[发明专利]高可靠性机器人交叉连接系统

权利要求书

1.一种用于切换多条光纤中的任一条所选光纤的位置的系统，所述系统包括：

若干双侧光学耦合器，在耦合平面中被布置为平行的行并且在所述行中在第一方向上被间隔开预定间隙，所述行与所述第一方向正交地堆叠从而形成柱状间隙，并且所述光学耦合器的第一侧各自单独地耦合至不同的光纤线路；

多个窄狭长连接器轨道元件，每个连接器轨道元件被附接成与不同耦合器相邻并在所述不同耦合器下方并且在与所述不同的光纤线路相反的一侧上从所述耦合平面垂直地延伸所选距离；

多个可变光纤连接器组件，每个连接器组件在一个远端处耦合至单独的输出电路并且包括窄端部，所述窄端部被配置成接合至任何所选光学耦合器的第二侧中，并且每个连接器组件还包括其延伸部，所述延伸部在被安装时与固定在其处的所述连接器轨道元件的端部长度基本上共同延伸；

信号控制的光纤接合设备，配适在所述预定间隙内并且响应于命令信号来控制光纤接合以及将所接合光纤横向往复移位至所选耦合器中并移位出所述所选耦合器；

定位系统，对定向命令信号进行响应并且在所述柱状间隙内部和外部都可移动并被耦合以控制所述光纤接合设备相对于所述多个光纤连接器组件的现有位置图案的位置，所述定位系统包括电机驱动器的皮带驱动器以及单独的电机驱动器伸缩驱动器，所述电机驱动器的皮带驱动器被耦合以沿着所述第一方向移动所述光纤接合设备，所述单独的电机驱动器伸缩驱动器可平行于所述柱状间隙移动，所述伸缩驱动器包括至少两级并且具有耦合至所述光纤接合设备的下端，所述至少两级包括中空上级以及可在所述中空上级中滑动的下部区段，并且所述伸缩驱动器以所选比例从所述驱动电机移动这两级；以及

定位控制系统，提供控制所述光纤接合设备和所述定位系统的命令信号。

2.如权利要求1所述的系统，其中，所述窄狭长连接器轨道元件具有大于10比1的长宽比，并且所述耦合器之间的所述预定间隙至少是所述窄狭长连接器轨道元件的宽度的二倍大，并且其中，从所述可变光纤连接器组件延伸的所述延伸部具有与所述窄狭长连接器轨道元件可比较的总长度尺寸。

3.如权利要求2所述的系统，其中，所述窄狭长连接器轨道元件包括在其中的至少两个小型永久磁铁与其未附接端相邻的分布，并且所述连接器组件的所述延伸部包括被定位在其中的一个小型永久磁铁，以便当可变连接器组件被安装在其处时与相邻的窄狭长连接器轨道元件上的磁铁相互作用，所述磁铁的极性被选定为提供(i)在每相邻的连接器轨道元件和连接器组件对的末端之间的磁性吸引力，以及(ii)对于窄狭长连接器轨道元件的相邻对的磁排斥力。

4.如权利要求3所述的系统，其中，在所述窄狭长连接器轨道元件上存在至少三个此类磁铁，所述磁铁中的两个在所述窄狭长连接器轨道元件的端部段上被横向地间隔开，并且所述磁铁中的第三个纵向上更接近所述窄狭长连接器轨道元件的相反端从而限定纵向接合限制。

5.如权利要求1所述的系统，其中，所述伸缩驱动器包括沿着与耦合器行垂直且相邻的第一轴线的上部线性元件，即矩形中空上部外壳，所述上部外壳具有配适在行之间的间隔之内的窄尺寸，所述伸缩驱动器还包括在所述上部外壳内沿所述第一轴线可移动的下部线性元件，并且其中，所述伸缩驱动器进一步包括：皮带驱动器，延伸耦合至所述上部外壳并竖直地移动所述上部外壳；以及电缆驱动器和电缆，所述电缆驱动器包括所述伸缩驱动器的上端上的滑轮，所述电缆具有固定至可与所述定位系统一起移动的外部点的外部端、以及附加至所述伸缩驱动器的所述下部线性元件的电缆内部端。

6.如权利要求5所述的系统，其中，所述伸缩驱动器进一步包括内部弹性对准引导件，所述内部弹性对准引导件可滑动地接合所述中空外壳内的内部侧壁，所述中空外壳耦合至所述下部线性元件的上端并且在上端处耦合至所述电缆驱动器的下端。

7.如权利要求6所述的系统，进一步包括：信号通信装置，所述信号通信装置包括排列在易弯带中的多条平行线路，所述易弯带从所述伸缩驱动器的所述中空外壳外部的固定点并经过所述伸缩驱动器的内部延伸至所述光纤接合设备，并且其中，所述下部线性元件在所述上部线性元件内仅通过重力下降。