CN116722487B - 一种基于hirf试验的模型布线设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及飞机试验技术领域，公开了一种基于HIRF试验的模型布线设备，包括多个平行布置的布线架和第一直线驱动机构，布线架用于固定多根电缆，并使多根电缆关于布线架的中轴线呈环形阵列分布，第一直线驱动机构用于调整多个布线架相邻两个之间的间距，包括座体，座体上安装有拉线机构，拉线机构的出线侧设有切皮机构，拉线机构用于将电缆的端部送入到切皮机构内，切皮机构用于将电缆的线皮切断；本发明通过电缆布线设备，自动化对电缆与测试电路的连接处进行处理，在电缆的端部制成环形连接端，测试人员只需要将该环形连接端套装到感应电流测试电路的接线柱上即可完成回路导线的布置工作，大大降低了测试人员的工作难度和复杂程度。

Description

一种基于HIRF试验的模型布线设备

技术领域

本发明涉及飞机试验领域，更具体地说，它涉及一种基于HIRF试验的模型布线设备。

背景技术

HIRF试验（高强度辐射场）是指对飞机或其他航空器进行电磁兼容性测试，以评估其在强电磁场环境下的性能和安全。

HIRF试验布线的目的是确保试验期间电磁场能够均匀且准确地照射到线缆，同时也要考虑试验过程中的安全因素；在HIRF试验中，高强度辐射场会耦合至飞机内部线束，使飞机内部布置的线束内产生感应电流，基于机内线缆感应电流与线缆的设计阈值对比进行飞机安全屏蔽性能评估，因此，在飞机内布置的线缆需要构成回路，以便于感应电流检测仪检测得到线缆中的感应电流，并且为了避免单边导线中的电流产生的电磁场会作用于飞机，改变飞机周围的电磁环境，大部分的整机电磁脉冲试验中采用以飞机内部中轴线为轴线，将多根回路导线以该轴线呈环形阵列分布的姿态布置。

但上述多根均匀环形阵列分布的回路导线需要与外部测试电路连接，形成线缆回路，现有的回路导线与测试电路连接部分，通常是由人工将回路导线的端部线皮剥开，再将其内部爆开的线芯先聚拢在一起接着将多股线芯绕成单股拧紧的状态，最后将该状态下的线芯绕制成带有圆环的结构，使回路导线的端部能够套接在测试电路中的接线柱上，此种连接的方式，在多根均匀环形阵列分布的回路导线进行重复试验时，不仅每根回路导线都需要上述操作，而且还需要不断地反复拆装回路导线与测试电路之间的连接，这种方式会明显的导致人工强度大和试验布线复杂程度的增加。

发明内容

本发明提供一种基于HIRF试验的模型布线设备，解决相关技术中高强度辐射场试验中为了获得理想的试验环境导致的回路导线的布置自动化程度低的技术问题。

本发明提供了一种基于HIRF试验的模型布线设备，包括多个平行布置的布线架和第一直线驱动机构，布线架用于固定多根电缆，并使多根电缆关于布线架的中轴线呈环形阵列分布，第一直线驱动机构用于调整多个布线架相邻两个之间的间距，使电缆处于拉直状态，包括座体，座体上安装有拉线机构，拉线机构的出线侧设有切皮机构，拉线机构用于将电缆的端部送入到切皮机构内，切皮机构用于将电缆的线皮切断，切皮机构的出线侧设有夹具一，夹具一用于将电缆端部的线芯夹紧；夹具一的一侧布置有第一旋转结构，第一旋转结构用于驱动夹具一自转，座体与夹具一的上方设有夹具二，夹具二的一侧布置有第二直线驱动机构，第二直线驱动机构用于驱动夹具一和夹具二异向直线运动，座体与夹具一的下方设有夹具三，夹具三用于将夹具一和夹具二夹持的线芯接触位置处夹紧，夹具三的一侧布置有第二旋转结构，第二旋转结构用于驱动夹具三自转。

