一种多功能线束疲劳试验平台的制作方法

1.本实用新型涉及线束疲劳测试技术领域，更具体地说，涉及一种多功能线束疲劳试验平台。


背景技术：

2.线束是电路中连接各电器设备的接线部件,由绝缘护套、接线端子、导线及绝缘包扎材料等组成；线束的失效不仅影响整机信号传递及通断，更严重的可能造成安全风险。因此，有必要对运动线束在实际应用中的疲劳失效寿命进行考核，以建立可靠性的定量化模型，并进行失效分析。在医疗器械设备中，通常的运动线束运动方式为带拖链的水平滑动、水平摆动和旋转运动。
3.现有技术中，线束疲劳平台通常是通过一个伺服电机驱动，并通过一种机械传动结构实现单一运动形式的疲劳测试，在进行不同测试时，需更换不同的线束疲劳平台，测试效率低。
4.综上所述，如何解决需要更换线束疲劳平台来满足不同的线束疲劳测试的问题，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种多功能线束疲劳试验平台，能同时实现线束弯曲、线束拉伸、线束旋转三种疲劳测试，无需更换疲劳线束平台。
6.为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
7.一种多功能线束疲劳试验平台，包括：固定框架、电源组件、控制系统、拖链疲劳测试机构、线束拉伸疲劳测试机构及线束扭转疲劳测试机构，所述拖链疲劳测试机构、所述线束拉伸疲劳测试机构及所述线束扭转疲劳测试机构均与所述控制系统信号连接，所述电源组件与所述控制系统连接，所述电源组件、所述控制系统、所述拖链疲劳测试机构、所述线束拉伸疲劳测试机构及所述线束扭转疲劳测试机构均设置于所述固定框架。
8.优选地，所述电源组件包括电源输入端、变压装置及保护断路器，所述保护断路器分别与所述电源输入端和所述变压装置连接。
9.优选地，所述控制系统包括上位机、工控板及两个八轴电机驱动板，所述工控板分别与所述上位机、两个所述八轴电机驱动板信号连接，所述工控板、两个所述八轴电机驱动板均与所述电源组件连接，一个所述八轴电机驱动板与所述线束扭转疲劳测试机构信号连接，另一个所述八轴电机驱动板分别与拖链疲劳测试机构、线束拉伸疲劳测试机构信号连接。
10.优选地，所述拖链疲劳测试机构包括第一底座及设置于所述第一底座上的第一往复运动机构，所述第一往复运动机构与所述控制系统信号连接，所述第一底座设置于所述固定框架上。
11.优选地，所述第一往复运动机构包括第一往复驱动装置、第一滑轨、第一滑块、第
一连接组件、第一原点位置传感器及第一限位传感器，所述第一连接组件与所述第一滑块连接，所述第一滑块可滑动的设置于所述第一滑轨上，所述第一连接组件与所述第一往复驱动装置连接，所述第一原点位置传感器设置于所述第一连接组件上，所述第一限位传感器设置于所述滑轨长度方向的一侧。
12.优选地，所述线束拉伸疲劳测试机构包括第二底座、固定型材及设置于所述第二底座上的第二往复运动机构，所述固定型材设置于沿所述第二往复运动机构运动方向的所述第二底座的一侧，所述第二往复运动机构与所述控制系统信号连接，所述第二底座设置于所述固定框架上。
13.优选地，所述第二往复运动机构包括第二往复驱动装置、第二滑轨、第二滑块、第二连接组件、第二原点位置传感器及第二限位传感器，所述第二连接组件与所述第二滑块连接，所述第二滑块可滑动的设置于所述第二滑轨上，所述第二连接组件与所述第二往复驱动装置连接，所述第二原点位置传感器设置于所述第二连接组件上，所述第二限位传感器设置于所述滑轨长度方向的一侧。
14.优选地，所述线束扭转疲劳测试机构包括安装架及设置于所述安装架的驱动转动装置，所述驱动转动装置的上部设置第一线束固定件，所述驱动转动装置的下部设置第二线束固定件，所述安装架上设置第三线束固定件。
