一種互檢定位系統、方法和插拔系統的製作方法
2023-05-15 05:21:56 2
專利名稱：一種互檢定位系統、方法和插拔系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種光纖通信設備領域，尤其涉及一種螺杆和編碼器互檢定 位系統、方法和相應的插拔系統。
背景技術：
在光纖交換設備中，經常需要將固定有外部線路光纖或繩路光纖的一端 的連結器插入到交換板上的交換孔中或從中拔出，為了控制連結器的升降和 插拔的動作，可以利用圖1中所示的插拔系統對連結器進行上述操作。該插
拔系統包括一個工作檯1,在工作檯1中安裝一個步進電機2，第一傳動齒輪 3與步進電機2的動力輸出端21固定連接，使得步進電機2可以驅動笫一傳 動齒輪3橫向旋轉，第一傳動齒輪3又與第二傳動齒輪4嚙合，插拔器5穿 設於第二傳動齒輪4中，插拔器5與第二傳動齒輪4的結合部設有內螺紋， 第二傳動齒輪4的相應部分外壁設有外螺紋。步進電機2在工作過程中，第 一傳動齒輪3受到步進電機2的帶動橫向旋轉，第一傳動齒輪3又帶動第二 傳動齒輪4橫向旋轉，第二傳動齒輪4通過與插拔器5之間的螺紋連接，驅 動插拔器5上下運動，當插拔器5夾持上連結器後，通過上述插拔系統可以 使連結器進行上下運動和插拔動作。
發明人在實現上述技術方案時發現，在插拔器進行上下移動的過程中， 為了實現對連結器進行精確地插拔動作，插拔器上下移動的距離需要進行精 確控制，由於上述插拔系統是開環工作的，因此外界只能控制施加到步進電 機的驅動信號脈衝數，從而通過步進電機的輸出轉數即可換算得到經過一系 列傳動後插拔器的上下位移。通常情況下，施加給步進電機的驅動信號脈衝 數和步進電機的輸出轉數是相對應的，即滿足一定的比例關係，但是在上述 插拔系統的使用時間較長後，由於步進電機本身的磨損經常發生步進電機的 驅動信號脈衝數與輸出轉數不再對應，此時如果單純依靠控制外界施加信號的脈衝數已經不能夠精確地掌握步進電機的輸出轉數情況。另外，由於上述 插拔系統工作在開環情況下，在將連結器插入到交換孔或從交換孔中拔出的 過程中，單純通過外界施加的信號脈衝數無法獲知連結器的插入狀態，例如， 如果連結器已經插入到交換孔的最大限度，繼續向步進電機施加脈衝驅動信 號，連結器仍然只會保持原始狀態，由於整個插拔系統處於聯動狀態，因此 步進電動的輸出轉數已經為零，但僅僅從外界還在不斷施加的驅動信號的脈 沖數無法獲知此情況。同理，對於故障發生時，由於單純通過外界施加的信 號脈衝數無法獲知連結器的插入狀態，系統也無法檢測故障。
發明內容
本發明提供一種互檢定位系統、方法和相應的插拔系統，能夠識別插拔 器的當前運行狀態，檢測系統故障。
為實現上述目的，本發明實施例提供一種互檢定位系統，包括安裝在
所述控制器用於比較輸入到步進電機的驅動信號脈衝數Nl與旋轉光柵編碼 器的輸出信號脈衝數N2，判斷步進電機的工作狀態，以識別通過步進電機傳 動的安置在工作檯中的插拔器的工作狀態。
另外，本發明實施例還提供一種互檢定位方法，包括
A. 獲取輸入到步進電機的驅動信號脈衝數Nl和與所述步進電機的動力 輸出端固定連接的旋轉光柵編碼器的輸出信號脈沖數N2;
B. 比較所述步進電機的驅動信號脈衝數N1和旋轉光柵編碼器的輸出信號 脈衝數N2，判斷步進電才幾的工作狀態，以識別通過所述步進電機傳動的安置 在工作檯中的插拔器的工作狀態。
另外，本發明實施例還提供一種插拔系統，包括工作檯，所述工作檯 中安裝一個步進電機，所述步進電機的動力輸出端與第一傳動齒輪和旋轉光 柵編碼器固定連接，使得所述步進電機可以驅動第一傳動齒輪橫向轉動，所
