[发明专利]一种可进行变张力调节和控制的舞蹈轮检测机构

摘要

一种可进行变张力调节和控制的舞蹈轮检测机构，尤其是可用于光纤绕组换层缠绕时的变张力精密调节和控制。它是通过步进电机驱动微型滚珠丝杠传动副使游码位置在摆杆长度方向上发生精确改变，并采用角度传感器对摆杆进行位置检测，使摆杆在力矩平衡状态下保持在水平位置；通过改变游码位置以及对摆杆水平平衡位置的精密检测与控制，使换层缠绕后的光纤张力达到新的稳定值要求，从而实现了光纤绕组换层缠绕时的变张力自动调节和控制，可消除由于光纤绕组层数增加造成的内外层应力和应变差异，并最终实现光纤绕组内外层等应力缠绕，从而显著提高了光纤绕组的信号传输性能和稳定性。

主权项

一种可进行变张力调节和控制的舞蹈轮检测机构，位于放线盘和光纤绕组之间，其特征是：舞蹈轮检测机构包括螺母1（1），固定轮轴（2），轴承1（3），固定轮1（4），隔套1（5），固定轮2（6），固定轮3（7），固定轮4（8），线挡1（9），螺母2（10），隔套2（11），隔套3（12），螺母3（13），舞蹈轮轴（14），隔套4（15），线挡2（16），舞蹈轮3（17），舞蹈轮2（18），舞蹈轮1（19），轴承2（20），螺母4（21）,固定砝码（22）,丝杠支座（23），滑座（24），微型滚珠丝杠（25），摆杆（26），丝杠支撑组件（27），连接座（28），联轴器（29），步进电机（30），电感式位移传感器1（31），支架1（32），U形板（33），游码（34），支架2（35），电感式位移传感器2（36），螺杆（37），螺母5（38），螺母6（39），微型螺母（40），角度传感器（41），连接套（42），转轴（43），轴承3（44），轴承座（45），轴承压盖（46），平键（47）；光纤（50）顺序经过固定轮1（4）、舞蹈轮1（19）、固定轮2（6）时完成第一次“8”字形交叉环绕，光纤（50）顺序经过固定轮2（6）、舞蹈轮2（18）、固定轮3（7）时完成第二次“8”字形交叉环绕，光纤（50）顺序经过固定轮3（7）、舞蹈轮3（17）、固定轮4（8）时完成第三次“8”字形交叉环绕；这样光纤（50）顺序经过固定轮1（4）、舞蹈轮1（19）、固定轮2（6）、舞蹈轮2（18）、固定轮3（7）、舞蹈轮3（17）、固定轮4（8），连续进行3次“8”字形交叉环绕后从固定轮4（8）引出，再经张力检测轮（52）和变向轮2（53）到达收线端；在舞蹈轮检测机构中，轴承1（3）共有4对，固定轮1（4）、固定轮2（6）、固定轮3（7）、固定轮4（8）的内孔均安装了一对轴承1（3）；隔套1（5）共有3个，分别位于固定轮1（4）与固定轮2（6）之间、固定轮2（6）与固定轮3（7）之间、固定轮3（7）与固定轮4（8）之间；固定轮1（4）、固定轮2（6）、固定轮3（7）、固定轮4（8）、隔套2（11）、线挡1（9）、螺母2（10）顺序安装在固定轮轴（2）上，固定轮轴（2）通过螺母1（1）安装在面板（49）上；轴承2（20）共有3对，舞蹈轮1（19）、舞蹈轮2（18）、舞蹈轮3（17）的内孔均安装了一对轴承2（20）；隔套4（15）共有2个，分别位于舞蹈轮1（19）与舞蹈轮2（18）之间、舞蹈轮2（18）与舞蹈轮3（17）之间；舞蹈轮1（19）、舞蹈轮2（18）、舞蹈轮3（17）、隔套3（12）、线挡2（16）、螺母3（13）顺序安装在舞蹈轮轴（14）上，舞蹈轮轴（14）通过螺母4（21）安装在所述的摆杆（26）上；步进电机（30）、联轴器（29）、微型滚珠丝杠（25）顺序连接，微型滚珠丝杠（25）由丝杠支撑组件（27）和丝杠支座（23）共同支撑，且微型滚珠丝杠（25）的中心线与所述的摆杆（26）的中心线相互平行；丝杠支撑组件（