CN109283042A - 一种柔性电缆测试试验台 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例涉及电缆测试领域,公开了一种柔性电缆测试试验台。本发明中,柔性电缆测试试验台包括底座、设置在底座上的主动轮和从动轮、用于驱动主动轮往复转动的驱动机构、以及可拆卸的固定在主动轮和从动轮上的同步皮带,主动轮经由同步皮带带动从动轮往复转动,从动轮上设置有用于固定待测电缆一端的适配接头,底座上设置有用于固定待测电缆另一端的支座。本发明提供的柔性电缆测试试验台,能够提高柔性电缆可靠性试验的准确性。
Description
技术领域
本发明实施例涉及电缆测试领域,特别涉及一种柔性电缆测试试验台。
背景技术
在飞机的电气互联系统中,存在许多与运动部件相连、以为设备提供电能和数据信号的电缆。在设备的运动过程中,这些电缆随着运动部件一起运动,这样的电缆叫“柔性电缆”。柔性电缆因其跟随运动部件一起运动,在飞机的整个服务周期中,有些柔性电缆的运动循环次数高达几百万次,为了保证“柔性电缆”在整个服务周期内能够提供安全可靠的传导功能,使其各项性能在可控的范围之内,按适航法规的要求,柔性电缆需要进行运动仿真试验以检测柔性电缆的可靠性。现有的柔性电缆测试试验台,利用加装有适配接口的减速电机来驱动柔性电缆进行轨迹仿真运动来检测柔性电缆的可靠性。
发明人发现现有技术中至少存在如下问题:由于适用于飞机不同位置的电缆在运动过程中相对于旋转轴线的初始角度是不同的,而现有的柔性电缆测试试验台,在进行待测电缆的可靠性试验时,待测电缆的安装角度是固定的,不能根据待测电缆的不同的应用位置设置不同的安装角度、以模拟待测电缆在在实际应用中的运动状态,影响试验结果的准确性。
发明内容
本发明实施方式的目的在于提供一种柔性电缆测试试验台,能够提高柔性电缆可靠性试验的准确性。
为解决上述技术问题,本发明的实施方式提供了一种柔性电缆测试试验台,包括:底座、设置在所述底座上的主动轮和从动轮、用于驱动所述主动轮往复转动的驱动机构、以及可拆卸的固定在所述主动轮和所述从动轮上的同步皮带,所述主动轮经由所述同步皮带带动所述从动轮往复转动,所述从动轮上设置有用于固定待测电缆一端的适配接头,所述底座上设置有用于固定待测电缆另一端的支座。
本发明实施方式相对于现有技术而言,由于所述同步皮带可拆卸的固定在所述主动轮和所述从动轮上,在所述同步皮带从所述主动轮和所述从动轮上移除的情况下,所述从动轮的周向位置可以自由调整以改变设置在所述从动轮上的所述适配接头的位置,针对应用于不同位置的待测电缆能够实现待测电缆不同的初始安装角度,从而实现具有不同的初始安装位置的被测电缆都能够被测量,并且不同位置的待测电缆能够安装在适合的位置,从而实现待测电缆合适的安装角度,更好的模拟待测电缆在实际应用中的运动状态,从而提高柔性电缆可靠性测试的准确性。
另外,所述驱动机构包括可转动地固定在所述底座上的驱动连杆、与所述驱动连杆可转动连接的连接连杆、以及与所述连接连杆可转动连接的功能连杆,所述功能连杆与所述主动轮固定连接,所述驱动连杆经由所述连接连杆和所述功能连杆驱动所述主动轮往复转动。如此设置,只需驱动所述驱动连杆绕所述底座圆周运动,即可驱动所述主动轮往复转动,结构简单,具有成本优势。
另外,所述驱动机构还包括动力器,所述动力器与所述驱动连杆远离所述连接连杆的一端固定相连、并驱动所述驱动连杆以远离所述连接连杆的一端为圆心做往复转动。
另外,所述驱动连杆、所述连接连杆和所述功能连杆的材质均相同。由于各个连杆材质均相同,所以每个杆件以同样的温度变形系数在温度的变化下发生线性变形,进而保证本试验台的输出角度范围不受温度变化的影响,有效的降低了柔性电缆测试试验台的温度敏感性。
另外,所述驱动连杆的长度可调。通过改变驱动连杆的杆长,能够改变本试验台的输出角度范围,从而适应飞机不同位置的柔性电缆的运动角度范围。
