng)，使絲杠電機(jī)驅(qū)動(dòng)光纖頭壓板做升降運(yùn)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能光纖線路倒換裝置，其特征是:由編程控制的步進(jìn)電機(jī)輸入旋轉(zhuǎn)動(dòng)力，通過減速器、聯(lián)軸器和旋轉(zhuǎn)軸控制旋轉(zhuǎn)固定板和機(jī)械臂做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，控制系統(tǒng)通過控制步進(jìn)電機(jī)輸入的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)速度，并通過伺服電機(jī)旋轉(zhuǎn)編碼器的測(cè)量實(shí)現(xiàn)半閉環(huán)控制，能精確控制機(jī)械臂的旋轉(zhuǎn)角度，達(dá)到較高的定位精度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能光纖線路倒換裝置，其特征是:絲杠電機(jī)、隨動(dòng)定向滑塊、直線導(dǎo)軌和機(jī)械臂連成一體，將絲桿電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成隨動(dòng)定向滑塊和機(jī)械臂的徑向伸縮運(yùn)動(dòng)，從而進(jìn)入光纖頭所在徑向軌道層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能光纖線路倒換裝置，其特征是:光纖頭安裝在軌道圓盤上，軌道圓盤包含內(nèi)層和外層，內(nèi)外層軌道相連，每層軌道能容納二十個(gè)光纖頭，軌道圓盤分為光纖槽和軌道，光纖槽是光纖頭初始位置和非工作狀態(tài)時(shí)所處的位置，軌道輔助光纖頭在光纖交換過程中的定位。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能光纖線路倒換裝置，其特征是:光纖頭分為光纖公頭和光纖母頭，光纖公頭安裝在軌道圓盤上，機(jī)械臂通過交換光纖公頭所在光纖槽位置來完成交換，光纖母頭是固定在光纖頭壓板上，當(dāng)完成光纖公頭交換后，光纖壓板下降使光纖公頭和光纖母頭接合導(dǎo)通，從而完成整個(gè)光纖線路倒換過程。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能光纖線路倒換裝置，其特征是:通過控制系統(tǒng)對(duì)每次光纖交換的記錄，在制定交換策略時(shí)設(shè)計(jì)逆向交換順序，防止交換過程中出現(xiàn)光纖纏繞現(xiàn)象。
全文摘要
一種實(shí)現(xiàn)光纖線路互換的智能光纖倒換裝置，由機(jī)械系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組成。機(jī)械系統(tǒng)包括機(jī)械手臂、光纖頭、手臂旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、徑向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、軌道圓盤和支撐機(jī)構(gòu)。通過旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)和手臂伸縮電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)械臂到指定位置抓取光纖頭，然后進(jìn)行光纖線路的互換。控制系統(tǒng)通過精確控制光纖交換時(shí)輸入步進(jìn)電機(jī)的脈沖數(shù)和頻率，從而精確控制機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)位置和運(yùn)動(dòng)速度，達(dá)到準(zhǔn)確倒換光纖頭的目的。本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊，功能齊全，克服了人工倒換光纖線路時(shí)間長(zhǎng)、效率差、錯(cuò)誤率高的不足，能同時(shí)完成多路光纖的倒換。
文檔編號(hào)H04B10/25GK103138830SQ201310031250
公開日2013年6月5日 申請(qǐng)日期2013年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月28日
發(fā)明者張偉, 沈瓊霞, 韓韜, 周洋 申請(qǐng)人:張偉