CN112683519B - 一种工业电控操纵杆寿命试验装置 - Google Patents

Abstract

一种工业电控操纵杆寿命试验装置，其目的在于解决专门对电控操纵杆进行寿命试验的问题；其解决技术问题的技术方案是：一种工业电控操纵杆寿命试验装置，包括底座，底座上方开设有安装孔，操纵杆下端经安装孔置入底座内部，底座内设有位于安装孔下方的对中装置，底座上方设有位于安装孔两侧的固定板；支架，支架设有多个且分别固定在底座四周；执行机构，执行机构经支架固定在底座上方，执行机构包括控制箱，控制箱底部转动设有转盘，转盘上滑动设置有吊杆，吊杆下方与操纵杆把手活动连接，控制箱内设有驱动装置；本发明结构巧妙，使用方便，通过机械设备来实现对操纵杆三个自由度的试验，从而验证其使用寿命。

Description

一种工业电控操纵杆寿命试验装置

技术领域

本发明涉及工业操纵杆技术领域，特别是涉及一种工业电控操纵杆寿命试验装置。

背景技术

操纵杆或者手柄，是将摇棒的运动转换成计算机能够处理的电子信号。这种基本的设计包括一个安放在底座上的操纵杆，在底座中装有电路板。随着工业化生产的发展，对于操作便利和智能性的要求越来越高，手柄输入信号作为整个控制系统的输入部分，对于航空、重机等的动作控制起着至关重要的作用。

但是工业电控操纵杆在经过长久使用后会发生接触不良的现象，因此一款工业电控操纵杆在上市之前需要进行寿命试验，记录其能够正常使用的操作次数。现有技术中，对于通过转动操作产生电信号的工业电控操纵杆，通常是将其下端固定在工作台面上，人工或者辅助设备带动把手转动，并检测工业电控操纵杆向外输出的由把手转动时产生的电信号，再记录工业电控操纵杆失效（不产生电信号）时把手转动的圈数，从而测试出工业电控操纵杆的寿命。

然而现有技术中还没有一种专用的设备能够对工业电控操纵杆进行上述操作。因此需要一种试验装置，用于模拟代替人工操作，使工业电控操纵杆进行动作，从而进行试验记录，获得真实的使用寿命次数，以供上市前的参考。

发明内容

为克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种工业电控操纵杆寿命试验装置，其目的在于解决专门对电控操纵杆进行寿命试验的问题。

其解决技术问题的技术方案是：一种工业电控操纵杆寿命试验装置，包括

底座，底座上方开设有安装孔，操纵杆下端经安装孔置入底座内部，底座内设有位于安装孔下方的对中装置，底座上方设有位于安装孔两侧的固定板；

支架，支架设有多个且分别固定在底座四周；

执行机构，执行机构经支架固定在底座上方，执行机构包括控制箱，控制箱底部转动设有转盘，转盘上滑动设置有吊杆，吊杆下方与操纵杆把手活动连接，控制箱内设有驱动装置。

所述的对中装置包括竖直设置在底座内部的固定座，固定座中部开设有锥形槽，锥形槽上大下小，底座内设有多个穿过固定座的限位杆，限位杆上套接有第一弹簧，第一弹簧将固定座向上推动，底座内水平滑动设有位于固定座一侧的限位块，限位块端部与固定座配合部位设有楔形面，底座内设有支撑杆，限位块在支撑杆上滑动，支撑杆上套接有第二弹簧，第二弹簧将限位块推向固定座，限位块上固定有伸出底座的拨杆，底座上表面开设有限位槽，拨杆在限位槽内滑动，限位槽端部设有固定位。

所述的底座内部设有与固定板配合连接的U型板，U型板上连接有倾斜设置的连接块，连接块内部设有滑槽，固定板下方伸出有插入滑槽内的滑杆，U型板水平移动控制两侧的固定板靠近或远离，U型板上固定有伸出底座上方的旋钮，旋钮转动后U型板与底座固定连接，固定板相向一侧为上端凸出于下端的斜面结构。