15.优选地，所述驱动转动装置包括驱动转动组件、空心轴及固定板，所述驱动转动组件与所述空心轴连接，所述固定板作为所述第一线束固定件设置于所述空心轴的顶部。
16.优选地，还包括电阻扫描仪。
17.本技术所提供的多功能线束疲劳试验平台通过一个控制系统分别控制拖链疲劳测试机构、线束拉伸疲劳测试机构及线束扭转疲劳测试机构，能同时实现线束弯曲、线束拉伸、线束旋转三种疲劳测试；通过结合上述三种测试结果可评测线束的综合性能。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
19.图1为本实用新型所提供的多功能线束疲劳试验平台的轴测图；
20.图2为本实用新型所提供的两块八轴电机驱动板分别与10个步进电机的驱动连接图；
21.图3为本实用新型所提供的拖链疲劳测试机构的轴测图；
22.图4为本实用新型所提供的线束拉伸疲劳测试机构一侧的轴测图；
23.图5为本实用新型所提供的线束拉伸疲劳测试机构另一侧的轴测图
24.图6为本实用新型所提供的线束扭转疲劳测试机构的轴测图；
25.图7为本实用新型所提供的多功能线束疲劳试验平台的信号传输图。
26.图1-7中：
27.1-线束扭转疲劳测试机构、2-固定框架、3-开关电源、4-工控板、5-八轴电机驱动板、6-电阻扫描仪、7-线束拉伸疲劳测试机构、8-双插线、9-插座、10-保护断路器、11-拖链
疲劳测试机构；
28.11-1-第一步进电机、11-2-横梁、11-3-主动轮组件、11-4-测试样线、11-5-第一皮带、11-6-第一限位传感器、11-7-拖链、11-8-第一滑轨、11-9-拖链连接支架、11-10-固定座、11-11-皮带固定支架、11-12-第一滑块、11-13-第一原点位置传感器、11-14-支撑件、11-15-从动轮组件；
29.7-1-第二步进电机、7-2-第二滑轨、7-3-第二滑块、7-4-第二滑块支架、7-5-连接板、7-6-第二固定支架、7-7-固定型材、7-8-第一固定支架、7-9-第二原点位置传感器、7-10-第二皮带、7-11-皮带轮、7-12-第二底座、7-13-从动轮、7-14-皮带固定夹、7-15-第三皮带、7-16-第二限位传感器；
30.1-1-第三步进电机、1-2-第一线束固定件、1-3-空心轴、1-4-第三原点位置传感器、1-5-主动轮、1-6-皮带轮组件、1-7-第四皮带、1-8-安装板、1-9-固定板、1-10-竖板、1-11-第三线束固定件、1-12-第二线束固定件。
具体实施方式
31.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
32.本实用新型的核心是提供一种多功能线束疲劳试验平台，能同时实现线束弯曲、线束拉伸、线束旋转三种疲劳测试，无需更换疲劳线束平台。
33.请参考图1～7，一种多功能线束疲劳试验平台，包括：固定框架2、电源组件、控制系统、拖链疲劳测试机构11、线束拉伸疲劳测试机构7及线束扭转疲劳测试机构1，拖链疲劳测试机构11、线束拉伸疲劳测试机构7及线束扭转疲劳测试机构1均与控制系统信号连接，电源组件与控制系统连接，电源组件、控制系统、拖链疲劳测试机构11、线束拉伸疲劳测试机构7及线束扭转疲劳测试机构1均设置于固定框架2。
34.需要说明的是，固定框架2包括四根立柱和设置于四根立柱之间的层板，层板的数量设置为三个，均水平设置，将电源组件、控制系统、拖链疲劳测试机构11、线束拉伸疲劳测试机构7及线束扭转疲劳测试机构1分别设置于三个层板上，优选地，将线束扭转疲劳测试机构1设置于上层的层板上，将线束拉伸疲劳测试机构7、电源组件和控制系统设置于中层的层板上，将拖链疲劳测试机构11设置于底层的层板上。