5述第一傳動齒輪與第二傳動齒輪嚙合，插拔器穿設於所述第二傳動齒輪中， 所述插拔器與第二傳動齒輪的結合部設有外螺紋，所述第二傳動齒輪的相應 部分外壁設有內螺紋，所述步進電機可以驅動第一傳動齒輪橫向轉動，並進 一步使第二傳動齒輪橫向轉動，通過第二傳動齒輪與插拔器的螺紋連接，第 二傳動齒輪的橫向轉動可以驅動插拔器的上下運動，所述插拔系統還包括與 所述步進電機和所述旋轉光柵編碼器通過電路連接的控制器，所述控制器用 於比較輸入到步進電機的驅動信號脈衝數Nl與旋轉光柵編碼器的輸出信號
脈沖數N2，判斷步進電機的工作狀態，以識別通過步進電機傳動的安置在工
作臺中的插拔器的工作狀態。
由上述技術方案可知，利用本發明實施例提供的互檢定位系統、方法和 相應的插拔系統，可以識別插拔器的當前狀態，也可以檢測系統的故障。
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實 施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作筒單地介紹，顯而易見地，下面 描述中的附圖是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不 付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖l是一種插拔系統的示意圖2是本發明實施例一提供的互檢定位系統的示意圖3是本發明實施例二提供的互檢定位方法的示意圖。
具體實施例方式
為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發 明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述， 顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於 本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲 得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
本發明的第一實施例提供一種互檢定位系統，如圖2所示，該互檢定位 系統包括一個安裝在工作檯1上的步進電機2和與步進電機2的動力輸出端21固定連接的旋轉光柵編碼器6，另外還包括與步進電機2和旋轉光4冊編碼 器6通過電路連接的控制器7。該控制器7用於比較輸入到步進電機的驅動信 號脈衝數N1與旋轉光柵編碼器的輸出信號脈沖數N2，從而判斷步進電機的 工作狀態，以識別通過步進電機傳動的安置在工作檯中的插拔器的工作狀態。
由於本實施例中的互檢定位系統工作在插拔系統中，因此在圖2中，電 機2的動力輸出端21還與第一傳動齒輪3固定連接，第一傳動齒輪3與第二 傳動齒輪4嚙合，第二傳動齒輪4的內部插設插拔器5，並且，第二傳動齒輪 4上與插拔器5的結合部設有內螺紋，插拔器5的相應部分設置有與第二傳動 齒輪4的內螺紋相配合的外螺紋，即插拔器5的上部構成螺杆結構。第二傳 動齒輪4和插拔器5相配合構成螺紋螺杆結構。通過步進電機2在工作過程 中，其動力輸出端21的旋轉可以帶動第一傳動齒輪3—起橫向轉動，第二傳 動齒輪4又受到第一傳動齒輪3的傳動進行與第一傳動齒輪3的旋轉方向相 反的橫向轉動，由於在插拔器5的下部設計成具有多邊形形狀的截面，在插 拔器5安置的工作檯1的相應處設置的孔也具有多邊形形狀，這樣，插設在 工作檯內的插拔器5不能橫向旋轉，所以通過插拔器5和第二傳動齒輪4的 螺紋螺杆連接，當第二傳動齒輪4在橫向轉動時，插拔器5將沿著上下方向 移動。最終，步進電機2的動力輸出端21的轉動將轉換成插拔器5的上下移 動。
旋轉光柵編碼器6包括雷射頭、旋轉光柵和信號檢測單元，其中雷射頭 固定安裝在工作檯上保持不動，而旋轉光柵與步進電機2的動力輸出端21固 定在一起，在步進電機2的動力輸出端21旋轉的過程中，旋轉光柵跟隨一併 旋轉，在旋轉光柵轉動過程中，信號檢測單元將檢測到與角位移相應的脈衝 信號，旋轉光柵的轉動角位移與信號檢測單元的輸出信號的脈衝數有線性的 對應關係。例如，旋轉光柵轉動一周360。，信號檢測單元可以檢測到信號的 脈衝數為2000。因此，通過旋轉光^"編碼器的輸出信號的脈衝數可以換算出 步進電機2的動力輸出端21的實際旋轉角位移。
