CN112415686B - 一种光纤固定旋转装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光纤固定旋转装置及其使用方法，装置包括陶瓷插芯、光纤支撑旋转杆、磁条、转轴和步进电机；陶瓷插芯固定在光纤支撑旋转杆前端，光纤支撑旋转杆后端通过转轴与步进电机连接，且陶瓷插芯、光纤支撑旋转杆和转轴的几何中心同轴线；陶瓷插芯内部开有通孔，光纤穿过通孔后实现光纤前端固定；光纤支撑旋转杆具有磁吸附性，且中间开有凹槽；磁条吸附在光纤支撑旋转杆上，配合凹槽形成密闭空腔，使光纤在旋转时其后端保持在密闭空腔内。本发明通过合理的设计和布局，可确保光纤精准装夹和固定，结构简单、操作易行；采用步进电机带动转轴、光纤支撑旋转杆、光纤一起旋转，可精确控制旋转角度满足检测要求。

Description

一种光纤固定旋转装置及其使用方法

技术领域

本发明属于光通信器件制造领域，更具体地，涉及一种光纤固定旋转装置及其使用方法。

背景技术

在光通信器件生产制造领域，特别是某些类型的无源光器件产品，在其生产制造的耦合测试中，特别是前期来料检测工序中，需对光纤端面几何尺寸做检测，因此需要对光纤进行固定和旋转。无源光器件产品生产中要求检测光纤端面几何参数的装置结构简单可靠，装夹光纤操作方便，且不会损伤光纤，不影响后续工序使用。

目前，市面上光纤固定和旋转装置多为真空吸附式，在检测过程中光纤固定不牢固，容易脱落，且装置体积偏大；另外，电机旋转输出轴线和光纤轴线不同轴，通过中间机构传递旋转运动时易引入传动误差，且成本较高，特别在某些空间有限、转动精度要求较高、经费有限的场合并不适用。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种光纤固定旋转装置及其使用方法，其目的在于通过合理的设计和布局，确保光纤精准的装夹和固定，并精确控制旋转角度满足检测要求，由此解决传统的光纤固定和旋转装置装夹不牢靠、转动精度差等技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种光纤固定旋转装置，包括陶瓷插芯2、光纤支撑旋转杆3、磁条4、转轴5和步进电机6；

所述陶瓷插芯2用于固定光纤1前端，所述陶瓷插芯2固定在所述光纤支撑旋转杆3前端，所述光纤支撑旋转杆3后端通过所述转轴5与所述步进电机6连接，且所述陶瓷插芯2、所述光纤支撑旋转杆3和所述转轴5的几何中心同轴线；

其中，所述陶瓷插芯2内部开有通孔，所述光纤1穿过通孔后实现光纤1前端的固定，并使光纤1待检测部位裸露于空气中；所述光纤支撑旋转杆3具有磁吸附性，且中间开有凹槽以容纳光纤1后端；所述磁条4吸附在所述光纤支撑旋转杆3上，配合所述凹槽形成密闭空腔，使光纤1在旋转时其后端保持在所述密闭空腔内。

优选地，还包括同轴转接套筒7，所述同轴转接套筒7用于连接所述光纤支撑旋转杆3和所述转轴5，使所述光纤支撑旋转杆3和所述转轴5的几何中心同轴线。

优选地，还包括双轴承轴承座8，所述双轴承轴承座8与所述转轴5配合使用；

其中，所述转轴5嵌套入所述双轴承轴承座8内，所述双轴承轴承座8内的两个轴承组成双支撑点来支撑所述转轴5，用于承受一定的径向和轴向载荷，并保证所述转轴5的回转精度。

优选地，还包括联轴器9，所述联轴器9为挠性联轴器，用于连接所述步进电机6的输出轴和所述转轴5，以便传递旋转运动，并补偿两根轴间的角度偏差。

优选地，还包括回原点标定环10和限位光耦板11；所述回原点标定环10固定在所述转轴5上，用于提供参考原点；所述限位光耦板11用于检测所述回原点标定环10上的参考原点；