35.控制系统通过线缆分别与拖链疲劳测试机构11、线束拉伸疲劳测试机构7及线束扭转疲劳测试机构1信号连接，电源组件设置于中层的层板的一侧，控制系统设置于电源组件和线束拉伸疲劳测试机构7之间。电源组件用于与外部电源连接以向控制系统及拖链疲劳测试机构11、线束拉伸疲劳测试机构7、线束扭转疲劳测试机构1进行供电。
36.拖链疲劳测试机构11的拖链11-7上固定有测试样线11-4，拖链疲劳测试机构11通过不断弯曲、复原拖链11-7的操作对测试样线11-4进行弯曲疲劳测试；线束拉伸疲劳测试机构7通过不断水平拉动、复原的操作对线束进行水平拉伸疲劳测试；线束扭转疲劳测试机构1通过不断扭动线束、使线束产生扭曲变形后复原的操作对线束进行转动疲劳测试。
37.本技术所提供的多功能线束疲劳试验平台通过一个控制系统分别控制拖链疲劳
测试机构11、线束拉伸疲劳测试机构7及线束扭转疲劳测试机构1，能同时实现线束弯曲、线束拉伸、线束旋转三种疲劳测试；通过结合上述三种测试结果可评测线束的综合性能。
38.为了提升电源组件的安全性，在上述实施例的基础上，作为进一步的优选，电源组件包括电源输入端、变压装置及保护断路器10，保护断路器10分别与电源输入端和变压装置连接。外部220v或其他电压数值的电源由电源输入端输入，进入变压装置后输出为24v或其他电压数值的直流电，优选地，变压装置为开关电源3。电源输入端包括双插线8及插座9，双插线8的两端均为插头，一端的插头适配插座9，另一端插头适配外部电源插座9，便于连接不同型号的外部电源插座9。本实施例通过在变压装置后设置断路保护器可以保证电器安全，降低隐患。
39.为了便于进行控制，在上述实施例的基础上，作为进一步的优选，控制系统包括上位机、工控板4及两个八轴电机驱动板5，工控板4分别与上位机、两个八轴电机驱动板5信号连接，工控板4、两个八轴电机驱动板5均与电源组件连接，一个八轴电机驱动板5与线束扭转疲劳测试机构1信号连接，另一个八轴电机驱动板5分别与拖链疲劳测试机构11、线束拉伸疲劳测试机构7信号连接。经过开关电源3输出三路24v直流电，分别连接到工控板4和两块八轴电机驱动板5上，工控板4通过一路can信号与两块八轴电机驱动板5进行通信，一块八轴电机驱动板5控制线束扭转疲劳测试机构1运行，另一块八轴电机驱动板5控制拖链疲劳测试机构11、线束拉伸疲劳测试机构7运行，工控板4通过一根网线与上位机进行通信，可通过上位机的程序来控制拖链疲劳测试机构11、线束拉伸疲劳测试机构7及线束扭转疲劳测试机构1的运行参数。
40.关于拖链疲劳测试机构11的结构形式，在上述实施例的基础上，作为进一步的优选，拖链疲劳测试机构11包括第一底座及设置于第一底座上的第一往复运动机构，第一往复运动机构与控制系统信号连接，第一底座设置于固定框架2上。第一底座包括横梁11-2、支撑件11-14和固定座11-10，支撑件11-14设置于横梁11-2下方，支撑件11-14的底部与顶层层板连接。固定座11-10设置于横梁11-2的上部，固定座11-10为条形槽状，沿横梁11-2的长度方向设置，拖链11-7设置于固定座11-10内。第一往复运动机构设置于横梁11-2的侧面，第一往复运动机构与拖链11-7连接。通过往复运动的方式带动拖链11-7可以弯曲、复原，从而达到测试拖链11-7疲劳的目的。
41.关于第一往复运动机构的结构形式，在上述实施例的基础上，作为进一步的优选，第一往复运动机构包括第一往复驱动装置、第一滑轨11-8、第一滑块11-12、第一连接组件、第一原点位置传感器11-13及第一限位传感器11-6，第一连接组件与第一滑块11-12连接，第一滑块11-12可滑动的设置于第一滑轨11-8上，第一连接组件与第一往复驱动装置连接，第一原点位置传感器11-13设置于第一连接组件上，第一限位传感器11-6设置于滑轨长度方向的一侧。