所述的支架包括滑动配合连接的上支架和下支架，上支架和下支架经螺钉固定连接。

所述的转盘上开设有滑动槽，吊杆上端设有在滑动槽内滑动的滑动块，吊杆与滑动块转动配合连接，吊杆下端转动连接有连接杆，连接杆上卡接有连接操纵杆把手的连接套。

所述的吊杆为可伸缩结构，吊杆包括内外套设的内杆和外杆，外杆上端设有与滑动块转动连接的上球体，内杆下端设有与连接杆转动连接的下球体，内杆插入外杆内一端套接有第三弹簧，第三弹簧推动内杆向外杆内部移动。

所述的连接套为对称设置的套管，两个套管外设有连接耳，连接耳内穿设有连接螺钉，连接杆上开设有环槽，连接套上端设有插入环槽内的卡板，连接套下端结构为下端开口的半球形结构。

所述的驱动装置包括固定在控制箱上的驱动电机，驱动电机输出轴上固定有第一齿轮，转盘外缘上转动设有与第一齿轮啮合的第二齿轮，转盘上转动设有与第二齿轮啮合的第三齿轮，第三齿轮同轴固定有第四齿轮，第四齿轮经齿轮皮带连接滑动块，转盘外缘固定有离合器，离合器能够与第二齿轮或控制箱实现接合或分离。

所述的滑动块上设有与齿轮皮带固定连接的固定块，转盘上设有位于滑动槽两端的辅助齿轮，齿轮皮带绕过辅助齿轮与固定块管道连接。

所述的离合器与控制箱接合而与第二齿轮分离时，转盘相对于控制箱固定不能转动，驱动电机转动带动第二齿轮在转盘上转动，第二齿轮转动带动第三齿轮和第四齿轮转动，从而使得滑动块在滑动槽内移动；离合器与控制箱分离而与第二齿轮接合时，第二齿轮与转盘相对固定，驱动电机转动带动转盘转动，滑动块在滑动槽内固定不动。

本发明结构巧妙，使用方便，通过机械设备来实现对操纵杆三个自由度的试验，从而验证其使用寿命。

附图说明

图1是现有技术中电控操纵杆的结构示意图。

图2是本发明在使用时的结构示意图。

图3是本发明中底座的结构示意图。

图4是本发明中底座的顶部剖视图。

图5是本发明中底座的侧向剖视图。

图6是本发明中执行机构的结构示意图。

图7是本发明中执行机构的顶部剖视图。

图8是本发明中执行机构的侧向剖视图。

图9是本发明中执行机构的斜侧方剖视示意图。

图10是本发明中支架的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图1-10对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

需要说明的是，在发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示对本发明结构的说明，仅是为了便于描述本发明的简便，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

一种工业电控操纵杆寿命试验装置，包括底座1，支架4和执行机构。

底座1上方开设有安装孔2，底座1内设有位于安装孔2下方的对中装置，底座1上方设有位于安装孔2两侧的固定板3，操纵杆下端经安装孔2置入底座1内部，对中装置使得操纵杆保持在底座1正中间，然后使用固定板3将操纵杆固定在底座1上。

对中装置包括竖直设置在底座1内部的固定座8，固定座8中部开设有锥形槽9，锥形槽9上大下小，操纵杆下端与锥形槽9面接触，使得操纵杆处于锥形槽9的中心上方，锥形槽9能够与多种不同规格的操纵杆下端相适配，使操纵杆处于中心。

底座1内设有多个穿过固定座8的限位杆10，限位杆10上套接有第一弹簧11，第一弹簧11将固定座8向上推动，限位杆10使得固定座8只能在底座1内竖直移动，第一弹簧11向上推动固定座8，以便使得不同型号的操纵杆下端均能够与锥形槽9相接触。

底座1内水平滑动设有位于固定座8一侧的限位块12，限位块12端部与固定座8配合部位设有楔形面13，底座1内设有支撑杆14，限位块12在支撑杆14上滑动，支撑杆14上套接有第二弹簧15，第二弹簧15将限位块12推向固定座8，限位块12与固定座8下侧配合的楔形面13能够使固定座8不能继续向下方移动，当操纵杆的面板与底座1上表面接触后，固定座8与操纵杆下端紧密接触，限位块12限定固定座8位置使其不能移动，即保证操纵杆处于底座1中心位置不移动。