本發明的第二實施例相應提供一種利用實施例一 中提供的互檢定位系統
7進行互檢定位的方法，包括如下步驟
步驟S301:獲取輸出到步進電機的驅動信號脈衝數N1和與步進電機的 動力輸出端固定連接的旋轉光柵編碼器的輸出信號脈衝數N2;
步驟S302:比較步進電機的驅動信號脈衝數和旋轉光柵編碼器的輸出信 號脈衝數，判斷步進電機的工作狀態，以識別通過所述步進電機傳動的安置 在工作檯中的插拔器的工作狀態。
其中，步驟S302可以具體包括
當步進電機的驅動信號脈衝數Nl等於理論上將插拔器送到目的位置時 相對應的步進電機的驅動信號脈衝數時，如果旋轉光柵編碼器的輸出信號脈 衝數是否小於NO並大於等於第一閾值Tl,則識別插拔器已經插入到目的位 置並遇阻，上述NO為根據步進電機的輸入驅動信號脈衝數與步進電機的輸出 轉數的線性關係、並根據步進電機的輸出轉數與旋轉光柵編碼器的輸出信號 脈衝數的線性關係、得到的步進電機的驅動信號脈衝數為Nl時旋轉光柵編碼 器的輸出信號脈沖數。
例如，當步進電機的輸入驅動信號脈衝數為400對應步進電機的輸出轉 數為1圈，並且對應使插拔器上下移動lmm的距離，如果將連結器從初始高 度插入到交換板的交換孔中需要插拔器上下移動12mm以到達目的位置時， 則需要向步進電機輸入4800個脈衝的驅動信號。如果驅動電機的輸出轉數為 1圏時，旋轉光柵編碼器的的輸出信號脈沖數為2000個脈衝，則插拔器移動 12mm到達目的位置對應旋轉光柵編碼器輸出的脈衝數NO為24000個脈衝。
第一閾值可以選為22000，如果檢測到旋轉光柵編碼器的輸出信號脈衝數 介於24000到25000之間且保持不動，認為插拔器已經移到目的位置並且遇 阻。結合實際的插拔系統，該情況對應插拔器已經將連結器插入到交換孔中 並且已經插緊，或者已經將連結器從交換孔中拔出並且已經提到最高點。
如果旋轉光柵編碼器的輸出信號脈衝數小於第 一 閾 T1並且維持在第一 閾值Tl不動時，則識別插拔器在移動到目的位置前碰到其他工件不動。在本實施例中以第一閾值為界限，對於旋轉光柵的輸出信號脈衝數小於 第一閾值並維持不動的情況，認為是機械結構上的誤差，屬於故障範疇，在 實際中是由於插拔器碰到其他工件而不動導致的，例如插拔器在插入連結器 的過程中碰到交換板。
本發明的第三實施例相應提供一種插拔系統，該插拔系統包括工作檯，
工作檯中安裝一個步進電機，步進電機的動力輸出端與第一傳動齒輪和旋轉 光柵編碼器固定連接，使得步進電機可以驅動第一傳動齒輪橫向轉動，所述 第一傳動齒輪與第二傳動齒輪嚙合，插拔器穿設於所述第二傳動齒輪中，所 述插拔器與第二傳動齒輪的結合部設有內螺紋，所述第二傳動齒輪的相應部 分外壁設有外螺紋，所述步進電機可以驅動第一傳動齒輪橫向轉動，並進一 步使第二傳動齒輪橫向轉動，通過第二傳動齒輪與插拔器的螺紋連接，第二 傳動齒輪的橫向轉動可以驅動插拔器的上下運動，所述插拔系統還包括與所 述步進電機和所述旋轉光柵編碼器通過電路連接的控制器，所述控制器用於
比較輸入到步進電機的驅動信號脈衝數Nl與旋轉光柵編碼器的輸出信號脈 衝數N2，判斷步進電機的工作狀態，以識別通過步進電機傳動的安置在工作 臺中的插拔器的工作狀態。本實施例中相應的部件的工作方式和功能與實施 例一和實施例二中的相應部件相同，這裡不再贅述。
由上述公開的技術方案可知，利用本發明實施例提供的互檢定位系統、 方法和相應的插拔系統，可以在識別插拔器的當前狀態，也可以檢測系統的 故障。