42.第一往复驱动装置包括第一步进电机11-1、主动轮组件11-3、从动轮组件11-15、第一皮带11-5，第一步进电机11-1与主动轮组件11-3连接，主动轮组件11-3和从动轮组件11-15通过第一皮带11-5传动。第一连接组件包括皮带固定支架11-11、拖链连接支架11-9，第一原点位置传感器11-13设置于拖链连接支架11-9上，第一滑块11-12与拖链连接支架11-9可通过螺栓固定，皮带固定支架11-11与第一滑块11-12连接，皮带固定支架11-11与第一皮带11-5连接。
43.在进行检测时，测试样线11-4一端固定在横梁11-2上，另外一端和拖链11-7一起固定在拖链连接支架11-9上，动力由步进电机输出，经过第一皮带11-5带动第一滑块11-12在第一滑轨11-8上运动，从而实现测试样线11-4的折弯运动。第一原点传感器用于确定拖链11-7运动的初始位置，第一限位传感器11-6用于限制拖链11-7运动的最大位置。往返距离l以及运动频率等参数可通过上位机与工控板4控制。通过调节和更换拖链11-7的型号，可对不同弯曲半径的测试样线11-4进行测试。
44.需要说明的是，八轴电机驱动板5与电机之间通过线束连接，可通过上位机的程序来控制步进电机的转速、脉冲值、运行时间进而控制第一往复运动机构的频率、位移、旋转角等参数。通过调节第一步进电机11-1脉冲值来调节测试样线11-4的水平运动的距离，不需要更换运动机构；结构简单制造容易，安装和维修方便，成本较低。
45.关于线束拉伸疲劳测试机构7的结构形式，在上述实施例的基础上，作为进一步的优选，线束拉伸疲劳测试机构7包括第二底座7-12、固定型材7-7及设置于第二底座7-12上的第二往复运动机构，固定型材7-7设置于沿第二往复运动机构运动方向的第二底座7-12的一侧，第二往复运动机构与控制系统信号连接，第二底座7-12设置于固定框架2上。第二底座7-12包括两个立设的底板，两个底板相互平行，每个底板的底部均设置底部安装板1-8，以保证两个底板可以稳定安装在中层层板上。固定型材7-7可设置为合金件等材料，并将固定型材7-7固定在中层层板上，使固定型材7-7处于第二底座7-12的一侧。
46.在检测时，将测试样线11-4的一端连接在第二往复运动机构上，另一端固定连接在固定型材7-7的第一固定支架7-8上，通过控制系统驱动第二往复机构往复运动，可以拉直或复原待测样线，以测试待测样线的拉伸疲劳强度。
47.在上述实施例的基础上，作为进一步的优选，第二往复运动机构包括第二往复驱动装置、第二滑轨7-2、第二滑块7-3、第二连接组件、第二原点位置传感器7-9及第二限位传感器7-16，第二连接组件与第二滑块7-3连接，第二滑块7-3可滑动的设置于第二滑轨7-2上，第二连接组件与第二往复驱动装置连接，第二原点位置传感器7-9设置于第二连接组件上，第二限位传感器7-16设置于滑轨长度方向的一侧。
48.需要说明的是，第二往复驱动装置包括第二步进电机7-1、第二皮带7-10、第三皮带7-15、皮带轮7-11、从动轮7-13，步进电机通过第二皮带7-10驱动皮带轮7-11转动，皮带轮7-11的另一侧通过第三皮带7-15驱动从动轮7-13转动。步进电机、皮带轮7-11和从动轮7-13均设置于其中一个底板上。
49.第二连接组件包括皮带固定夹7-14、两个第二滑块支架7-4、连接板7-5、第二固定支架7-6，两个第二滑块支架7-4分别与两个第二滑块7-3连接，两个第二滑块7-3分别可滑动的设置于两个第二滑轨7-2上，一个第二滑块支架7-4通过皮带固定夹7-14与第三皮带7-15连接。连接板7-5分别与两个第二滑块支架7-4连接，第二固定支架7-6设置于连接板7-5朝向固定型材7-7的一侧，第二固定支架7-6的数量与第一固定支架7-8的数量一致且位置一一对应。当皮带轮7-11正向或反向运动时，可以带动第二滑块支架7-4往复运动。
