CN109994881B - 线束单元 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了一种线束单元，涉及工程机械技术领域。线束单元包括：主电缆；线路分支模块；以及分支电缆；其中，主电缆、线路分支模块以及分支电缆依次注塑成型，以实现主电缆到分支电缆的线路转换。本公开提供的线束单元具有更好的密封效果，且无需在线束分支处进行人工并线操作，从而简单高效的提高了线束的可靠性。

Description

线束单元
技术领域
本公开涉及工程机械技术领域，特别涉及一种线束单元。
背景技术
线束是指接触件端子与电线电缆压接后，外部塑压绝缘体或外加金属壳体等以捆扎形成连接电路的组件。线束作为工程机械电气系统的关键组成元件，负责连接控制系统和终端电气元件。工程机械领域的线束分支较多，且连接关系较为复杂。线束作为电气系统的神经，是各种电信号的有效载体，其可靠性起着至关重要的作用。
目前，工程机械领域的线束制作流程通常分为如下步骤：(1)打号；(2)定点并画线；(3)选线；(4)拉线和裁线；(5)并线； (6)初步检查；(7)预扎；(8)包扎；(9)压接；(10)插接件编号；(11)再次检查；(12)预包装；(13)线束成品检验。其中，包扎环节是线束防护重要环节。包扎过程中，通常根据线束的直径选择相应规格的波纹管和分支连接器，套在主线束、分支线束及分支点上。所谓分至点，是指线束中干线与干线、干线与支线中心线的交点。波纹管是具有多个横向波纹的圆柱形薄壁折皱壳体塑料管。波纹管通常分为开式波纹管和闭式波纹管，其中开口波纹管是沿壳体轴线方向有一条贯穿壳体切口的波纹管。分支连接器分为开式分支连接器和闭式分支连接器。采用开式波纹管加开式分支连接器，虽然线束制作过程较为简单，但线束的可靠性较低；采用闭式波纹管加闭式分支连接器，虽然线束的可靠性较高，但线束制作过程较为复杂。
随着工程机械行业的发展，为了能够更好的适应市场需求，电气系统的功能必然会逐渐增多，线路分支和复杂程度也会逐步提升。一些高端工程机械用线束，已开始采用电缆加接头的方式，线束基本无分支，线路的逻辑关系通过控制器和控制箱内的接线端子进行连接。这种形式的线束虽然可靠性较高，但要求安装控制器和大量接线端子，成本较高。
发明内容
发明人认为，随着对线束可靠性和成本方面要求的逐步增多，仅实现线束功能已经无法满足当今工程机械行业的发展需求。随着电气系统智能化发展，目前线束存在的成本控制压力、因现场制作带来的可靠性风险等问题变得日益突出。
本公开解决的一个技术问题是，如何简单高效的提高线束的可靠性。
本公开实施例提供了一种线束单元，包括：主电缆；线路分支模块；以及分支电缆；其中，主电缆、线路分支模块以及分支电缆依次注塑成型，以实现主电缆到分支电缆的线路转换。
在一些实施例中，线路分支模块包括：印刷电路板，印刷电路板上承载逻辑电路，以实现主电缆到分支电缆的线路转换；注塑壳体，注塑壳体通过对印刷电路板注塑成型得到，用于封装印刷电路板；分支接口，用于连接主电缆以及分支电缆，以实现线路的分支。
在一些实施例中，注塑壳体上设有固定孔，用于固定线路分支模块。
在一些实施例中，印刷电路板上承载预设类别的逻辑电路。
在一些实施例中，线路分支模块具有预设数量的多个分支接口；其中，闲置的分支接口经过注塑密封处理。
在一些实施例中，注塑壳体上印有印刷电路板上所承载逻辑电路的电路示意图。
在一些实施例中，逻辑电路包括公共线路以及多个信号线路，公共线路的输入端以及多个信号线路的多个信号输入端用于连接主电缆中的线路，公共线路的多个输出端以及信号线路的多个信号输出端用于连接分支电缆中的线路，每个分支电缆对应一个信号输出端和公共输出端，以实现不同分支电缆之间共地或共电。
