CN207703374U - 航天线缆弯曲力矩测试装置 - Google Patents

Abstract

航天线缆弯曲力矩测试装置，包括测试台、测控箱、温控箱和工控机；测控箱与测试台之间通过控制电缆和采集电缆连接，工控机与测控箱之间通过网线连接，温控箱与测试台之间通过控制电缆和采集电缆连接；温控箱控制测试台内的电器元器件在正常工作温度下工作，待测测试航天线缆安装在测试台上，工控机通过网线将测试指令发送至测控箱，由测控箱控制测试台控制航天线缆旋转并测试航天线缆的扭矩信号，扭矩信号及旋转角度信息输出至测控箱，由测控箱放大、模数转换后输出至工控机，所述的测试台放置在航天线缆应用的空间环境对应的真空及低温环境中。

Description

航天线缆弯曲力矩测试装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于航天线缆弯曲力矩测试装置。

背景技术

电线电缆作为电力传输及信号传输的主要载体，广泛应用于电气装备、通信设备、照明线路等方面，尤其是在航天航空领域，航天线缆质量的好坏直接影响到设备自身的可靠性，因此对于线缆的要求更加严格，不但对于线芯和外皮材料、阻燃性质、屏蔽性能、额定电压等性能指标有明确的规定，而且对于工作温度、工作气压、弯曲半径、弯曲力矩、弯曲抗疲劳程度等也有明确要求，因此需要设计一种航天线缆弯曲力矩测试装置。

实用新型内容

本实用新型的技术解决问题是：为了满足航天线缆对于弯曲力矩测试要求，本实用新型提供一种线缆弯曲力矩测试装置。

本实用新型的技术解决方案是：航天线缆弯曲力矩测试装置，包括测试台、测控箱、温控箱和工控机；测控箱与测试台之间通过控制电缆和采集电缆连接，工控机与测控箱之间通过网线连接，温控箱与测试台之间通过控制电缆和采集电缆连接；温控箱控制测试台内的电器元器件在正常工作温度下工作，待测测试航天线缆安装在测试台上，工控机通过网线将测试指令发送至测控箱，由测控箱控制测试台控制航天线缆旋转并测试航天线缆的扭矩信号，扭矩信号及旋转角度信息输出至测控箱，由测控箱放大、模数转换后输出至工控机，所述的测试台放置在航天线缆应用的空间环境对应的真空及低温环境中。

进一步的，所述的测试台包括步进电机、编码器、扭矩传感器、测试轴棒、线缆压棒以及加热膜、温度传感器；待测试航天线缆一端装卡在测试轴棒上，步进电机的输出轴通过减速器连接线缆压棒，线缆压棒在步进电机的驱动下绕测试轴棒旋转并将待测试航天线缆压弯贴合在测试轴棒外表面上，旋转的角度通过编码器测量，测试轴棒与扭矩传感器刚性连接，线缆弯曲产生的扭矩通过轴棒传递给扭矩传感器；步进电机、编码器、扭矩传感器分别通过加热膜包覆，温度传感器安装在加热膜上。