限位块12上固定有伸出底座1的拨杆16，底座1上表面开设有限位槽17，拨杆16在限位槽17内滑动，限位槽17端部设有固定位18，当需要固定操纵杆时，通过拨杆16将限位块12远离固定座8，压缩第二弹簧15，将拨杆16拨入到固定位18，卡住拨杆16使其不能在第二弹簧15的作用下靠近固定座8，然后将操纵杆放入到底座1内，然后松开拨杆16，使限位块12在第二弹簧15的作用下靠近固定座8，将操纵杆的位置固定。

底座1内部设有与固定板3配合连接的U型板19，U型板19上连接有倾斜设置的连接块20，连接块20内部设有滑槽21，固定板3下方伸出有插入滑槽21内的滑杆22，U型板19水平移动控制两侧的固定板3靠近或远离，U型板19上固定有伸出底座1上方的旋钮23，旋钮23转动后U型板19与底座1固定连接，固定板3相向一侧为上端凸出于下端的斜面结构；通过旋钮23滑动U型板19，U型板19的滑动方向为与固定板3的移动方向垂直，U型板19移动，连接块20与移动方向呈一定夹角，使得U型板19移动时固定板3的滑杆22在滑槽21内能够移动，从而将U型板19的移动转换为固定板3的相向靠近或远离，旋钮23通过转动与底座1固定连接，从而将固定板3的位置进行固定，固定板3相向一侧为斜面，斜面压在操纵杆面板的两侧，使得操纵杆被固定在底座1上。

在对操纵杆进行试验时，操纵杆受到沿底座1水平方向的力，固定板3压在操纵杆上方使其不能向上移动，而固定座8被固定后操纵杆的水平方向的移动也被限制，使得操纵杆被完全固定在底座1上不能移动。

支架4设有多个且分别固定在底座1四周；支架4包括滑动配合连接的上支架24和下支架25，上支架24和下支架25经螺钉固定连接。

执行机构经支架4固定在底座1上方，执行机构包括控制箱5，控制箱5底部转动设有转盘6，转盘6上滑动设置有吊杆7，吊杆7下方与操纵杆把手活动连接，控制箱5内设有驱动装置，驱动装置控制吊杆7的移动，从而对操纵杆把手进行控制，使其能够在前后移动、左右移动以及旋转三个自由度上进行试验。

转盘6上开设有滑动槽26，吊杆7上端设有在滑动槽26内滑动的滑动块27，吊杆7与滑动块27转动配合连接，吊杆7下端转动连接有连接杆28，连接杆28上卡接有连接操纵杆把手的连接套29，吊杆7为可伸缩结构，吊杆7包括内外套设的内杆30和外杆31，外杆31上端设有与滑动块27转动连接的上球体32，内杆30下端设有与连接杆28转动连接的下球体33，内杆30插入外杆31内一端套接有第三弹簧34，第三弹簧34推动内杆30向外杆31内部移动，连接套29为对称设置的套管，两个套管外设有连接耳35，连接耳35内穿设有连接螺钉，连接杆28上开设有环槽36，连接套29上端设有插入环槽36内的卡板37，连接套29下端结构为下端开口的半球形结构。

吊杆7连接滑动块27和操纵杆把手，吊杆7可伸缩，在对操纵杆把手进行试验时能够保持滑动块27与操纵杆把手之间的连接，第三弹簧34使得吊杆7向内缩短，便于在试验过程中保持吊杆7处于最短长度，连接滑动块27与操纵杆把手使其能够正常进行试验。

吊杆7上下两端分别用上球体32和下球体33与滑动块27、连接杆28转动连接，球连接方式能够避免在多个不同方向的试验过程中吊杆7损坏，保证与平稳传递动力。

操纵杆把手外部用连接套29套接，连接套29为拼接式套管结构，便于进行连接和拆除，连接套29与连接杆28采用卡接式结构，便于快速连接。

驱动装置包括固定在控制箱5上的驱动电机38，驱动电机38输出轴上固定有第一齿轮39，转盘6外缘上转动设有与第一齿轮39啮合的第二齿轮40，转盘6上转动设有与第二齿轮40啮合的第三齿轮41，第三齿轮41同轴固定有第四齿轮42，第四齿轮42经齿轮皮带43连接滑动块27，转盘6外缘固定有离合器44，离合器44能够与第二齿轮40或控制箱5实现接合或分离。

