CN109375017B - 一种柔性电缆测试试验台 - Google Patents

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、设置在底座上的滑轨、行走在滑轨上的滑块、用于驱动滑块在滑轨上往复运动的驱动机构、用于承载待测电缆且与底座可转动连接的上功能拉杆，以及分别与上功能拉杆和滑块可转动连接的连接拉杆，驱动机构包括可转动的固定在底座上的驱动连杆、用于承载待测电缆且与驱动连杆可转动连接的下功能拉杆，以及分别与下功能拉杆和滑块可转动连接的曲柄连杆，驱动连杆经由下功能拉杆和曲柄连杆驱动滑块在滑轨上做往复运动。本发明提供的柔性电缆测试试验台，使得在提高柔性电缆可靠性试验的准确性的前提下，降低试验成本。

Description

一种柔性电缆测试试验台

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，通常利用机器人手臂来仿真飞机副翼运动机构，将机器人手臂作为柔性电缆运动的驱动，以带动柔性电缆进行轨迹仿真运动；或者分析出飞机柔性电缆的运动轨迹，然后将其近似成简单的运动形式，简化后的运动轨迹再用圆周运动或直线运动进行仿真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：利用机器人手臂来进行柔性电缆仿真试验时，机器人手臂价格昂贵，试验成本较高；而利用简单的圆周运动或直线运动进行柔性电缆仿真试验时，仿真度不高，导致可靠性试验的准确性不高。

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，使得在确保柔性电缆可靠性试验的准确性的前提下，降低试验成本。

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滑轨、行走在所述滑轨上的滑块、用于驱动所述滑块在所述滑轨上往复运动的驱动机构、用于承载待测电缆且与所述底座可转动连接的上功能拉杆，以及分别与所述上功能拉杆和所述滑块可转动连接的连接拉杆，所述驱动机构包括可转动的固定在所述底座上的驱动连杆、用于承载待测电缆且与所述驱动连杆可转动连接的下功能拉杆，以及分别与所述下功能拉杆和所述滑块可转动连接的曲柄连杆，所述驱动连杆经由所述下功能拉杆和所述曲柄连杆驱动所述滑块在所述滑轨上做往复运动。

本发明实施方式相对于现有技术而言，通过驱动机构驱动所述滑块在所述滑轨上往复运动，并且由于所述滑块与所述连接拉杆可转动连接，所述连接拉杆与所述上功能拉杆可转动连接，所述上功能拉杆与所述底座可转动连接，从而所述滑块能够经由所述连接拉杆带动所述上功能拉杆运动，柔性电缆的一部分安装于上功能拉杆上并随其一起运动、另一部分安装在下功能拉杆上并随其一起运动，从而，两个连杆的相对运动就会带动被测电缆按照等同于电缆在飞机上的工作状态进行运动，从而实现模拟仿真的功能，由于柔性电缆测试试验台的机构输出轨迹与飞机副翼滑轨的运动输出轨迹相同、且柔性电缆测试试验台的结构简单，即实现了用简单的机构还原复杂的运动形式，进而在提高柔性电缆可靠性试验的准确性的前提下，降低了试验成本。

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下功能拉杆的一端固定相连、并驱动所述驱动连杆以远离所述下功能拉杆的一端为圆心做往复转动。

另外，所述动力器为伺服电机。

另外，所述上功能拉杆、所述连接拉杆、所述驱动连杆、所述下功能拉杆和所述曲柄连杆的材质均相同。由于各个连杆的材质均相同，所以，在发生温度变化时，每个连杆的尺寸在线性变化比例和变化方向上也都是一致的，相当于被驱动位置被测电缆的固定点同步等比例抬高或减低，从而使被测电缆的绝对轨迹受温度影响不明显，有效的降低了柔性电缆测试试验台的温度敏感性。

