一种七轴联动光纤缠绕机机械结构

摘要

本发明公开了一种七轴联动光纤缠绕机机械结构，包括收纤机构、左/右供纤机构、左/右导纤机构、左/右排纤机构、左/右滑环和支架；收纤轴、左供纤轴、左导纤轴三轴嵌套同轴，右供纤轴、右导纤轴两轴嵌套同轴，以上五轴同轴，各轴上安装了高精度的光电码盘，提高了各轴的角位置控制精度；左/右排纤机构两轴同轴，直线电机平台上安装了高精度的光栅尺，提高了系统的排纤精度；张力测控机构实现了光纤缠绕时高精度的恒张力控制；滑环解决了导纤机构旋转时测控机构及排纤机构的外部供电和信号传输问题；光学检测系统可实现光纤绕制的自动换向与绕环质量的监测；本发明结构稳定可靠、刚度大，可实现光纤全程恒张力全自动四级绕法。

主权项

一种七轴联动光纤缠绕机机械结构，其特征在于：由收纤机构(1)、左供纤机构(2)、右供纤机构(3)、左导纤机构(4)、右导纤机构(5)、左排纤机构(6)、右排纤机构(7)、支架A(8)、支架B(9)、支架C(10)、支架D(11)、支架E(12)、左滑环(13)、右滑环(14)光学检测系统(15)和基座(16)组成；所述收纤机构(1)由收纤驱动机构(101)、收纤轴(102)、收纤骨架(103)、收纤骨架固定件(104)、收纤轴轴承(105)和收纤轴轴承盖(106)组成；所述收纤驱动机构由收纤轴从动轮(107)、收纤轴从动轮固定件(108)、收纤侧皮带(109)、收纤轴主动轮(110)、收纤轴主动轮固定件(111)、收纤轴主动轮轴承(112)、收纤侧张紧轮(113)、收纤侧张紧轮固定件(114)、收纤侧张紧轮轴承(115)、收纤电机(116)、收纤电机减速器(117)和收纤电机联轴器(118)组成；所述左供纤机构(2)由左供纤驱动机构(201)、左供纤轴(202)、左供纤骨架(203)、左供纤骨架固定件(204)、左供纤轴轴承(205)和左供纤轴轴承盖(206)组成；所述左供纤驱动机构由左供纤轴从动轮(207)、左供纤轴从动轮固定件(208)、左供纤侧皮带(209)、左供纤轴主动轮(210)、左供纤轴主动轮固定件(211)、左供纤轴主动轮轴承(212)、左供纤侧张紧轮(213)、左供纤侧张紧轮固定件(214)、左供纤侧张紧轮轴承(215)、左供纤电机(216)、左供纤电机减速器(217)和左供纤电机联轴器(218)组成；所述右供纤机构(3)由右供纤驱动机构(301)、右供纤轴(302)、右供纤骨架(303)、右供纤骨架固定件(304)、右供纤轴轴承(305)和右供纤轴轴承盖(306)组成；所述右供纤驱动机构由右供纤轴从动轮(307)、右供纤轴从动轮固定件(308)、右供纤侧皮带(309)、右供纤轴主动轮(310)、右供纤轴主动轮固定件(311)、右供纤轴主动轮轴承(312)、右供纤侧张紧轮(313)、右供纤侧张紧轮固定件(314)、右供纤侧张紧轮轴承(315)、右供纤电机(316)、右供纤电机减速器(317)和右供纤电机联轴器(318)组成；所述左导纤机构(4)由左导纤驱动机构(401)、左导纤轴(402)、左导纤轴轴承(403)、左导纤轴轴承盖(404)、左飞叉(405)、左飞叉固定件(406)和左导纤轴光电码盘(429)组成；所述左飞叉由左导纤移动块(407)、左排纤机构支撑板(408)、左飞叉配重块(409)、左飞叉体(410)和左导纤移动块限位传感器(430)组成；所述左导纤驱动机构(401)由左导纤轴从动轮(411)、左导纤轴从动轮固定件(412)、左导纤侧皮带(413)、左导纤轴主动轮(414)、左导纤轴主动轮固定件(415)、左导纤轴主动轮轴承(416)、左导纤侧张紧轮(417)、左导纤侧张紧轮固定件(418)、左导纤侧张紧轮轴承(419)、左导纤电机(420)、左导纤电机减速器(421)和左导纤电机联轴器(422)组 