CN203758851U - 一种适用于射频同轴电缆组件的弯曲疲劳试验机 - Google Patents

Abstract

本实用新型具体涉及一种适用于射频同轴电缆组件的弯曲疲劳试验机。其在一定弯曲次数后对试验电缆组件进行测试，从而预估出电缆组件的使用寿命。一种适用于射频同轴电缆组件的弯曲疲劳试验机，包括底座和步进电机，所述的步进电机设置于底座的上表面上，所述的底座的侧面边上设置与底座相垂直的两个支撑架，两个支撑架上分别设置有圆盘一和圆盘二，所述的圆盘二通过传动轴与支撑架连接，所述的传动轴上圆盘二的一侧依次穿设有摆杆、支架和同步带，所述的同步带的另一端与步进电机的动作端连接，所述的摆杆的上半段上设置有孔，最上端的孔内设置有线夹轴，所述的线夹轴上设置有线夹。

Description

一种适用于射频同轴电缆组件的弯曲疲劳试验机

一、技术领域：

本实用新型具体涉及一种适用于射频同轴电缆组件的弯曲疲劳试验机。

二、背景技术：

早期的射频同轴电缆组件所处的使用环境是固定的，也就是说组件在传输射频信号时处于静止状态。但是，随着我国军工产业的迅速发展，如雷达等整机设备在运作过程中，某些部件需要进行相对平移、转动和开合，在这个运动过程中所连接的电缆组件势必会出现机械弯曲和扭转，但是再好的射频同轴电缆组件经过一定次数的弯曲后，电压驻波比，插入损耗，相位等重要电性能参数都会发生变化，从而影响到整机设备的射频信号传输。所以，我们需要通过一种设备来模拟组件的这种运动状态，从而判定该类电缆在不断弯曲过程中的使用寿命，以此保障设备的可靠性。

实际上在考量电缆组件的弯曲疲劳可靠性上，使用者主要关注的是被测电缆组件的最小弯曲半径以及弯曲使用寿命，而最小弯曲半径同被测电缆的尺寸有关，弯曲使用寿命同被测电缆的内部结构有关。使用者主要希望通过弯曲疲劳试验机可以很明确的得到一款电缆组件所能承受的最小弯曲半径是多少，以便在实际使用过程中能够避免对电缆组件形成不可逆的损伤甚至失效。其次，电缆组件的疲劳弯曲次数也是使用者所关注的，一款电缆组件在合适弯曲半径的情况下，经过多少次弯曲次数，电缆组件的主要电性能参数，例如电压驻波比，插入损耗，相位等发生改变，能够明确这个弯曲次数，可以间接的得到一款电缆组件的使用寿命，确保使用者可以及时的对即将失效的电缆组件进行更换，保障整机设备的正常运行。

针对以上关注的两项机械性能参数，其他近似功能的实现方案中都没有进行明确的设计说明。第4条所述的两种弯曲试验装置都无法测试出电缆组件的最小弯曲半径和耐弯曲次数。

首先来说申请号201220103208.2适用于海底电缆的张力弯曲测试装置，这种结构的试验机主要针对结构尺寸较大的电缆组件，从被测对象上与本发明有明显的区别。该装置的张力轮和弯曲试验轮已经确定，所以间接的局限了测试的弯曲半径，通过弯曲试验轮带动张力轮，从而带动线缆做类似于同步带的运动。另外，该装置通过位移传感器仅仅监测了被测电缆的位移量，并没有考量电缆组件的耐疲劳弯曲次数。

其次，对于另一款适用于光、电缆的自动化控制扭转弯曲试验机，其被测对象也是结构尺寸较大的电缆组件，从被测对象上也与本发明有明显的区别。该试验机仅仅是通过两个固定端，线缆夹具和旋转夹具将被测线缆固定住，然后通过伺服电机和减速器控制旋转夹具的转速和转向，这种装置既没有明确被测线缆的弯曲半径，仅仅是通过两个固定端进行固定，被测线缆本身处于悬空状态，而且在测试过程中也只是监测了旋转夹具的转向和转速，并没有监测被测电缆的弯曲次数。