在一个优选的实施方式中，切皮机构包括定切刀和动切刀，定切刀固定安装于座体上，动切刀活动安装于座体上，且定切刀和动切刀相适配，定切刀和动切刀相互靠近的一侧均开设有半圆切槽，两个半圆切槽重合时的直径与电缆的线芯直径相适配。

在一个优选的实施方式中，切皮机构还包括丝杆驱动装置，丝杆驱动装置固定安装于座体上，丝杆驱动装置的输出端连接有连接杆，动切刀的底部安装有滑台，连接杆远离丝杆驱动装置的端部与滑台固定连接，且座体上还开设有滑槽，滑台滑动设于滑槽内。

在一个优选的实施方式中，拉线机构包括电机五和拉线轮一，电机五固定安装于座体上，拉线轮一转动安装于座体上，电机五的输出端固定连接有齿轮二，齿轮二与拉线轮一传动连接，座体上还转动安装有拉线轮二，拉线轮一与拉线轮二相适配，且拉线轮一和拉线轮二的外周面设有轮槽。

在一个优选的实施方式中，夹具一包括安装板，安装板安装于座体上，安装板上安装有夹爪一，夹爪一的一端连接有气缸一，气缸一用于驱动夹爪一开合。

在一个优选的实施方式中，还包括驱动机构一，驱动机构一包括电机二，电机二固定安装于安装板上，电机二的输出端连接有齿轮一，安装板上固定安装有齿条，齿条与齿轮一相适配，第一旋转结构为电机三，电机三的输出端与气缸一固定连接。

在一个优选的实施方式中，夹具二包括两个可自动开合的夹爪二，驱动机构二包括气缸二、气缸三和气缸四，气缸二用于控制两个夹爪二开合，气缸三的输出端与夹具二连接，气缸三用于驱动夹具二竖向运动，气缸四的输出端与夹具二连接，气缸四用于驱动夹具二水平运动。

在一个优选的实施方式中，夹具三包括三个自动开合的夹爪三和安装块，三个夹爪三安装于安装块上，驱动机构三的输出端与安装块的底部连接，驱动机构三用于驱动安装块竖向运动。

在一个优选的实施方式中，第一直线驱动机构包括底座，底座上安装有电机四，电机四的输出端固定连接有带轮，底座上转动安装有另一个带轮，两个带轮之间套装有皮带一，底座上安装有两个平行布置的导轨一和导轨二，导轨一上滑动安装有滑架一，滑架一上安装有夹块一，夹块一与皮带一的一侧固定连接，导轨二上滑动安装有滑架二上安装有夹块二，夹块二与皮带一的另一侧固定连接，当电机四驱动带轮自转时，滑架一和滑架二异向运动。

在一个优选的实施方式中，布线架为环形结构，且布线架上开设有多个穿线孔，电缆用于容纳电缆，多个布线架两两一组，每组中的两个布线架分别安装于滑架一和滑架二上。

本发明的有益效果在于：本发明通过电缆布线设备，自动化对电缆与测试电路的连接处进行处理，在电缆的端部制成环形连接端，测试人员只需要将该环形连接端套装到感应电流测试电路的接线柱上即可完成回路导线的布置工作，大大降低了测试人员的工作难度和复杂程度，有利于提高测试效率。

附图说明

图1是本发明的线缆在高强度辐射场内测试时的结构示意图。

图2是本发明的图1侧视结构示意图。

图3是本发明的立体结构示意图。

图4是本发明图3的正视结构示意图。

图5是本发明图4的另一状态的结构示意图。

图6是本发明夹具一、夹具二和夹具三与电缆的配合状态示意图。

图7是本发明图6的另一种状态示意图。

图8是本发明的第一直线驱动机构的结构示意图。

图9是本发明的切片机构的结构示意图。

图10是本发明图9的正视结构示意图。

图中：1、座体；11、导向辊；12、拉线机构；121、电机五；122、齿轮二；123、拉线轮一；124、拉线轮二；2、切皮机构；21、定切刀；22、动切刀；23、滑台；231、连接杆；24、滑槽；25、丝杆驱动装置；3、夹具一；31、安装板；32、气缸一；33、夹爪一；4、驱动机构一；41、电机二；42、齿轮一；43、齿条；44、电机三；5、夹具二；6、驱动机构二；61、气缸二；62、气缸三；63、气缸四；7、夹具三；71、安装块；8、驱动机构三；10、测试腔；100、布线架；110、穿线孔；101、电缆；102、感应电流测试电路；200、第一直线驱动机构；201、底座；202、电机四；203、带轮；204、皮带一；205、导轨一；206、滑架一；2061、夹块一；207、导轨二；208、滑架二；2081、夹块二。