当所述限位光耦板11检测到参考原点的次数达到预设值时，给出一个回原点信号，使所述步进电机6做一次回原点运动，校正回转误差。

优选地，还包括主承载板12，用于承载整个光纤固定旋转装置。

优选地，所述光纤支撑旋转杆3的前端设有标记刻线，用于标定所述陶瓷插芯2的固定位置。

优选地，所述磁条4采用橡胶双面软磁条。

按照本发明的另一方面，提供了一种第一方面所述的光纤固定旋转装置的使用方法，包括：

将待检测的光纤1***陶瓷插芯2，使光纤1前端被所述陶瓷插芯2固定，后端由光纤支撑旋转杆3和磁条4进行限位固定，且光纤1前端待检测部位裸露于空气中；

调节显微镜的镜头使所述光纤1前端待检测部位出现在视野范围内，并控制步进电机6转动，直至带动光纤1旋转至理想检测位置。

优选地，所述方法还包括：

通过限位光耦板11检测步进电机6的转动次数，当检测到转动次数达到预设值时给出一个回原点信号，使所述步进电机6做一次回原点运动，以校正回转误差。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有如下有益效果：本发明提供的光纤固定旋转装置中，通过陶瓷插芯、光纤支撑旋转杆、磁条的配合，可确保光纤精准的装夹和固定，即便在旋转过程中也能使光纤始终保持在光纤支撑旋转杆内，结构简单、操作易行，且可避免损伤光纤；另外，陶瓷插芯、光纤支撑旋转杆以及转轴保持几何中心同轴线，采用步进电机带动转轴、光纤支撑旋转杆、光纤一起旋转，可精确控制旋转角度满足检测要求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种光纤固定旋转装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的另一种光纤固定旋转装置的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种光纤固定旋转装置的局部结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种光纤固定旋转装置的使用方法流程图；

图5为本发明实施例提供的一种利用光纤固定旋转装置检测光纤端面时的主视示意图；

图6为本发明实施例提供的一种利用光纤固定旋转装置检测光纤端面时的俯视示意图；

图7为本发明实施例提供的一种利用光纤固定旋转装置检测光纤端面时的局部俯视示意图。

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：

光纤1、陶瓷插芯2、光纤支撑旋转杆3、磁条4、转轴5、步进电机6、同轴转接套筒7、双轴承轴承座8、联轴器9、原点标定环10、限位光耦板11、主承载板12、步进电机转接块13。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，术语“内”、“外”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“顶”、“底”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不应当理解为对本发明的限制。

此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。下面就参考附图和实施例结合来详细说明本发明。

实施例1

为解决传统的光纤固定和旋转装置装夹不牢靠、转动精度差等技术问题，本发明实施例提供了一种光纤固定旋转装置，如图1和图2所示，主要包括陶瓷插芯2、光纤支撑旋转杆3、磁条4、转轴5和步进电机6。

所述陶瓷插芯2用于固定待检测的光纤1的前端，且所述陶瓷插芯2固定在所述光纤支撑旋转杆3前端；所述光纤支撑旋转杆3后端则通过所述转轴5与所述步进电机6连接，使得所述步进电机6通过所述转轴5和所述光纤支撑旋转杆3带动所述光纤1旋转。其中，所述陶瓷插芯2、所述光纤支撑旋转杆3和所述转轴5的几何中心同轴线。

其中，所述陶瓷插芯2内部开有通孔，所述光纤1穿过通孔后实现光纤1前端的固定，并使光纤1待检测部位裸露于空气中；所述光纤支撑旋转杆3具有磁吸附性，且中间开有凹槽以容纳光纤1后端；所述磁条4吸附在所述光纤支撑旋转杆3上，配合所述凹槽形成密闭空腔，使光纤1在旋转时其后端保持在所述密闭空腔内。

下面结合附图，对所述光纤固定旋转装置的各部分结构进行详细介绍：

结合图1和图2，在一个具体的实施例中，完整的光纤固定旋转装置包括陶瓷插芯2、光纤支撑旋转杆3、磁条4、转轴5、步进电机6、同轴转接套筒7、双轴承轴承座8、联轴器9、原点标定环10、限位光耦板11、主承载板12和步进电机转接块13。

所述陶瓷插芯2为陶瓷绝缘材料，具体可设计为圆柱状，但并不唯一限定，其内部开有比待检测的光纤直径略大的通孔，并通过粘胶固定在所述光纤支撑旋转杆3的前端刻度线上。所述光纤2穿过通孔后，即可实现所述光纤2前端的固定，并使待检测部位裸露于空气中，如图3所示。其中，所述陶瓷插芯2与所述光纤支撑旋转杆2的几何中心同轴线。

所述光纤支撑旋转杆3具体可采用马氏体不锈钢材质，具有较强的磁吸附性，以便与所述磁条配合。所述光纤支撑旋转杆3前端设有标记刻线，用于标定所述陶瓷插芯2的粘接位置；中间开有V型凹槽以容纳光纤1的后端，如图3所示；光纤支撑旋转杆3后端可设计为圆柱状。其中，加工时要求保证所述陶瓷插芯2的通孔、所述光纤1的前端、所述光纤支撑旋转杆3后端圆柱状结构的几何轴线基本共线。

