本發明涉及一種光纖連接器，特別是涉及一種實現精準預緊力的光纖連接器，本發明屬于電力高壓控制領域，激光傳輸領域與通信領域。

背景技術：

光纖連接器，是光纖與光纖之間進行可拆卸連接的器件，它把光纖的兩個端面精密對接起來，以使發射光纖輸出的光能量能最大限度地耦合到接收光纖中，并使由于其介入光鏈路而對系統造成的影響減到最小。

在現有光纖連接器的對接過程中，基本是通過機械參考面上的機械卡鍵結構與適配器上的特定結構扣合，使連接器插芯產生回縮，插芯回縮的同時擠壓連接器的彈力裝置，而彈力裝置會產生一個與插芯回縮距離正相關的反作用力為兩個光纖端面對接提供預緊力。但機械零件與組裝誤差，導致每個連接器在對接時插芯回縮的距離不同，插芯物理對接面受到的預緊力也就不同。在光纖連接器對接技術要求日益精密的背景下，預緊力的波動引起的耦合效率差異，已經成為迫切需要解決的光纖對接技術問題之一，尤其在光能量傳輸領域，這種預緊力波動問題是不能容忍的。

技術實現要素：

為了解決現有技術中的問題，本發明提出一種重力適配光纖連接器，該重力適配光纖連接器具備穩定的光纖耦合效率及耦合性能。

本發明的技術方案是：

一種重力適配光纖連接器，包含重力適配塊和至少一個重力連接器，每個重力連接器包括插芯、尾柄、彈力裝置、后座、外套、光纜；其中，所述光纜中的光纖通過所述尾柄和外套與所述插芯相耦合；所述尾柄一端與插芯固定連接，另一端與外套連接；所述彈力裝置套設在尾柄的部分外圓面上并被后座的端面和尾柄的端面所限位，后座被所述重力適配塊所夾持固定，所述重力適配塊的重力通過后座的端面施加在彈力裝置上，所述彈力裝置受到壓縮后，產生與所述重力適配塊的重力大小方向相同的彈力并將作用在所述尾柄的端面上，進而使所述插芯的物理對接面始終具有一個與所述重力適配塊的重力相關的預緊力。

所述重力適配器包含安裝槽、夾緊孔，所述安裝槽的寬度大于光纜的外圓直徑，夾緊孔與安裝槽貫通，夾緊孔的內徑不大于與其配合的后座外圓面直徑。

所述重力適配塊的材料采用彈性材料。

所述重力適配連接器配合使用時的光軸沿重力方向或者等同于重力方向的一致性方向，其中所述插芯、尾柄、彈力裝置、后座、外套、光纜、重力適配塊的重力大小分布沿光軸圓周對稱。

所述光纜從內到外依次包括光纖、光纜芳綸、光纜外皮，所述光纜芳綸設置在尾柄與外套之間，所述光纜芳綸、外套、尾柄連接成一個整體；光纜外皮與外套通過軟膠或者鉚接或者螺紋連接的方式連接成整體。

所述尾柄是包括第一外圓面和第二外圓面的臺階結構，所述后座包括后座端面、后座第一內孔、后座第二內孔、后座的外圓面，后座第二內孔的孔徑大于外套的外徑，后座第一內孔的孔徑大于尾柄第二外圓面的直徑；所述彈力裝置內孔尺寸大于尾柄第二外圓面的直徑、小于尾柄第一外圓面的直徑、小于后座外徑。

所述重力適配塊的材料采用鐵鎳合金4J29。

所述重力連接器設置為多個，多個重力連接器共用一個重力適配塊，所述重力適配塊包含與重力連接器相匹配數量的安裝槽、夾緊孔，每個重力連接器的后座設置于重力適配塊上相對應的夾緊孔中，使重力連接器與重力適配塊固定連接，每個夾緊孔設置于對應重力連接器所處的重力適配塊的重力中心位置。

本發明的有益效果是：

本發明通過上述方案，當光纖連接器對接時，重力適配塊的重力通過彈力裝置傳遞給連接器端面，使光纖連接器端面得到的一個大小與方向穩定的預緊力，而這個預緊力與插芯伸出長度，尾柄長度及零件的組裝誤差是沒有相關性的，只需通過設計重力適配塊在連接器圓周的重力分布，就可以精確控制連接器對接時預緊力的大小。