具体实施方式

现在将参考示例实施方式讨论本文描述的主题。应该理解，讨论这些实施方式只是为了使得本领域技术人员能够更好地理解从而实现本文描述的主题，可以在不脱离本说明书内容的保护范围的情况下，对所讨论的元素的功能和排列进行改变。各个示例可以根据需要，省略、替代或者添加各种过程或组件。

实施例

如图1-图10所示，在本实施例中提出了一种基于HIRF试验的模型布线设备，包括：

多个环形的布线架100，用于固定多根电缆101，并使多根电缆101关于布线架100中轴线呈环形阵列分布；

第一直线驱动机构200，用于调整多个布线架100相邻两个之间的间距，使电缆101处于拉直状态；

切皮机构2，用于将电缆101的线皮切断，使电缆101内部的线芯暴露出来；

夹具一3，用于将电缆101端部的线芯端部夹紧；

第一旋转结构，用于驱动夹具一3自转，将四散的线芯绕卷呈单股麻花状；

夹具二5，用于将电缆101端部的线芯的另一端夹紧；

第二直线驱动机构，用于驱动夹具一3和夹具二5异向直线运动，将电缆101的线芯被夹持的两端相互靠近，使单股麻花状的线芯形成圆圈；

夹具三7，用于将夹具一3和夹具二5夹持的线芯接触位置处夹紧；

第二旋转结构，用于驱动夹具三7自转，使线芯以夹具一3和夹具二5夹持的线芯接触位置处为轴自转，线芯绕卷成环形连接端。

需要说明的是，电缆101穿插在布线架100上，并使电缆101的两端与感应电流测试电路102电连，将该布线架100和电缆101放置到HIRF测试腔10内，再调节布线架100的中轴线与测试腔10的中轴线重合，感应电流测试电路102测出电缆101在HIRF测试腔10内，辐射场场强与对应该场强下电缆101中产生的感应电流大小之间的函数关系，并将测试结果与线缆的设计阈值对比进行飞机安全屏蔽性能评估。

在本实施例中，实施场景具体为：将多根电缆101在测试腔10内拉直，布置成以测试腔10内中轴线为轴线呈环形阵列分布的状态；

接着将电缆101与感应电流测试电路102的接线柱连接的一端先切断，使电缆101端部平齐，接着再绕电缆的中间部分环切或包裹切，将电缆101的线缆外皮与线芯分离（电缆101的外皮在被剥除之后，内部的线芯因失去外皮对其的束缚作用，会呈现向外四散的状态）通过夹具二5，先将多股线芯聚拢、捋直，然后使用夹具一3夹住多股聚拢线芯远离环切位置的一端，再通过拉线机构12或者夹具二5限制住电缆101，使其不能自转，通过第一旋转结构带动夹具一3自转，即多股线芯被夹具一3夹住的端部自转，使多股线芯自转被拧成单股麻花状的结构；

第二旋转结构控制夹具一3夹住线芯的一端停止自转，使用夹具二5夹住线芯的另一端，并通过夹具一3和夹具二5相互靠近直至接触，即将拉紧的线芯向内松，在线芯自身的作用下，单股拧紧的线芯向内形成一个圆圈，接着夹具三7将线芯接触的位置处包裹住并夹紧，夹具一3和夹具二5松开后，第二旋转结构驱动夹具三7开始自转，将线芯被夹具三7夹住的位置自转拧紧，从而使电缆101的端部形成一个环形连接端；