成；所述左导纤移动块(407)由左导纤轮组(423)、左张力测控机构(424)、左导纤板(425)和左导纤移动块滑轨(426)组成；所述左张力测控机构(424)分别由左张力测量机构(427)和左张力调节机构(428)组成；所述右导纤机构(5)由右导纤驱动机构(501)、右导纤轴(502)、右导纤轴轴承(503)、右导纤轴轴承盖(504)、右飞叉(505)和右飞叉固定件(506)组成；所述右飞叉由右导纤移动块(507)、右排纤机构支撑板(508)、右飞叉配重块(509)、右飞叉体(510)和右导纤移动块限位传感器(530)组成；所述右导纤驱动机构(501)由右导纤轴从动轮(511)、右导纤轴从动轮固定件(512)、右导纤侧皮带(513)、右导纤轴主动轮(514)、右导纤轴主动轮固定件(515)、右导纤轴主动轮轴承(516)、右导纤侧张紧轮(517)、右导纤侧张紧轮固定件(518)、右导纤侧张紧轮轴承(519)、右导纤电机(520)、右导纤电机减速器(521)和右导纤电机联轴器(522)组成；所述右导纤移动块(507)由右导纤轮组(523)、右张力测控机构(524)、右导纤板(525)和右导纤移动块滑轨(526)组成；所述右张力测控机构(524)分别由右张力测量机构(527)和右张力调节机构(528)组成；所述左排纤机构(6)分别由左直线电机平台(601)、左直线电机动子(602)、左排纤联接件(603)、左排纤光栅尺(604)和左排纤光栅尺读头(605)组成；所述右排纤机构(7)分别由右直线电机平台(701)、右直线电机动子(702)、右排纤联接件(703)、右排纤光栅尺(704)和右排纤光栅尺读头(705)组成；所述的左导纤轴(402)通过左导纤轴轴承盖(404)以及左导纤轴轴承(403)固定在支架A(8)上，左飞叉(405)通过左飞叉固定件(406)固定在左导纤轴(402)上；所述左导纤轴(402)的左侧连接有左导纤驱动机构(401)，左导纤轴从动轮(411)通过左导纤轴从动轮固定件(412)固定在左导纤轴(402)上，左导纤轴主动轮(414)通过左导纤轴主动轮固定件(415)和左导纤轴主动轮轴承(416)固定在支架A(8)上，左导纤侧张紧轮(417)通过左导纤侧张紧轮轴承(419)和左导纤侧张紧轮固定件(418)固定在支架A(8)上，左导纤电机(420)通过左导纤电机法兰固定在支架A(8)上；所述左导纤电机(420)的输出轴通过左导纤电机减速器(421)、左导纤电机联轴器(422)与左导纤轴主动轮(414)连接，带动左导纤轴主动轮(414)旋转，左导纤轴主动轮(414)通过左导纤侧皮带(413)带动左导纤轴从动轮(411)旋转，从而带动左导纤轴(402)和左飞叉(405)旋转；所述左导纤轴光电码盘(429)采用反射式的光电码盘，它的信号检测装置通过悬臂梁固定在支架A(8)上，它的码盘安装在左导纤轴从动轮(411)上，实现了左导纤轴(402)角位置的高精度测量；所述左导纤轴(402)的右侧连接有左飞叉(405)，左飞叉体(410)连接有左导纤移动块(407)、左排纤机构支撑板(408)和左飞叉配重块(409)；所述左导纤移动块(407)通过左导纤移动块滑轨(426)可以在左导纤轴(402)的轴向移动；所述左导纤轮组(423)通过螺钉和螺母固定在左导纤板(425) 上，左导纤轮组(423)实现光纤在收纤轴(102)和左供纤轴(202)之间的导向；所述左张力测量机构(427)通过螺钉和螺母固定在左导纤板(425)上，左张力调节机构(428)通过螺钉、螺母和弹簧固定在左导纤板(425)上，左张力测控机构(424)实现光纤在收纤轴(102)和左供纤轴(202)之间的张力恒定；所述左排纤机构支撑板(408)和左飞叉配重块(409)与左飞叉体(410)固连，左排纤机构支撑板(408)实现左排纤机构(6)的支撑与固定，左飞叉配重块(409)实现左导纤机构(4)关于左导纤轴(402)的转动惯量平衡。