另外,还包括设置在所述从动轮上的输出摇臂,所述适配接头经由所述输出摇臂固定在所述从动轮上。通过设置所述适配接头经由输出摇臂固定在所述从动轮上,从而增大了用于设置所述适配接头的面积,有利于设置更多不同型号的适配接头以适配不同的待测电缆,扩大了所述柔性电缆测试试验台的使用范围。
另外,所述适配接头的数量为多个,多个所述适配接头具有不同的型号。通过设置多个不同型号的适配接头以适配不同尺寸的待测电缆,扩大了所述柔性电缆测试试验台的使用范围。
另外,所述支座具有在多个自由度内可调整的、用于固定待测电缆的固定卡箍安装平面。如此设置,能够更好的控制被测电缆相对于旋转轴线的位置,从而实现针对不同部位的待测电缆的不同运动状态的模拟试验,提高了待测电缆的运动状态模拟的仿真度,从而提高了柔性电缆可靠性试验的准确性。
另外,还包括设置在所述底座上并垂直于所述底座设置的腹板,所述驱动机构设置在所述腹板一侧,所述主动轮和所述从动轮设置在所述腹板另一侧,所述驱动机构贯穿所述腹板以驱动所述主动轮往复运动。如此设置,所述适配接头被设置在垂直于所述底座的平面上,从而能够更加方便的实现待测电缆的运动状态的模拟。
另外,还包括用于采集并输出表征所述待测电缆内导线电阻的差分信号的数据采集器,所述数据采集器与所述待测电缆相连。如此设置,能够方便的了解在不同的循环运动阶段,待测电缆的电阻发生的变化,更好的了解待测电缆的运动性能,为设计及适航审定提供有效的参考依据。
另外,还包括电桥电路,所述数据采集器经由所述电桥电路与所述待测电缆相连。如此设置,能够以一定的比例放大待测电缆的电阻变化的量值,提高了待测电缆的电阻变化的测量精度。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明,这些示例性说明并不构成对实施例的限定,附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件,除非有特别申明,附图中的图不构成比例限制。
图1是本发明第一实施方式中的柔性电缆测试试验台的结构示意图。
附图标号说明:柔性电缆测试试验台100、底座11、主动轮12、从动轮13、驱动机构14、驱动连杆141、连接连杆142、功能连杆143、动力器144、同步皮带15、适配接头16、支座17、固定卡箍安装平面171,输出摇臂18、腹板19。
图2为本发明第一实施方式中的柔性电缆测试试验台的作动过程示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而,本领域的普通技术人员可以理解,在本发明各实施方式中,为了使读者更好地理解本发明而提出了许多技术细节。但是,即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改,也可以实现本发明所要求保护的技术方案。
本发明的第一实施方式涉及一种柔性电缆测试试验台100,如图1、图2所示,包括:底座11、设置在底座11上的主动轮12和从动轮13、用于驱动主动轮12往复转动的驱动机构14、以及可拆卸的固定在主动轮12和从动轮13上的同步皮带15,主动轮12经由同步皮带15带动从动轮13往复转动,从动轮13上设置有用于固定待测电缆一端的适配接头16,底座11上设置有用于固定待测电缆另一端的支座17。
本发明实施方式相对于现有技术而言,由于同步皮带15可拆卸的固定在主动轮12和从动轮13上,在同步皮带15从主动轮12和从动轮13上移除的情况下,从动轮13的周向位置可以自由调整以改变设置在从动轮13上的适配接头16的位置,针对应用于不同位置的待测电缆能够实现待测电缆不同的初始安装角度,从而实现具有不同的初始安装位置的被测电缆都能够被测量,并且更好的模拟待测电缆在实际应用中的运动状态,从而提高柔性电缆可靠性测试的准确性;同时,柔性电缆测试试验台100体积小,更便于在高低温箱内工作,由于高低温箱内的温度可为-60℃~100℃,故能够更好的控制柔性电缆仿真试验的温度。
