CN201331472Y - 一种电源线弯曲试验机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及用于检测电器设备耐用设备和使用寿命的试验机器领域，所要解决的技术问题在于克服现有技术的缺陷，设计一种能够适用多种标准、可调整参数范围大、测试准确度高的电源线弯曲试验机。其具体结构包括：用于提供动力的伺服电机；用于控制伺服电机工作的主控制器；用于固定电源线的夹具支架；和连接伺服电机和夹具支架的减速机构，所述减速机构为蜗杆减速器。所述伺服电机的伺服驱动器设有脉冲和方向信号输出端与主控制器连接。还包括电源线电源供应系统，电源供应系统的控制端和感应端与主控制器连接和用于实现人机对话的触摸屏。

Description

一种电源线弯曲试验机

技术领域

本实用新型涉及用于检测电器设备耐用设备和使用寿命的试验机器领域，更具体的说是一种电源完全试验机。

背景技术

手持式及移动式家用电器(如电吹风、电动工具)在安全认证检测中要求对电源线的抗弯曲强度进行检验、手柄式电水壶也要对手柄的耐用次数进行寿命试验，试验要求：

1、对产品出线口处电源线护套与导线结合处的弯曲强度进行试验。

2、弯曲角度：国标、欧标有900(±450)、1800(±900)、；UL标准有5400(±2700)；

3、电源线应与产品处于联接的状态下进行，同时进行按标准规定的电流值进行通电检测。

该设备开发主要目的在于为家用电器生产厂家、质检部门、认证机构提供一种适合多个国标准要求、试验设定方便快捷、试验数据公正准确的电源线弯曲试验设备。

根据GB4706.1家用和类似用途电器的安全第一部分：通用要求

其中25.14工作时需要移动，并装有一根电源软线的器具，其结构应使电源软线在它进入器具处，有充分的防止过度弯曲的保护。

GB4706.2：25.14

该条内容作下述修改：

代替对软线规定的负载：给软线加上一个质量为2kg的负载。代替对弯曲规定的次数：弯曲的次数为20000次。

该章增加下述内容：

对于带有一个分离式水箱或蒸发器的蒸汽电熨斗，应对蒸汽软管和互连软线一起进行试验，如果它们被装在同一护套内或用另一种方法相互捆在一起，那么这个组件不必旋转90°角。

该试验不应导致：

——软管的松动；

——软管在本标准范围内的损坏；

——从软管中泄漏。

器具还应经受下述试验：

把电源软线悬挂并加上一个可施加10N力的负载，摆动机构摆动180°然后回到起始位置，以每分钟6次的速率弯曲2000次。

GB4706.15：25.14

25.14该条增加下述内容：

对于装有旋转连接的电源软线，施加的作用力是

——20N，标称横截面积超过0.75mm²的软线；

——10N，其他软线。

手持式器具试验时电源软线垂悬。软线上施加10N的拉力，试验设备的摆动件以180°角摆动，并回到原位。弯曲次数为4000次，弯曲速率为6次/min。

目前现有的电源线弯曲试验机主要采用曲柄摇杆机构或曲柄连杆齿条机构来实现夹具的弯曲摇晃，夹具主要用于夹持导线，调整一般采用交流电机变频调速或直流降压调速，存在如下缺点：

1、摇摆角度调节范围不大，采用曲柄摇杆结构调速因存在死点位置限止，摇摆角度不大于1800(±900)，实际应用中不能超过1200(±600)；曲柄连杆齿条机构虽理论上可达到大于180摇摆角要求，但机构冲击大，也完全不能达到UL标准规定的5400(±2700)的试验要求。

2、采用变频或降压调速，变速范围远远不能达到6次/分-60次/分的大范围调速要求，变频调速与降压调速的稳定变速范围一般在70％-110％额定速度范围内变化。

3、摇摆角度需要专业人员采用工具调节，多次调整及校准角度值后方可调到规定值，对调节人员要求高，摇摆角度值因人而异。

4、采用曲柄机构换向存在机械冲击和磨损，机械寿命短。

5、夹具不能实现导线、护套、样品一体化进行测试，测试数值不能真实反应使用状态，可信度差。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有技术的缺陷，设计一种能够适用多种标准、可调整参数范围大、测试准确度高的电源线弯曲试验机。

本实用新型通过以下技术方案实现上述目的。

本专利设计了一种全新结构的电源线弯曲试验机，其具体结构包括：

用于提供动力的伺服电机；

用于控制伺服电机工作的主控制器；

用于固定电源线的夹具支架；和

连接伺服电机和夹具支架的减速机构，所述减速机构为蜗杆减速器。

所述伺服电机的伺服驱动器设有脉冲和方向信号输出端与主控制器连接。

还包括电源线电源供应系统，电源供应系统的控制端和感应端与主控制器连接和用于实现人机对话的触摸屏。

所述夹具支架包括摇摆架和夹具，夹具至少包括两组，一组夹具安装在摇摆架上，夹具中心高出摇摆架中心，另一组安装在摇摆架的尾架上，夹具中心与摇摆架中心重合。还包括至少一组夹具安装在摇摆架上，夹具中心与摇摆架中心重合。在夹具的下方设有可上下调节高度的档线装置。