所述的左供纤轴(202)通过左供纤轴轴承盖(206)以及左供纤轴轴承(205)嵌套在左导纤轴(402)上；所述左供纤轴(202)的左侧连接有左供纤驱动机构(201)，左供纤轴从动轮(207)通过左供纤轴从动轮固定件(208)固定在左供纤轴(202)上，左供纤轴主动轮(210)通过左供纤轴主动轮固定件(211)和左供纤轴主动轮轴承(212)固定在支架C(10)上，左供纤侧张紧轮(213)通过左供纤侧张紧轮轴承(215)和左供纤侧张紧轮固定件(214)固定在支架C(10)上，左供纤电机(216)通过左供纤电机法兰固定在支架C(10)上；所述左供纤电机(216)的输出轴通过左供纤电机减速器(217)、左供纤电机联轴器(218)与左供纤轴主动轮(210)连接，带动左供纤主动轮(210)旋转，左供纤轴主动轮(210)通过左供纤侧皮带(209)带动左供纤轴从动轮(207)旋转，从而带动左供纤轴(202)旋转；所述左供纤轴光电码盘(219)采用反射式的光电码盘，它的信号检测装置通过悬臂梁固定在支架A(8)上，它的码盘安装在左供纤轴从动轮(207)上，实现了左供纤轴(202)角位置的高精度测量；所述左供纤轴(202)的右侧连接有左供纤骨架(203)，左供纤骨架(203)通过左供纤骨架固定件(204)固定在左供纤轴(202)上；所述收纤轴(102)通过收纤轴轴承盖(106)以及收纤轴轴承(105)嵌套在左供纤轴(202)上；所述收纤轴(102)的左侧连接有收纤驱动机构(101)，收纤轴从动轮(107)通过收纤轴从动轮固定件(108)固定在收纤轴(102)上，收纤轴主动轮(110)通过收纤轴主动轮固定件(111)和收纤轴主动轮轴承(112)固定在支架E(12)上，收纤侧张紧轮(113)通过收纤侧张紧轮轴承(115)和收纤侧张紧轮固定件(114)固定在支架E(12)上，收纤电机(116)通过收纤电机法兰固定在支架E(12)上；所述收纤电机(116)的输出轴通过收纤电机减速器(117)、收纤电机联轴器(118)与收纤轴主动轮(110)连接，带动收纤轴主动轮(110)旋转，收纤轴主动轮(110)通过收纤侧皮带(109)带动收纤轴从动轮(107)旋转，从而带动收纤轴(102)旋转；所述收纤轴光电码盘(119)采用反射式的光电码盘，它的信号检测装置通过悬臂梁固定在支架A(8)上，它的码盘安装在收纤轴从动轮(107)上，实现了收纤轴(102)角位置的高精度测量；所述收纤轴(102)的右侧连接有收纤骨架(103)，收纤骨架(103)通过收纤骨架固定件(104)固定在收纤轴(102)上；所述的右导纤轴(502)通过右导纤轴轴承盖(504)以及右导纤轴轴承(503)固定在支架B(9)上，右飞叉(505)通过右飞叉固定件(506)固定在右导纤轴(502)上；所述右导纤轴(502)的右侧连接有右导纤驱动机构(501)，右导纤轴从动轮(511)通过右导纤轴从动轮固定件(512)固定在右导纤轴(502)上，右导纤轴主动轮(514)通过右导纤轴主动轮固定件(515)和右导纤轴主动轮轴承(516)固定在支架B(9)上，右导纤侧张紧轮(517)通过右导纤侧张紧轮轴承(519)和右导纤侧张紧轮固定件(518)固定在支架B(9)上，右导纤电机(520)通过右导纤电机法