进一步的，所述的测试轴棒上设置沟槽，线缆压棒将待测试航天线缆沿着沟槽压弯。

进一步的，所述的沟槽为沿测试轴棒外表面的360度沟槽。

进一步的，所述沟槽外缘所在平面与测试轴棒的轴线之间的夹角为88-92度。

进一步的，所述的测控箱包括多功能采集卡、电机驱动器、信号放大器以及直流电源、网络接口；电机驱动器、多功能采集卡以及信号放大器分别由不同电压的直流电源供电；

多功能采集卡将工控机输入的测试指令转换成脉冲信号给电机驱动器，电机驱动器输出信号驱动步进电机运行；

扭矩信号先经过信号放大器进行放大，多功能采集卡对放大的扭矩信号以及编码器的角度信号进行模数转换，转换后的信号通过网络接口传输至工控机。

进一步的，测控箱与工控机做成一体结构，在测控箱上设置VGA和USB接口，该VGA和USB接口与工控机的VGA和USB接口分别通过信号线串接。

进一步的，所述的温控箱包括PID调节器、三个固态继电器、三个数显仪表以及为上述各部件供电的电源；

三个数显仪表分别与安装在步进电机、编码器、扭矩传感器加热膜上的温度传感器连接，温度传感器敏感的温度通过数显仪表显示传输至PID调节器，PID调节器的三路输出分别连接三个固态继电器，通过固态继电器的接通控制电源为包覆在步进电机、编码器、扭矩传感器上的对应加热膜供电。

进一步的，所述的PID调节器采用TOHO公司的TTM009PID自整定调节器。

本实用新型与现有技术相比有益效果为：

本实用新型通过预先在计算机上设定好测试参数，可一键完成对某种型号线缆的弯曲力矩的测试，具备无人值守测试的特点。

附图说明

图1为本实用新型装置连接示意图；

图2、3为本实用新型测试台示意图；

图4、5为本实用新型测控箱示意图；

图6为本实用新型温控箱组成示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实例对本实用新型作详细说明。

航天线缆弯曲力矩测试装置放置在航天线缆应用的空间环境对应的真空及低温环境中；如图1所示，装置包括测试台、测控箱、温控箱和工控机；测控箱与测试台之间通过控制电缆和采集电缆连接，工控机与测控箱之间通过网线连接，温控箱与测试台之间通过控制电缆和采集电缆连接；温控箱控制测试台内的电器元器件在正常工作温度下工作，待测测试航天线缆安装在测试台上，工控机通过网线将测试指令发送至测控箱，由测控箱控制测试台控制航天线缆旋转并测试航天线缆的扭矩信号，扭矩信号及旋转角度信息输出至测控箱，由测控箱放大、模数转换后输出至工控机。

如图2、3所示，测试台包括步进电机6、编码器5、扭矩传感器1、测试轴棒2、线缆压棒3以及加热膜7、8、9、温度传感器；待测试航天线缆一端装卡在测试轴棒2上，步进电机6的输出轴通过减速器4连接线缆压棒3，线缆压棒在步进电机的驱动下绕测试轴棒2旋转并将待测试航天线缆压弯贴合在测试轴棒外表面上，旋转的角度通过编码器5测量，测试轴棒与扭矩传感器1刚性连接，线缆弯曲产生的扭矩通过轴棒传递给扭矩传感器；步进电机6、编码器8、扭矩传感器1分别通过加热膜包覆，温度传感器安装在加热膜上。

为了在压弯线缆的过程中给线缆一个导向，在测试轴棒上设置沟槽，线缆压棒将待测试航天线缆沿着沟槽压弯；沟槽为沿测试轴棒外表面的360度沟槽；沟槽外缘所在平面与测试轴棒的轴线之间的夹角为88-92度。

如图4、5所示，测控箱内主要包括多功能采集卡10、电机驱动器12、信号放大器11以及直流电源、VGA和USB接口、网口、电源接口。24V直流电源15给电机驱动器供电，12V直流电源17给多功能采集卡供电，5V直流电源16给信号放大器供电。多功能采集卡10能够输出脉冲信号给电机驱动器12，电机驱动器输出信号驱动步进电机运行，测试台里的扭矩传感器获取的扭矩信号先经过信号放大器11进行放大，然后多功能采集卡对放大后的信号进行采集(即模数转换)，并同时对测试台中的编码器进行信号采集，将得到的角度信号和扭矩信号通过网络接口传输至工控机中。

测控箱可以与工控机做成一体结构，在测控箱的前面板上设置VGA和USB接口14，该VGA和USB接口与工控机的VGA和USB接口分别通过信号线串接。图5中的13为测控箱上的开关，18为后面板接口。