具体的说,驱动机构14包括可转动地固定在底座11上的驱动连杆141、与驱动连杆141可转动连接的连接连杆142、以及与连接连杆142可转动连接的功能连杆143,功能连杆143与主动轮12固定连接,驱动连杆141经由连接连杆142和功能连杆143驱动主动轮12往复转动。如此设置,只需驱动驱动连杆141绕底座11圆周运动,即可驱动主动轮12往复转动,结构简单,具有成本优势。
进一步的,驱动机构14还包括动力器144,动力器144与驱动连杆141远离连接连杆142的一端固定相连、并驱动驱动连杆141以远离连接连杆142的一端为圆心做圆周运动。本实施方式中,动力器144为伺服电机,伺服电机驱动驱动连杆141以远离连接连杆142的一端为圆心做圆周运动,驱动连杆141经由连接连杆142驱动功能连杆143以远离连接连杆142的一端为圆心做往复转动,功能连杆143与主动轮12的圆心附近固定连接,带动主动轮12做往复转动,实现主动轮12与功能连杆143的同步运动,主动轮12经由同步皮带15带动从动轮13做往复转动,从动轮13经由适配接头16与待测电缆相连、以带动待测电缆做循环运动。可以理解的是,也可以采取其他的动力器144来提供动力源以驱动驱动连杆141以远离连接连杆142的一端为圆心做圆周运动,均可以实现类似的技术效果。
值得一提的是,驱动连杆141、连接连杆142和功能连杆143的材质均相同,由于各个连杆材质均相同,所以每个杆件以同样的温度变形系数在温度的变化下发生线性变形,进而保证本试验台的输出角度范围不受温度变化的影响,有效的降低了柔性电缆测试试验台100的温度敏感性。
具体的说,在发生温度变化时,各个连杆因其采用的材料都是相同的,所以每个连杆以同样的温度变形系数在温度的变化下发生线性变形,变形量ΔL为:ΔL=αL×ΔT×L,其中αL为线性温度变形系数,ΔT为温度变化量,L为在常温下的长度,当温度变化后,各连杆的实际长度Lis为:Lis=L+ΔL=L+L×αL×ΔT,假设λ=1+αL×ΔT,则Lis=L×(1+αL×ΔT)=L×λ;由附图2根据几何原理可知:
所以,得到如下两个公式:
从上面的推导中我们可以看出,温度变化后的长度Lis等于一个系数λ和温度变化前的长度的乘积,这个系数λ和温度差ΔT与材料膨胀系数αL有关,因为我们使用的是相同材料,所以αL相同,同时,温度差ΔT对于各个构件也是一样的,所以在温度发生变化时,所有的构件(不同的L值)的长度Lis是等比例缩放的。把这个变化后的长度λ×L带入到角度公式里,可以发现,输出角度不会受温度的影响。即虽然连杆机构的各杆件的长度a,b,c,d(a,b,c分别为驱动连杆141、连接连杆142、功能连杆143的杆长)在温度变化的影响下发生了变化,该机构的输出角度γ:γ的大小因α,β的值没有发生变化而保持不变,这将保证本试验台的输出角度范围不受温度变化的影响。
本实施方式中,驱动连杆141的长度可调,通过改变驱动连杆141的杆长,能够改变本试验台的输出角度范围,从而适应飞机不同位置的柔性电缆的运动角度范围。
具体的说,主动轮12与从动轮13的直径比例为n:1,故主动轮12提供的运动角度将会被放大固定的n倍数,另外,如图2所示,将各个尺寸赋值为以下值:b=500mm、c=400mm、d=300mm、R1=80mm、R2=40mm,驱动连杆141的长度a可以在18mm~160mm之间进行调节,通过计算可得本试验台的输出角度范围可以在17°~169°间变化,从而能够模拟飞机不同位置的柔性电缆的运动角度范围,提高了柔性电缆实验测试台的应用范围,降低了生产成本。
可选的,柔性电缆测试试验台100还包括设置在从动轮13上的输出摇臂18,适配接头16经由输出摇臂18固定在从动轮13上,通过设置适配接头16经由输出摇臂18固定在从动轮13上,从而增大了用于设置适配接头16的面积,有利于设置更多不同型号的适配接头16以适配不同的待测电缆,扩大了柔性电缆测试试验台100的使用范围。
本实施方式中,适配接头16的数量为多个,多个适配接头16具有不同的型号,通过设置多个不同型号的适配接头16以适配不同尺寸的待测电缆,扩大了柔性电缆测试试验台100的使用范围。
