【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光纤传感器领域，涉及一种分布式光纤形状传感器的定位粘贴装置及方法。
技术介绍
1、光纤形状传感器是一种随着光纤传感技术发展起来的一种新型传感器，其原理是通过在传感器基体表面粘贴光纤来测量基体的应变，再通过形状传感算法计算基体位移。由于具有分布式、高精度、体积小、耐腐蚀、不受电磁干扰等优点，在土木、机械、航空航天等领域应用广泛。然而，在传感器制作过程中，必须将光纤粘贴在基体表面的特定位置，已有研究表明，光纤的定位和粘贴技术直接影响着应变测量的准确性。
2、目前常用光纤粘贴方式有两种，一种是直接在基体表面粘贴光纤，然而光纤的粘贴位置无法精确定位，尤其是当基体为圆柱且直径较小的情况下，应变测量误差急剧增加；另一种是在基体表面开槽以实现光纤的精准定位，然而当基体为记忆合金等硬度较大的材料时，在表面开槽费时费力且费用昂贵，同时单次开槽长度一般仅50厘米，因此在每次开槽的交界处会存在误差。此外，两种方式均通过手动预拉光纤，无法保证光纤具有相同的预紧力，影响光纤的测量范围。同时，手动涂胶无法控制涂胶量。目前没有专门用于在基体表面精准定位粘贴光纤的装置，需要手动定位和手动涂胶，存在定位精度差、效率低、涂胶不均匀等问题，大大影响光纤形状传感器的应用。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种分布式光纤形状传感器的定位粘贴装置及方法，能够解决手动粘贴光纤定位不准确、涂胶不均匀、效率低以及机械开槽价格昂贵等问题。本专利技术性能可靠、可以控制基体和光纤的预拉程度
2、为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
3、一种分布式光纤形状传感器的定位粘贴装置，所述的定位粘贴装置包括导轨1、固定预拉装置2、移动涂胶装置3、传感器基体4和光纤5。两个固定预拉装置2布置在导轨1两侧，移动涂胶装置3布置于导轨1中部，固定预拉装置2、移动涂胶装置3均能够在导轨上水平移动；所述传感器基体4依次穿过左侧固定预拉装置2、移动涂胶装置3、以及右侧固定预拉装置2，通过两侧固定预拉装置2上的基体固定机构2c和支座移动机构2b对传感器基体4进行固定和预拉伸；所述光纤5依次穿过左侧固定预拉装置2上的光纤预拉机构2d、移动涂胶机构3以及右侧固定预拉装置2上的光纤预拉机构2d，通过两侧的光纤预拉机构2d实现对光纤的固定和预拉伸，保证每根光纤所受的预拉伸力相同；所述移动涂胶装置3通过移动实现在传感器基体4特定位置均匀涂胶，对光纤5进行粘贴。
4、所述的导轨1为双轴导轨，两个轴平行的分布在导轨的两侧；导轨1上表面中间位置雕刻有齿条，齿条的旁边沿导轨长度标注有刻度尺，用于辅助确定粘贴光纤5的长度。可以通过组合导轨1延长粘贴长度。进一步的，所述的导轨1上的两个轴的轴截面形状为圆形。
5、所述的固定预拉装置2包括固定支座2a、支座移动机构2b、基体固定机构2c和光纤预拉机构2d。具体的：
6、所述固定支座2a主体为一个长方体，其正面的下方形状与导轨1上表面相契合，因此，固定支座2a仅可以沿导轨1长度方向水平移动；固定支座2a下表面中间位置为一平面，沿平面向上有一长方体凹槽2a3，且凹槽2a3未贯通长方体；固定支座2a的长方体侧壁有两个贯通的圆孔2a2，且圆孔2a2穿过底部的凹槽2a3，两个圆孔2a2的圆心在一条竖线上；固定支座2a的长方体上表面靠近正面位置固定有一垂直于长方体上表面的立板2a4，立板2a4靠近上部位置有一圆形通孔，立板2a4背面靠近下方位置水平固定有一圆柱体；固定支座2a的长方体上表面靠近背面有一固定板2a5垂直于长方体上表面，固定板2a5上部有一矩形通孔，固定板2a5顶部中间位置有一圆孔，圆孔贯通矩形通孔且有内螺纹，所述矩形通孔的下表面对称分布有两个圆孔。
7、所述支座移动机构2b包括一端带旋转手柄的轴2b1，和依次布置在轴2b1上的弹簧2b2、带拉杆的棘轮2b3、传动齿轮2b4；所述弹簧2b2套在轴2b1上，位于轴2b1旋转手柄和棘轮2b3之间，能够沿轴2b1移动；所述带拉杆的棘轮2b3为中心带有圆形通孔的普通棘轮，套接在轴2b1上，且圆形通孔直径略大于轴2b1的直径，能够沿轴2b1移动，棘轮的背面固定有一带有拉环的拉杆；所述传动齿轮2b4为一个齿轮和普通棘轮的组合体，传动齿轮2b4固定于轴2b1上，不能沿轴2b1移动，能够随轴2b1旋转。
8、以下对支座移动机构2b的安装位置进行说明：所述轴2b1穿过固定支座2a侧面靠下的圆形通孔且可以旋转，在固定支座2a底部凹槽2a3位置，依次将弹簧2b2、带拉杆的棘轮2b3和传动齿轮穿过轴2b1；所述弹簧2b2和带拉杆的棘轮2b3可以沿轴2b1移动，且带拉杆的棘轮2b3的拉环朝向与轴2b1的手柄朝向相同；所述传动齿轮2b4与轴2b1固定，随轴2b1旋转；所述传动齿轮2b4的棘轮面与带拉杆的棘轮2b3的棘轮面相啮合；安装完成后，所述传动齿轮2b4上的齿轮可以与导轨1上的齿条啮合。