在一些实施例中，逻辑电路包括共地线路、共电线路以及多个信号线路；其中，共地线路的接地输入端、共电线路的接电输入端以及多个信号线路的多个信号输入端用于连接主电缆中的线路，共地线路的多个接地输出端、共电线路的多个接电输出端以及多个信号线路的多个信号输出端用于连接分支电缆中的线路，以实现不同的分支电缆之间共地，且实现不同的分支电缆之间共电。
在一些实施例中，逻辑电路包括多个信号线路；其中，多个信号线路的多个信号输入端用于连接主电缆中的线路，多个信号线路的多个信号输出端用于连接分支电缆中的线路，以实现第一分支电缆与第二分支电缆之间共电或共信号。
在一些实施例中，还包括多个插接件，分别位于主电缆的末端及分支电缆的末端，用于将线束单元插接至其它器件。
在一些实施例中，主电缆的末端与插接件通过注塑一体成型，分支电缆的末端与插接件通过注塑一体成型。
在一些实施例中，线束单元的分支电缆通过插接件插接至其它线束单元的主电缆，以形成线束。
在一些实施例中，插接件与主电缆之间注塑集成有故障指示电路，用于指示主电缆上的电路信号正常或异常；插接件与分支电缆之间注塑集成有故障指示电路，用于指示分支电缆上的电路信号正常或异常。
在一些实施例中，故障指示电路由第一线路和第二线路并联组成，第一线路上布置有稳压二极管，第二线路由两个反向的发光二极管并联后与电阻串联组成。
在一些实施例中，插接件采用统一的型号。
本公开提供的线束单元具有更好的密封效果，且无需在线束分支处进行人工并线操作，从而简单高效的提高了线束的可靠性。
通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述，本公开的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本公开线束单元的一些实施例的结构示意图。
图2示出了本公开线束单元的另一些实施例的结构示意图。
图3示出了线路分支模块的一些实施例的结构示意图。
图4示出了电路分支模块中的第一种逻辑电路。
图5示出了电路分支模块中的第二种逻辑电路。
图6示出了电路分支模块中的第三种逻辑电路。
图7示出了故障指示电路的一些实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本公开保护的范围。
发明人研究发现，传统的线束需要在线束分支处进行人工并线操作。在线束分支较多的情况下，线束分支要根据线束尺寸选择合适尺寸的线路分支连接器。且在主线路长度尺寸出现偏差时，会对各分支线路的安装位置造成影响。这些因素都会导致线束的可靠性较低。有鉴于此，本公开提出了一种线束单元，能够简单高效的提高了线束的可靠性。
首先结合图1描述本公开线束单元的一些实施例。
图1示出了本公开线束单元的一些实施例的结构示意图。如图1所示，本实施例中的线束单元10包括：主电缆102；线路分支模块104；以及分支电缆106。其中，主电缆102、线路分支模块104以及分支电缆106依次注塑成型，以实现主电缆102到分支电缆106的线路转换。
线束单元可以通过组合的方式形成线束，具体如何进行组合在后文中进行具体介绍。本领域技术人员可以将线束单元理解为对工程机械线束进行的模块化划分。考虑工程机械领域中线束实际安装的方便性，从安装位置及功能设置方面着手，兼顾通用性和扩展性，工程机械领域中线束的功能划分为基础功能和扩展功能。其中，基础功能是系列产品都具有的功能单元，扩展功能包括选装和非通用性功能单元。根据主电缆及分支电缆的数量，线束单元可分为一拖二、一拖三、一拖四、一拖五等多种类型。其中，一拖二即表示线束单元具有一个主电缆、两个分支电缆以及实现主电缆到分支电缆线路转化的线路分支模块，每个分支电缆也可继续作为主电缆与其它线束单元相连接。图 1示出的线束单元属于一拖四线束单元。图2示出了本公开线束单元的另一些实施例的结构示意图，包括一拖五、一拖四、一拖三、一拖二线束单元。