测试人员只需要将该环形连接端套装到感应电流测试电路102的接线柱上即可完成回路导线的布置工作。

在本发明的一个实施例中，还包括切断结构，用于在切皮机构2之前将电缆101的端部切断，使电缆101端部的线芯平齐，切断结构包括裁切刀、砧板以及驱动裁切刀向砧板移动的液压伸缩杆，电缆101端部伸入到砧板和裁切刀之间，液压伸缩杆驱动裁切刀将电缆101切断。

切皮机构2包括定切刀21和动切刀22，定切刀21固定安装于座体1上，动切刀22活动安装于座体1上，且定切刀21和动切刀22相适配，定切刀21和动切刀22相互靠近的一侧均开设有半圆切槽，两个半圆切槽重合时的直径与电缆101的线芯直径相适配。

需要说明的是，电缆101的端部从定切刀21和动切刀22上的半圆槽中穿过，随着定切刀21和动切刀22相互靠近挤压，将电缆101的外皮切断，但其内部的线芯不会被切断。

切皮机构2还包括丝杆驱动装置25，丝杆驱动装置25固定安装于座体1上，丝杆驱动装置25的输出端连接有连接杆231，动切刀22的底部安装有滑台23，连接杆231远离丝杆驱动装置25的端部与滑台23固定连接，且座体1上还开设有滑槽24，滑台23滑动设于滑槽24内。

需要说明的是，丝杆驱动装置25为常见的丝杆滑台直线驱动机构，用于驱动动切刀22向定切刀21运动。

拉线机构12包括电机五121和拉线轮一123，电机五121固定安装于座体1上，拉线轮一123转动安装于座体1上，电机五121的输出端固定连接有齿轮二122，齿轮二122与拉线轮一123传动连接，座体1上还转动安装有拉线轮二124，拉线轮一123与拉线轮二124相适配，且拉线轮一123和拉线轮二124的外周面设有轮槽。

需要说明的是，拉线轮一123和拉线轮二124将电缆101夹住，即可固定电缆101的位置，也可通过拉线轮一123和拉线轮二124的转动，将电缆101向定切刀21和动切刀22方向送入或拔出。

需要进一步说明的是，拉线轮一123的转轴上安装有齿轮三，齿轮二122与齿轮三啮合连接；在拉线机构12的入线侧还布置有导向辊11，导向辊11安装在座体1上，用于对进入拉线机构12的电缆101导向。

夹具一3包括安装板31，安装板31安装于座体1上，安装板31上安装有夹爪一33，夹爪一33的一端连接有气缸一32，气缸一32用于驱动夹爪一33开合。

需要说明的是，夹爪一33设置有两个，且夹爪一33可以是两个铰接在一起连杆组成，夹爪一33的端部内侧安装有顺着电缆101长度方向的限位槽，既能增加夹爪一33对线芯的夹紧力，又能避免将线芯夹断；气缸一32的输出端用于控制两个夹爪一33相互靠近与远离，从而实现夹具一3的开合。

还包括驱动机构一4，驱动机构一4包括电机二41，电机二41固定安装于安装板31上，电机二41的输出端连接有齿轮一42，安装板31上固定安装有齿条43，齿条43与齿轮一42相适配，第一旋转结构为电机三44，电机三44的输出端与气缸一32固定连接。

需要说明的是，安装板31上安装有滑轨，滑轨上套装有活动块，其中夹具一3以及齿条43均安装于活动块上，当电机二41驱动齿轮一42自转时，齿条43与齿轮一42配合，实现夹具一3在水平方向上运动。

夹具二5包括两个可自动开合的夹爪二，驱动机构二6包括气缸二61、气缸三62和气缸四63，气缸二61用于控制两个夹爪二开合，气缸三62的输出端与夹具二5连接，气缸三62用于驱动夹具二5竖向运动，气缸四63的输出端与夹具二5连接，气缸四63用于驱动夹具二5水平运动。

