CN107817171A - 开口线缆护套弯曲性能测试装置和测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种开口线缆护套弯曲性能测试装置，其包括机架单元、驱动单元和摇摆单元；驱动单元和摇摆单元固定在机架单元的工作平台上，驱动单元中的减速器的输出轴与曲柄连杆机构中的曲柄相连接，曲柄连杆机构中的连杆与摇摆单元中设置在导轨上的凸台相连接，凸台与导轨固接，齿轮齿条机构中的齿条与第一滑块固接，工作时连杆运动带动导轨与第一滑块同时运动，到位限位器之前，第一滑块随导轨运动，齿轮齿条机构中的齿条横向往复移动从而带动齿轮转动实现摇杆的摆动。本发明还提供了一种开口线缆护套弯曲性能测试方法。本发明能够实现可变角度可变频率往复摆动运动，能够满足多种复杂位移或弯曲角度控制要求。

Description

开口线缆护套弯曲性能测试装置和测试方法

技术领域

本发明属于部件测试技术领域，具体涉及一种开口线缆护套弯曲性能测试装置和测试方法。

背景技术

开口线缆保护套是飞机上常用的线路保护装置，具有耐弯曲、耐刮擦等特性。由于线缆的柔性，开口保护套在弯曲过程总容易出现张开、破损等情况，随着产品技术进步，新的开口线缆护套对耐弯曲性能有了明确的技术指标。但是现有弯曲测试设备主要针对电线电缆，对于开口型线缆护套尚无弯曲性能测试装置。目前急需一种测试装置和方法来检验开口护套的耐弯曲性能。

发明内容

本申请就是为了测试线缆保护套的弯曲性能而研制，满足开口型线缆护套的弯曲性能测试要求，提供一种低成本、结构紧凑、高可靠性的弯曲性能测试装置和测试方法，本发明采用曲柄连杆机构以及导轨、滑块实现对齿轮齿条机构中齿条的运动控制，齿条运动带动齿轮旋转从而带动摇杆摆动，同时采用曲柄与连杆之间采用可调节地安装方式，实现可变行程输出。

本发明的技术方案如下：

一种开口线缆护套弯曲性能测试装置，其包括机架单元、驱动单元和摇摆单元，所述驱动单元和所述摇摆单元固定在所述机架单元上，所述驱动单元带动所述摇摆单元进行运动；所述驱动单元中的减速器的输出轴与所述驱动单元中曲柄连杆机构的曲柄相连接，所述曲柄连杆机构中的连杆与所述摇摆单元中设置在导轨上并与所述导轨固接的凸台相连接，所述连杆运动带动所述凸台进行水平移动从而带动所述导轨进行水平移动，所述导轨上凸台的两侧分别设置有第一滑块，所述摇摆单元的齿轮齿条机构中的齿条与所述第一滑块固接，所述导轨运动带动设置在所述导轨上的滑块运动进而带动所述齿轮齿条机构中的齿条进行横向往复移动从而带动所述齿轮转动实现摇杆的摆动。

优选的，所述机架单元为框架结构，其包括工作平台、支撑立柱、支撑横梁、保护罩和第一支撑架；所述支撑立柱固定在工作平台的下部，相邻所述支撑立柱之间通过所述支撑横梁进行固定，所述支撑立柱的下方设置有底脚，所述保护罩通过第一支撑架设置在所述工作平台的上方。

优选的，所述驱动单元包括动力源、减速器和曲柄连杆机构，所述减速器固定在所述工作平台上，所述动力源与所述减速器的输入轴相连，所述减速器的输出轴与所述曲柄连杆机构的曲柄相连，曲柄转动带动连杆运动从而带动固定于所述第一滑块上的齿条运动。