值得一提的是,支座17具有在多个自由度内可调整的、用于固定待测电缆的固定卡箍安装平面171,本实施方式中,支座17为六自由度支座17,可以提供在6个自由度内调整的用于固定待测电缆的固定卡箍安装平面171,如此设置,能够更好的控制被测电缆相对于旋转轴线的位置,从而实现针对不同部位的待测电缆的不同运动状态的模拟试验,使得被测试电缆相对于旋转轴线的位置可以按飞机上电缆的实际安装位置进行调整,提高了待测电缆的运动状态模拟的仿真度,从而提高了柔性电缆可靠性试验的准确性。
本实施方式中,柔性电缆测试试验台100还包括设置在底座11上并垂直于底座11设置的腹板,驱动机构14设置在腹板19一侧,主动轮12和从动轮13设置在腹板19另一侧,驱动机构14贯穿腹板19以驱动主动轮12往复运动,如此设置,适配接头16被设置在垂直于底座11的平面上,从而能够更加方便的实现待测电缆的运动状态的模拟。
可选的,柔性电缆测试试验台100还包括用于采集并输出表征待测电缆内导线电阻的差分信号的数据采集器(图未示),数据采集器与待测电缆相连,如此设置,能够方便的了解在不同的循环运动阶段,待测电缆的电阻发生的变化,更好的了解待测电缆的运动性能,为设计及适航审定提供有效的参考依据。
具体的说,柔性电缆测试试验台100还包括电桥电路(图未示),数据采集器经由电桥电路与待测电缆相连,如此设置,能够以一定的比例放大待测电缆的电阻变化的量值,避免待测电缆的电阻变化值过小导致难以检测的问题,提高了待测电缆的电阻变化的测量精度。
本领域的普通技术人员可以理解,上述各实施方式是实现本发明的具体实施例,而在实际应用中,可以在形式上和细节上对其作各种改变,而不偏离本发明的精神和范围。
Claims (11)
1.一种柔性电缆测试试验台,其特征在于,包括:底座、设置在所述底座上的主动轮和从动轮、用于驱动所述主动轮往复转动的驱动机构、以及可拆卸的固定在所述主动轮和所述从动轮上的同步皮带,所述主动轮经由所述同步皮带带动所述从动轮往复转动,所述从动轮上设置有用于固定待测电缆一端的适配接头,所述底座上设置有用于固定待测电缆另一端的支座。
2.根据权利要求1所述的柔性电缆测试试验台,其特征在于,所述驱动机构包括可转动地固定在所述底座上的驱动连杆、与所述驱动连杆可转动连接的连接连杆、以及与所述连接连杆可转动连接的功能连杆,所述功能连杆与所述主动轮固定连接,所述驱动连杆经由所述连接连杆和所述功能连杆驱动所述主动轮往复转动。
3.根据权利要求2所述的柔性电缆测试试验台,其特征在于,所述驱动机构还包括动力器,所述动力器与所述驱动连杆远离所述连接连杆的一端固定相连、并驱动所述驱动连杆以远离所述连接连杆的一端为圆心做圆周运动。
4.根据权利要求2所述的柔性电缆测试试验台,其特征在于,所述驱动连杆、所述连接连杆和所述功能连杆的材质均相同。
5.根据权利要求1所述的柔性电缆测试试验台,其特征在于,所述驱动连杆的长度可调。
6.根据权利要求1所述的柔性电缆测试试验台,其特征在于,还包括设置在所述从动轮上的输出摇臂,所述适配接头经由所述输出摇臂固定在所述从动轮上。
7.根据权利要求1所述的柔性电缆测试试验台,其特征在于,所述适配接头的数量为多个,多个所述适配接头具有不同的型号。
8.根据权利要求1所述的柔性电缆测试试验台,其特征在于,所述支座具有在多个自由度内可调整的、用于固定待测电缆的固定卡箍安装平面。
9.根据权利要求1所述的柔性电缆测试试验台,其特征在于,还包括设置在所述底座上并垂直于所述底座设置的腹板,所述驱动机构设置在所述腹板一侧,所述主动轮和所述从动轮设置在所述腹板另一侧,所述驱动机构贯穿所述腹板以驱动所述主动轮往复运动。
10.根据权利要求1所述的柔性电缆测试试验台,其特征在于,还包括用于采集并输出表征所述待测电缆内导线电阻的差分信号的数据采集器,所述数据采集器与所述待测电缆相连。
11.根据权利要求10所述的柔性电缆测试试验台,其特征在于,还包括电桥电路,所述数据采集器经由所述电桥电路与所述待测电缆相连。
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