50.在对测试样线11-4进行测试时，动力由第二步进电机7-1输出，通过第二皮带7-10传输带动滑块在滑轨上往返运动，从而带动测试样线11-4做往返运动，第二原点位置传感器7-9用于确定第二滑块7-3运动的初始位置，第二限位传感器7-16用于限定第二滑块7-3运动的最大位置；第二滑块7-3的往返距离l以及运动频率等参数可通过上位机与工控板4
控制。通过调节和更换第一固定支架7-8和第二固定支架7-6的位置，可满足不同长度的测试样线11-4进行测试，不需要更换线束拉伸疲劳测试机构7；结构简单制造容易，安装和维修方便，成本较低。
51.关于线束扭转疲劳测试机构1的结构形式，在上述实施例的基础上，作为进一步的优选，线束扭转疲劳测试机构1包括安装架及设置于安装架的驱动转动装置，驱动转动装置的上部设置第一线束固定件1-2，驱动转动装置的下部设置第二线束固定件1-12，安装架上设置第三线束固定件1-11。
52.安装架包括安装板1-8、固定板1-9、竖板1-10，安装板1-8水平设置，固定板1-9分别设置于安装板1-8的两侧，固定板1-9与顶层层板连接，竖板1-10设置于安装板1-8的底部。由于竖板1-10的长度长于固定板1-9且驱动转动装置的底部低于固定板1-9的底部，需要在顶层层板上设置通孔，以使竖板1-10和驱动转动装置沿通孔伸出顶层层板的下方。第三线束固定件1-11设置于竖板1-10的底部。
53.在测试时，测试样线11-4的上端固定在第一线束固定件1-2上，测试样线11-4的下端固定在第三线束固定件1-11上，测试样线11-4的中部固定在第二线束固定件1-12上。驱动转动装置输出的动力带动第一线束固定件1-2和第二线束固定件1-12转动，由于测试样线11-4的下端位置固定，可以带动测试样线11-4扭转，从而测试测试样线11-4的转动疲劳强度。
54.优选地，安装板1-8上设置第三原点位置传感器1-4，用于确定驱动转动装置运动的初始位置，驱动转动装置的转动角度以及运动频率等参数可通过上位机与工控板4控制。
55.在上述实施例的基础上，作为进一步的优选，驱动转动装置包括驱动转动组件、空心轴1-3及固定板1-9，驱动转动组件与空心轴1-3连接，固定板1-9作为第一线束固定件1-2设置于空心轴1-3的顶部。
56.驱动转动组件包括第三步进电机1-1、主动轮1-5、皮带轮组件1-6、第四皮带1-7，皮带轮组件1-6与空心轴1-3同轴设置，优选地，皮带轮组件1-6套装在空心轴1-3的外周，皮带轮组件1-6和空心轴1-3通过花键连接。主动轮1-5设置于第三步进电机1-1的输出轴，主动轮1-5与皮带轮组件1-6通过第四皮带1-7传动。
57.第一线束固定件1-2设置于空心轴1-3的顶部，第二线束固定件1-12设置于空心轴1-3的底部，线束中的每根线拆分固定在第一线束固定件1-2上，线束沿空心轴1-3穿过并由第二线束固定件1-12固定，线束的下端固定在第三线束固定件1-11上。
58.通过调节第三步进电机1-1脉冲值来调节第三步进电机1-1的旋转运动角度，可满足不同扭转程度的测试样线11-4进行测试，不需要更换线束扭转疲劳测试机构1；结构简单制造容易，安装和维修方便，成本较低。
59.优选地，还包括用于检测测试样线11-4电阻的电阻扫描仪6，电阻扫描仪6可检测测试样线11-4在不同工况下的电阻值，以确定测试样线11-4的质量，电阻扫描仪6最多可同时检测96路被测样线的电阻值。
60.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
61.以上对本实用新型所提供的多功能线束疲劳试验平台进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮
助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。