所述磁条4可采用橡胶双面软磁条，带较强磁性，且质地软，能裁剪成需要的尺寸和形状。当所述光纤1***所述陶瓷插芯2内之后，所述磁条4可吸附在所述光纤支撑旋转杆3上，配合所述V型凹槽形成密闭空腔，使光纤1在旋转时其后端始终保持在所述密闭空腔内。

所述同轴转接套筒7用于连接所述光纤支撑旋转杆3和所述转轴5，需与所述光纤支撑旋转杆3和所述转轴5尺寸配合良好，使所述光纤支撑旋转杆3和所述转轴5的几何中心同轴线，即满足同轴心要求。

所述双轴承轴承座8与所述转轴5配合使用，所述转轴5嵌套入所述双轴承轴承座8内，两者为小过盈量紧配合。所述双轴承轴承座8起支撑所述转轴5的作用，具体为：所述双轴承轴承座8内的两个轴承组成双支撑点来支撑所述转轴5，能承受一定的径向和轴向载荷，并保证所述转轴5的回转精度。

所述联轴器9为挠性联轴器，用于连接所述步进电机6的输出轴和所述转轴5，以便传递旋转运动，并能补偿两根轴间一定的角度偏差。

所述回原点标定环10和所述限位光耦板11配合使用：所述回原点标定环10固定在所述转轴5上，可随所述转轴5旋转，用于提供参考原点；所述限位光耦板11用于检测所述回原点标定环10上的参考原点。当所述限位光耦板11检测到参考原点的次数达到预设值时，即所述步进电机6转动次数达到预设值时(例如转动10次)，给出一个回原点信号，使所述步进电机6做一次回原点运动，进而校正回转误差。这是考虑到所述步进电机6在转动多次后，在旋转角度上可能就会产生一定的误差，进而影响光纤1的检测，因此每转动一定角度做一次回原点运动，从而可校正回转误差，保证光纤1旋转角度的精准性。

所述主承载板12用于承载整个光纤固定旋转装置，具体地，所述双轴承轴承座8、所述限位光耦板11和所述步进电机6均固定在所述主承载板12表面。

所述步进电机转接块13连接在所述步进电机转接块13之前，可在所述联轴器9与所述步进电机之间起到一定的转接作用。

本发明实施例提供的上述光纤固定旋转装置中，通过陶瓷插芯、光纤支撑旋转杆、磁条的配合，可确保光纤精准的装夹和固定，即便在旋转过程中也能使光纤始终保持在光纤支撑旋转杆内，结构简单、操作易行，且可避免损伤光纤；另外，陶瓷插芯、光纤支撑旋转杆以及转轴保持几何中心同轴线，采用步进电机带动联轴器、转轴、光纤支撑旋转杆、光纤一起旋转，同时配合回原点部件，可精确控制旋转角度满足检测要求。

实施例2

在上述实施例1的基础上，本发明实施例进一步提供了一种实施例1中所述的光纤固定旋转装置的使用方法，也是光纤端面几何参数的检测方法，如图4所示，主要包括以下步骤：

步骤201，将待检测的光纤1***陶瓷插芯2，使光纤1前端被所述陶瓷插芯2固定，后端由光纤支撑旋转杆3和磁条4进行限位固定，且光纤1前端待检测部位裸露于空气中。

结合图1和图3，将待检测的光纤1***陶瓷插芯2的通孔后，使所述光纤1的后端放入所述光纤支撑旋转杆3的V型凹槽内，然后将所述磁条4吸附在所述V型凹槽表面，从而配合所述V型凹槽形成密闭空腔。最终使得所述光纤1的前端被所述陶瓷插芯2固定，后端被限位固定在所述光纤支撑旋转杆3形成的密闭空腔内，实现光纤精准的装夹和固定。

步骤202，调节显微镜的镜头使所述光纤1前端待检测部位出现在视野范围内，并控制步进电机6转动，直至带动光纤1旋转至理想检测位置。

结合图5-图7，首先将显微镜镜头A粗调到所述光纤1待检测端的视距范围内，然后精调所述显微镜镜头A位置，使所述光纤1前端待检测部位能清晰地出现在视野范围内。同时，为了更清晰地观察光纤端面的几何参数，需要进一步控制所述步进电机6转动，从而通过所述转轴5和所述光纤支撑旋转杆3带动所述光纤1转动到理想检测位置。如图6所示，当待检测的光纤1转动到理想检测位置时，所述显微镜镜头A正对所述光纤1的待检测端，从而实现对光纤端面相关几何参数的观察检测。