三、实用新型内容：

本实用新型为了解决上述背景技术中的不足之处，提供一种适用于射频同轴电缆组件的弯曲疲劳试验机。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：一种适用于射频同轴电缆组件的弯曲疲劳试验机，其特征在于：包括底座和步进电机，所述的步进电机设置于底座的上表面上，所述的底座的侧面边上设置与底座相垂直的两个支撑架，两个支撑架上分别设置有圆盘一和圆盘二，所述的圆盘二通过传动轴与支撑架连接，所述的传动轴上圆盘二的一侧依次穿设有摆杆、支架和同步带，所述的同步带的另一端与步进电机的动作端连接，所述的摆杆的上半段上设置有孔，最上端的孔内设置有线夹轴，所述的线夹轴上设置有线夹。

所述的圆盘一通过转盘轴与支撑架相连接。

所述的支架的底端设置于底座的上表面上。

所述的同步带通过同步带轮与传动轴连接。

所述的摆杆的上半段上设置有3个孔。

所述的圆盘一和圆盘二的圆周上分别设置有弧形凹槽。

所述的圆盘一和圆盘二均为可拆卸式圆盘。

所述的圆盘一和圆盘二相切设置。

与现有技术相比，本实用新型具有的优点和效果如下：本发明是一种能够模拟电缆不断弯曲状态的试验机。采用伺服控制，通过系统设置，可以让电缆组件在特定的频率下以一定的弯曲半径进行重复运动，弯曲半径是通过更换机器上的圆盘进行改变，弯曲的次数和频率通过微电脑控制器进行设定控制。本发明所述的试验机仅提供一种不断弯曲的环境状态，对电缆的电性能指标无法进行实时评测，需要依靠外围测试设备，在一定弯曲次数后对试验电缆组件进行测试，从而预估出电缆组件的使用寿命。

四、附图说明：

图1为本实用新型射频同轴电缆组件的弯曲疲劳试验机结构示意图；

图2为本实用新型射频同轴电缆组件的弯曲疲劳试验机工作时序图；

附图标记：1—底座，2—支撑架，3—圆盘一，4—圆盘二，5—传动轴，6—支架,7—步进电机，8—摆杆，9—同步带，10—同步带轮，11—线夹轴，12—线夹，13—转盘轴。

五、具体实施方式：

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明：

一种适用于射频同轴电缆组件的弯曲疲劳试验机，包括底座1和步进电机7，所述的步进电机7设置于底座1的上表面上，所述的底座1的侧面边上设置与底座1相垂直的两个支撑架2，两个支撑架2上分别设置有圆盘一3和圆盘二4，所述的圆盘二4通过传动轴5与支撑架2连接，所述的传动轴5上圆盘二4的一侧依次穿设有摆杆8、支架6和同步带9，所述的同步带9的另一端与步进电机7的动作端连接，所述的摆杆8的上半段上设置有孔，最上端的孔内设置有线夹轴11，所述的线夹轴11上设置有线夹12。

所述的圆盘一3通过转盘轴13与支撑架2相连接。

所述的支架6的底端设置于底座1的上表面上。

所述的同步带9通过同步带轮10与传动轴5连接。

所述的除去所述的线夹轴11的固定孔外，摆杆8的上半段上设置有3个孔。

所述的圆盘一3和圆盘二4的圆周上分别设置有弧形凹槽。

所述的圆盘一3和圆盘二4均为可拆卸式圆盘。

所述的圆盘一3和圆盘二4相切设置。

本发明能够结合现有弯曲疲劳试验机的结构优势，在此基础上进行了改进：

（1）本发明的一大优势就是配备了不同外径的圆盘，实际上不同尺寸的电缆其最小弯曲半径是不一样的，在测试过程中，这种带线槽的圆盘是可以根据被测电缆的尺寸进行更换的，本发明基本适用于不同结构尺寸的线缆组件，其配备了几种常用规格的圆盘，包括Φ70、Φ90、Φ110、Φ132、Φ160的圆盘，便于拆装，圆盘的半径即是被测线缆组件的弯曲试验半径，圆盘边缘具有弧形凹槽，能够嵌入被测线缆，起到匹配和保护作用，另外圆盘的结构比较简单，更换起来方便，用户可以根据自己的需要再加工设计其他规格的圆盘进行替换。