本领域技术人员应理解，线路分支模块104的作用一方面是连接主电缆102和分支电缆106，另一方面是实现主电缆102到分支电缆 106的线路转换。下面具体介绍线路分支模块104的结构，以说明如何实现线路转换。
图3示出了线路分支模块的一些实施例的结构示意图。如图3所示，本实施例中的线路分支模块104包括：印刷电路板3042，印刷电路板3042上承载逻辑电路，以实现主电缆102到分支电缆106的线路转换；注塑壳体3044，注塑壳体3044通过对印刷电路板3042注塑成型得到，用于封装印刷电路板3042；分支接口3046，用于连接主电缆 102以及分支电缆106，以实现线路的分支。
线束单元设计专有分支模块，内部集成电路板，通过注塑一体化成型实现了线路连接。线束单元采用注塑工艺进行制作，直接将主电缆、线路分支模块以及分支电缆注塑一体成型，具有更好的密封效果。同时，该线束单元能够省去线路转换过程中穿波纹管的步骤，且无需在线束分支处进行人工并线操作，从而简单高效的提高了线束的可靠性。
在一些实施例中，注塑壳体3044上设有固定孔30442，用于固定线路分支模块304。在注塑壳体上设有专门固定孔，可以对线路分支模块进行固定，从而提升装配线束单元的可靠性。
在一些实施例中，印刷电路板3042上承载预设类别的逻辑电路。
在一些实施例中，线路分支模块304具有预设数量的多个分支接口3046；其中，闲置的分支接口3046经过注塑密封处理。
线路分支模块304具有统一预设数量的多个分支接口，可以减少线路分支模块的模具种类。线路分支模块的模具可按照使用频次多、覆盖广为优先条件进行开发和生产。例如，主要使用一拖四类型的线路分支模块，根据实际需要将闲置端口注塑密封处理，调整为一拖二、一拖三、一拖四三种类型的线路分支模块，并组合使用。
在一些实施例中，注塑壳体3044上印有印刷电路板3042上所承载逻辑电路的电路示意图。
在注塑壳体上印有逻辑电路的电路示意图，能够提升线路调试和维修的便捷性。同时，在注塑壳体上还可以印有企业标识，以提升产品和企业影响力。
图4示出了电路分支模块中的第一种逻辑电路。该逻辑电路包括公共线路以及多个信号线路。公共线路的输入端以及多个信号线路的多个信号输入端用于连接主电缆102中的线路，公共线路的多个输出端以及信号线路的多个信号输出端用于连接分支电缆106中的线路，每个分支电缆106对应一个信号输出端和公共输出端，以实现不同分支电缆106之间共地或共电。该逻辑电路可以称为公共地或公共电源逻辑电路，适用于电磁阀共地、压力开关共电等情形。例如，输入端 PIN1接口接地或接电，PIN2至PIN5接口接信号，输出端1号插件的PIN2接口、2号插件的PIN2接口、3号插件的PIN2接口、4号插件的PIN2与输入端PIN1接口相连，使得1号插件、2号插件、3号插件、4号插件共地或共电。
图5示出了电路分支模块中的第二种逻辑电路。该逻辑电路包括共地线路、共电线路以及多个信号线路。其中，共地线路的接地输入端、共电线路的接电输入端以及多个信号线路的多个信号输入端用于连接主电缆102中的线路，共地线路的多个接地输出端、共电线路的多个接电输出端以及多个信号线路的多个信号输出端用于连接分支电缆106中的线路，以实现不同的分支电缆106之间共地，且实现不同的分支电缆106之间共电。该逻辑电路可以称为公共地和公共电源逻辑电路，适用于传感器、接近开关等情形。例如，输入端PIN1接口接地，PIN8接电，PIN2至PIN7接信号。那么1号插件的PIN1接口与2号插件的PIN1接口共地，1号插件的PIN3接口与3号插件的PIN3 接口供电。
