CN103134730A - 线束延伸性能测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种线束延伸性能测试装置，包括工作平台，拉力加载机构，夹持机构，所述的拉力加载机构包括气缸，输出部件为气缸的活塞杆。所述的夹持机构包括两组夹持组件，所述的夹持组件包括两个固定板，两个固定板相对应的位置各设有一个夹持线束的圆弧槽，其中的一个夹持组件固定安装在工作平台上，另一个夹持组件与拉力加载机构的输出部件刚性连接，可在拉力加载机构的作用下移动。本发明采用气动系统执行对被测线束的加载及释放动作，使得装置更简捷，成本更低，且环保无污染。采用调速阀控制加载速度，可以使测试更为准确、全面、真实、可靠。同时，本发明的线束延伸性能测试装置的夹持机构，设计简捷，安装操作方便；表面细节处理独特，双圆弧过渡的设计对被测线束表面无任何压痕、损坏，测试后线束仍可正常使用，避免浪费。

Description

线束延伸性能测试装置

技术领域

本发明涉及一种线束延伸性能测试装置。

背景技术

汽车线束是汽车电路的网络主体，没有线束就不存在汽车电路。传感器线束是汽车重要部件之一，用于传导汽车控制系统所需的各种信号。传感器线束一般由两根直径为0.5mm的铜丝通过注塑工艺在其外面加外径为6～8mm的橡胶保护套构成，总长一般在一米左右。在整车的装配和维修过程中，不可避免地会导致线束在轴向上承受一定程度的拉力，进而会使线束出现轴向的拉伸变形，而这种拉伸变形又被要求不能影响线束的正常工作。因此在产品开发以及生产质量的控制过程中，传感器线束的延伸性能就成为一个重要的试验项目。传统的测试设备往往很复杂，采用电动缸或液压缸作为驱动器，设备价格昂贵，体积大，操作不方便；而且由于线束夹紧固定装置设计不周全，测试时会在线束表面上留下永久压痕，测试后被测样件只能报废处理。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种采用气缸作为驱动装置、体积小，成本低，无污染的线束延伸性能测试装置。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现：

线束延伸性能测试装置，包括工作平台，拉力加载机构，夹持机构，其特征在于，所述的拉力加载机构包括气缸，输出部件为气缸的活塞杆。

优选地是，所述的气缸与气源装置相连，气源装置为气缸提供驱动力，气源装置与气缸的连接管路上设有调压阀，调压阀用于控制测试所需的气体压力的大小。

优选地是，所述的气源装置与气缸的连接管路上还设有调速阀，调速阀控制气体压力的加载速度。

优选地是，所述的气缸为双向作用气缸，所述的气源装置与气缸的连接管路上设有换向阀，换向阀用于控制活塞杆运动的方向。

优选地是，还包括工控机，所述的工控机与调压阀、调速阀、换向阀通信连接，控制其动作。

优选地是，所述的夹持机构包括两组夹持组件，所述的夹持组件包括两个固定板，两个固定板相对应的位置各设有一个夹持线束的圆弧槽，其中的一组夹持组件固定安装在工作平台上，另一组夹持组件与拉力加载机构的输出部件刚性连接，可在拉力加载机构的作用下移动。

优选地是，所述的圆弧槽的曲率半径R1大于被测线束的半径R，槽深H1小于被测线束的半径R，槽的长度贯穿固定板平面。

优选地是，所述的圆弧槽的曲率半径R1等于被测线束的半径R，槽深H1小于被测线束的半径R，槽的长度贯穿固定板平面。

优选地是，所述的槽深H1等于1.25毫米。

优选地是，所述的圆弧槽还包括曲率半径为R2、槽深为H2的端部，所述的R2小于R1，H2大于H1。

优选地是，所述的圆弧槽底面的起始部和收尾部为曲率半径为R3的圆弧过渡坡面。

优选地是，所述R1为8毫米，R2为6毫米，R3为120毫米。

优选地是，还包括

力传感器，力传感器位于可移动的夹持组件与拉力加载机构的输出部件之间，检测拉力加载机构输出的驱动力的大小；

第一位移传感器，位于被测线束的一侧，所述的第一位移传感器检测线束拉伸变形的长度。

力传感器、第一位移传感器均与工控机通信连接，工控机采集、分析、保存第一位移传感器和力传感器的输出信号。

优选地是，所述的气缸上安装有第二位移传感器，第二位移传感器用于监测活塞杆移动的距离，第二位移传感器与工控机通信连接，工控机采集、分析、保存第二位移传感器输出的信号。