另外，所述上功能拉杆的长度大于所述连接拉杆的长度。如此设置，能够扩大所述上功能拉杆和所述连接拉杆之间的夹角的变化范围，进而提高柔性电缆仿真试验的仿真度。

另外，还包括设置在所述底座上的拉杆支撑座，所述上功能拉杆远离所述连接拉杆的一端经由所述拉杆支撑座与所述底座可转动连接。

另外，还包括与所述拉杆支撑座相连的接地搭接线，以及用于连接所述待测电缆与所述接地搭接线的电连接器。设置电连接器作为电缆与接地搭接线的连接媒介，避免了将所述待测电缆中各个相互绝缘的导线分别引出时导致导线断裂影响实验结果的问题，提高了柔性电缆仿真试验的准确性。

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，可以实时在线观测被测电缆的电阻变化，方便的了解在不同的循环运动阶段，被测电缆电阻发生的变化，更好的了解被测电缆的运动性能，为设计及适航审定提供有效的参考依据。

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；

图2为本发明第一实施方式中的待测电缆电阻变化监测电路图。

附图标号说明：柔性电缆测试试验台100、底座11、滑轨12、滑块13、驱动机构14、驱动连杆141、下功能拉杆142、曲柄连杆143、动力器144、上功能拉杆15、连接拉杆16、拉杆支撑座17、接地搭接线18、电连接器19、数据采集器20。

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上的滑轨12、行走在滑轨12上的滑块13、用于驱动滑块13在滑轨12上往复运动的驱动机构14、用于承载待测电缆且与底座11可转动连接的上功能拉杆15，以及分别与上功能拉杆15和滑块13可转动连接的连接拉杆16，驱动机构14包括可转动的固定在底座11上的驱动连杆141、用于承载待测电缆且与驱动连杆141可转动连接的下功能拉杆142，以及分别与下功能拉杆142和滑块13可转动连接的曲柄连杆143，驱动连杆141经由下功能拉杆142和曲柄连杆143驱动滑块13在滑轨12上做往复运动。

本发明实施方式相对于现有技术而言，通过驱动机构14驱动滑块13在滑轨12上往复运动，并且由于滑块13与连接拉杆16可转动连接，连接拉杆16与上功能拉杆15可转动连接，上功能拉杆15与底座11可转动连接，从而滑块13能够经由连接拉杆16带动上功能拉杆15运动，柔性电缆的一部分安装于上功能拉杆15上并随其一起运动、另一部分安装在下功能拉杆142上并随其一起运动，从而，两个连杆的相对运动就会带动被测电缆按照等同于电缆在飞机上的工作状态进行运动，从而实现模拟仿真的功能，由于柔性电缆测试试验台100的机构输出轨迹与飞机副翼滑轨的运动输出轨迹相同、且柔性电缆测试试验台100的结构简单，即实现了用简单的机构还原复杂的运动形式，进而在提高柔性电缆可靠性试验的准确性的前提下，降低了试验成本；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；另外，柔性电缆测试试验台100一次试验即可达到十二万次的运动循环，解决了柔性电缆测试试验台100的频率和寿命问题。

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远离下功能拉杆142的一端固定相连、并驱动驱动连杆141以远离下功能拉杆142的一端为圆心做往复转动。

本实施方式中，动力器144为伺服电机。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以远离下功能拉杆142的一端为圆心做往复转动，进而驱动滑块13在滑轨12上做往复运动，以带动待测电缆做循环运动。

值得一提的是，上功能拉杆15、连接拉杆16、驱动连杆141、下功能拉杆142和曲柄连杆143的材质均相同。由于各个连杆的材质均相同，所以，在发生温度变化时，每个连杆的线性变化比例和方向也是一致的，相当于被驱动位置被测电缆的固定点同步等比例抬高或减低，从而使被测电缆的绝对轨迹受温度影响不明显，有效的降低了柔性电缆测试试验台100的温度敏感性。

本实施方式中，上功能拉杆15的长度大于连接拉杆16的长度。如此设置，连接拉杆16与上功能拉杆15之间的夹角变化范围大约在0度至180度，从而扩大了上功能拉杆15和连接拉杆16之间的夹角的变化范围，使得被测电缆的弯曲程度更大，进而提高柔性电缆仿真试验的结果更加可靠。