（2）采用摆杆结构，被测线缆组件置于摆杆的线夹上，靠两侧圆盘做支撑弯曲，弯曲半径准确，被测线缆组件不承受其他外力作用，准确度较高，摆杆结构驱动被测线缆组件进行左右弯曲试验，避免了外力对试验过程的影响。

（3）具有正反手动调节功能（参见图2），可以通过点动对被测线缆进行单次或者多次的正/反弯曲动作；

（4）具有0~4段加速度曲线设定功能（参见图2），可以根据不同尺寸的线缆，以较小的速度起动并加速至设定运行速度，应根据负载轻重和最高运行速度合理选择；

（5）弯曲测试次数设定功能，可以设置一定的弯曲次数，达到设定值后，机器自动停止运行，确保测试过程的准确性和便捷性；

（6）可拆卸式圆盘设计，用户可以根据被测线缆组件的结构尺寸更换或加工不同规格的圆盘，圆盘的半径即是被测线缆组件的弯曲试验半径，圆盘边缘具有弧形凹槽，能够嵌入被测线缆，起到匹配、保护和支撑作用。

（7）能够进行测试次数的设定，被测线缆组件的弯曲次数达到设定值后自动停止运行，提高工作效率。

本发明的另一大优势采用微电脑控制器对步进电机进行控制，能够实现不同状态的弯曲测试，包括设定弯曲次数，达到设定次数后，试验机自动停止运行；可以对摆杆的运行速度方向进行调节，可以进行不同方向不同速度的弯曲试验；试验机运行可以进行手动控制。

本发明依据GB/T17738.1-1999《射频同轴电缆组件 第1部分：总规范 一般要求和试验方法》中“10.2 弯曲”的相关试验方法进行弯曲疲劳试验机的结构设计，通过本发明装置可以考量射频同轴电缆组件在电缆和连接器的连接处承受弯曲的能力。通过更换弯曲疲劳试验机上的圆盘规格，达到对不同线径的射频同轴电缆组件承受弯曲能力的试验。

弯曲疲劳试验机中其他近似功能的实现方案：

1）适用于海底电缆的张力弯曲测试装置

该种适用于海底电缆的张力弯曲测试装置从结构上来说，比较简单，主要适用于类似海底光缆这种外形尺寸较大，长度较长的线缆进行带张力的弯曲试验，来模拟这种大型线缆在经受一定的拉力和弯曲强度时的可靠性。

这种结构的张力弯曲测试装置，主要是靠弯曲试验轮和与其配合的张力轮，通过调速驱动电机来驱动两个轮子的转动，弯曲试验轮为主动轮，张力轮为从动轮，张力轮通过张力测试机对被测线缆提供一定的张力，被测线缆置于两个轮子的凹槽中，轮子的转动带动线缆的转动，实现测试海底电缆张力弯曲性能的目的。

2）适用于光、电缆的自动化控制扭转弯曲试验机

该种适用于光、电缆的自动化控制扭转弯曲试验机结构比较紧凑，通过一台机器就可以完成对光、电缆弯曲和扭转的试验，工作效率比较高，控制起来比较简单。

这种结构的自动化控制扭转弯曲试验机可以对光、电缆进行扭转弯曲的测试，通过弯曲固定夹具和线缆夹具对被测线缆进行固定，线缆夹具置于扭转夹具上，伺服电机控制扭转夹具的转向和转速进行弯曲试验。

参见图2：本实用新型射频同轴电缆组件的弯曲疲劳试验机工作时序图：

第一次上电后电机自动运行第 0 段，然后处于如图2所示的“停止状态”，上排数码显示循环计数值（上电自动复零），下排数码显示当前运行段号。按设定键“SET”，进入功能设定。每按一次设定键，依次循环出现如图2所示的“手动运行”、“启动速度 SP0”、“加速曲线 Acc”、“……”等功能。