优选地是，还包括第一支架，所述的第一支架固定安装在工作平台上，所述的拉力加载机构固定安装在第一支架上。

优选地是，还包括的第二可调支架，所述的一组夹持组件固定安装在第二可调支架上。

优选地是，还包括第三支架，所述的第三支架固定安装在工作平台的相应位置，所述的第一位移传感器固定安装在第三支架上。

优选地是，还包括位移信号过渡板，所述的位移信号过渡板固定安装在拉力加载机构与可移动的夹持组件之间，所述的第一位移传感器的触头可与过渡板相接触，检测位移信号过渡板移动的距离。

本发明的线束延伸性能测试装置，采用气动系统对被测线束进行加载和释放，使整个测试装置更为简洁，成本更低，环保、无污染。采用调速阀控制加载速度，可以使测试更为准确、全面、真实、可靠。同时，本发明的线束延伸性能测试装置的夹持机构，设计简捷，安装操作方便；表面细节处理独特，双圆弧过渡的设计对被测线束表面无任何压痕、损坏，线束仍可正常使用。特别是对于通过一次性成型工艺已与汽车传感器加工为一体的被测线束，采用本发明的线束延伸性能测试装置完成测试后，符合延伸性能标准的汽车传感器线束可正常使用，从而极大地避免了浪费。

附图说明

图1为本发明的测试装置的结构示意图(部份)

图2为本发明中的气动系统的连接布置图

图3为本发明的数据采集处理图

图4为本发明中的夹持组件固定板的侧视图

图5为本发明中的夹持组件固定板的剖视图；

图6为本发明中的夹持组件固定板的仰视图；

图7为本发明中的线束固定头架与固定板组合件的立体图；

图8为本发明测试结果的数据图

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细的描述：

如图1、图2、图3所示，本发明线束延伸性能测试装置包括拉力加载机构、夹持机构、检测设备。

拉力加载机构包括高压气源19、双向作用气缸8、调压阀16、两个调速阀14、换向阀15、第一支架9。第一支架9固定安装在工作平台1上，双向作用气缸8的连接止口通过四个内嵌式内六角螺钉固定安装在第一支架9上。高压气源19与双向作用气缸8通过管路连通，其连通管路上设置调压阀16、换向阀15和调速阀14。换向阀15为二位五通阀，调压阀16外购于Festo公司，型号为MPPE-3-1/2-10-010-B，调速阀14也外购于Festo公司，型号为MPYE-5-3/8-010-B。调压阀16、调速阀14和换向阀15的阀芯的电气接口均与PC工控机17通信连接。高压气源19向双向作用气缸8供应高压气体，推动双向作用气缸8的活塞杆伸缩。调压阀16控制双向作用气缸8内的气体压力的大小，调速阀14控制单位时间内进入双向作用气缸8内气体流量的大小。

双向作用气缸8、调压阀16、调速阀14、换向阀15及其连接方式、工作原理属于现有技术，不再多加赘述。

双向作用气缸8的活塞杆的端部设有螺纹，与力传感器过渡夹具6连接，用于拉动线束固定头架4运动，提供测试所需的拉力。

检测设备包括PC工控机17、力传感器过渡夹具6、力传感器5、位移信号过渡板12、第一位移传感器11、第二位移传感器18、第三支架10。力传感器5、第一位移传感器11、第二位移传感器18分别与PC工控机17通信连接。

力传感器过渡夹具6为圆柱形钢锭，其中一个底面的中心部设有与活塞杆端部螺纹相配合的螺纹孔，另一个底面的平面度及粗糙度符合力传感器5的工况要求，并设有三个安装螺孔，力传感器5通过三个螺钉固定安装在该平面上，用于检测被测线束2所承受拉力的大小。位移信号过渡板12为一个长薄板，一侧设有安装孔，另一侧可与第一位移传感器11的测试触头相接触。力传感器过渡夹具6、位移信号过渡板5，双向作用气缸8的活塞杆通过螺纹顺序连接在一起，三者可视为一个整体，在测试时同时移动。

第一位移传感器11固定安装在第三支架10上，用于检测被测线束在拉伸时的长度变化。第三支架10固定安装在工作平台1上，安装的位置可保证第一位移传感器11的感应触头可感应位移信号过渡板的位置移动，被测线束在测试时发生延伸变形时，位移信号过渡板会等量后移，因此第一位移传感器所测得的位移数据也就是被测线束在测试时长度变化数据。

PC工控机17通过程序控制调压阀16、调速阀14和换向阀15的动作及测试的时间。调节调压阀16输入到气缸8的气体流量来实现对双向作用气缸8的压力的控制；调节调速阀14单位时间内输入气缸8内的气体流量来实现对双向作用气缸8的加载速度的控制；调节换向阀15输入气体的流向来实现对双向作用气缸8加载方向的控制，当测试时间终止时，换向阀15改变方向，此时被测线束呈松弛状态，便于拆下。