需要说明的是，第二直线驱动机构由驱动机构一4和气缸四63组成，共同辅助实现夹具一3和夹具二5的相向运动。

需要进一步说明的是，夹具二5与夹具一3的结构类似或相同。

在本实施例中，切皮机构2将电缆101的线皮环切后，电缆101端部的线皮与电缆101后续部分的线皮分离，随着拉线机构12将电缆101继续向切皮机构2输送一段后，停止，拉线轮一123和拉线轮二124限制电缆101，接着，夹具二5夹持电缆101端部的外皮，向左移动，可将电缆101上的外皮从线芯上剥离或者剥出一部分后，夹具二5后退，重新夹持在电缆101暴露出的线芯上，再向左移，推动电缆101外皮脱落，在此过程中，夹具二5能够有效捋直电缆101的线芯，避免线芯在失去外皮的限制后四散开来，并且捋直线芯，有利于在后续的自转绕卷成麻花状结构时，保证线芯与线芯之间的紧密连接。

夹具三7包括三个自动开合的夹爪三和安装块71，三个夹爪三安装于安装块71上，驱动机构三8的输出端与安装块71的底部连接，驱动机构三8用于驱动安装块71竖向运动。

需要说明的是，夹具三7为三爪卡盘结构，且安装块71的内部安装有可驱动夹具三7自动开合的驱动件，例如三个气缸；驱动机构三8为液压缸直线驱动机构，液压缸的输出端与安装块71连接。

第一直线驱动机构200包括底座201，底座201上安装有电机四202，电机四202的输出端固定连接有带轮203，底座201上转动安装有另一个带轮203，两个带轮203之间套装有皮带一204，底座201上安装有两个平行布置的导轨一205和导轨二207，导轨一205上滑动安装有滑架一206，滑架一206上安装有夹块一2061，夹块一2061与皮带一204的一侧固定连接，导轨二207上滑动安装有滑架二208滑架二208上安装有夹块二2081，夹块二2081与皮带一204的另一侧固定连接，当电机四202驱动带轮203自转时，滑架一206和滑架二208异向运动。

布线架100为环形结构，且布线架100上开设有多个穿线孔110，电缆101用于容纳电缆101，多个布线架100两两一组，每组中的两个布线架100分别安装于滑架一206和滑架二208上。

上面对本实施例的实施例进行了描述，但是本实施例并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实施例的启示下，还可做出很多形式，均属于本实施例的保护之内。

Claims (10)

1.一种基于HIRF试验的模型布线设备，包括多个平行布置的布线架（100）和第一直线驱动机构（200），布线架（100）用于固定多根电缆（101），并使多根电缆（101）关于布线架（100）的中轴线呈环形阵列分布，第一直线驱动机构（200）用于调整多个布线架（100）相邻两个之间的间距，使电缆（101）处于拉直状态，其特征在于，包括座体（1），所述座体（1）上安装有拉线机构（12），所述拉线机构（12）的出线侧设有切皮机构（2），所述拉线机构（12）用于将电缆（101）的端部送入到切皮机构（2）内，所述切皮机构（2）用于将电缆（101）的线皮切断，所述切皮机构（2）的出线侧设有夹具一（3），所述夹具一（3）用于将电缆（101）端部的线芯夹紧；所述夹具一（3）的一侧布置有第一旋转结构，所述第一旋转结构用于驱动夹具一（3）自转，所述座体（1）与夹具一（3）的上方设有夹具二（5），所述夹具二（5）的一侧布置有第二直线驱动机构，第二直线驱动机构用于驱动夹具一（3）和夹具二（5）异向直线运动，所述座体（1）与夹具一（3）的下方设有夹具三（7），所述夹具三（7）用于将夹具一（3）和夹具二（5）夹持的线芯接触位置处夹紧，所述夹具三（7）的一侧布置有第二旋转结构，第二旋转结构用于驱动夹具三自转。

2.根据权利要求1所述的一种基于HIRF试验的模型布线设备，其特征在于，所述切皮机构（2）包括定切刀（21）和动切刀（22），所述定切刀（21）固定安装于座体（1）上，所述动切刀（22）活动安装于座体（1）上，且所述定切刀（21）和动切刀（22）相适配，所述定切刀（21）和动切刀（22）相互靠近的一侧均开设有半圆切槽，两个半圆切槽重合时的直径与电缆（101）的线芯直径相适配。

