本發明涉及光纖領域，尤其涉及一種繞纖裝置。
背景技術：
光雷達光源是光雷達系統中用于實現實時感知的一個核心部件，內部通常設置有激光器，泵浦，和放大光信號需要用到摻鉺光纖。激光器輸出的光信號通過摻鉺光纖時，收到來自泵浦的能量從而達到放大輸出信號的作用，根據需要放大級的鉺纖長度可以達到數米。在這個信號放大的過程中，有一部分能量會轉化成熱能，鉺纖會發熱。若鉺纖的發熱不能有效散出，便會出現光源性能下降，或是更嚴重的昂貴的鉺纖直接燒毀。
現有的節省空間同時可讓鉺纖可靠散熱的設計是將光模塊(激光器，泵浦)置于金屬基座內，然后再將數米長的摻鉺光纖繞進金屬基座上的v型槽中，v型槽在金屬基座外側螺旋布置。每圈v型槽只繞一圈鉺纖，繞的過程中光纖需要保持張力，摻鉺光纖的末端連有器件，繞完給定長度的鉺纖后，在末端給定的位置需要點膠固定。由于鉺纖直徑只有0.25mm，人工繞無法保證過程中要求張力，也很難保證可以繞進槽中。要完成此種設計方案的生產，需要一種繞纖裝置。該裝置需要至少具有以下核心功能：
1、穩定保持繞纖過程中需要的張力；
2、鉺纖需要準確的繞進在殼體上的v型槽中；
3、指定長度繞完后，在保證光纖最小彎曲半徑的前提下，剩余沒有繞進v型槽的鉺纖長度盡可能小，以保證末端點膠點已經繞入v型槽操作者可以完成點膠固定，且點膠固定的過程中，鉺纖中的張力仍然保持，直至末端膠點固化；
4、裝置可收納數米還未繞入的鉺纖，保證繞制過程中無纏繞或是刮傷。
現有的自動繞纖裝置中，保持繞纖的張力主要是采用阻尼器的形式，因此自動繞限位裝置需要一個帶夾持力調節的阻尼輪，鉺纖繞阻尼輪一周后，通過結構的回轉繞在結構件上。阻尼器上可以調節夾持光纖的力度，光纖相對阻尼輪滑動過程中即會有阻力，來達到繞纖張力作用。
現有自動繞纖存在如下問題：
1、由于鉺纖有最小彎曲半徑要求(通常是20mm)，阻尼輪繞一周至少要吃掉125mm的長度，而鉺纖末端有器件，需要將盡可能多的長度繞入v槽，已經無法滿足工藝要求；
2、鉺纖很脆弱，使用阻尼輪若要求的張力大，有傷害鉺纖的風險，鉺纖局部損壞造成的結果就是工作中發熱甚至燒毀；
3、阻尼輪只有在有相對運動的時候才有張力，繞至末端，或是中途需要反轉時鉺纖的張力無法保持，這會導致之前已經繞進v槽的鉺纖松掉。若給阻尼器加復位回彈，在靜止或是反轉情況下可以保持一定張力，但這樣的張力很難控制，不穩定。
技術實現要素：
本發明要解決的技術問題在于，針對現有技術的上述缺陷，提供一種繞纖裝置，克服現有的自動繞纖裝置繞纖時由于張力不穩定、難以控制導致的容易害鉺纖或已經繞好的鉺纖松掉脫落的問題以及在光纖末端有器件的情況下，剩余光纖的長度較大等問題。
本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：提供一種繞纖裝置，包括機箱，設置在機箱上的用于轉動繞纖的產品安裝座，設置在產品安裝座一側的用于懸掛待繞光纖的光纖掛輪，用于承載并調節光纖掛輪與產品安裝座的相對位置的位置調節機構，設置在光纖掛輪下部的張力配重夾，所述張力配重夾用于夾持自光纖掛輪引出的待繞光纖的末端并施加張力。
本發明的更進一步優選方案是：所述繞纖裝置還包括設置在光纖掛輪和產品安裝座之間的用于導引出纖位置的光纖導引輪。
本發明的更進一步優選方案是：所述繞纖裝置還包括用于輔助待繞光纖進入產品的v型槽的壓纖機構，所述壓纖機構設置在產品安裝座的繞纖處。
本發明的更進一步優選方案是：所述壓纖機構包括設置在機箱上的支架、滑動設置在支架上的滑桿、設置在滑桿一端與支架之間的彈性件、設置在滑桿另一端的貼合在產品上的壓纖輪。
本發明的更進一步優選方案是：所述繞纖裝置還包括用于監測繞纖情況的在線監控系統。
本發明的更進一步優選方案是：所述在線監控系統包括用于觀察繞纖的攝像頭、以及用于調節攝像頭位置的攝像頭移動機構。
本發明的更進一步優選方案是：所述位置調節機構包括光纖掛輪支架，滑動設置在光纖掛輪支架上并用于安裝光纖掛輪的滑臺，用于帶動滑臺上下運動的升降機構，用于帶動光纖掛輪支架水平運動的平移機構。
