一种光纤绕线机动态张力多级控制装置及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105800384A(43)申请公布日2016.07.27(21)申请号201610328038.0(22)申请日2016.05.18(71)申请人北方工业大学地址100041北京市石景山区晋元庄路5号(72)发明人张从鹏任世瑜王姣李玏一侯波(74)专利代理机构北京挺立专利事务所(普通合伙)11265代理人高福勇(51)Int.Cl.B65H59/24(2006.01)B65H57/14(2006.01)B65H59/38(2006.01)G01C25/00(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图2页(54)发明名称一种光纤绕线机动态张力多级控制装置及方法(57)摘要本发明首先提供一种光纤绕线机动态张力多级控制装置，包括放线轮和收线环，还包括引导轮A和引导轮B，所述放线轮、引导轮A、引导轮B自左向右依次固定设置，收线环可活动设置在右侧末端，引导轮A和引导轮B之间设置有可上下移动的张紧轮，所述张紧轮下方依次固定连接有拉压力传感器和微动机构，微动机构能够使张紧轮和拉压力传感器同时上下移动，所述放线轮连接有放线轮电机，所述微动机构、拉压力传感器及放线轮电机分别与上位机相连。本发明还提供一种光纤绕线机动态张力多级控制方法。本发明运用多级控制技术，提高了光纤张力的控制精度和光纤环质量，有效保证了光纤环缠绕均匀，满足了高精度光纤陀螺仪的要求。CN105800384ACN105800384A权利要求书1/2页1.一种光纤绕线机动态张力多级控制装置，包括放线轮和收线环，其特征在于：还包括引导轮A和引导轮B，所述放线轮、引导轮A、引导轮B自左向右依次固定设置，收线环可活动设置在右侧末端，引导轮A和引导轮B之间设置有可上下移动的张紧轮，所述张紧轮下方依次固定连接有拉压力传感器和微动机构，微动机构能够使张紧轮和拉压力传感器同时上下移动，所述放线轮连接有放线轮电机，所述微动机构、拉压力传感器及放线轮电机分别与上位机相连。2.根据权利要求1所述的一种光纤绕线机动态张力多级控制装置，其特征在于：所述微动机构为圆柱型音圈电机。3.一种光纤绕线机动态张力多级控制方法，其特征在于，包括如下步骤：a.光纤由放线轮引出，分别经过引导轮A、张紧轮、引导轮B，然后绕制到收线环上；b.绕线过程中，让光纤受一定的张力，光纤绕线机的张力控制部分控制光纤张力在一个特定值左右动态平衡，即使光纤张力处于所需精度范围内，该特定值为最优值，设为T0，此时拉压力传感器所受力设为F0，光纤张力允许左右移动量为ΔT，此时拉压力传感器所受力对应量记为ΔF；当微动机构处于下极限位置，且光纤张力为T0时，保持放线轮转速不变，移动微动机构到上极限位置，此时光纤张力为T1，对应拉压力传感器所受力为F1；当微动机构处于上极限位置，且光纤张力为T0时，保持放线轮转速不变，移动微动机构到下极限位置，此时光纤张力为T2，对应拉压力传感器所受力为F2；c.拉压力传感器采集力信号F，并输出电信号至上位机，由上位机进行分析，当时，控制放线轮速度以对光纤张力进行粗调，直至F∈[F1,F2]；当F∈[F1,F2]时，通过微动机构对光纤张力进行精调，直至F∈[F0-ΔF,F0+ΔF]。4.根据权利要求3所述的一种光纤绕线机动态张力多级控制方法，其特征在于，所述粗调具体为：当光纤张力T＜T1时，相对应拉压力传感器所受力F＜F1，在此范围内拉压力传感器输出的电信号传到上位机，上位机控制放线轮电机减速；当光纤张力T＞T2时，相对应拉压力传感器所受力F＞F2，在此范围内拉压力传感器输出的电信号传到上位机，上位机控制放线轮电机加速；放线轮速度改变时，拉压力传感器随时采集力信号F并传到上位机进行分析，以此往复，直到F∈[F1,F2]时，维持放线轮速度不变，光纤张力进入精调。5.根据权利要求3所述的一种光纤绕线机动态张力多级控制方法，其特征在于，所述精调具体为：当光纤张力在最优值允许左右移动方围内，即T∈[T0-ΔT,T0+ΔT]，即检测到的相对应拉压力传感器所受力F∈[F0-ΔF,F0+ΔF]，不改变放线轮电机转速且维持微动机构不动；当光纤张力T∈[T1,T0-ΔT]时，即检测到的相对应拉压力传感器所受力F∈[F1,F0-ΔF]，在此范围内拉压力传感器输出的电信号传到上位机，同时上位机检测微动机构是否达到下极限，当微动机构未到下极限位置时，上位机控制微动机构向下移动；当微动机构达到下极限位置时，上位机控制放线轮电机减速；当光纤张力T∈[T0+ΔT,T2]时，即检测到的相对应拉压力传感器所受力F∈[F0+ΔF,F2]，在此范围内拉压力传感器输出的电信号传到上位机，同时上位机检测微动机构是否达2CN105800384A权利要求书2/2页到上极限，当微动