优选的，所述摇摆单元包括第二支撑架、摇杆、齿轮齿条机构、导轨、第一滑块和第二滑块；所述第二支撑架固定在所述工作平台的上表面，在所述第二支撑架上部的两端分别设置所述第二滑块，所述导轨设置在各所述第二滑块内并能够沿着所述第二滑块进行水平运动；各所述第一滑块分别通过弹簧与所述凸台相连接，各所述弹簧无外力作用的自然状态下，将所述齿轮齿条机构中的齿条固定于所述第一滑块上，所述齿轮齿条机构中的齿轮通过固定杆进行固定，所述齿轮齿条机构带动摇杆进行摆动。

优选的，所述动力源为驱动电机或手轮。

优选的，所述凸台设置于所述导轨长度方向上的中点。

优选的，所述摇摆单元还包括弯曲用圆柱和限位器；所述弯曲用圆柱设置在所述支撑架的侧面上以便为开口线缆护套的弯曲提供支撑；所述固定杆与所述第二支撑架或所述工作平台固接，在所述第二支撑架的两端分别设置有位置能够根据测试需要进行调节的限位器以便对所述齿条的水平运动进行限位，即所述限位器能调节地安装至所述第二支撑架，通过调节所述限位器的位置改变弹簧的压缩行程，实现摇杆在双向摆动的交替时刻短暂停滞，避免摆动惯性对试验件产生的影响。

优选的，所述连杆能调节地与所述曲柄相连以便调节齿条的运动幅度，从而调节摇杆的摆动角度。

一种进行开口线缆护套弯曲性能测试的方法，包括以下步骤：

步骤1：对所述开口线缆护套弯曲性能测试装置进行调试：通过调节所述机架单元中的底脚来调平所述工作平台；将左右各摆动一次定义为一次循环，预先设定开口线缆护套的弯曲循环次数；

步骤2：在所述开口线缆护套内设置用作支撑的弹簧，所述开口线缆护套的第一端固定在摇杆的自由端，将所述开口线缆护套的第二端放置在两个弯曲用圆柱之间且所述开口型线缆护套第二端延伸到工作平台以下，并在所述开口线缆护套的第二端设置配重砝码以便摇杆带动所述开口线缆护套运动时所述开口电缆护套能够沿所述弯曲用圆柱进行弯曲试验；

步骤3：启动所述开口线缆护套弯曲性能测试装置，所述驱动单元中的所述曲柄连杆机构带动所述摇摆单元中的所述齿轮齿条机构的齿条往复运动，进一步带动所述齿轮齿条机构中的齿轮旋转从而带动摇杆摆动；

步骤4：，对所述开口线缆护套的弯曲循环次数进行记录，并观察护套弯曲处是否有破损情况出现，直至弯曲摆动的循环次数达到设定的次数，结束试验。

本发明的有益效果如下：

本发明采用曲柄连杆机构，齿条往复运动时电机只需单方向转动，一方面避免了电机频繁正反转降低电机寿命，提高系统可靠性，另一方面避免了采用复杂电路和控制器的高成本频繁正反转电机组件，在不降低输出品质的前提下降低作动器成本。

本发明采用齿轮齿条机构，各第一滑块与凸台分别通过弹簧连接，凸台与导轨固接，当齿条水平运动到达限位器所在的位置时，第一滑块持续运动被中断，在限位器的作用下第一滑块停止运动，曲柄连杆机构持续运动带动凸台继续进行水平运动，与导轨固接的凸台带动导轨持续进行水平运动，凸台沿着移动方向一侧的弹簧被压缩，如此设计一方面避免摇杆往复摇摆过程中的顿挫，往复摆动过程顺滑无冲击，提高系统可靠性，另一方面可以使摇杆在双向摆动的交替时刻短暂停滞一段时间，避免摆动惯性对试验件产生的影响。

