多自由度线束疲劳试验设备及其疲劳试验方法技术

本发明专利技术公开了多自由度线束疲劳试验设备及其疲劳试验方法。现有的动态线束适用性及寿命模拟分析均是通过多个单自由度模拟后累加起来，试验结果与多自由度自动结合情况有较大差异。本发明专利技术的线缆高度检测机构包括红外发射器和红外接收器，两者分别由一个垂移直线模组驱动上下移动，两个垂移直线模组的支撑座与两个纵向导轨分别构成滑动副；横移机构由垂移机构驱动上下移动；纵移机构和横移机构上均设有角度调整组件；角度调整组件中，偏转机构置于侧滚机构顶部，点头机构置于偏转机构顶部；每个角度调整组件的点头机构上设有测试件安装板，测试件安装板上设有若干防碰撞感应装置。本发明专利技术可以验证线束长度是否满足实际使用需求，以及进行疲劳试验。

【技术实现步骤摘要】
多自由度线束疲劳试验设备及其疲劳试验方法
本专利技术属于工业、轨交和新能源等应用领域，具体涉及一种多自由度线束疲劳试验设备及其疲劳试验方法。
技术介绍
现在的动态线束适用性及寿命模拟分析、验证方式主要有以下2种：1、理论计算和模拟，通过运动参数使用设计软件或仿真软件进行测算和模拟分析；2、多个单自由度模拟进行持续累加试验验证，通过一定工装与结构结合按照运动参数进行实物模拟分析；以上第一种是根据理论数据进行测算和模拟，适用性与实际状况存在差异，且关于寿命的模拟分析需要大量的基础数据积累才能进行一个理论的测算，不够贴合实际状况影响设计冗余，同时不适合产品寿命的验证；第二种通过多个单自由度模拟后累加起来，试验结果与多自由度自动结合情况下的数据会有较大的差异，多自由度综合条件下的要求与单自由度持续累加条件下的要求要严苛很多，且非自动控制的设备，每次运动轨迹都和设置相关，存在一致性较差的隐患，因此也不适合多运动方向的符合性运动。另外，随着智能化设备的推广以及人员安全性的考虑，设备的自动控制也逐渐被大家所追求。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提供一种多自由度线束疲劳试验设备及其疲劳试验方法。本专利技术多自由度线束疲劳试验设备，包括纵移机构、横移机构、垂移机构、角度调整组件、线缆高度检测机构、纵向导轨、垂移直线模组和测试件安装板；所述的线缆高度检测机构设置在纵移机构和横移机构之间，包括红外发射器和红外接收器；红外接收器接收红外发射器发射的光线；所述的红外发射器和红外接收器分别由一个垂移直线模组驱动上下移动，两个垂移直线模组的支撑座与两个纵向导轨分别构成滑动副；所述的横移机构由垂移机构驱动上下移动；纵移机构和横移机构上均设有一个角度调整组件；所述的角度调整组件包括偏转机构、点头机构和侧滚机构；每个角度调整组件的点头机构上设有测试件安装板，测试件安装板上设有若干防碰撞感应装置；纵移机构、横移机构、垂移机构和垂移直线模组的动力源以及红外发射器均由控制器控制，防碰撞感应装置和红外接收器的信号输出端均与控制器电信连接。所述的侧滚机构包括斜置电缸和侧滚平板；两个斜置电缸的缸体均固定在横移机构的横移平台上，两个斜置电缸的推杆均与侧滚平板铰接；斜置电缸由控制器控制；所述的偏转机构包括竖向电机、主动齿轮、从动齿轮和偏转平板；竖向电机的底座固定在侧滚机构的侧滚平板上；主动齿轮固定在竖向电机的输出轴上，并与固定在传动轴上的从动齿轮啮合；传动轴与侧滚机构的侧滚平板构成转动副，并与偏转平板固定；竖向电机由控制器控制；所述的点头机构包括俯仰电缸、滚珠丝杆副一、安装架、移动架和摆杆；所述俯仰电缸的缸体固定在偏转机构的偏转平板上，俯仰电缸的推杆与安装架一侧铰接；所述安装架的另一侧与偏转机构的偏转平板铰接；俯仰电缸设有两个，均由控制器控制；滚珠丝杆副一的丝杆与安装架构成转动副；滚珠丝杆副一的螺母块与滚珠丝杆副一的丝杆构成螺旋副，并与移动架固定；所述的移动架与安装架构成滑动副；两根摆杆的一端均与移动架铰接，另一端均与测试件安装板顶部铰接；测试件安装板底部与安装架铰接。优选地，所述的控制器置于控制柜内，并与操作平台的控制面板电信连接。优选地，所述的纵移机构包括纵移机架、纵移伺服电机、齿轮一、齿条一、导轨一和纵移平台；纵移伺服电机的底座固定在纵移平台上，纵移平台与固定在纵移机架上的导轨一构成滑动副；齿轮一固定在纵移伺服电机的输出轴上，并与固定在纵移机架上的齿条一啮合；纵移伺服电机由控制器控制。优选地，所述的横移机构包括横移机架、横移伺服电机、齿轮二、齿条二、导轨二和横移平台；横移伺服电机的底座固定在横移平台上，横移平台与固定在横移机架上的导轨二构成滑动副；齿轮二固定在横移伺服电机的输出轴上，并与固定在横移机架上的齿条二啮合；横移伺服电机由控制器控制。优选地，所述的垂移机构包括剪叉式升降平台和剪叉驱动电缸；剪叉驱动电缸驱动剪叉式升降平台升降；剪叉驱动电缸由控制器控制。