本發明的更進一步優選方案是：所述升降機構包括用于帶動滑臺上下運動的第一絲桿機構，以及用于驅動第一絲桿機構運動的第一驅動電機。
本發明的更進一步優選方案是：所述平移機構還包括用于帶動光纖掛輪支架水平運動的第二絲桿機構，以及用于驅動第二絲桿機構運動的第二驅動電機。
本發明的更進一步優選方案是：所述產品安裝座上設置有用于鎖緊產品的鎖緊裝置。
本發明的有益效果在于：通過張力配重夾的重力可對懸掛在光纖掛輪上的待繞光纖提供一個穩定的張力；通過位置調節機構可調整光纖掛輪的高度適應不同長度要求的待繞光纖；或將光纖掛輪與產品的距離縮小，在待繞光纖末端有器件的情況下，有效的縮短剩余的待繞光纖的長度。
附圖說明
下面將結合附圖及實施例對發明作進一步說明，附圖中：
圖1是本發明實施例的繞纖裝置的結構示意圖；
圖2是本發明實施例的繞纖裝置的初始狀態示意簡圖；
圖3是本發明實施例的繞纖裝置的極限位置狀態示意簡圖；
圖4是本發明實施例的繞纖裝置的完成狀態示意簡圖。
具體實施方式
現結合附圖，對本發明的較佳實施例作詳細說明。
如圖1所示，本實施例的繞纖裝置，包括機箱10，設置在機箱10上的用于帶動產品(中間設有光模塊的金屬基座)31轉動繞纖的產品安裝座20，設置在產品安裝座20一側的用于懸掛待繞光纖(本實施中的待繞光纖為摻鉺光纖)30的光纖掛輪40，用于承載并調節光纖掛輪40與產品安裝座20的相對位置的位置調節機構50，設置在光纖掛輪40下部的張力配重夾60，所述張力配重夾60用于夾持自光纖掛輪40引出的待繞光纖30的末端并施加張力。通過張力配重夾60的重力可對懸掛在光纖掛輪40上的待繞光纖30提供一個穩定的張力；通過位置調節機構50可調整光纖掛輪40的高度適應不同長度要求的待繞光纖；或將光纖掛輪40與產品31的距離縮小，在待繞光纖30末端有器件的情況下，有效的縮短剩余的待繞光纖30的長度。所述機箱10下方還設置有機座11，所述位置調節機構50設置在機座11上。所述張力配重夾60上的配重可根據待繞光纖的強度設置，在為待繞光纖30提供張力的前提下，不會因張力過大損壞待繞光纖30，提高使用效率。本實施例中的所述光纖掛輪40的半徑大于待繞光纖30的最小彎曲半徑，可防止待繞光纖30過渡彎曲導致的待繞光纖30破損。
所述繞纖裝置還包括設置在光纖掛輪40和產品安裝座20之間的用于導引出纖位置的光纖導引輪70，所述光纖導引輪70的半徑大于待繞光纖30的最小彎曲半徑。因為現有的產品31的v型槽較窄，待繞光纖30的直徑也只有0.25mm，通過一個繞纖過程中需要移動的光纖掛輪40和產品安裝座20配合，精準繞纖的成功率較低。現通過在光纖掛輪40和產品安裝座20之間增加一個固定旋轉的光纖導引輪70，導引出纖位置，可有效的提高待繞光纖30進v型槽的成功率。
所述繞纖裝置還包括用于輔助待繞光纖30進入產品31的v型槽的壓纖機構80，所述壓纖機構80設置在產品安裝座20的繞纖處。通過在產品安裝座20的繞纖處(即待繞光纖進入v型槽的位置)設置一個壓纖機構80，所述壓纖機構80貼合在產品31表面的v型槽上，可用于輔助待繞光纖30進入產品31的v型槽，有效的防止待繞光纖30發生脫槽的情況，可提高繞纖的成功率。所述壓纖機構80包括設置在機箱10上的支架、滑動設置在支架上的滑桿、設置在滑桿一端與支架之間的彈性件、設置在滑桿另一端的貼合在產品上的壓纖輪。通過一個滑桿與支架設置一個彈性件，可以將設置在滑桿一端的壓纖輪壓向產品31上的v型槽，從而完成壓緊輔助繞纖的功能。
所述繞纖裝置還包括用于監測繞纖情況的在線監控系統90。所述在線監控系統90包括用于觀察繞纖的攝像頭、以及用于調節攝像頭位置的攝像頭移動機構。所述攝像頭移動機構包括設置在基座11上的z軸滑桿、滑動設置在z軸滑桿上的z軸滑塊、滑動設置在z軸滑塊上的y軸滑桿，設置在y軸滑桿一端的以x方向為轉軸旋轉部分角度的旋轉頭，所述攝像頭設置在旋轉頭上。通過增加一個線監控系統90，可以用于觀察繞纖的進行，確認待繞光纖30順利繞進了v型槽當中。通過攝像頭移動機構可以調節攝像頭到合適的角度拍攝繞纖的過程。