附圖說明

圖1、本發明的重力適配光纖連接器示意圖；

圖2、本發明的重力適配光纖連接器(不帶重力適配塊)爆炸圖；

圖3、本發明的重力適配光纖連接器(帶重力適配塊)爆炸圖；

圖4、在適配器內的接光器件為透鏡時本發明重力適配光纖連接器的特例示意圖；

圖5、本發明多個連接器共用重力適配塊的實例示意圖；

其中：

1、適配器； 2、插芯；

3、尾柄； 4、彈力裝置；

5、后座； 6、重力適配塊；

7、外套； 8、膠；

9、光纜；

1-1、適配器的準直套筒； 1-2、適配器的另一光接收器件

2-1、插芯內孔； 2-2、物理對接面；

2-3、插芯光參考面； 3-1、尾柄一端；

3-2、尾柄第一端面； 3-3、尾柄第二外圓面；

3-4、尾柄另一端； 3-5、尾柄第一外圓面；

5-1、后座端面； 5-2、后座第一內孔；

5-3、后座第二內孔； 5-4、后座的外圓面；

6-1、重力適配塊的安裝槽； 6-2、重力適配塊的夾緊孔；

7-1、外套端面； 7-2、外套內孔；

7-3、外套的外圓面； 7-4、外套第二內孔；

9-1、光纜芳綸； 9-2、光纜外皮；

9-2-1、光纜外皮的外圓直徑； 9-3、光纜纖芯；

具體實施方式

下面結合附圖說明及具體實施方式進一步說明本發明是如何實現的。

如圖1所示，一種重力適配光纖連接器，包含同軸安裝的重力連接器和重力適配塊6，重力連接器包括插芯2、尾柄3、彈力裝置4、后座5、外套7、光纜9；所述插芯2、尾柄3、光纜9、外套7組成一個整體，該整體的一部分設置在后座5的內孔中，所述的重力適配塊6具有一定的重量，并且與后座5固定連接。所述插芯2、尾柄3、彈力裝置4、后座5、重力適配塊6、外套7、光纜9以及連接外套7和光纜9的軟膠8均為關于光軸X圓周對稱的。

如圖2所示，所述插芯2包括有插芯內孔2-1，插芯內孔2-1中心設置有光纖，并在插芯2一端的物理對接面2-2上形成有插芯光參考面2-3；所述尾柄3包括尾柄一端3-1、尾柄第一端面3-2、尾柄第二外圓面3-3、尾柄另一端3-4、尾柄第一外圓面3-5；后座5包括后座端面5-1、后座第一內孔5-2、后座第二內孔5-3、后座的外圓面5-4；外套7包括外套端面7-1、外套內孔7-2、外套的外圓面7-3、外套第二內孔7-4；光纜9從內到外依次由光纖9-3，光纜芳綸9-1、光纜外皮9-2組成。

如圖1-2所示，所述光纜9的光纖9-3設置在插芯2的內孔2-1中心；尾柄一端3-1與插芯2同軸固定連接，尾柄另一端3-4與外套7連接；所述光纜芳綸9-1設置在尾柄3的尾柄另一端3-4的外圓周面與外套7的外套內孔7-2中間的夾層中，在本發明具體實施例中，尾柄3的尾柄另一端3-4的外圓周面上設置有外螺紋，外套7的外套內孔7-2的內圓周面上設置有內螺紋，光纜芳綸9-1設置在尾柄另一端3-4的外螺紋與外套內孔7-2的內螺紋之間，內外螺紋相互旋合后，光纜芳綸9-1被緊緊地固定在尾柄另一端3-4與外套內孔7-2之間；光纜外皮9-2與外套7的第二內孔7-4通過軟膠8連接成一個整體；這樣光纜芳綸9-1、外套7、尾柄3被連接成一個整體。

后座5的第一內孔5-2孔徑大于外套外圓面7-3直徑，尾柄3第二外圓面3-3直徑；后座5的第一內孔5-2與尾柄第二外圓面3-3之間設置有間隙，后座第二內孔5-3與外套7的外圓面7-3之間設置有間隙。所述彈力裝置4內孔尺寸大于尾柄第二外圓面3-3直徑、小于尾柄第一外圓3-5直徑，小于后座5的外圓面5-4的外徑，所述彈力裝置4套設在尾柄第二外圓面3-3上、設置在后座端面5-1與尾柄第一端面3-2之間。