离合器44与控制箱5接合而与第二齿轮40分离时，转盘6相对于控制箱5固定不能转动，驱动电机38转动带动第二齿轮40在转盘6上转动，第二齿轮40转动带动第三齿轮41和第四齿轮42转动，从而使得滑动块27在滑动槽26内移动；离合器44与控制箱5分离而与第二齿轮40接合时，第二齿轮40与转盘6相对固定，驱动电机38转动带动转盘6转动，滑动块27在滑动槽26内固定不动。

当对操纵杆进行前后方向的试验时，先将离合器44与第二齿轮40接合，与控制箱5分离，驱动电机38转动带动转盘6转动，使得滑动槽26处于前后位移方向，然后使离合器44与控制箱5接合固定转盘6位置，离合器44与第二齿轮40分离，驱动电机38转动带动第二齿轮40转动，由于转盘6固定不动，第三齿轮41和第四齿轮42在转盘6上转动，第四齿轮42带动齿轮皮带43使得滑动块27在滑动槽26内移动，驱动电机38为正反转电机，驱动电机38正反转带动滑动块27往复移动，从而实现对操纵杆前后方向的试验。

同理，能够实现对操纵杆左右方向的试验。

当对操纵杆进行旋转试验时，先将离合器44与控制箱5接合，启动驱动电机38控制滑动块27在滑动槽26内移动，将滑动块27固定在偏离转盘6中心的位置，具体偏移位置根据操纵杆的尺寸以及试验位置进行确定，此时将离合器44与第二齿轮40接合，与控制箱5分离，第二齿轮40与转盘6同步转动，驱动电机38转动，带动第二齿轮40和转盘6同时转动，从而实现对操纵杆的旋转试验，驱动电机38的正反转，实现对操纵杆正向和反向的旋转试验。

滑动块27上设有与齿轮皮带43固定连接的固定块45，转盘6上设有位于滑动槽26两端的辅助齿轮46，齿轮皮带43绕过辅助齿轮46与固定块45管道连接，辅助齿轮46使得齿轮皮带43拉动滑动块27时在滑动槽26方向直线位移。

本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

1、底座上能够固定多种不同规格的操纵杆，能够完成对多种不同规格型号操纵杆的寿命试验，避免投入过多的试验设备，降低企业生产成本；

2、操纵杆在底座上固定时非常简单快捷，且固定可靠，不易松动，保证试验过程的稳定性，从而保证试验的准确性；

3、执行机构与操纵杆连接结构简单可靠，能够保证执行机构与操纵杆的连接性；

4、同一套执行机构能够实现对前后移动、左右移动以及转动三个不同自由度的试验，减小设备体积，提高设备的利用率，降低生产成本。

Claims (7)

1.一种工业电控操纵杆寿命试验装置，其特征在于，包括

底座（1），底座（1）上方开设有安装孔（2），操纵杆下端经安装孔（2）置入底座（1）内部，底座（1）内设有位于安装孔（2）下方的对中装置，底座（1）上方设有位于安装孔（2）两侧的固定板（3）；

支架（4），支架（4）设有多个且分别固定在底座（1）四周；

执行机构，执行机构经支架（4）固定在底座（1）上方，执行机构包括控制箱（5），控制箱（5）底部转动设有转盘（6），转盘（6）上滑动设置有吊杆（7），吊杆（7）下方与操纵杆把手活动连接，控制箱（5）内设有驱动装置；

转盘（6）上开设有滑动槽（26），吊杆（7）上端设有在滑动槽（26）内滑动的滑动块（27），吊杆（7）与滑动块（27）转动配合连接，吊杆（7）下端转动连接有连接杆（28），连接杆（28）上卡接有连接操纵杆把手的连接套（29）；

