一種消除保偏光纖扭矩的自動化裝置製造方法
2024-01-20 19:41:15
一種消除保偏光纖扭矩的自動化裝置製造方法
【專利摘要】本發明屬於一種自動化裝置，具體涉及一種可以消除保偏光纖扭矩的自動化裝置。它包括升降系統，升降系統的中間安裝有導纖系統，升降系統的下端安裝有扭矩測量及消除系統和放纖系統，放纖系統上安裝有收纖系統，還包括電器控制系統。本發明的優點是，它可以有效減小保偏光纖中殘餘的扭矩，直接降低了光纖環圈的磁敏感性，解決了光纖陀螺的磁場難題。
【專利說明】一種消除保偏光纖扭矩的自動化裝置
【技術領域】
[0001]本發明屬於一種自動化裝置，具體涉及一種可以消除保偏光纖扭矩的自動化裝置。
【背景技術】
[0002]光纖陀螺是一種光學陀螺，易受磁光法拉第效應影響，這種影響直接作用於光纖陀螺的核心部件一光纖環圈，在其中沿相反方向傳輸的兩束光受到磁場幹擾時，由於保偏光纖存在扭矩，會產生相位差，導致光纖陀螺零偏產生劇烈變化，最終影響了光纖陀螺的動態使用精度。
[0003]儘管採用磁屏蔽的方法，可以降低光纖陀螺工作環境磁場對光纖環圈的影響，但是由於光纖陀螺裝配以及安裝需求，光纖陀螺磁屏蔽罩的設計無法到達最佳，存在以下幾點缺陷:
[0004]I)由於空間限制，磁屏蔽罩的直徑和高度比遠大於1:4，無法避免「端接效應」和磁力線穿透屏蔽體範圍；
[0005]2)由於間限制，不遺米用雙層磁屏蔽方案(研允表明，雙層屏蔽要求兩層屏蔽之間至少要保持半英寸以上的距離)，無法達到最佳屏蔽效果；
[0006]3)由於光纖陀螺裝配和安裝需求，不可避免地要在磁屏蔽體上開孔，必然造成磁散射，降低磁屏蔽效果；
[0007]上述缺陷，最終導致光纖陀螺磁屏蔽效能大幅降低，單純依靠磁屏蔽方法，無法降低光纖陀螺磁敏感性，提高光纖陀螺動態使用精度。
[0008]因此，需要研製一種可以消除保偏光纖扭矩的自動化裝置，降低光纖環圈的磁敏感性，配合磁屏蔽技術，以保證光纖陀螺在工作環境下的動態使用精度。
【發明內容】
[0009]本發明的目的是提供一種可以消除保偏光纖扭矩的自動化裝置，通過消除保偏光纖扭矩，降低光纖環圈磁敏感性，彌補磁屏蔽方法的不足，改善光纖環圈的磁場特性，以保證光纖陀螺在工作環境下的動態使用精度。
[0010]本發明是這樣實現的，一種消除保偏光纖扭矩的自動化裝置，它包括升降系統，升降系統的中間安裝有導纖系統，升降系統的下端安裝有扭矩測量及消除系統和放纖系統，放纖系統上安裝有收纖系統，還包括電器控制系統。
[0011]升降系統包括上支架和下支架，上支架上安裝有傳動電機，上支架和下支架之間安裝有傳動導軌。
[0012]扭矩測量及消除系統包括力矩敏感裝置和旋轉電機。
[0013]放纖系統包括放纖壓纖機構，放纖壓纖機構上安裝有放纖電機。
[0014]導纖系統包括導向杆，導向杆上安裝有舵機，舵機上安裝有撥叉。
[0015]收纖系統包括平移組件，平移組件上安裝有收纖壓纖機構和收纖電機。[0016]電器控制系統包括控制櫃和控制系統。
[0017]本發明的優點是，它可以有效減小保偏光纖中殘餘的扭矩，直接降低了光纖環圈的磁敏感性，解決了光纖陀螺的磁場難題。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1為本發明所提供的一種消除保偏光纖扭矩的自動化裝置示意圖；
[0019]圖2升降系統示意圖；
[0020]圖3放纖系統示意圖；
[0021]圖4導纖系統示意圖；
[0022]圖5扭矩測量及消除系統示意圖；
[0023]圖6收纖系統示意圖。
[0024]圖中，I升降系統、2扭矩測量及消除系統、3放纖系統、4導纖系統、5收纖系統、6傳動電機、7上支架、8傳動導軌、9下支架、10旋轉電機、11放纖壓纖機構、12撥叉、13舵機、14導向杆、15平移組件、16收纖壓纖機構、17收纖電機、18電器控制系統、19控制櫃、20控制系統。
【具體實施方式】
[0025]下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細介紹:
[0026]一種消除保偏光纖扭矩的自動化裝置它包括以下六個部分:升降系統1，升降系統I的中間安裝有導纖系統4，升降系統I的下端安裝有扭矩測量及消除系統2和放纖系統3，放纖系統3上安裝有收纖系統5，還包括電器控制系統18。
[0027]其中，升降系統I包括上支架7和下支架9，上支架7上安裝有傳動電機6，上支架7和下支架9之間安裝有傳動導軌8，該系統能夠單獨自動實現收纖系統和放纖系統部分的升降動作，升降高度範圍為1.5m?3.3m。