3.根据权利要求2所述的一种基于HIRF试验的模型布线设备，其特征在于，所述切皮机构（2）还包括丝杆驱动装置（25），所述丝杆驱动装置（25）固定安装于座体（1）上，所述丝杆驱动装置（25）的输出端连接有连接杆（231），所述动切刀（22）的底部安装有滑台（23），所述连接杆（231）远离丝杆驱动装置（25）的端部与滑台（23）固定连接，且所述座体（1）上还开设有滑槽（24），所述滑台（23）滑动设于滑槽（24）内。

4.根据权利要求3所述的一种基于HIRF试验的模型布线设备，其特征在于，所述拉线机构（12）包括电机五（121）和拉线轮一（123），所述电机五（121）固定安装于座体（1）上，所述拉线轮一（123）转动安装于座体（1）上，所述电机五（121）的输出端固定连接有齿轮二（122），所述齿轮二（122）与拉线轮一（123）传动连接，所述座体（1）上还转动安装有拉线轮二（124），所述拉线轮一（123）与拉线轮二（124）相适配，且所述拉线轮一（123）和拉线轮二（124）的外周面设有轮槽。

5.根据权利要求4所述的一种基于HIRF试验的模型布线设备，其特征在于，所述夹具一（3）包括安装板（31），所述安装板（31）安装于座体（1）上，所述安装板（31）上安装有夹爪一（33），所述夹爪一（33）的一端连接有气缸一（32），所述气缸一（32）用于驱动夹爪一（33）开合。

6.根据权利要求5所述的一种基于HIRF试验的模型布线设备，其特征在于，还包括驱动机构一（4），所述驱动机构一（4）包括电机二（41），所述电机二（41）固定安装于安装板（31）上，所述电机二（41）的输出端连接有齿轮一（42），所述安装板（31）上固定安装有齿条（43），所述齿条（43）与齿轮一（42）相适配，所述第一旋转结构为电机三（44），所述电机三（44）的输出端与气缸一（32）固定连接。

7.根据权利要求6所述的一种基于HIRF试验的模型布线设备，其特征在于，所述夹具二（5）包括两个可自动开合的夹爪二，驱动机构二（6）包括气缸二（61）、气缸三（62）和气缸四（63），所述气缸二（61）用于控制两个夹爪二开合，所述气缸三（62）的输出端与夹具二（5）连接，所述气缸三（62）用于驱动夹具二（5）竖向运动，所述气缸四（63）的输出端与夹具二（5）连接，所述气缸四（63）用于驱动夹具二（5）水平运动。

8.根据权利要求7所述的一种基于HIRF试验的模型布线设备，其特征在于，所述夹具三（7）包括三个自动开合的夹爪三和安装块（71），三个所述夹爪三安装于安装块（71）上，驱动机构三（8）的输出端与安装块（71）的底部连接，所述驱动机构三（8）用于驱动所述安装块（71）竖向运动。

9.根据权利要求8所述的一种基于HIRF试验的模型布线设备，其特征在于，所述第一直线驱动机构（200）包括底座（201），所述底座（201）上安装有电机四（202），所述电机四（202）的输出端固定连接有带轮（203），所述底座（201）上转动安装有另一个带轮（203），两个所述带轮（203）之间套装有皮带一（204），所述底座（201）上安装有两个平行布置的导轨一（205）和导轨二（207），所述导轨一（205）上滑动安装有滑架一（206），所述滑架一（206）上安装有夹块一（2061），所述夹块一（2061）与皮带一（204）的一侧固定连接，所述导轨二（207）上滑动安装有滑架二（208）所述滑架二（208）上安装有夹块二（2081），所述夹块二（2081）与皮带一（204）的另一侧固定连接，当所述电机四（202）驱动带轮（203）自转时，所述滑架一（206）和滑架二（208）异向运动。

10.根据权利要求9所述的一种基于HIRF试验的模型布线设备，其特征在于，所述布线架（100）为环形结构，且所述布线架（100）上开设有多个穿线孔（110），所述电缆（101）用于容纳电缆（101），多个所述布线架（100）两两一组，每组中的两个所述布线架（100）分别安装于滑架一（206）和滑架二（208）上。