驱动装置包括第一齿轮（39），转盘（6）外缘上转动设有与第一齿轮（39）啮合的第二齿轮（40），转盘（6）上转动设有与第二齿轮（40）啮合的第三齿轮（41），第三齿轮（41）同轴固定有第四齿轮（42），第四齿轮（42）经齿轮皮带（43）连接滑动块（27），转盘（6）外缘固定有离合器（44）；

滑动块（27）上设有与齿轮皮带（43）固定连接的固定块（45），转盘（6）上设有位于滑动槽（26）两端的辅助齿轮（46），齿轮皮带（43）绕过辅助齿轮（46）与固定块（45）固定连接；

离合器（44）与控制箱（5）接合而与第二齿轮（40）分离时，转盘（6）相对于控制箱（5）固定不能转动，第一齿轮（39）转动带动第二齿轮（40）在转盘（6）上转动，第二齿轮（40）转动带动第三齿轮（41）和第四齿轮（42）转动，从而使得滑动块（27）在滑动槽（26）内移动；离合器（44）与控制箱（5）分离而与第二齿轮（40）接合时，第二齿轮（40）与转盘（6）相对固定，第一齿轮（39）转动带动转盘（6）转动，滑动块（27）在滑动槽（26）内固定不动。

2.根据权利要求1所述的一种工业电控操纵杆寿命试验装置，其特征在于，所述的对中装置包括竖直设置在底座（1）内部的固定座（8），固定座（8）中部开设有锥形槽（9），锥形槽（9）上大下小，底座（1）内设有多个穿过固定座（8）的限位杆（10），限位杆（10）上套接有第一弹簧（11），第一弹簧（11）将固定座（8）向上推动，底座（1）内水平滑动设有位于固定座（8）一侧的限位块（12），限位块（12）端部与固定座（8）配合部位设有楔形面（13），底座（1）内设有支撑杆（14），限位块（12）在支撑杆（14）上滑动，支撑杆（14）上套接有第二弹簧（15），第二弹簧（15）将限位块（12）推向固定座（8），限位块（12）上固定有伸出底座（1）的拨杆（16），底座（1）上表面开设有限位槽（17），拨杆（16）在限位槽（17）内滑动，限位槽（17）端部设有固定位（18）。

3.根据权利要求1所述的一种工业电控操纵杆寿命试验装置，其特征在于，所述的底座（1）内部设有与固定板（3）配合连接的U型板（19），U型板（19）上连接有倾斜设置的连接块（20），连接块（20）内部设有滑槽（21），固定板（3）下方伸出有插入滑槽（21）内的滑杆（22），U型板（19）水平移动控制两侧的固定板（3）靠近或远离，U型板（19）上固定有伸出底座（1）上方的旋钮（23），旋钮（23）转动后U型板（19）与底座（1）固定连接，固定板（3）相向一侧为上端凸出于下端的斜面结构。

4.根据权利要求1所述的一种工业电控操纵杆寿命试验装置，其特征在于，所述的支架（4）包括滑动配合连接的上支架（24）和下支架（25），上支架（24）和下支架（25）经螺钉固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种工业电控操纵杆寿命试验装置，其特征在于，所述的吊杆（7）为可伸缩结构，吊杆（7）包括内外套设的内杆（30）和外杆（31），外杆（31）上端设有与滑动块（27）转动连接的上球体（32），内杆（30）下端设有与连接杆（28）转动连接的下球体（33），内杆（30）插入外杆（31）内一端套接有第三弹簧（34），第三弹簧（34）推动内杆（30）向外杆（31）内部移动。

6.根据权利要求1所述的一种工业电控操纵杆寿命试验装置，其特征在于，所述的连接套（29）为对称设置的套管，两个套管外设有连接耳（35），连接耳（35）内穿设有连接螺钉，连接杆（28）上开设有环槽（36），连接套（29）上端设有插入环槽（36）内的卡板（37），连接套（29）下端结构为下端开口的半球形结构。

7.根据权利要求1所述的一种工业电控操纵杆寿命试验装置，其特征在于，所述的驱动装置还包括固定在控制箱（5）上的驱动电机（38），驱动电机（38）输出轴与第一齿轮（39）固定连接。

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