本发明采用可变行程结构，输出过程中可改变输出位移和弯曲角度，能够满足多种复杂位移或弯曲角度控制要求。

此外，本发明结构简单，可靠度高，成本较低，适用于航空航天、机械工业等多领域往复运动工作环境，易于推广应用，具有较大的实用价值。

附图说明

图1是本发明的开口线缆护套弯曲性能测试装置的结构示意图；

图2是本发明的开口线缆护套弯曲性能测试装置的驱动单元以及摇摆单元的第一侧视图；

图3是本发明的开口线缆护套弯曲性能测试装置的驱动单元以及摇摆单元的第二侧视图；

图4是本发明的开口线缆护套弯曲性能测试装置的驱动单元以及摇摆单元的第三侧视图；

图5是本发明的开口线缆护套弯曲性能测试装置的驱动单元以及摇摆单元的第四侧视图；

图6是本发明的开口线缆护套弯曲性能测试装置的摇摆单元的结构示意图；

图7是本发明的开口线缆护套弯曲性能测试装置的驱动单元以及摇摆单元未安装齿条及摇杆情况下的结构示意图。

具体实施方式

本发明采用伺服电机减速器驱动曲柄滑块机构实现对齿条位置控制，通过齿条带动齿轮旋转，控制摇杆的位置。采用伺服电机驱动螺纹副结构改变曲柄长度可实现变行程输出。下面通过实施例对本发明做进一步详细说明。

本发明的开口线缆护套弯曲性能测试装置，如图1至7所示，其包括机架单元、驱动单元和摇摆单元。其中，机架单元用于给驱动单元和摇摆单元提供支撑并起到安全防护的作用，驱动单元和摇摆单元固定于机架单元上；驱动单元用于为摇摆单元提供转动动力源；摇摆单元用于实现摇杆的左右摆动从而进行开口线缆护套弯曲性能测试。

机架单元包括支撑立柱1、支撑横梁2、工作平台13和保护罩。其中，各个支撑立柱的长度相等。

优选地，保护罩为亚克力保护罩。

进一步，机架单元包括底脚。

根据本发明的实施例，如图1所示，机架单元呈框架结构，其包括底脚(未示出)、支撑立柱1、支撑横梁2、工作平台13和保护罩(未示出)。保护罩通过第一支撑架3支撑，支撑立柱1通过紧固件固定在工作平台13的下表面，支撑横梁2通过紧固件固定在相邻两个支撑立柱1之间，底脚(未示出)通过紧固件，例如，螺栓，固定在支撑立柱1的底部，保护罩(未示出)通过第一支撑架3固定在工作平台13上方。

工作平台13为板形结构件，工作平台水平安装在机架单元内，驱动单元和摇摆单元固定于工作平台13上表面。工作平台13上设置有供开口线缆护套穿过的第一孔131。

优选地，工作平台13上设置有摇杆支撑柱，其配置用于支撑摇杆11。

优选地，支撑立柱1为方形框架结构件，支撑立柱1用于支撑工作平台13。

优选地，支撑横梁2为方形框架结构件，支撑横梁2用于加固支撑立柱1。

优选地，底脚为圆盘型件，通过调节支撑立柱1的高度来调平工作平台13。

优选地，保护罩为板形件，板形件通过紧固件固定于第一支撑架3的四个侧面，形成本发明中的开口线缆护套弯曲性能测试装置的工作保护装置，防止本发明中的开口线缆护套弯曲性能测试装置在使用过程中对操作人员造成伤害。

优选地，框架结构的第一支撑架3上设置有至少1个合页31，以便至少保证一个作为保护罩用的板形件能够打开。

作为保护罩用的板形件中至少一个为透明板形件，以便观察开口线缆护套弯曲测试装置工作时的内部情况。

优选地，第一支撑架3的顶部也设置有保护罩，优选地，保护罩为亚克力保护罩。

驱动单元包括动力源4、减速器5、包含连杆6和曲柄7的曲柄连杆机构、曲柄轴承8和连杆轴承9。

摇摆单元包括固定杆10、摇杆11、弯曲用圆柱12、齿轮轴承14、弹簧15、包含齿轮16和齿条18的齿轮齿条机构、导轨17、限位器19、凸台20、第一滑块21和第二滑块22。驱动单元和摇摆单元通过紧固件固定在工作平台13上，驱动单元的连杆轴承9与摇摆单元中的凸台20相连。