27）和步进电机（30）均安装在连接座（28）上，连接座（28）和丝杠支座（23）均安装在所述的摆杆（26）上；微型滚珠丝杠（25）与微型螺母（40）组成微型滚珠丝杠传动副，微型螺母（40）与游码（34）均安装在滑座（24）上，滑座（24）上的U形孔与所述的摆杆（26）上的两个相互平行且中心对称的削扁平面之间为间隙配合，因此步进电机（30）可通过微型滚珠丝杠传动副驱动滑座（24）沿微型滚珠丝杠（25）的中心线方向发生平移，从而改变游码（34）在所述的摆杆（26）长度方向上的位置；U形板（33）安装在滑座（24）上，电感式位移传感器1（31）通过支架1（32）安装在连接座（28）上，电感式位移传感器2（36）通过支架2（35）安装在丝杠支座（23）上；当步进电机（30）通过微型滚珠丝杠传动副驱动滑座（24）沿微型滚珠丝杠（25）的中心线方向分别向右和向左发生平移时，可分别由电感式位移传感器1（31）和电感式位移传感器2（36）对U形板（33）的右极限位置和左极限位置做出精确检测，从而实现对滑座（24）极限位置的精确设定；固定砝码（22）安装在螺杆（37）上，并由螺母5（38）将固定砝码（22）紧固；螺杆（37）安装在所述的摆杆（26）上，并由螺母6（39）将螺杆（37）紧固；连接座（28）与转轴（43）的一端通过平键（47）连接；转轴（43）由一对安装于轴承座（45）内孔中的轴承3（44）支承，轴承压盖（46）安装在轴承座（45）的有轴承安装孔一侧的端面上，可对转轴（43）进行轴向定位；轴承座（45）安装在所述的面板（49）上；角度传感器（41）通过连接套（42）安装在转轴（43）的另一端；当张力稳定时，所述的摆杆（26）达到力矩平衡状态并处于水平位置；当缠绕速度、外界干扰等因素引起张力突变时，所述的摆杆（26）的力矩平衡状态被破坏，所述的摆杆（26）将绕转轴（43）的中心转动；角度传感器（41）可精确检测出所述的摆杆（26）的摆动角度和摆动方向，并将所述的摆杆（26）的角度变化信号作为张力变化信息及时反馈给控制系统，由控制系统通过模糊PID控制算法，输出控制量修正放线电机的放线速度，使所述的摆杆（26）恢复到原来的水平平衡位置，从而将张力控制在精度要求范围内；固定砝码（22）主要用于对初始张力稳定值进行预设；通过改变固定砝码（22）和游码（34）的质量，并辅以改变游码（34）在所述的摆杆（26）长度方向上的位置，并使所述的摆杆（26）在水平位置重新处于力矩平衡状态，便可根据要求使初始张力稳定值在80～300克范围内达到某一精确值；当光纤换层缠绕时，通过准确改变游码（34）在所述的摆杆（26）长度方向上的位置，并使所述的摆杆（26）在水平位置重新处于力矩平衡状态，即可使光纤张力在新层缠绕时达到新的稳定值要求，并以新的稳定值进行恒张力缠绕；当光纤（50）缠绕完一层，即将进入下一层缠绕时，收线电机转速降为零，缠绕主轴停止旋转；当所述的摆杆（26）处于水平平衡状态时，步进电机（30）通过微型滚珠丝杠传动副驱动游码（34），使游码（34）沿所述的摆杆（26）长度方向向步进电机（30）一侧发生精确位移，所述的摆杆（26）所受的逆时针转动力矩减小，所述的摆杆（26）的力矩平衡状态被破坏，所述的摆杆（26）绕转轴（43）的中心发生顺时针转动；角度传感器（41）将所述的摆杆（26）的角度变化信号反馈给控制系统，控制系统输出控制量驱动放线电机进行放线，使所述的摆杆（26）绕转轴（43）的中心发生逆时针转动，直到所述的摆杆（26）恢复到原来的水平平衡位置，此时光纤张力便可减小到一个新的稳定值，并满足新层缠绕时的张力预设值要求，光纤（50）将以新的张力稳定值进行新层缠绕，至此完成光纤换层缠绕时的变张力调节与控制。