进一步地，为避免所述步进电机6多次转动后对旋转精度造成影响，所述方法还包括：通过所述限位光耦板11实时检测所述步进电机6的转动次数，主要是通过检测所述回原点标定环10上的参考原点来确定，当检测到转动次数达到预设值时给出一个回原点信号，使所述步进电机6做一次回原点运动，以校正回转误差，从而保证光纤1旋转角度的精准性。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种光纤固定旋转装置，其特征在于，包括陶瓷插芯(2)、光纤支撑旋转杆(3)、磁条(4)、转轴(5)和步进电机(6)；

所述陶瓷插芯(2)用于固定光纤(1)前端，所述陶瓷插芯(2)固定在所述光纤支撑旋转杆(3)前端，所述光纤支撑旋转杆(3)后端通过所述转轴(5)与所述步进电机(6)连接，且所述陶瓷插芯(2)、所述光纤支撑旋转杆(3)和所述转轴(5)的几何中心同轴线；

其中，所述陶瓷插芯(2)内部开有通孔，所述光纤(1)穿过通孔后实现光纤(1)前端的固定，并使光纤(1)待检测部位裸露于空气中；所述光纤支撑旋转杆(3)具有磁吸附性，且中间开有凹槽以容纳光纤(1)后端；所述磁条(4)吸附在所述光纤支撑旋转杆(3)上，配合所述凹槽形成密闭空腔，使光纤(1)在旋转时其后端保持在所述密闭空腔内。

2.根据权利要求1所述的光纤固定旋转装置，其特征在于，还包括同轴转接套筒(7)，所述同轴转接套筒(7)用于连接所述光纤支撑旋转杆(3)和所述转轴(5)，使所述光纤支撑旋转杆(3)和所述转轴(5)的几何中心同轴线。

3.根据权利要求1所述的光纤固定旋转装置，其特征在于，还包括双轴承轴承座(8)，所述双轴承轴承座(8)与所述转轴(5)配合使用；

其中，所述转轴(5)嵌套入所述双轴承轴承座(8)内，所述双轴承轴承座(8)内的两个轴承组成双支撑点来支撑所述转轴(5)，用于承受一定的径向和轴向载荷，并保证所述转轴(5)的回转精度。

4.根据权利要求1所述的光纤固定旋转装置，其特征在于，还包括联轴器(9)，所述联轴器(9)为挠性联轴器，用于连接所述步进电机(6)的输出轴和所述转轴(5)，以便传递旋转运动，并补偿两根轴间的角度偏差。

5.根据权利要求1所述的光纤固定旋转装置，其特征在于，还包括回原点标定环(10)和限位光耦板(11)；所述回原点标定环(10)固定在所述转轴(5)上，用于提供参考原点；所述限位光耦板(11)用于检测所述回原点标定环(10)上的参考原点；

当所述限位光耦板(11)检测到参考原点的次数达到预设值时，给出一个回原点信号，使所述步进电机(6)做一次回原点运动，校正回转误差。

6.根据权利要求1所述的光纤固定旋转装置，其特征在于，还包括主承载板(12)，用于承载整个光纤固定旋转装置。

7.根据权利要求1-6任一所述的光纤固定旋转装置，其特征在于，所述光纤支撑旋转杆(3)的前端设有标记刻线，用于标定所述陶瓷插芯(2)的固定位置。

8.根据权利要求1-6任一所述的光纤固定旋转装置，其特征在于，所述磁条(4)采用橡胶双面软磁条。

9.一种权利要求1-8任一所述的光纤固定旋转装置的使用方法，其特征在于，包括：

将待检测的光纤(1)***陶瓷插芯(2)，使光纤(1)前端被所述陶瓷插芯(2)固定，后端由光纤支撑旋转杆(3)和磁条(4)进行限位固定，且光纤(1)前端待检测部位裸露于空气中；

调节显微镜的镜头使所述光纤(1)前端待检测部位出现在视野范围内，并控制步进电机(6)转动，直至带动光纤(1)旋转至理想检测位置。

10.根据权利要求9所述的光纤固定旋转装置的使用方法，其特征在于，所述方法还包括：

通过限位光耦板(11)检测步进电机(6)的转动次数，当检测到转动次数达到预设值时给出一个回原点信号，使所述步进电机(6)做一次回原点运动，以校正回转误差。

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