图6示出了电路分支模块中的第三种逻辑电路。该逻辑电路包括多个信号线路。其中，多个信号线路的多个信号输入端用于连接主电缆102中的线路，多个信号线路的多个信号输出端用于连接分支电缆 106中的线路，以实现第一分支电缆106与第二分支电缆106之间共电或共信号。该逻辑电路可以称为多电源或多信号逻辑电路，适用于灯光信号的组合、开关信号组合等情形。例如，输入端PIN1接口接地，PIN5接电，PIN2至PIN4接信号。那么1号插件的PIN1接口与 2号插件的PIN1接口共地，3号插件的PIN1接口与4号插件的PIN1 接口共信号，3号插件的PIN2接口与4号插件的PIN2接口共电。
本实施例依据工程机械电气系统功能对分支模块内部电路板进行逻辑设计，对线束单元的线路分支模块及其逻辑电路进行统型，能够减少线路分支模块的模具数量，从而进一步降低线束单元的成本。
在一些实施例中，还包括多个插接件108，分别位于主电缆102 的末端及分支电缆106的末端，用于将线束单元10插接至其它器件。
本领域技术人员应理解，插接件有插入和拔出两种状态。插接件是通过其接触对接触状态的改变，实现其所连电路的转换目的的连接器。
在一些实施例中，主电缆102的末端与插接件108通过注塑一体成型，分支电缆106的末端与插接件108通过注塑一体成型。
相关技术中线束插接件末端使用尾部附件进行防护和处理时，受到防护等级和制作差异性限制，线束插接件在复杂恶劣环境下仍存在进水风险。且线束插接件尾部需用专门附件进行处理，会导致整体设计所涉及的物料较多，图纸设计工作量较大。本实施例中的插接件与电缆通过注塑一体成型，能够省去插接件尾部附件制作的步骤，提高了线束插接件的防水属性，减少了设计工作量及物料。
在一些实施例中，线束单元10的分支电缆106通过插接件108 插接至其它线束单元10的主电缆102，以形成线束。
发明人认为，线束的发展方向是低成本、高可靠性和高智能化。现在，一些家电行业采用注塑工艺进行线束制作形成家用线束，如台灯线、家用插排线、电视数据信号线等。其特点是线路连接简单，多为一对一连接，无法应用至工程机械领域中恶劣的工作环境。在工程机械领域中，由于工作环境恶劣且线路系统复杂，本实施例采用模块化设计思想，将工程机械领域中的线束合理分解为各线束单元，各线束单元组合使用形成能适用于工程机械领域的注塑一体式线束，以实现工程机械领域中电气系统的整体功能。也就是说，工程机械领域中的线束可以包括至少一个线束单元，线束单元可以根据安装位置及功能设置。这样形成的线束具有多方面优势。第一，线束连接简单，且各线束单元注塑过程易于实现，因此线束易于制作和现场安装，简化了线束设计。第二，线束的密封效果好，防水等级更高，且并线的一致性(如预留电缆长度、电缆压接方式、压接松紧程度)较高，因此提高了线束的可靠性。第三，缩短了线束的生产周期，节省了生产线束的人工成本，减少了线束重量，实现了线束的精益化生产。
在一些实施例中，插接件108与主电缆102之间注塑集成有故障指示电路110，用于指示主电缆102上的电路信号正常或异常；插接件108与分支电缆106之间注塑集成有故障指示电路110，用于指示分支电缆106上的电路信号正常或异常。
相关技术中的整把线束为一体，线路回路多，连接关系较复杂，现场调试和市场服务对图纸依赖性较大，无法快速准确判断是线路故障还是电气元件故障，给故障解决带来不便。尤其是封闭式线束，虽然防护性较高，但线路故障排查、维修和更换十分不便，线束自诊断智能化程度低。在本实施例中，在线束单元的尾部集成故障指示电路，注塑成型，实现了线路的智能化自诊断，降低了线束的维修难度。