[0028]扭矩測量及消除系統2包括力矩敏感裝置和旋轉電機10，該系統能夠實現光纖扭矩的識別以及消除，消除後光纖中的殘餘扭矩不大於15° /h ；
[0029]放纖系統3包括放纖壓纖機構11，放纖壓纖機構11上安裝有放纖電機，該系統能夠自動和手動兩種方式釋放帶有扭矩保偏光纖，並防止光纖發生側向滑動，其中單次釋放光纖長度範圍:0?6m。
[0030]導纖系統4包括導向杆14，導向杆14上安裝有舵機13，舵機13上安裝有撥叉12，該系統能夠保證放纖的順利進行，其中製作撥叉的材料不能與光纖摩擦產生靜電，而且撥叉不可以在運動時損傷光纖，所以撥叉必須做成圓柱體。
[0031]收纖系統5包括平移組件15，平移組件15上安裝有收纖壓纖機構16和收纖電機17，其中張力控制系統在Ig?30g範圍內連續可調，收纖系統可以實現對直徑在150 μ m?300 μ m範圍內的光纖的精確排布。
[0032]電器控制系統18包括控制櫃19和控制系統20，該系統能實現對上述分系統的控制，實現對保偏光纖扭矩的消除。本發明通過消除保偏光纖中的殘餘扭矩，直接降低了光纖環圈的磁敏感性，從而解決了光纖陀螺的磁場難題，提高了光纖陀螺在大動態範圍內的使用精度。[0033]一種可以消除保偏光纖扭矩的自動化裝置主要包括以下六個部分:升降系統、放纖系統、導纖系統、扭矩測量及消除系統、收纖系統及電器控制系統。結合圖1?圖6對本裝置的使用方法做詳細說明:
[0034]第一步，在升降系統的上支架上安裝未退扭的大盤光纖和收纖用空盤一個，同時將光纖引出，使其自然下垂，啟動系統升起大盤光纖和收纖盤至設定高度，該高度範圍為:1.5m ?3.3m ;
[0035]第二步，將光纖自由端通過機構引至收纖盤，完成光纖退扭前的準備工作；
[0036]第三步，放纖系統啟動，開始釋放光纖，同時導纖系統啟動，保證放纖過程順利完成，其中放纖分為自動操作和手動操作，自動操作需先設定放纖長度，長度範圍為O?6m,待光纖釋放到設定長度後，導纖系統返回初始位置，放纖端壓纖機構啟動，壓緊光纖，防止光纖中的扭矩移動，而手動操作由操作者控制，待光纖釋放到一定長度後，完成後操作導纖系統返回初始位置，放纖端壓纖機構啟動，壓緊光纖，防止光纖中的扭矩移動；
[0037]第四步，扭矩測量自動進行，通過力矩敏感器測量光纖中存在的扭矩，反饋控制端，控制端啟動旋轉電機，消除光纖中的扭矩，直至殘餘扭矩進入誤差允許範圍內(即，殘餘扭矩不大於15° /m)，完成退扭；
[0038]第五步，首先端啟動張力控制系統、壓纖機構和收纖系統，準備收纖，其中張力控制系統在Ig?30g範圍內連續可調，收纖系統可以實現對直徑在150 μ m?300 μ m範圍內的光纖的精確排布，啟動收纖電機和橫向步進電機後進行收纖和排纖工作。
[0039]第六步，重複第三至第五步，直至完成整盤光纖的扭矩消除工作。
【權利要求】
1.一種消除保偏光纖扭矩的自動化裝置，其特徵在於:它包括升降系統(1)，升降系統(O的中間安裝有導纖系統(4)，升降系統(I)的下端安裝有扭矩測量及消除系統(2)和放纖系統(3),放纖系統(3)上安裝有收纖系統(5),還包括電器控制系統(18)。
2.如權利要求1所述的一種消除保偏光纖扭矩的自動化裝置，其特徵在於:升降系統(I)包括上支架(7)和下支架(9)，上支架(7)上安裝有傳動電機(6)，上支架(7)和下支架(9)之間安裝有傳動導軌(8)。
3.如權利要求1所述的一種消除保偏光纖扭矩的自動化裝置，其特徵在於:扭矩測量及消除系統(2)包括力矩敏感裝置和旋轉電機(10)。
4.如權利要求1所述的一種消除保偏光纖扭矩的自動化裝置，其特徵在於:放纖系統(3 )包括放纖壓纖機構(11),放纖壓纖機構(11)上安裝有放纖電機。
5.如權利要求1所述的一種消除保偏光纖扭矩的自動化裝置，其特徵在於:導纖系統(4 )包括導向杆(14 )，導向杆(14 )上安裝有舵機(13)，舵機(13)上安裝有撥叉(12)。
6.如權利要求1所述的一種消除保偏光纖扭矩的自動化裝置，其特徵在於:收纖系統(5)包括平移組件(15)，平移組件(15)上安裝有收纖壓纖機構(16)和收纖電機(17)。
7.如權利要求1所述的一種消除保偏光纖扭矩的自動化裝置，其特徵在於:電器控制系統(18)包括控制櫃(19)和控制系統(20)。
【文檔編號】G01C19/72GK103558674SQ201310516136
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年10月28日 優先權日:2013年10月28日
【發明者】於昌龍, 張麗哲, 李宗利 申請人:北京自動化控制設備研究所