可选的，柔性电缆测试试验台100还包括设置在底座11上的拉杆支撑座17，上功能拉杆15远离连接拉杆16的一端经由拉杆支撑座17与底座11可转动连接。

值得一提的是，柔性电缆测试试验台100还包括与拉杆支撑座17相连的接地搭接线18，以及用于连接待测电缆与接地搭接线18的电连接器19。具体的说，被测电缆的运动端的多条导线(一条柔性电缆内包含数条互相绝缘的导线)通过一个电连接器19与下功能拉杆142相连，在该接地点附近，用接地搭接线18(可以为一根直径可以为5mm左右的粗铜导线)将下功能拉杆142与拉杆支撑座17搭接在一起，实现接地。因为被测电缆的一端在整个试验过程中都是运动的，如果采取将其内部的每一根导线都引出进行测量的话，势必会产生一段连接运动件与非运动件间的导线连接，考虑到导线的强度和电阻值都会随着运动而发生变化，同时也有可能在试验未完成规定循环次数之前就疲劳断裂，这样就会影响到试验结果，本实施方式中，通过将被测电缆内所有的导线在同一点接地，避免了将待测电缆中各个相互绝缘的导线分别引出时导致引出线电阻受运动干扰而影响实验结果的问题，提高了柔性电缆可靠性试验的准确性。

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20，数据采集器20与待测电缆相连，如此设置，能够起到实时观测被测电缆的导电性能。

具体的说，如图2所示，R₁～R₃表征待测电缆部分，R₅～R₁₃表征测试接口电路部分，数据采集器20与测试接口电路部分相连以收集并输出反映被测电缆内导线电阻(R₁～R₃)的差分信号V_{O_1}、V_{O_2}、V_{O_3}。假设接地搭接线18的接地电阻为R_G，在保证其阻值足够小(比被测电阻小100倍多)，其对测试结果的影响是在可接受范围内的，这样，在设定好辅助电阻值(R₅～R₁₃)、且输入电压为Vs的情况下，输出电压V_{O_1}、V_{O_2}、V_{O_3}同导线的电阻(R₁～R₃)成以下关系：

在接口电路输出端输出的反映被测电缆内导线电阻(R₁～R₃)的差分信号V_{O_1}、V_{O_2}、V_{O_3}将会被数据采集器20所收集并输出，可以实时在线观测被测电缆的电阻变化，方便的了解在不同的循环运动阶段，被测电缆电阻发生的变化，更好的了解被测电缆的运动性能，为设计及适航审定提供有效的参考依据。当然，当被测电缆内包含更多根导线(此时，用R₁～R_n表征待测电缆内导线的电阻)时，输出电压均可以使用类似的公式来计算，此处不再赘述。

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 (8)

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滑轨、行走在所述滑轨上的滑块、用于驱动所述滑块在所述滑轨上往复运动的驱动机构、用于承载待测电缆且与所述底座可转动连接的上功能拉杆，以及分别与所述上功能拉杆和所述滑块可转动连接的连接拉杆，所述驱动机构包括可转动的固定在所述底座上的驱动连杆、用于承载待测电缆且与所述驱动连杆可转动连接的下功能拉杆，以及分别与所述下功能拉杆和所述滑块可转动连接的曲柄连杆，所述驱动连杆经由所述下功能拉杆和所述曲柄连杆驱动所述滑块在所述滑轨上做往复运动。

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，所述驱动机构还包括动力器，所述动力器与所述驱动连杆远离所述下功能拉杆的一端固定相连、并驱动所述驱动连杆以远离所述下功能拉杆的一端为圆心做往复转动。

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，所述动力器为伺服电机。

4.根据权利要求1所述的柔性电缆测试试验台，其特征在于，所述上功能拉杆、所述连接拉杆、所述驱动连杆、所述下功能拉杆和所述曲柄连杆的材质均相同。

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，所述上功能拉杆的长度大于所述连接拉杆的长度。

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，还包括设置在所述底座上的拉杆支撑座，所述上功能拉杆远离所述连接拉杆的一端经由所述拉杆支撑座与所述底座可转动连接。

7.根据权利要求6所述的柔性电缆测试试验台，其特征在于，还包括与所述拉杆支撑座相连的接地搭接线，以及用于连接所述待测电缆与所述接地搭接线的电连接器。

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，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。

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