起动速度设定：上排数码显示“SP0”，下排数码显示为“XXX.X”(mm/s)，通过按“∧/H”或“∨/A”键，设定到所需的值，按“SET”进入下一设定，而按“CRL”结束设定（设定方法下同）。

加速曲线设定：上排数码显示“Acc”为加速曲线设定，可设定为 0 至 4。步进电机在速度（一定负载或 惯性下）不能直接起动，故要从较小的速度起动并加速至设定运行速度，加速度设定为 0 时，加速度最 小，当为 4 时，加速度最大，此设定值应根据负载轻重和最高运行速度合理选择，使系统运行又快又 稳。（负载大时，加速度应小，负载轻时，加速度可大）。

运行段数设定：上排数码显示“SEG”，下排显示为设定所需运行段数，即电机在工作中不同的工作方式数。最多为 20 段（循环段不重复计算）。（每段需分别设定方向、运行速度、运行长度、等待时间）。

电子齿轮设定：（上排为符号 D10000;，下排显示“XXXX（mm）”），即步进电机加 10000 个脉冲工件 运行的角位移 XXXX（度）或线位移 XXXXmm，（也就是 10000 个脉冲当量）。此参数仅与传动系统结构、 驱动器的细分数及步进电机的步距角有关，因此此参数仅需设定一次

说明：角位移换算：电子齿轮=（10000*步距角（整步））/（机械减速比*驱动器细分数）,此时所有设定值均为角度单位（度）。电子齿轮=（10000*步距角（整步））/（机械减速比*驱动器细分数）此时所有设定值均为角度单位（度）。线位移换算：电子齿轮=（10000*步距角（整步）πD（负载轴轮 直径）/（360*机械减速比*驱动器细分数）

注：机械减速比=电机轴角速度/负载轴角速度

例：整步 1.8 的步进电机在 5 细分模式下运行，负载轴轮直径 D=50mm，机械减速比为 2：1，则 电子齿轮设定为（10000*1.8*π*50）/（360*2*5）=785.4,取整即为785。

循环首段号：上排数码显示“cyc 1”，下排为所设定循环首段号，即循环起始段的工作段号，从 1－20。

循环末段号：上排数码显示“cyc 2”，下排为所设定循环末段号，即循环最后段的工作段号，从 1－20 （此值应大于等于循环首段号。若等于循环首段号，则为单段循环）。

循环次数设定：上排数码显示“cyc n”，下排为所设定循环首段至循环末段循环运行的次数，从 0－9999，当设定为 0 时，无限制循环，当在正常状态时上排显示累计值，且掉电保护。

电机方向设定：上排数码显示“dIR XX”，其中“XX”为当前的段号，若当前段号为 2，XX 即为 02，以 下类同。下排显示为“XX X”，从左向右数，第一位数表示继电器，设定为 0（断开）或 1（吸合）。第二位数表示输出 OUT，设定为 0（不动作）或 1（下拉，低电平）。第三位为空，第四位表示方向，可设定为 0、1、2、3，其对应于电机方向控制输出端 DIR 的关系见下表（电机运行本段时同时控制继电器、输出）。

运行速度设定：上排数码显示“SPd XX”，下排显示设定值“XXX.X” 或“XXXX”(mm/s)。按“∧/H”或“∨/A”进行数值增加或减少。当达到最大值时，按“∧/H”进入调用，或当达到最小值时，按“∨/A”进入调用（调用其它段的速度值），”L XX”表示调用，XX 表示第几段，不允许自我调用，可以允许嵌套调用最大为十层。假设电子齿轮数设定为 1000，即对应每个脉冲的运行长度为 0.1mm，速度设定为 40.0(mm/s)，则脉冲输出端 CP 的频率为 400Hz。当运行速度设定值大于起动速度设定值时，电机运行当前段就会有升、降速过程。当运行速度设定值小于起动速度设定值时，电机直接按设定值起动、停止。(循环调用的好处：可以仅修改一处值，其它地方的值也跟着改过来，如加上隐藏功能，则可以更好地避免出错，简化操作。) 运行长度设定：上排数码显示“Lon XX”，下排显示设定值“XXX.X”(mm)或 “XXXX”(mm)，按“∧/H”或“∨/A”进行数值增加或减少。设定为“0”时，则忽略当前段运行；当达到最大值时，按“∧/H”设进入调用，或当达到最小值时，按“∨/A”进入调用，（调用其它段的长度值），”L XX”表示调用，XX 表示第几段，不允许自我调用，可以允许嵌套调用最大为十层设定为非零值时，电机按设定长度运行且与等待时间设定值（0.99）有关，见表1所示。