故障指示模块可以根据工程机械信号类型设计。图7示出了故障指示电路的一些实施例的结构示意图。如图7所示，故障指示电路110 由第一线路7102和第二线路7104并联组成，第一线路7102上布置有稳压二极管71022，第二线路7104由两个反向的发光二极管71042、 71044并联后与电阻串联71046组成。例如，当线路信号输出正常时发光二极管71042灯亮、发光二极管71044灯灭；信号输出异常时发光二极管71044灯亮、发光二极管71042灯灭；在线路断路时，两个二极管均不发光。发光二极管71042、71044可以采用不同颜色，以便予以区分。
本实施例实现了线路的智能化自诊断。线路通过指示灯发出指示，工作人员进行线路维修时，可以根据指示灯状态确定线路或元件是否故障，从而降低了线路维修难度，提高了线路维修效率。
在一些实施例中，插接件108采用统一的型号。对插接件进行统型，能够减少插接件注塑模具的开发，从而提高线束单元及线束的生产效率。
以上所述仅为本公开的较佳实施例，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种线束单元，包括：
主电缆；
线路分支模块；以及
分支电缆；
多个插接件，分别位于所述主电缆的末端及所述分支电缆的末端，用于将所述线束单元插接至其它器件；
其中，所述主电缆、所述线路分支模块以及所述分支电缆依次注塑成型，以实现所述主电缆到所述分支电缆的线路转换；
所述线路分支模块包括：印刷电路板，所述印刷电路板上承载逻辑电路，以实现所述主电缆到所述分支电缆的线路转换；
注塑壳体，所述注塑壳体通过对所述印刷电路板注塑成型得到，用于封装所述印刷电路板；所述注塑壳体上设有固定孔，用于固定所述线路分支模块；
分支接口，用于连接所述主电缆以及所述分支电缆，以实现线路的分支；
其中，所述主电缆的末端与所述插接件通过注塑一体成型，所述分支电缆的末端与所述插接件通过注塑一体成型；所述线束单元的分支电缆通过所述插接件插接至其它线束单元的主电缆，以形成线束；
所述插接件与所述主电缆之间注塑集成有故障指示电路，用于指示所述主电缆上的电路信号正常或异常；所述插接件与所述分支电缆之间注塑集成有故障指示电路，用于指示所述分支电缆上的电路信号正常或异常；所述故障指示电路由第一线路和第二线路并联组成，所述第一线路上布置有稳压二极管，所述第二线路由两个反向的发光二极管并联后与电阻串联组成；
所述逻辑电路包括公共线路以及多个信号线路，所述公共线路的输入端以及所述多个信号线路的多个信号输入端用于连接所述主电缆中的线路，所述公共线路的多个输出端以及所述信号线路的多个信号输出端用于连接所述分支电缆中的线路，每个分支电缆对应一个信号输出端和公共输出端，以实现不同分支电缆之间共地或共电；或者，
所述逻辑电路包括共地线路、共电线路以及多个信号线路；其中，所述共地线路的接地输入端、所述共电线路的接电输入端以及所述多个信号线路的多个信号输入端用于连接所述主电缆中的线路，所述共地线路的多个接地输出端、所述共电线路的多个接电输出端以及所述多个信号线路的多个信号输出端用于连接所述分支电缆中的线路，以实现不同的分支电缆之间共地，且实现不同的分支电缆之间共电。
2.如权利要求1所述的线束单元，其中，所述印刷电路板上承载预设类别的逻辑电路。
3.如权利要求1所述的线束单元，其中，所述线路分支模块具有预设数量的多个分支接口；其中，闲置的所述分支接口经过注塑密封处理。
4.如权利要求1所述的线束单元，其中，所述注塑壳体上印有所述印刷电路板上所承载逻辑电路的电路示意图。
5.如权利要求1所述的线束单元，其中，所述逻辑电路包括多个信号线路；其中，所述多个信号线路的多个信号输入端用于连接所述主电缆中的线路，所述多个信号线路的多个信号输出端用于连接所述分支电缆中的线路，以实现第一分支电缆与第二分支电缆之间共电或共信号。
6.如权利要求1所述的线束单元，其中，所述插接件采用统一的型号。
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