第二位移传感器18安装于双向作用气缸8上，用于实时监测双向作用缸8活塞杆的位置，PC工控机17实时采集双向作用气缸8的工作状态信号，判断气缸8的活塞杆是否已经运动到了设定的极限位置，如达到极限位置，则报警并停止所有实验动作。

信号采集、放大装置对力传感器5、第一位移传感器11进行采样，经A/D转换后，传输给PC工控机17，PC工控机17实时显示拉力及位移的实际值及变化曲线，并保存所有数据，供工作人员对被测线束的延伸性能做出判断。

如图1、图4、图5、图6所示，夹持机构包括四个固定板3、第二可调支架13、线束固定头架4。固定板3为长方形，带有一定厚度，四个角的相应位置设有四个螺孔，用于螺纹连接。每个固定板均设有一个夹持面3b，夹持面3b上设有圆弧槽3a，用于夹持线束。圆弧槽3a的长度贯穿固定板3，曲率半径随被测线束直径的不同而不同。以被测线束直径为8毫米为例，圆弧槽3a的曲率半径R1为8毫米，槽深H1为1.25毫米，圆弧槽底面的起始部及收尾部设有圆弧过渡坡面，圆弧过渡坡面的曲率半径R3为120mm，圆弧槽两个端部的曲率半径R2为6毫米，槽深H2大于1.25毫米。

两个固定板3的夹持面3b相对设置，为一个夹持组件。两个夹持组件的置于下方的固定板3分别与第二可调支架13和线束固定头架4固定连接。第二可调支架13固定安装在工作平台1上，其安装的位置可使得被测线束的安装走向处在活塞杆的移动路线上，并可依据被测线束2长度的要求调整位置。两个置于上方的固定板3通过螺栓与下方的固定板3固定，从而将被测线束2夹紧。

如图7所示，线束固定头架4与一个固定板3加工成为组合件，固定头架4由一个立板4a和两个连接板4b构成。立板4a中部开一个长通孔4c，采用辅助连接件，如螺钉，螺栓穿过长通孔4c将线束固定头架4与力传感器5连接在一起。连接板4b的厚度与固定板3的厚度一致。两个连接板4b间隔一定的距离，一端与立板4a垂直相连，另一端与固定板3焊接在一处，立板4a与固定板3垂直。

安装完成的线束延伸性能测试装置，其可移动的夹持组件、固定头架4、力传感器5、力传感器过渡夹具6、气缸8的活塞杆为一个整体，在测试时相互间不发生位移，可随被测线束的长度变化而同时移动。

以被测线束的直径为8毫米为例，测试要求在线束120毫米长度范围内施加轴向170牛顿的力持续10秒钟，测试线束的长度变化，本发明的线束延伸性能测试装置的工作过程如下：

首先，选择检测8mm线束用的4个固定板3，将两个置于下方的固定板3分别与第二可调支架13及线束固定头架4安装固定。调整第二可调支架13的位置，使两组夹持组件之间的距离可满足测试所需的被测线束2的长度的要求。

其次，安装被测线束2。将被测线束2置于下方两个固定板3的圆弧槽3a内，再将上方的固定板3覆盖，用螺栓将上下固定板3旋紧。

第三，通过PC工控机17设置测试所需的气缸8的压力值、测试的时间值，使得活塞杆输出的拉力为170牛，测试时间为10秒以上，同时设置采样频率。

第四，开始测试，由PC工控机17通过调压阀16、调速阀14的电控单元控制各阀的动作，使其符合测试所需的数据要求。

同时，PC工控机17实时采集数据力传感器5、第一位移传感器11、第二位移传感器18输出的数据，通过A/D转换后，实时显示数据及数据变化曲线，并全部保存，如下表为PC工控机17所显示的测试数据表，该表与图8相互对应。

时间(s)	输入力(N)	位移(mm)
			0	0.0	0.000
0.1	9.9	0.080
			0.2	35.3	0.102
0.3	71.0	0.122
			0.4	91.4	0.153
0.5	111.8	0.173
			0.6	137.2	0.255
0.7	147.4	0.306
			0.8	152.5	0.316
0.9	162.7	0.323
			1	162.7	0.331
2	172.9	0.343
			3	167.8	0.357
4	167.8	0.357
			5	172.9	0.357
6	167.8	0.357
			7	172.9	0.357
8	167.8	0.357
			9	167.8	0.357
10	172.9	0.357
			11	172.9	0.357
12	167.8	0.357