等待时间设定：上排数码显示“S-t XX”，下排显示设定值“XX.XX”(s)从0.00秒至99.99秒。当设定值为 0.98 秒时，当前段运行停止后由外部起动信号端 INA 控制，由高电平到电平触发而进入下一个运行段。当设定的等待时间为 0.99 秒时，当前段一直运行至限位信号端 INS 低电平触发进入下一段或按“∨/A”结束当前段运行。当设定值为 1.98 秒时，当前运行停止后由外部起动信号端 INA 控制，由低电平到高电平触发而进入下一个运行阶段。当设定值大于 0.00 秒时，则当前段运行停止后等待所设定的时间进入下一个运行段。当设定值大于 0.00 秒时，则当前段运行停止后等待所设定的时间进入下一个运行段。在设定时，每按一次“SET”或“CLR”键，所设定的数值边保存下来，即使掉电也不丢失。处于设定状态时，若较长时间（10 秒）不按任何键，则自动退出设定状态，当前设定值无效。

按“∨/A”键，进入自动运行状态，电机按第一段设定开始运行，直至循环结束恢复为停止状态。若在电机运行过程中再次按下“∨/A”键，则当前段运行完成后停止。

Claims (8)

1.一种适用于射频同轴电缆组件的弯曲疲劳试验机，其特征在于：包括底座（1）和步进电机（7），所述的步进电机（7）设置于底座（1）的上表面上，所述的底座（1）的侧面边上设置与底座（1）相垂直的两个支撑架（2），两个支撑架（2）上分别设置有圆盘一（3）和圆盘二（4），所述的圆盘二（4）通过传动轴（5）与支撑架（2）连接，所述的传动轴（5）上圆盘二（4）的一侧依次穿设有摆杆（8）、支架（6）和同步带（9），所述的同步带（9）的另一端与步进电机（7）的动作端连接，所述的摆杆（8）的上半段上设置有孔，最上端的孔内设置有线夹轴（11），所述的线夹轴（11）上设置有线夹（12）。

2.根据权利要求1所述的一种适用于射频同轴电缆组件的弯曲疲劳试验机，其特征在于：所述的圆盘一（3）通过转盘轴（13）与支撑架（2）相连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种适用于射频同轴电缆组件的弯曲疲劳试验机，其特征在于：所述的支架（6）的底端设置于底座（1）的上表面上。

4.根据权利要求3所述的一种适用于射频同轴电缆组件的弯曲疲劳试验机，其特征在于：所述的同步带（9）通过同步带轮（10）与传动轴（5）连接。

5.根据权利要求4所述的一种适用于射频同轴电缆组件的弯曲疲劳试验机，其特征在于：所述的摆杆（8）的上半段上设置有3个孔。

6.根据权利要求5所述的一种适用于射频同轴电缆组件的弯曲疲劳试验机，其特征在于：所述的圆盘一（3）和圆盘二（4）的圆周上分别设置有弧形凹槽。

7.根据权利要求6所述的一种适用于射频同轴电缆组件的弯曲疲劳试验机，其特征在于：所述的圆盘一（3）和圆盘二（4）均为可拆卸式圆盘。

8.根据权利要求7所述的一种适用于射频同轴电缆组件的弯曲疲劳试验机，其特征在于：所述的圆盘一（3）和圆盘二（4）相切设置。