所述夹具支架的一侧设有角度仪。

所述摇摆架的尾架设有主动轮、多个连接夹具的从动轮和紧张轮，主动轮带动从动轮驱动夹具转动，紧张轮设置在主动轮和从动轮之间。

本实用新型采用数字控制技术替代传统的机械控制技术，摇摆角度、速度控制精确，调节方便，摆摇摆角度、速度调节范围广。采用伺服电机传动技术，摇摆角度无死点限制，并不存在采开环驱动系统失步等问题。采用大速比蜗轮减速器变速，实现了从高速低扭矩到低转速大扭矩的转换。相对于现有技术，本专利具有：试验参数设定范围大，达到各种标准的检测要求；设备调节方便，设备参数调节无需专业人员；夹具采用端部安装，样品导线大于180度时不存在绞线问题；设备长时间运行时，位置不移位、位置保持精确等优点；具有实质性特点和进步。

附图说明

图1为现有电源线弯曲试验设备的结构示意图；

图2为本实用新型的原理图；

图3为本实用新型的结构示意图；

图4为本实用新型的控制电路图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型做进一步的说明。

如图1所示传统电源线弯曲试验设备，把器具101包括入口部分固定到摆动件102上，当电源软线处于其行程中点时，进入软线保护装置或入口处的软线的轴线处于垂直状态，且通过摆动件102的轴线。扁平软线截面的主轴线应与摆动轴103线平行。

对软线加负载104，使得施加的力：

——对标称截面积超过0.75mm2的软线为10N。

——对其它软线为5N。

调节摆动轴103和软线或软线保护装置进入器具101那点之间距离X，如图1所示，以使得当摆动件102在其全程范围内摆时，软线和负载做最小的水平位移。

该摆动件102以90°(在垂线的两侧各45°)摆动。对Z型连接，弯曲次数为20000次；对其他连接，弯曲次数为10000次。弯曲速率为60次/min，一次弯曲为一个90°运动。

在完成了一半的弯曲次数之后，要将软线和它的相关部件旋转90°，装有扁平线的除外。

试验期间，对器具101的导线施加额定电压和额定电流的负载，电流不通过接地导线。

该试验不应导致：

——导线之间的短路；

——任何一根多股导线中的绞线丝断裂超过10％；

——导线从它的接线端子上脱开；

——导线保护装置的松开；

——本部分要求所认定的软线或软线防护装置的损坏；

——断裂的绞线穿透绝缘层并且成为易触及的导电体。

此类传统设备存在如下缺点：

1、摇摆角度调节范围不大，采用曲柄摇杆结构调速因存在死点位置限止，摇摆角度不大于1800(±900)，实际应用中不能超过1200(±600)；曲柄连杆齿条机构虽理论上可达到大于180摇摆角要求，但机构冲击大，也完全不能达到UL标准规定的5400(±2700)的试验要求。

2、采用变频或降压调速，变速范围远远不能达到6次/分-60次/分的大范围调速要求，变频调速与降压调速的稳定变速范围一般在70％-110％额定速度范围内变化。

3、摇摆角度需要专业人员采用工具调节，多次调整及校准角度值后方可调到规定值，对调节人员要求高，摇摆角度值因人而异。

4、采用曲柄机构换向存在机械冲击和磨损，机械寿命短。

5、夹具不能实现导线、护套、样品一体化进行测试，测试数值不能真实反应使用状态，可信度差。

结合图2和图3所示的电源线弯曲试验机的伺服电机1通过同步轮2驱动蜗杆减速器3来驱动夹具支架5，主控制器(图中未示出)采用一台PLC，人机对话为一台触摸屏12，主控制器、伺服电机1、同步轮2和蜗杆减速器3安装在机架11内部，机架11上还设有电源、开始和停止等按键。

上述蜗杆减速器3的连轴器4连接夹具支架，夹具支架包括摇摆架5和多个夹具6。摇摆架5上安装有三种类型的夹具6，第一种夹具6是安装在在摇摆架5上，夹具6中心与摇摆架5中心重合，包括两组，共两个；第二种夹具6是安装在摇摆架5上，夹具6中心高出摇摆架5中心150mm，包括一组，共一个；第三种夹具6是安装在摇摆架5的尾架上，夹具6中心与摇摆架5中心重合，包括一组，共六个。在上述夹具6的下方设有可上下调节高度的档线装置61，档线装置61包括设置在摇摆架5下的三组防摆架夹块和设置在摇摆架5的尾架下的六组防摆杆。摇摆架5的尾架设有主动轮7、多个连接夹具的从动轮9和紧张轮8，主动轮7带动从动轮9驱动夹具转动，紧张轮8设置在主动轮7和从动轮9之间。