测试结束后，PC工控机17控制换向阀15换向，气缸8的活塞杆向反方向运动，拉力消失，将被测线束2卸下，更换线束，进行下一个测试。

测试过程中，若第二位移传感器18采集的信号显示气缸8的活塞杆已运动至设定的极限，则停机、报警。

另外，视测试的要求，还可以在增加加载速度参数的情况下进行测试。如设置压力加载速度为，在1秒钟或2秒种的时间内，使活塞杆的拉力达到170牛顿。通过增设调速阀，可以使本发明的线束延伸性能测试装置可以在不同的加载速度的情况进行测试，从而测试的数据结果更为准确、全面，可以更好、更精确地评价线束的延伸性能。

本发明中实施例仅用于对发明的解释并不构成对本发明权利要求范围的限制，本领域内技术人员可以想到的其他实质上的等同的替代，均在本发明的保护范围内。

Claims (18)

1.线束延伸性能测试装置，包括工作平台，拉力加载机构，夹持机构，其特征在于，所述的拉力加载机构包括气缸，输出部件为气缸的活塞杆。

2.根据权利要求1所述的线束延伸性能测试装置，其特征在于，所述的气缸与气源装置相连，气源装置为气缸提供驱动力，气源装置与气缸的连接管路上设有调压阀，调压阀用于控制测试所需的气体压力的大小。

3.根据权利要求2所述的线束延伸性测试装置，其特征在于，所述的气源装置与气缸的连接管路上还设有调速阀，调速阀控制气体压力的加载速度。

4.根据权利要求1、2、3任一项所述的线束延伸性能测试装置，其特征在于，所述的气缸为双向作用气缸，所述的气源装置与气缸的连接管路上设有换向阀，换向阀用于控制活塞杆运动的方向。

5.根据权利要求4所述的线束延伸性能测试装置，其特征在于，还包括工控机，所述的工控机与调压阀、调速阀、换向阀通信连接，控制其动作。

6.根据权利要求5所述的线束延伸性能测试装置，其特征在于，所述的夹持机构包括两组夹持组件，所述的夹持组件包括两个固定板，两个固定板相对应的位置各设有一个夹持线束的圆弧槽，其中的一组夹持组件固定安装在工作平台上，另一组夹持组件与拉力加载机构的输出部件刚性连接，可在拉力加载机构的作用下移动。

7.根据权利要求6所述的线束延伸性能测试装置，其特征在于，所述的圆弧槽的曲率半径R1大于被测线束的半径R，槽深H1小于被测线束的半径R，槽的长度贯穿固定板平面。

8.根据权利要求6所述的线束延伸性能测试装置，其特征在于，所述的圆弧槽的曲率半径R1等于被测线束的半径R，槽深H1小于被测线束的半径R，槽的长度贯穿固定板平面。

9.根据权利要求8所述的线束延伸性能测试装置，其特征在于，所述的槽深H1等于1.25毫米。

10.根据权利要求7、8、9任一项所述的线束延伸性能测试装置，其特征在于，所述的圆弧槽还包括曲率半径为R2、槽深为H2的端部，所述的R2小于R1，H2大于H1。

11.根据权利要求10所述的线束延伸性能测试装置，其特征在于，所述的圆弧槽底面的起始部和收尾部为曲率半径为R3的圆弧过渡坡面。

12.根据权利要求11所述的线束延伸性能测试装置，其特征在于，所述R1为8毫米，R2为6毫米，R3为120毫米。

13.根据权利要求5、11、12所述的线束延伸性能测试装置，其特征在于，还包括力传感器，力传感器位于可移动的夹持组件与拉力加载机构的输出部件之间，检测拉力加载机构输出的驱动力的大小；

第一位移传感器，位于被测线束的一侧，所述的第一位移传感器检测线束拉伸变形的长度；

力传感器、第一位移传感器均与工控机通信连接，工控机采集、分析、保存第一位移传感器和力传感器的输出信号。

14.根据权利要求13所述的线束延伸性能测试装置，其特征在于，所述的气缸上安装有第二位移传感器，第二位移传感器用于监测活塞杆移动的距离，第二位移传感器与工控机通信连接，工控机采集、分析、保存第二位移传感器输出的信号。

15.根据权利要求1所述的线束延伸性能测试装置，其特征在于，还包括第一支架，所述的第一支架固定安装在工作平台上，所述的拉力加载机构固定安装在第一支架上。

16.根据权利要求6所述的线束延伸性能测试装置，其特征在于，还包括的第二可调支架，所述的一组夹持组件固定安装在第二可调支架上。

17.根据权利要求13所述的线束延伸性能测试装置，其特征在于，还包括第三支架，所述的第三支架固定安装在工作平台的相应位置，所述的第一位移传感器固定安装在第三支架上。

18.根据权利要求13所述的线束延伸性能测试装置，其特征在于，还包括位移信号过渡板，所述的位移信号过渡板固定安装在拉力加载机构与可移动的夹持组件之间，所述的第一位移传感器的触头可与位移信号过渡板相接触，检测位移信号过渡板移动的距离。

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