兰固定在支架B(9)上；所述右导纤电机(520)的输出轴通过右导纤电机减速器(521)、右导纤电机联轴器(522)与右导纤轴主动轮(514)连接，带动右导纤轴主动轮(514)旋转，右导纤轴主动轮(514)通过右导纤侧皮带(513)带动右导纤轴从动轮(511)旋转，从而带动右导纤轴(502)和右飞叉(505)旋转；所述右导纤轴光电码盘(529)采用反射式的光电码盘，它的信号检测装置通过悬臂梁固定在支架B(9)上，它的码盘安装在右导纤轴从动轮(511)上，实现了右导纤轴(502)角位置的高精度测量；所述右导纤轴(502)的右侧连接有右飞叉(505)，右飞叉体(510)连接有右导纤移动块(507)、右排纤机构支撑板(508)和右飞叉配重块(509)；所述右导纤移动块(507)通过右导纤移动块滑轨(526)可以在右导纤轴(502)的轴向移动；所述右导纤轮组(523)通过螺钉和螺母固定在右导纤板(525)上，右导纤轮组(523)实现光纤在收纤轴(102)和右供纤轴(302)之间的导向；所述右张力测量机构(527)通过螺钉和螺母固定在右导纤板(525)上，右张力调节机构(528)通过螺钉、螺母和弹簧固定在右导纤板(525)上，右张力测控机构(524)实现光纤在收纤轴(102)和右供纤轴(302)之间的张力恒定；所述右排纤机构支撑板(508)和右飞叉配重块(509)与右飞叉体(510)固连，右排纤机构支撑板(508)实现右排纤机构(7)的支撑与固定，右飞叉配重块(509)实现右导纤机构(5)关于右导纤轴(502)的转动惯量平衡。所述的右供纤轴(302)通过右供纤轴轴承盖(306)以及右供纤轴轴承(305)嵌套在右导纤轴(502)上；所述右供纤轴(302)的右侧连接有右供纤驱动机构(301)，右供纤轴从动轮(307)通过右供纤轴从动轮固定件(308)固定在右供纤轴(302)上，右供纤轴主动轮(310)通过右供纤轴主动轮固定件(311)和右供纤轴主动轮轴承(312)固定在支架D(11)上，右供纤侧张紧轮(313)通过右供纤侧张紧轮轴承(315)和右供纤侧张紧轮固定件(314)固定在支架D(11)上，右供纤电机(316)通过右供纤电机法兰固定在支架D(11)上；所述右供纤电机(316)的输出轴通过右供纤电机减速器(317)、右供纤电机联轴器(318)与右供纤轴主动轮(310)连接，带动右供纤主动轮(310)旋转，右供纤轴主动轮(310)通过右供纤侧皮带(309)带动右供纤轴从动轮(307)旋转，从而带动右供纤轴(302)旋转；所述右供纤轴光电码盘(319)采用反射式的光电码盘，它的信号检测装置通过悬臂梁固定在支架B(9)上，它的码盘安装在右供纤轴从动轮 (307)上，实现了右供纤轴(302)角位置的高精度测量；所述右供纤轴(302)的右侧连接有右供纤骨架(303)，右供纤骨架(303)通过右供纤骨架固定件(304)固定在右供纤轴(302)上；所述的左直线电机平台(601)通过螺钉、螺母安装固定在左排纤机构支撑板(408)上，左直线电机动子(602)通过左排纤联接件(603)与左导纤移动块(407)联接，左直线电机动子(602)带动左导纤移动块(407)沿轴向移动，从而实现光纤缠绕机的左侧排纤功能；所述的右直线电机平台(701)通过螺钉、螺母安装固定在右排纤机构支撑板(508)上，右直线电机动子(702)通过右排纤联接件(703)与右导纤移动块(507)联接，右直线电机动子(702)带动右导纤移动块(507)沿轴向移动，从而实现光纤缠绕机的右侧排纤功能；所述支架A(8)、支架B(9)、支架C(10)、支架D(11)、支架E(12)都分别通过螺钉螺母安装固定在基座(15)上。