优选地，所述的垂移直线模组包括滚珠丝杆副二、竖向导轨、支撑座、联轴器和马达；滚珠丝杆副二的丝杆与支撑座构成转动副，滚珠丝杆副二的螺母块与红外发射器或红外接收器固定，并与固定在支撑座上的竖向导轨构成滑动副；马达的输出轴与丝杆通过联轴器连接；马达由控制器控制。优选地，所述的测试件安装板由基板和调整板组成；基板由点头机构驱动实现俯仰调节；所述的基板上开设有等距排布的若干定位孔；所述的调整板上开设有若干安装孔一和若干安装孔二；调整板的每个安装孔一与基板的一个定位孔通过螺栓和螺母固定连接；调整板设有两块，分设在基板两端。优选地，所述的防碰撞感应装置采用红外传感器。优选地，还包括安全护栏，纵移机构、横移机构、垂移机构、角度调整组件、线缆高度检测机构、纵向导轨和垂移直线模组均置于安全护栏内。该多自由度线束疲劳试验设备的疲劳试验方法，具体如下：将待试验线束两端与两块测试件安装板的安装孔二分别固定，然后通过纵移机构调整两块测试件安装板的纵向间距，并通过纵向导轨和垂移直线模组调整线缆高度检测机构的位置，以适应不同长度的待试验线束试验；接着，根据模拟的不同工况调整纵移机构、横移机构、垂移机构和角度调整组件，对待试验线束进行疲劳试验，疲劳试验过程中，线缆高度检测机构检测待试验线束的最低位置，防碰撞感应装置检测两块测试件安装板的最小间距；两块测试件安装板的最小间距小于预设值时，防碰撞感应装置输出信号给控制器，控制器控制纵移机构、横移机构、垂移机构和角度调整组件均停止运动；待试验线束低于预设高度时，线缆高度检测机构中红外发射器发射的光线被待试验线束遮挡，红外接收器输出信号给控制器，控制器连接的报警器报警，试验结束。其中，模拟的不同工况下，纵移机构、横移机构、垂移机构和角度调整组件的调整方式如下：(1)模拟列车启动工况：通过纵移机构增大两块测试件安装板的纵向间距，模拟待试验线束的垂向弯曲状态。(2)模拟列车进入或开出单个弯道的工况：通过角度调整组件的偏转机构调整两块测试件安装板的夹角，模拟待试验线束的摆动状态；并通过角度调整组件的侧滚机构实现每块测试件安装板的两端高度差，模拟待试验线束的扭转状态。(3)模拟列车进入或开出S形弯道的工况：通过角度调整组件的偏转机构8调整两块测试件安装板的夹角，模拟待试验线束的摆动状态；通过角度调整组件的侧滚机构实现每块测试件安装板的两端高度差，模拟待试验线束的扭转状态；并通过横移机构调整两块测试件安装板的横向间距，模拟待试验线束的横向弯曲状态。(4)模拟列车上坡或下坡的工况：通过角度调整组件的点头机构调整两块测试件安装板的俯仰角，并通过垂移机构调整两块测试件安装板的高度差，模拟待试验线束的垂向弯曲状态。(5)模拟列车停车或制动的工况：通过纵移机构减小两块测试件安装板的纵向间距，模拟待试验线束的垂向弯曲状态。本专利技术具有的有益效果：1、本专利技术通过纵移机构、横移机构、垂移机构和角度调整组件的运动，各运动可单独进行，也可任意组合进行，最大程度复原线束的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.多自由度线束疲劳试验设备，包括纵移机构、横移机构、垂移机构和测试件安装板，其特征在于：还包括角度调整组件、线缆高度检测机构、纵向导轨和垂移直线模组；所述的线缆高度检测机构设置在纵移机构和横移机构之间，包括红外发射器和红外接收器；红外接收器接收红外发射器发射的光线；所述的红外发射器和红外接收器分别由一个垂移直线模组驱动上下移动，两个垂移直线模组的支撑座与两个纵向导轨分别构成滑动副；所述的横移机构由垂移机构驱动上下移动；纵移机构和横移机构上均设有一个角度调整组件；所述的角度调整组件包括偏转机构、点头机构和侧滚机构；每个角度调整组件的点头机构上设有测试件安装板，测试件安装板上设有若干防碰撞感应装置；纵移机构、横移机构、垂移机构和垂移直线模组的动力源以及红外发射器均由控制器控制，防碰撞感应装置和红外接收器的信号输出端均与控制器电信连接；/n所述的侧滚机构包括斜置电缸和侧滚平板；两个斜置电缸的缸体均固定在横移机构的横移平台上，两个斜置电缸的推杆均与侧滚平板铰接；斜置电缸由控制器控制；所述的偏转机构包括竖向电机、主动齿轮、从动齿轮和偏转平板；竖向电机的底座固定在侧滚机构的侧滚平板上；主动齿轮固定在竖向电机的输出轴上，并与固定在传动轴上的从动齿轮啮合；传动轴与侧滚机构的侧滚平板构成转动副，并与偏转平板固定；竖向电机由控制器控制；所述的点头机构包括俯仰电缸、滚珠丝杆副一、安装架、移动架和摆杆；所述俯仰电缸的缸体固定在偏转机构的偏转平板上，俯仰电缸的推杆与安装架一侧铰接；所述安装架的另一侧与偏转机构的偏转平板铰接；俯仰电缸设有两个，均由控制器控制；滚珠丝杆副一的丝杆与安装架构成转动副；滚珠丝杆副一的螺母块与滚珠丝杆副一的丝杆构成螺旋副，并与移动架固定；所述的移动架与安装架构成滑动副；两根摆杆的一端均与移动架铰接，另一端均与测试件安装板顶部铰接；测试件安装板底部与安装架铰接。/n...

