1 重庆三峡学院电子与信息工程学院，重庆 404000； 2 重庆高技术创业中心，重庆 400039
【摘要】为了解决光纤研磨系统光纤夹持装置堵塞光纤插入的问题，本文运用TRIZ创新理论，设计出一种具有较高创新性和应用性的光纤夹持装置。
【关键词】TRIZ；光纤夹持装置；剪裁分析
一、初始问题描述
在光纤传感领域，研磨的光纤既可用于制作捕获微小粒子的光纤光镊，又可用于制作灵敏度高的光纤传感器。然而，光纤不仅直径小，而且由玻璃材质制成，容易折断。
为了获得满足需求的光纤研磨产品，笔者所带领的研究团队已经自主设计研发一套光纤研磨系统，该系统的光纤观测装置和光纤研磨装置都基本不存在问题，但用于固定光纤的夹持装置还存在问题：夹持装置中主要起固定作用的是已经商用化的陶瓷插芯，在研磨光纤过程中会产生光纤屑，并粘附在光纤端头，从夹持装置取出光纤研磨产品的过程中，粘附在光纤端头的光纤屑会在陶瓷插芯中脱落，并粘附在陶瓷插芯内壁，如此重复多次操作，陶瓷插芯内部就会堵塞。
二、问题分析
（一）功能分析
组件分析是功能分析的一部分，通过组件分析，夹持装置的系统组件分为夹子、旋转模块、底座，陶瓷插芯，超系统组件包括光纤、光纤屑、研磨盘，空气。对系统组件及超系统组件进行相互作用分析得出系统组件和超系统组件之间的相互作用功能，并对其进行功能建模，得出陶瓷插芯和光纤粘附光纤屑等有害功能，将功能建模进行图形化表示，如图1所示：
图1 功能模型图
（二）剪裁工具
通过图1可以看出，陶瓷插芯的缺点非常明显，因为陶瓷插芯内粘附光纤屑，从而造成光纤不能穿过陶瓷插插芯，而陶瓷插芯只有一个支撑光纤的功能，同时还附带粘附光纤屑的有害功能，通过剪裁掉陶瓷插芯，基本所有的有害功能和不足功能都被去除。
通过剪裁规则C,如果能从系统或者超系统中找到另外一个组件执行有用功能，那么功能的载体是可以被剪裁掉的。剪裁掉陶瓷插芯后，并将夹持光纤的功能进行传递给空气，得到最终解决方案。
三、确定最终方案
综上分析，我们通过TRIZ理论设计出一种光纤夹持装置，如2所示。在光纤底座上凿一个凹槽，并在凹槽上打出直径小于光纤的狭缝，狭缝通过真空管与真空吸力装置相连接。当真空吸力装置开始抽真空时，狭缝具有极强的吸附力，可以紧紧地将光纤固定在凹槽中；吸力装置停止工作，光纤将不再被吸附，可以轻松取出光纤。
图2 结构示意图
参考文献
[1]孙永伟，谢尔盖.伊克万科. TRIZ打开创新之门的金钥匙[M].北京：科学出版社，2015.
[2]刘德福, 段吉安.光纤端面研磨加工机理研究[J]. 光学精密工程, 2004, 12(6).
受到的项目资助：重庆市研究生教育教学改革研究项目（yjg192037）；重庆市高等教育教学改革研究项目（173121）；重庆市教育科学规划课题（2020-GX-310）。
客服QQ：30444492琼网文【2021】1550-113号
增值电信业务经营许可证：琼B2-20210322
出版物经营许可证：新出发龙华出字第(2021)009号
广播电视节目制作经营许可证：(琼)字第00779号
版权所有 ©2002-2024 期刊网(www.qikanchina.com) 琼ICP备2021005105号