如图6所示，系统的3路工艺控制采用TOHO公司的PID自整定调节器进行控制，执行机构采用固态继电器的方法，通过控制固态继电器的导通和断开来控制加热器是否加热，从而达到被控点温度恒定的效果。具体的，温控箱包括PID调节器、三个固态继电器、三个数显仪表以及为上述各部件供电的电源；

三个数显仪表分别与安装在步进电机、编码器、扭矩传感器加热膜上的温度传感器连接，温度传感器敏感的温度通过数显仪表显示传输至PID调节器，PID调节器的三路输出分别连接三个固态继电器，通过固态继电器的接通控制电源为包覆在步进电机、编码器、扭矩传感器上的对应加热膜供电。

工控机内运行测试软件，测试前需要进行参数设置，比如线缆压棒所要旋转的角度和的速度，每个待测件要测量的次数，设置完毕后进入产品测试，在产品测试过程中，测试台上扭矩传感器和角度编码器的数据会实时显示，测试完毕后将数据保存，也可以对之前测试的数据进行回放对比。

本实用新型未详细说明部分属于本领域技术人员公知常识。

Claims (9)

1.航天线缆弯曲力矩测试装置，其特征在于：装置包括测试台、测控箱、温控箱和工控机；测控箱与测试台之间通过控制电缆和采集电缆连接，工控机与测控箱之间通过网线连接，温控箱与测试台之间通过控制电缆和采集电缆连接；温控箱控制测试台内的电器元器件在正常工作温度下工作，待测测试航天线缆安装在测试台上，工控机通过网线将测试指令发送至测控箱，由测控箱控制测试台控制航天线缆旋转并测试航天线缆的扭矩信号，扭矩信号及旋转角度信息输出至测控箱，由测控箱放大、模数转换后输出至工控机，所述的测试台放置在航天线缆应用的空间环境对应的真空及低温环境中。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述的测试台包括步进电机、编码器、扭矩传感器、测试轴棒、线缆压棒以及加热膜、温度传感器；待测试航天线缆一端装卡在测试轴棒上，步进电机的输出轴通过减速器连接线缆压棒，线缆压棒在步进电机的驱动下绕测试轴棒旋转并将待测试航天线缆压弯贴合在测试轴棒外表面上，旋转的角度通过编码器测量，测试轴棒与扭矩传感器刚性连接，线缆弯曲产生的扭矩通过轴棒传递给扭矩传感器；步进电机、编码器、扭矩传感器分别通过加热膜包覆，温度传感器安装在加热膜上。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：所述的测试轴棒上设置沟槽，线缆压棒将待测试航天线缆沿着沟槽压弯。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于：所述的沟槽为沿测试轴棒外表面的360度沟槽。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于：所述沟槽外缘所在平面与测试轴棒的轴线之间的夹角为88-92度。

6.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：所述的测控箱包括多功能采集卡、电机驱动器、信号放大器以及直流电源、网络接口；电机驱动器、多功能采集卡以及信号放大器分别由不同电压的直流电源供电；

多功能采集卡将工控机输入的测试指令转换成脉冲信号给电机驱动器，电机驱动器输出信号驱动步进电机运行；

扭矩信号先经过信号放大器进行放大，多功能采集卡对放大的扭矩信号以及编码器的角度信号进行模数转换，转换后的信号通过网络接口传输至工控机。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于：测控箱与工控机做成一体结构，在测控箱上设置VGA和USB接口，该VGA和USB接口与工控机的VGA和USB接口分别通过信号线串接。

8.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：所述的温控箱包括PID调节器、三个固态继电器、三个数显仪表以及为上述各部件供电的电源；

三个数显仪表分别与安装在步进电机、编码器、扭矩传感器加热膜上的温度传感器连接，温度传感器敏感的温度通过数显仪表显示传输至PID调节器，PID调节器的三路输出分别连接三个固态继电器，通过固态继电器的接通控制电源为包覆在步进电机、编码器、扭矩传感器上的对应加热膜供电。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于：所述的PID调节器采用TOHO公司的TTM009PID自整定调节器。