【技术特征摘要】
1.多自由度线束疲劳试验设备，包括纵移机构、横移机构、垂移机构和测试件安装板，其特征在于：还包括角度调整组件、线缆高度检测机构、纵向导轨和垂移直线模组；所述的线缆高度检测机构设置在纵移机构和横移机构之间，包括红外发射器和红外接收器；红外接收器接收红外发射器发射的光线；所述的红外发射器和红外接收器分别由一个垂移直线模组驱动上下移动，两个垂移直线模组的支撑座与两个纵向导轨分别构成滑动副；所述的横移机构由垂移机构驱动上下移动；纵移机构和横移机构上均设有一个角度调整组件；所述的角度调整组件包括偏转机构、点头机构和侧滚机构；每个角度调整组件的点头机构上设有测试件安装板，测试件安装板上设有若干防碰撞感应装置；纵移机构、横移机构、垂移机构和垂移直线模组的动力源以及红外发射器均由控制器控制，防碰撞感应装置和红外接收器的信号输出端均与控制器电信连接；
所述的侧滚机构包括斜置电缸和侧滚平板；两个斜置电缸的缸体均固定在横移机构的横移平台上，两个斜置电缸的推杆均与侧滚平板铰接；斜置电缸由控制器控制；所述的偏转机构包括竖向电机、主动齿轮、从动齿轮和偏转平板；竖向电机的底座固定在侧滚机构的侧滚平板上；主动齿轮固定在竖向电机的输出轴上，并与固定在传动轴上的从动齿轮啮合；传动轴与侧滚机构的侧滚平板构成转动副，并与偏转平板固定；竖向电机由控制器控制；所述的点头机构包括俯仰电缸、滚珠丝杆副一、安装架、移动架和摆杆；所述俯仰电缸的缸体固定在偏转机构的偏转平板上，俯仰电缸的推杆与安装架一侧铰接；所述安装架的另一侧与偏转机构的偏转平板铰接；俯仰电缸设有两个，均由控制器控制；滚珠丝杆副一的丝杆与安装架构成转动副；滚珠丝杆副一的螺母块与滚珠丝杆副一的丝杆构成螺旋副，并与移动架固定；所述的移动架与安装架构成滑动副；两根摆杆的一端均与移动架铰接，另一端均与测试件安装板顶部铰接；测试件安装板底部与安装架铰接。


2.根据权利要求1所述的多自由度线束疲劳试验设备，其特征在于：所述的控制器置于控制柜内，并与操作平台的控制面板电信连接。


3.根据权利要求1所述的多自由度线束疲劳试验设备，其特征在于：所述的纵移机构包括纵移机架、纵移伺服电机、齿轮一、齿条一、导轨一和纵移平台；纵移伺服电机的底座固定在纵移平台上，纵移平台与固定在纵移机架上的导轨一构成滑动副；齿轮一固定在纵移伺服电机的输出轴上，并与固定在纵移机架上的齿条一啮合；纵移伺服电机由控制器控制。


4.根据权利要求1所述的多自由度线束疲劳试验设备，其特征在于：所述的横移机构包括横移机架、横移伺服电机、齿轮二、齿条二、导轨二和横移平台；横移伺服电机的底座固定在横移平台上，横移平台与固定在横移机架上的导轨二构成滑动副；齿轮二固定在横移伺服电机的输出轴上，并与固定在横移机架上的齿条二啮合；横移伺服电机由控制器控制。


5.根据权利要求1所述的多自由度线束疲劳试验设备，其特征在于：所述的垂移机构包括剪叉式升降平台和剪叉驱动电缸；剪叉驱动电缸驱动剪叉式升降平台升降；剪叉驱动电缸由控制器控制。


6.根据权利要求1所述的多自由度线束疲劳试验设备，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：周青，王海波，吕浪平，许委阳，叶鸣华，
申请(专利权)人：浙江永贵电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33