优选地，动力源为电机或手轮，及其他类似物。

进一步，动力源为伺服驱动电机。

曲柄7表面设置有槽71，优选地，槽71为线性凹槽，其配置用于调节连杆相对于曲柄的固定位置，即连杆可调节地与曲柄进行连接。

减速器5通过紧固件固定在工作平台13上，电机4的输出轴通过第一键与减速器5的输入轴连接，减速器5的输出轴通过第二键与曲柄7相连，曲柄7通过曲柄轴承8与连杆6的第一端相连，连杆6的第二端通过连杆轴承9与摇摆单元中的凸台20相连。

摇摆单元3包括固定杆10、摇杆11、弯曲用圆柱12、齿轮轴承14、弹簧15、齿轮16、导轨17、齿条18、限位器19、凸台20、两个第一滑块21、两个第二滑块22和第二支撑架23。

第二支撑架23的上部两个端部分别设置有U形凸起，用于安装第二滑块22。导轨17穿过第二滑块22，并沿第二滑块22水平滑动。优选地，弯曲用圆柱12为两个，弯曲用圆柱12通过安装架固定在第二支撑架23上，安装架的下端穿过工作平台13上供开口线缆护套穿过的第一孔131延伸至工作平台13的下方。优选地，第二支撑架23为扁平长方体形。第二支撑架23固定在安装平台13上表面，各第二滑块22分别通过紧固件安装在支撑架23上部的两端，第二滑块22用于支撑导轨17且导轨17能够在第二滑块22内水平地进行滑动，即第二支撑架23和第二滑块22用于支撑平行放置的导轨17。凸台20通过紧固件安装在导轨17正中间位置，凸台20两侧的导轨17上分别设置有第一滑块21，并且两个第一滑块21在导轨17上的位置位于两个第二滑块22之间，各第一滑块21分别通过弹簧15与凸台20相连接。

当驱动单元带动摇摆单元中的凸台20横向水平移动时，凸台20带动导轨17和第一滑块21一起沿第二滑块22横向移动。齿条18通过紧固件安装在两个第一滑块21上。齿轮轴承14起到支承作用，齿轮16通过齿轮轴承14安装至固定杆10上，并且齿轮16与齿条18啮合，固定杆10固定安装在支撑架23上或直接固定安装在工作平台13上。摇杆11与齿轮16通过销进行固定。当齿轮16转动时带动摇杆11左右摆动。限位器19通过紧固件安装在支撑架23上部的两端，用于为齿条18的横向运动做限位。

根据本发明的实施例，当齿条18水平运动到达限位器19所在的位置时，第一滑块21的水平横向运动被中断，在限位器19的作用下第一滑块21停止运动，曲柄连杆机构持续运动带动导轨17和凸台20继续进行水平横向运动，与凸台20相连接的沿着当前时刻的移动方向一侧的弹簧被压缩，如此设计一方面避免摇杆往复摇摆过程中的顿挫，往复摆动过程顺滑无冲击，提高系统可靠性，另一方面可以使摇杆在双向摆动的交替时刻短暂停滞一段时间，避免摆动惯性对试验件产生的影响。

根据本发明的进一步的实施例，通过预紧螺钉在第一滑块21与导轨17之间具有预设的预紧力，齿条18固定在第一滑块21上，曲柄连杆机构运动带与凸台20固接的导轨水平运动。第一滑块21随导轨17一起进行水平横向运动，即第一滑块21与导轨17间无相对运动，从而带动第一滑块21上的齿条18进行水平横向运动，进而带动齿轮16转动从而实现摇杆的摆动。当齿条18水平运动到达限位器19所在的位置时，第一滑块21的水平横向运动被中断。当弹簧15的压缩力大于导轨17与第一滑块21之间预设的预紧力时，在限位器19的作用下第一滑块21停止运动，曲柄连杆机构持续运动带动导轨17继续进行水平横向运动，与导轨17固接的凸台20随导轨持续进行水平运动，与凸台20相连接的沿着当前时刻的移动方向一侧的弹簧被压缩，如此设计一方面避免摇杆往复摇摆过程中的顿挫，往复摆动过程顺滑无冲击，提高系统可靠性，另一方面可以使摇杆在双向摆动的交替时刻短暂停滞一段时间，避免摆动惯性对试验件产生的影响。