所述位置調節機構50包括光纖掛輪支架51，滑動設置在光纖掛輪支架51上用于安裝光纖掛輪40的滑臺52，用于帶動滑臺52上下運動的升降機構53，用于帶動光纖掛輪支架51水平運動的平移機構54。通過將滑臺52滑動的設置在光纖掛輪支架51上，以及帶動滑臺52上下運動的升降機構53，可實現光纖掛輪40的上下運動。再通過平移機構54帶動光纖掛輪支架51水平運動，可實現光纖掛輪40的平移運動。通過升降機構53和平移機構54的配合可用于調整光纖掛輪40與產品安裝座20的相對位置。當然本實施例中的位置調節機構50也可以包括轉板和設置在轉板一端用于驅動轉板旋轉的旋轉電機，所述光纖掛輪40設置在轉板另一端隨轉板轉動。所述旋轉電機設置在產品安裝座20上方，所述光纖掛輪40隨時轉板轉來到最低點時，與產品安裝座20的距離最接近。通過旋轉電機的旋轉，即可調整光纖掛輪40與產品安裝座20的相對位置，使光纖掛輪40遠離或接近產品安裝座20。
所述升降機構53包括用于帶動滑臺52上下運動的第一絲桿機構以及用于驅動第一絲桿機構運動的第一驅動電機。當然本實施例中升降機構53使用的絲杠傳動也可以替換為皮帶傳動，或者使用氣缸帶動滑臺52上的光纖掛輪40做升降運動。
所述平移機構54還包括用于帶動光纖掛輪支架51水平運動的第二絲桿機構，以及用于驅動第二絲桿機構運動的第二驅動電機。當然本實施例中平移機構54使用的絲杠傳動也可以替換為皮帶傳動，或者使用氣缸帶動光纖掛輪支架51做平移運動。
所述繞纖裝置還包括設置在機箱10上用于帶動產品安裝座20轉動的驅動裝置以及與驅動裝置電連接的驅動控制系統。通過增加驅動裝置可帶動產品安裝座20旋轉，完成繞纖。在旋轉的同時，帶動產品安裝座20前后移動，實現產品31上v型槽與光纖導引輪70的位置匹配，提高繞纖成功率。再通過增加一個驅動控制系統，可實時調控繞纖的轉速等等，可根據不同的產品31調整轉速，前進以及后退位移，提高裝置的通用性。
所述產品安裝座20上設置有用于鎖緊產品31的鎖緊裝置。通過增加鎖緊裝置用于固定鎖緊產品31，可提升繞纖時的穩定性。可防止繞纖過程中，因產品31出現松動導致的繞纖失敗。
本實例中繞纖裝置的繞纖過程分為三個狀態：
a、初始狀態
將產品31(其上已經接上待繞光纖30)放入產品安裝座20上并通過鎖緊裝置進行夾持，將待繞光纖30掛在光纖掛輪40上，通過升降機構53帶動光纖掛輪40上升至高點，接著在待繞光纖30末端的器件上夾張力配重夾60。用簡化模型來表示，繞纖裝置即處于如圖2所示的狀態，驅動裝置開始帶動產品安裝座20旋轉，產品31開始繞纖，產品31相對光纖引導輪70的前后位置會匹配轉速，保證光纖切入點位置正確，且光纖掛輪40同步下降，過程中要保證a(器件+張力配重夾)以較小的加速度運動，以此保證張力的穩定。此狀態下光纖掛輪40高于光纖引導輪70，光纖始終與兩個輪子都接觸；
b、極限位置狀態
當光纖掛輪40下降到一定程度，便來到如圖3所示的極限位置，光纖掛輪40的位置低于光纖引導輪70。此時a(器件+張力配重夾)也靠近了光纖掛輪40，剩余待繞光纖30的長度還很長，此時平移機構54帶動光纖掛輪支架51上的光纖掛輪40開始右移，產品31又可以繼續繞纖。繞纖可等光纖掛輪40右移到位再開始，也可以在光纖掛輪40右移過程中同步進行。這個過程中，待繞光纖30不再接觸光纖引導輪70；
c、完成狀態
如圖4所示，當光纖掛輪40達到右極限位置，a(器件+張力配重夾)也接近光纖掛輪40時，繞纖停止，可以注意到剩余未繞入的長度很短，待繞光纖30上的點膠點(通常是熔接套管處)已經處于槽中。這時候可以點膠固定。這個過程，待繞光纖30也不接觸光纖引導輪70。
應當理解的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制，對本領域技術人員來說，可以對上述實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而所有這些修改和替換，都應屬于本發明所附權利要求的保護范圍。