本结构还在夹具支架的一侧设有角度仪51，并设有六个电源插座52作为电源线电源供应系统。上述主控制器为三菱FX1S20MT可编程控制器，伺服电机1采用500W松下伺服电机，蜗杆减速器3为Wp80型蜗轮减速器，摇摆架5为成型铝摇摆架、可方便安装各更换夹具6。根据图4的控制电路图可见，伺服电机的伺服驱动器设有脉冲和方向信号输出端与主控制器连接，电源供应系统的控制端和感应端与主控制器连接。使用时将被测试的器具101夹紧在夹具6上，对软线加负载104，如图3所示。

上述伺服电机1的控制实现上是一个闭环系统，从PLC接收数字控制指令，伺服驱动器根据指令驱动电机旋转一个角度，同时编码器将电机主轴旋转角度信号反馈给伺服驱动器，驱动器比较两个参数后精确控制电机主轴的转角及速度。

控制系统的主要功能是摇摆角度控制、速度控制、试验次数的计数、样品通断电信号检测；触摸屏采用一台日本三菱F930触摸屏12，主要功能为设定试验参数，参数通过数据线与PLC通讯，PLC根据读限的数据进行计算转换成伺服电机1控制所需的脉冲数量、脉冲速度等参数通过输出端口发出电信号控制伺服电机1。

上述蜗轮减速器3有两个用途，一个为降低速度、提高输出轴扭矩，因为伺服电机1是高转速低扭矩，通过蜗轮减速器3后输出特性变为低转速大扭矩；另一个用途为隔离输出轴后部负载对其产生反作用力，利用蜗轮减速器3的单向传动特性，使输出轴后端结构的惯性、震动、外力不能传递至伺服电机1，以免引起伺服震荡。

该设备是根据GB4706、IEC60335、UL859：4.2、UL1005：3.9等标准条款要求、真对家电产品样品种多样、外形不同而专门设计的用于电源线弯曲试验的设备。设备有三组固定夹具，分别适用于箱体类、手持类样品的夹持安装；根据标准要求有±22.5oC、±45oC、±90oC等标准要求测试模式及用户自设定模式可供用户选择(可实现UL1005标准180°(±90°)20次/分、UL859标准540°/10次/分(或30RPM)标准条款要求)。

用户通过简单的操作即可进行不同的测试，并可依不同的标准设置不同的试验参数；随机附带电源插座及通电检测装置可适时检测测试中样品供电状态，判别样品的好坏。具体可以包括以下几种模式：

由上述可见本实用新型采用数字控制技术替代传统的机械控制技术，摇摆角度、速度控制精确，调节方便，摆摇摆角度、速度调节范围广。而且进一步的采用伺服电机传动技术，摇摆角度无死点限制，并不存在采开环驱动系统失步等问题。因此试验参数设定范围大，达到各种标准的检测要求。基于本专利的发明构思，本实用新型的保护范围不局限于实施例所采用的具体元器件。

Claims (10)

1.一种电源线弯曲试验机，其特征在于包括：

用于提供动力的伺服电机；

用于控制伺服电机工作的主控制器；

用于固定电源线的夹具支架；和

连接伺服电机和夹具支架的减速机构。

2.根据权利要求1所述的电源线弯曲试验机，其特征在于所述伺服电机的伺服驱动器设有脉冲和方向信号输出端与主控制器连接。

3.根据权利要求1所述的电源线弯曲试验机，其特征在于还包括电源线电源供应系统，电源供应系统的控制端和感应端与主控制器连接。

4.根据权利要求1所述的电源线弯曲试验机，其特征在于所述减速机构为蜗杆减速器。

5.根据权利要求1所述的电源线弯曲试验机，其特征在于还包括用于实现人机对话的触摸屏。

6.根据权利要求1至5任一项所述的电源线弯曲试验机，其特征在于所述夹具支架包括摇摆架和夹具，夹具至少包括两组，一组夹具安装在摇摆架上，夹具中心高出摇摆架中心，另一组安装在摇摆架的尾架上，夹具中心与摇摆架中心重合。

7.根据权利要求6所述的电源线弯曲试验机，其特征在于还包括至少一组夹具安装在摇摆架上，夹具中心与摇摆架中心重合。

8.根据权利要求7所述的电源线弯曲试验机，其特征在于在夹具的下方设有可上下调节高度的档线装置。

9.根据权利要求6所述的电源线弯曲试验机，其特征在于所述夹具支架的一侧设有角度仪。

10.根据权利要求6所述的电源线弯曲试验机，其特征在于所述摇摆架的尾架设有主动轮、多个连接夹具的从动轮和紧张轮，主动轮带动从动轮驱动夹具转动，紧张轮设置在主动轮和从动轮之间。

Images