[发明专利]视觉定位的光纤在玻璃纤维复合材料表面铺放装置及方法

说明书

本发明提供了一种视觉定位的光纤在玻璃纤维复合材料表面铺放装置及方法，包括桁架、加热圆盘、移动圆盘、光纤固定组件、玻璃纤维位置调节组件、工业相机和推杆，所述桁架的底部设有所述玻璃纤维位置调节组件，所述玻璃纤维位置调节组件包括升降台和旋转台，所述加热圆盘与所述旋转台固定连接；所述移动圆盘通过升降组件固定在所述桁架上且所述移动圆盘位于所述加热圆盘的上方，所述光纤固定组件设置在所述加热圆盘的两侧；所述推杆与所述桁架的顶部连接，且所述推杆与所述加热圆盘对应设置，所述桁架的侧壁上固定有所述工业相机。本发明解决了光纤在玻璃纤维表面人工铺设时难以精密定位及角度精确调整的问题，能灵活且高效的根据封装需求完成光纤精准铺放。

技术领域

本发明涉及光线传感器技术领域，尤其是涉及视觉定位的光纤在玻璃纤维复合材料表面铺放装置及方法。

背景技术

玻璃纤维复合材料由于其与光纤有较好的兼容性，是一种常见的光纤传感器封装材料，它由相互交替的经纬纱及具有一定粘性的环氧树脂组成，具体参数由图一所示，然而两个经纱之间或两个纬纱之间具有一定的间隙(环氧树脂填充)，这也使得将光纤铺放于玻璃纤维不同位置时对于光纤栅区区段产生的损耗也有所不同。对于布拉格光纤光栅(简称FBG)传感器的封装来说，将裸光纤铺放于经纱之中能减小玻璃纤维对传感器的损耗，而对于长周期光纤光栅(简称LPFG)来说，为了增加对传感器包层的调制，将裸光纤铺放于两经纱的间隙之中则能增大对包层的调制深度，然而玻璃纤维的经纬纱及间隙仅有几百微米，人工难以完成对光纤于玻璃纤维准确铺放的操作。目前仍未有光纤在玻璃纤维中识别并根据需求进行铺放的装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种视觉定位的光纤在玻璃纤维复合材料表面铺放装置及方法，为光纤在玻璃纤维复合材料的封装路径铺设提供一套高自动化的铺设装置。

根据本发明的一个目的，本发明提供一种视觉定位的光纤在玻璃纤维复合材料表面铺放装置，包括桁架、加热圆盘、移动圆盘、光纤固定组件、玻璃纤维位置调节组件、工业相机和推杆，所述桁架的底部设有所述玻璃纤维位置调节组件，所述玻璃纤维位置调节组件包括升降台和旋转台，所述加热圆盘与所述旋转台固定连接；所述移动圆盘通过升降组件固定在所述桁架上且所述移动圆盘位于所述加热圆盘的上方，所述光纤固定组件设置在所述加热圆盘的两侧；所述推杆与所述桁架的顶部连接，且所述推杆与所述加热圆盘对应设置，所述桁架的侧壁上固定有所述工业相机。

进一步地，所述加热圆盘包括上圆盘、加热环和下圆盘，所述加热环设置在所述上圆盘和所述下圆盘之间，所述下圆盘固定在所述旋转台上，所述上圆盘上设有用于放置下层玻璃纤维的模具。

进一步地，所述升降组件包括立式滚珠丝杆，所述立式滚珠丝杆与所述桁架固定，所述立式滚珠丝杆的底部设有固定件，所述固定件与所述下圆盘固定连接，所述立式滚珠丝杆上设有丝杠螺母，所述移动圆盘通过连接件与所述丝杠螺母固定连接。

进一步地，所述光纤固定组件包括设置在所述加热圆盘两侧的滑轨，所述滑轨上滑动连接有滑块，所述滑块上设有光纤固定件，所述桁架上固定有光纤移动丝杆副，所述滑块与所述光纤移动丝杆副螺纹连接，所述光纤移动丝杆副的一端设有刻度手轮，所述刻度手轮的精度为10微米。

进一步地，所述桁架的顶部设有线轨，所述线轨的两端通过滑动轮与所述桁架连接，所述推杆的顶端与所述线轨固定连接。

进一步地，所述工业相机通过旋转合页与所述桁架连接。

进一步地，所述工业相机固定在相机夹持件内，所述相机夹持件通过固定板与所述旋转合页连接。

进一步地，所述推杆包括推杆主体，所述推杆主体的顶端通过线轨滑块与所述线轨滑动连接，所述推杆主体内部设有伸缩杆，所述伸缩杆的前端铰接连接有推头。

根据本发明的另一个目的，本发明提供一种视觉定位的光纤在玻璃纤维复合材料表面铺放方法，包括如下步骤：