9、所述传感器基体固定机构2c包括下定位块2c1、上定位块2c2、双轴压杆2c3和带旋转手柄的螺杆2c4；所述下定位块2c1为一长方体，正面顶部有一半圆形贯通凹槽，顶部对称分布有两个贯通的圆孔；所述上定位块2c2也为一长方体，正面底部有一半圆形贯通凹槽，顶部对称分布有两个贯通的圆孔；所述下定位块2c1、上定位块2c2为对称结构，两个半圆形贯通凹槽对接后为一圆形通孔结构；所述双轴压杆2c3为一长方体，下方对称固定有两个圆柱体，穿过下定位块2c1、上定位块2c2的顶部圆孔；所述带旋转手柄的螺杆2c4的杆上带有外螺纹，带旋转手柄的螺杆2c4向下运动的过程中，挤压2双轴压杆c3的顶部使其同步向下运动。进一步的，所述的上定位块2c2和下定位块2c1上的半圆形贯通凹槽形状可以根据传感器基体的形状而改变。
10、以下对所述传感器基体固定机构2c的安装进行说明：依次将下定位块2c1、上定位块2c2和双轴压杆2c3放置于固定支座2a的固定板2a5上的矩形通孔中；所述双轴压杆2c3下方的两个圆柱体依次穿过上定位块2c2顶部的圆形通孔、下定位块2c1顶部的圆形通孔和矩形通孔底部两个圆孔；所述带旋转手柄的螺杆2c4穿过固定板2a5顶部的圆形通孔，且螺杆的外螺纹与圆形通孔的内螺纹相配合。
11、所述光纤预拉机构2d包括限位板2d1、弹性压片2d2和螺杆2d3。所述限位板2d1主体为一长方形平板，平板靠近底部位置有一圆形通孔，平板靠近顶部位置有一中心圆形通孔a，中心圆形通孔a的周围均匀分布有3个水滴形通孔，所述水滴形通孔一端为圆弧，另一尖端宽度与光纤5直径相同，两端之间平滑过渡，尖端与中心圆形通孔a相连通，水滴形通孔的一端为圆弧状是为了扩大通孔面积，方便光纤5穿过，所述水滴形通孔的位置可以依据光纤在基体上的位置而改变。在中心圆形通孔a的周围还有3个均匀分布的外围圆形通孔b，且外围圆形通孔b内有内螺纹；所述弹性压片2d2具有较好的柔性，一端有圆形限位孔，另一端的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种分布式光纤形状传感器的定位粘贴装置，其特征在于，所述的定位粘贴装置包括导轨(1)、两个固定预拉装置(2)、移动涂胶装置(3)、传感器基体(4)和光纤(5)；
2.根据权利要求1所述的一种分布式光纤形状传感器的定位粘贴装置，其特征在于，所述的导轨(1)为双轴导轨，两个轴平行的分布在导轨的两侧；导轨(1)上表面中间位置设有齿条，齿条的旁边沿导轨长度标注有刻度尺，用于辅助确定粘贴光纤(5)的长度；通过组合导轨(1)能够延长粘贴长度。
3.根据权利要求2所述的一种分布式光纤形状传感器的定位粘贴装置，其特征在于，所述的固定预拉装置(2)包括固定支座(2A)、支座移动机构(2B)、基体固定机构(2C)和光纤预拉机构(2D)；具体的：
4.根据权利要求3所述的一种分布式光纤形状传感器的定位粘贴装置，其特征在于，所述的上定位块(2C2)和下定位块(2C1)上的半圆形贯通凹槽形状可以根据传感器基体的形状而改变；所述的弹性压片(2D2)的V型槽上有橡胶垫片。
5.根据权利要求4所述的一种分布式光纤形状传感器的定位粘贴装置，其特征在于，所述移动涂
6.根据权利要求1所述的一种分布式光纤形状传感器的定位粘贴装置，其特征在于，所述的传感器基体(4)截面为圆形，其形状尺寸与下定位块(2C1)和下定位块(2C2)对接后形成的通孔的形状尺寸相同；所述的光纤(5)为分布式光纤。
7.一种分布式光纤传感器的定位粘贴方法，其特征在于，基于权利要求1-6任一所述的定位粘贴装置实现，具体包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的一种分布式光纤传感器的定位粘贴方法，其特征在于，所述的第六步中，通过调整齿轮组(3B2)中大小齿轮的半径比k＝R1：R2，改变胶筒(3B4)的出胶速度。
...【技术特征摘要】
1.一种分布式光纤形状传感器的定位粘贴装置，其特征在于，所述的定位粘贴装置包括导轨(1)、两个固定预拉装置(2)、移动涂胶装置(3)、传感器基体(4)和光纤(5)；
2.根据权利要求1所述的一种分布式光纤形状传感器的定位粘贴装置，其特征在于，所述的导轨(1)为双轴导轨，两个轴平行的分布在导轨的两侧；导轨(1)上表面中间位置设有齿条，齿条的旁边沿导轨长度标注有刻度尺，用于辅助确定粘贴光纤(5)的长度；通过组合导轨(1)能够延长粘贴长度。
3.根据权利要求2所述的一种分布式光纤形状传感器的定位粘贴装置，其特征在于，所述的固定预拉装置(2)包括固定支座(2a)、支座移动机构(2b)、基体固定机构(2c)和光纤预拉机构(2d)；具体的：
4.根据权利要求3所述的一种分布式光纤形状传感器的定位粘贴装置，其特征在于，所述的上定位块(2c2)和下定位块(2c1)上的半圆...
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