当在使用过程中通过调整限位器19的位置，来调节弹簧15的压缩行程，使得驱动单元在带动齿条18运动的过程中，通过弹簧15的压缩行程，齿条18运动停止，实现摇杆在双向摆动的交替时刻短暂停滞，避免摆动惯性对测试的开口型线缆护套产生影响。

两个弯曲用圆柱12通过紧固件垂直的安装在第二支撑架23的侧面，两个弯曲用圆柱12的轴线方向与摇杆的摆动平面垂直，摇杆在两个弯曲用圆柱中间上部位置。弯曲用圆柱12为护套的弯曲提供支撑，其半径应为护套产品规范中规定的弯曲半径，两个弯曲用圆柱12之间的距离与护套的直径相当或略宽，允许护套在两个圆柱之间左右弯曲。

优选地，摇杆11和固定杆10均为条形结构件，齿条18为条形带齿结构件，弯曲用圆柱12为圆柱形结构件。

开口线缆护套弯曲性能测试装置中，由减速器5的输出轴通过键与曲柄7相连接，曲柄7与连杆6相连接，连杆6通过连杆轴承9与摇摆单元3的凸台20相连接，因此开口线缆护套弯曲性能测试装置在工作时，通过减速器5带动曲柄7和连杆6运动，连杆6通过凸台20同时带动导轨17和齿条18水平横向移动，从而实现齿条18带动齿轮16进行顺时针或者逆时针的旋转，最后通过齿轮16的旋转实现摇杆11的往复摆动。

使用本申请的开口线缆护套弯曲性能测试装置进行测试的方法包括：

步骤1：对开口线缆护套弯曲性能测试装置进行调试：通过调节机架单元中的底脚调平工作平台；将左右各摆动一次定义为一次循环，预先设定开口线缆护套的弯曲循环次数；

步骤2：在开口线缆护套内设置用作支撑的弹簧，开口线缆护套的第一端固定在摇杆的自由端，将开口线缆护套的第二端放置在两个弯曲用圆柱之间且开口型线缆护套第二端延伸到工作平台以下，并在开口线缆护套的第二端设置配重砝码以便摇杆带动开口线缆护套运动时开口电缆护套能够沿弯曲用圆柱进行弯曲试验；

步骤3：启动开口线缆护套弯曲性能测试装置，驱动单元中的曲柄连杆机构带动摇摆单元中的齿轮齿条机构的齿条往复运动，进一步带动齿轮齿条机构中的齿轮旋转从而带动摇杆摆动；

步骤4：对开口线缆护套的弯曲循环次数进行记录，并观察护套弯曲处是否有破损情况出现，直至弯曲摆动的循环次数达到设定的次数，结束试验。

本申请就是为了测试线缆保护套的弯曲性能而研制，满足开口型线缆护套的弯曲性能测试要求，提供了一种低成本、结构紧凑、高可靠性的弯曲性能测试装置和方法。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种开口线缆护套弯曲性能测试装置，其特征在于：包括机架单元、驱动单元和摇摆单元，所述驱动单元和所述摇摆单元固定在所述机架单元上，所述驱动单元带动所述摇摆单元进行运动；

所述驱动单元中的减速器的输出轴与所述驱动单元中曲柄连杆机构的曲柄相连接，所述曲柄连杆机构中的连杆与所述摇摆单元中设置在导轨上并与所述导轨固接的凸台相连接，所述连杆运动带动所述凸台进行水平移动从而带动所述导轨进行水平移动，所述导轨上凸台的两侧分别设置有第一滑块，所述摇摆单元的齿轮齿条机构中的齿条与所述第一滑块固接，所述导轨运动带动设置在所述导轨上的滑块运动进而带动所述齿轮齿条机构中的齿条进行横向往复移动从而带动所述齿轮转动实现摇杆的摆动。