如圖2-3所示，所述的重力適配光纖連接器的重力適配塊6包含安裝槽6-1、夾緊孔6-2，本發明具體實施例中，安裝槽6-1的寬度大于光纜9的外皮9-2的外圓直徑9-2-1，小于夾緊孔6-2的內徑；夾緊孔6-2的內徑大于外套7的外圓面7-3直徑大小，并且不大于后座5的外圓面5-4直徑；重力適配塊6使用具有良好恢復變形能力的鐵鎳合金4J29材料；在安裝時，先使光纜9通過安裝槽6-1進入到夾緊孔6-2中，沿光軸X移動光纜9及與插芯2、尾柄3、彈力裝置4、后座5、外套7組成的組件，使外套7的外圓面7-3進入到夾緊孔6-2中。然后使用特定工裝張開安裝槽6-1以及加緊孔6-2，直至后座5的外圓面5-4可以進入到加緊孔6-2中，撤離特定工裝，加緊孔6-2在重力適配塊6材料恢復性能驅動下，恢復原有形狀，并夾緊后座5外圓面5-4，使重力適配塊6與后座5牢固地連接在一起。

工作時，所述重力適配光纖連接器沿重力G方向豎直向下插入適配器1的準直套筒1-1中，與準直套筒1-1內的另一插芯物理對接面在光參考面P處物理對接。所述重力適配塊6與后座5組成的整體以尾柄的第二外圓面3-3為導向，沿重力方向推動彈力裝置4壓縮，即所述重力適配塊6的重力通過后座端面5-1施加在彈力裝置4上，彈力裝置4受到壓縮后，會產生與重力大小方向相同的彈力作用在尾柄第一端面3-2上，進而通過尾柄3與插芯2的固定連接傳遞給插芯2的物理對接面2-2，使插芯2的物理對接面2-2始終擁有一個精確的均衡的預緊力。

如圖1所示，所述的重力適配光纖連接器中涉及的物理對接是指重力適配光纖連接器的插芯2物理對接面2-2的物理支撐，所述光參考面P是指重力適配光纖連接器與準直套筒1-1內另一光接收器件的光耦合面。因此所述光參考面P與物理對接的位置不一定是重合的。如圖4所示，本發明所述的重力適配光纖連接器涉及到的適配器1內光接收器件1-2為透鏡時，光參考面P與插芯2的物理對接面是兩個不同的面。

在實際應用中，如圖5所示，多個所述重力適配光纖連接器可以共用一個重力適配塊，在設計上滿足每個重力適配連接器分攤到的重力大小均勻即可。所述重力連接器設置為1個以上，重力連接器共用一個重力適配塊，所述重力適配塊6包含與重力連接器相匹配數量的安裝槽6-1、夾緊孔6-2，每個重力連接器的后座5設置于重力適配塊對應的夾緊孔6-2中，使重力連接器與重力適配塊固定連接，每個夾緊孔6-2設置于對應重力連接器所處的重力適配塊6的重力中心位置。

所述連接器在工作狀態時，沿重力方向豎直向下插入所述適配器，不局限于工作方向僅為重力方向的情況，也應理解為類似重力方向工作狀態，方向不隨空間與時間變化而變化的結構，例如工作在真空無重力空間時能夠提供關于光軸圓周均勻分布的預定力結構。本發明所述重力適配塊的重力通過后座端面施加在彈力裝置上，彈力裝置受到壓縮，會產生與重力大小方向相同的彈力作用在尾柄第一端面上，進而通過尾柄與插芯的固定連接傳遞給插芯，使插芯物理對接面始終擁有一個精確的方向與大小不會變化的預緊力，從而得到穩定的光纖耦合效率及耦合性能。

雖然本發明已經詳細地示出并描述了相關的特定的實施例參考，但本領域的技術人員應該能夠理解，在不背離本發明的精神和范圍內可以在形式上和細節上作出各種改變。這些改變都將落入本發明的權利要求所要求的保護范圍。