[发明专利]光纤陀螺用脱骨光纤环的绕制夹具与绕制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光纤环的绕制夹具与绕制方法，尤其是涉及一种光纤陀螺用脱骨光纤环的绕制夹具与绕制方法。

背景技术

光纤陀螺的敏感核心是光纤环，光纤环的稳定性、质量和体积很大程度上决定着光纤陀螺的性能、质量和体积。

传统光纤陀螺的光纤环是在金属支架上绕制而成的，存在材料失配等一系列问题而导致在温度变化、振动条件下，性能和环境一致性与稳定性方面欠佳；另外，传统的光纤环绕制方法由于不能去除金属支架，增加了光纤陀螺的质量和体积。虽然有脱骨光纤环及其拆卸装置相关的报道，但其绕制方法均为在某一刚性结构件或特制材料结构件上直接绕制光纤环并涂光纤环用胶，而没有一个完整的能够保证光纤环无损脱出结构件的绕制夹具以及无损脱出光纤环的工艺方法。

发明内容

为了解决背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提出一种光纤陀螺用脱骨光纤环的绕制夹具与绕制方法，将光纤环绕制并胶合为一体后再脱出绕制夹具，这样制作的胶合光纤环无骨架，可以通过胶粘安装在陀螺结构中。

本发明采用的技术方案是：

一、一种光纤陀螺用脱骨光纤环绕制夹具

本发明包括主环架、两个结构相同的活动绕纤柱和分环架；两个径向截面形状为扇形的活动绕纤柱分别对称插入固定安装在呈阶梯形圆柱的主环架小端内，呈阶梯形圆柱的分环架的小端的外螺纹，与呈阶梯形圆柱的主环架小端的内螺纹孔配合，两个活动绕纤柱与主环架小端长度相同；两个活动绕纤柱扇形外侧中间的柱面上均设有沿活动绕纤柱轴向等长的凸条，靠近分环架一端的活动绕纤柱端面上设有与凸条两侧相连接的凸耳；两个凸耳分别嵌入分环架的小端面内，用螺钉固定，靠近主环架大端的活动绕纤柱的凸条端面上设有螺孔，与主环架大端用螺钉固定；两个活动绕纤柱的凸条嵌入主环架小端圆柱面的槽中，凸条外柱面与主环架小端柱面在同一圆柱面上组成绕纤面。

所述的凸条沿轴向的两个侧面相互平行。

所述的两个活动绕纤柱端面沿轴向均开有通孔。

二、一种光纤陀螺用脱骨光纤环绕制方法，包括以下步骤：

1）在绕制夹具的主环架和分环架轴肩面以及绕纤面上均匀涂上硅胶；

2）绕制夹具绕轴心旋转保持不变转速进行硅胶固化，直到硅胶完全固化为止；

3）当硅胶完全固化为硅胶层后，在硅胶层上绕制光纤环，再在光纤环上均匀刷上光纤环用胶，然后等光纤环用胶完全固化后，将绕制夹具放入温箱中进行温度循环，由于硅胶与光纤环用胶之间的热膨胀系数不同，导致硅胶层与粘有光纤环用胶的光纤环之间出现间隙；

4）从温箱中取出绕制夹具，用刀片割断绕纤面与分环架上已固化的硅胶层，将分环架从主环架中拧下，把配合金属棒插入到两个活动绕纤柱端面中间的通孔中，向主环架轴心施力，使两个活动绕纤柱脱离硅胶层后，将两个活动绕纤柱取出；

5）用刀片沿主环架轴线方向将绕纤面上的硅胶层割断；用薄劈刀伸入硅胶层与光纤环之间的间隙中沿圆环环绕将间隙中残存的光纤环用胶与硅胶层分割开；

6）将粘有光纤环用胶的光纤环沿主环架轴线方向取出。

所述步骤3）的温度循环采用以下方式：重复循环三个周期，每个周期为：从常温开始以2℃每分钟的降温速率降至-40℃后，保持30分钟，再以2℃每分钟的升温速率升至60℃后，保持30分钟，然后以2℃每分钟的降温速率降常温。

本发明的有益效果是：

本发明不仅能够去除光纤环中的环架，减轻了光纤环重量，而且光纤环的脱出方法保证光纤无损，能有效提升无骨光纤环的成品率；其制作工艺简单，容易脱卸，并通过对光纤环用胶的选取可针对性地提高光纤环的温度适应性和抗冲击能力，由于去除了结构件的刚性连接而通过胶体减振后振动将不会直接传递，更好发挥光纤陀螺无转动部件的优势。

本发明制作的胶合光纤环工艺简单，容易脱卸，光纤不易折断，减轻了重量；通过对在光纤环上所涂光纤环用胶的选取，有效提升温度适应性和抗冲击能力，适用于光纤陀螺中。

附图说明

图1是完成装配的本发明整体结构示意图。

图2是本发明的爆炸图。

图3是本发明的主环架的立体示意图。

图4是本发明的主环架的立体示意图。

图5是本发明的主环架一部分的立体示意图。

图6是本发明的活动绕纤柱的立体示意图。

图7是本发明的活动绕纤柱的立体示意图。

图8是本发明的分环架的立体示意图。

图9是进行温度循环时温箱的温度随时间变化函数。