2.根据权利要求1所述的开口线缆护套弯曲性能测试装置，其特征在于：所述机架单元为框架结构，其包括工作平台、支撑立柱、支撑横梁、保护罩和第一支撑架；所述支撑立柱固定在工作平台的下部，相邻所述支撑立柱之间通过所述支撑横梁进行固定，所述支撑立柱的下方设置有底脚，所述保护罩通过第一支撑架设置在所述工作平台的上方。

3.根据权利要求1所述的开口线缆护套弯曲性能测试装置，其特征在于：所述驱动单元包括动力源、减速器和曲柄连杆机构，所述减速器固定在所述工作平台上，所述动力源与所述减速器的输入轴相连，所述减速器的输出轴与所述曲柄连杆机构的曲柄相连，曲柄转动带动连杆运动从而带动固定于所述第一滑块上的齿条运动。

4.根据权利要求1所述的开口线缆护套弯曲性能测试装置，其特征在于：所述摇摆单元包括第二支撑架、摇杆、齿轮齿条机构、导轨、第一滑块和第二滑块；所述第二支撑架固定在所述工作平台的上表面，在所述第二支撑架上部的两端分别设置所述第二滑块，所述导轨设置在各所述第二滑块内并能够沿着所述第二滑块进行水平运动；各所述第一滑块分别通过弹簧与所述凸台相连接，各所述弹簧无外力作用的自然状态下，将所述齿轮齿条机构中的齿条固定于所述第一滑块上，所述齿轮齿条机构中的齿轮通过固定杆进行固定，所述齿轮齿条机构带动摇杆进行摆动。

5.根据权利要求3所述的开口线缆护套弯曲性能测试装置，其特征在于：所述动力源为驱动电机或手轮。

6.根据权利要求4所述的开口线缆护套弯曲性能测试装置，其特征在于：所述凸台设置于所述导轨长度方向上的中点。

7.根据权利要求4所述的开口线缆护套弯曲性能测试装置，其特征在于：所述摇摆单元还包括弯曲用圆柱和限位器；所述弯曲用圆柱设置在所述支撑架的侧面上以便为开口线缆护套的弯曲提供支撑；所述固定杆与所述第二支撑架或所述工作平台固接，在所述第二支撑架的两端分别设置有位置能够根据测试需要进行调节的限位器以便对所述齿条的水平运动进行限位，即所述限位器能调节地安装至所述第二支撑架，通过调节所述限位器的位置改变弹簧的压缩行程，实现摇杆在双向摆动的交替时刻短暂停滞，避免摆动惯性对试验件产生的影响。

8.根据权利要求3所述的开口线缆护套弯曲性能测试装置，其特征在于：所述连杆能调节地与所述曲柄相连以便调节齿条的运动幅度，从而调节摇杆的摆动角度。

9.根据权利要求1至8的一种进行开口线缆护套弯曲性能测试的方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：对所述开口线缆护套弯曲性能测试装置进行调试：通过调节所述机架单元中的底脚来调平所述工作平台；将左右各摆动一次定义为一次循环，预先设定开口线缆护套的弯曲循环次数；

步骤2：在所述开口线缆护套内设置用作支撑的弹簧，所述开口线缆护套的第一端固定在摇杆的自由端，将所述开口线缆护套的第二端放置在两个弯曲用圆柱之间且所述开口型线缆护套第二端延伸到工作平台以下，并在所述开口线缆护套的第二端设置配重砝码以便摇杆带动所述开口线缆护套运动时所述开口电缆护套能够沿所述弯曲用圆柱进行弯曲试验；

步骤3：启动所述开口线缆护套弯曲性能测试装置，所述驱动单元中的所述曲柄连杆机构带动所述摇摆单元中的所述齿轮齿条机构的齿条往复运动，进一步带动所述齿轮齿条机构中的齿轮旋转从而带动摇杆摆动；

步骤4：，对所述开口线缆护套的弯曲循环次数进行记录，并观察护套弯曲处是否有破损情况出现，直至弯曲摆动的循环次数达到设定的次数，结束试验。