以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普 通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤 飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。
權利要求
1、一種互檢定位系統，其特徵在於，包括安裝在工作檯上的步進電機和與步進電機的動力輸出端固定連接的旋轉光柵編碼器，還包括與所述步進電機和所述旋轉光柵編碼器通過電路連接的控制器，所述控制器用於比較輸入到步進電機的驅動信號脈衝數N1與旋轉光柵編碼器的輸出信號脈衝數N2，判斷步進電機的工作狀態，以識別通過步進電機傳動的安置在工作檯中的插拔器的工作狀態。
2、 根據權利要求1所述的互檢定位系統，其特徵在於，所述旋轉光柵編 碼器包括與步進電機的動力輸出端一起轉動的旋轉光柵、固定安裝在所述 工作檯上的雷射頭和信號檢測單元。
3、 一種互檢定位方法，其特徵在於，包括A. 獲取輸入到步進電機的驅動信號脈衝數Nl和與所述步進電機的動力 輸出端固定連接的旋轉光柵編碼器的輸出信號脈衝數N2;B. 比較所述步進電機的驅動信號脈沖數N1和旋轉光柵編碼器的輸出信號 脈衝數N2，判斷步進電機的工作狀態，以識別通過所述步進電機傳動的安置 在工作檯中的插拔器的工作狀態。
4、 根據權利要求3所述的互檢定位方法，其特徵在於，所述步驟B包括 當所述步進電機的驅動信號脈衝數Nl等於理論上將插拔器送到目的位置時相對應的步進電機的驅動信號脈衝數時，判斷此時旋轉光柵編碼器的輸 出信號脈衝數是否小於N0並大於等於第一閾值Tl,所述NO為根據步進電機 的輸入驅動信號脈衝數與步進電機的輸出轉數的線性關係、並根據步進電機 的輸出轉數與旋轉光柵編碼器的輸出信號脈衝數的線性關係、得到的步進電 機的驅動信號脈衝數為Nl時旋轉光柵編碼器的輸出信號脈衝數； 如果判斷結果為是，則識別插拔器已經插入到目的位置並遇阻。
5、 根據權利要求4所述的互檢定位方法，其特徵在於，所述步驟B包括 當所述步進電機的驅動信號脈衝數Nl等於理論上將插拔器送到目的位置時相對應的步進電機的驅動信號脈衝數時，判斷此時旋轉光柵編碼器的輸 出信號脈衝數是否小於第一闊值T1，如果是，則識別插拔器在移動到目的位置前碰到其他工件不動。
6、 一種插拔系統，其特徵在於，包括工作檯，所述工作檯中安裝一個 步進電機，所述步進電機的動力輸出端與第一傳動齒輪和旋轉光柵編碼器固 定連接，使得所述步進電機可以驅動第一傳動齒輪橫向轉動，所述第一傳動 齒輪與第二傳動齒輪嚙合，插拔器穿設於所述第二傳動齒輪中，所述插拔器 與第二傳動齒輪的結合部設有外螺紋，所述第二傳動齒輪的相應部分外壁設 有內螺紋，所述步進電機可以驅動第一傳動齒輪橫向轉動，並進一步使第二 傳動齒輪橫向轉動，通過第二傳動齒輪與插拔器的螺紋連接，第二傳動齒輪 的橫向轉動可以驅動插拔器的上下運動，所述插拔系統還包括與所述步進電 機和所述旋轉光柵編碼器通過電路連接的控制器，所述控制器用於比較輸入 到步進電機的驅動信號脈衝數Nl與旋轉光柵編碼器的輸出信號脈衝數N2, 判斷步進電機的工作狀態，以識別通過步進電機傳動的安置在工作檯中的插 拔器的工作狀態。
全文摘要
本發明提供一種互檢定位系統、方法和插拔系統，該互檢定位系統包括安裝在工作檯上的步進電機和與步進電機的動力輸出端固定連接的旋轉光柵編碼器，還包括與所述步進電機和所述旋轉光柵編碼器通過電路連接的控制器，所述控制器用於比較輸入到步進電機的驅動信號脈衝數N1與旋轉光柵編碼器的輸出信號脈衝數N2，判斷步進電機的工作狀態，以識別通過步進電機傳動的安置在工作檯中的插拔器的工作狀態。通過本發明實施例，可以識別插拔器的當前狀態，也可以檢測系統的故障。
文檔編號G02B6/38GK101655584SQ20091013975
公開日2010年2月24日 申請日期2009年6月30日 優先權日2009年6月30日
發明者戎家銓, 範駿行 申請人:範駿行;戎家銓