一种反馈式线束低温弯折实验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种反馈式线束低温弯折实验装置，线束弯折机械结构的运动轴安装有增量式编码器为单片机控制系统提供反馈信号，经单片机控制系统处理后通过人机交互单元可观察弯折频率、次数等实验信息；从人机交互单元输入操作指令输送给单片机控制系统，并转化为电机控制器控制信号，电机控制器控制步进电机工作为弯折动作执行单元提供稳定的驱动力，通过线束通断反馈电路和实验完成报警电路监视被测线束在弯折过程中的导通性和实验完成报警。本实用新型专利技术克服了现有线束低温弯折实验装置的实验数据简单、无反馈、主观判断等缺点。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术公开了一种反馈式线束低温弯折实验装置，属于电子元器件检测

技术介绍
线束在低温下弯折的情况在实际生活中比较常见，尤其在北方地区冬季的气候寒 冷干燥等特点使得低温环境下弯折线束对线束表面绝缘层和线束内芯损坏速度加剧，使得 线束使用寿命大大降低，使用该类线束的产品可靠性也随之下降。线束低温弯折实验装置是实验室内检测线束在低温环境下使用寿命的必备设备， 采用模拟人手弯折线束的方式在低温环境试验箱中进行模拟试验。目前，多数实验室现有 的线束弯折试验机的关注点放在如何产生持续稳定的弯折动作和弯折后线束绝缘层表面 的破损情况，忽略了弯折过程中的线束导通性是否存在异常，不具备反馈控制能力，线束弯 折实验的数据简单，实验过程和结论存在较多的主观判断。总之，作为实验设备，应具备稳定性、可重复性和可度量性的特点，目前的线束低 温弯折实验装置已经不能满足这样的要求。
技术实现思路
本技术公开了一种反馈式线束低温弯折实验装置，克服了现有线束低温弯折 实验装置的实验数据简单、无反馈、主观判断等缺点。本技术使用方法的技术解决方案如下由人机交互单元、单片机控制系统 (ECU)、动力输出单元、弯折动作执行单元、线束通断反馈电路、实验完成报警电路、数据存 储电路构成。其中“人机交互单元”由KEY Matrix按键、上拉电阻R1、R2和IXD液晶屏组成。 由KEY Matrix按键输入操作指令输送给单片机控制系统(ECU)，经单片机控制系统(ECU) 处理后由LCD液晶屏显示输出；“动力输出单元”由电机控制器及步进电机组成。由单片机 控制系统(ECU)发送给电机控制器操纵指令控制步进电机传动轴顺时针、逆时针转动，为 弯折动作执行单元提供稳定可靠的驱动力，保障实验装置稳定运行。“弯折动作执行单元” 由增量式编码器、联轴器、弯折机械机构、线束夹、齿轮、齿条、滑块滑道、两组定滑轮及闸线 组成。其中增量式编码器通过联轴器安装在线束弯折机械结构运动轴一端为单片机控制系 统(ECU)提供反馈信号；弯折机械结构运动轴另一端固定齿轮并与滑块上齿条配合。线束 夹用来固定被测线束，两组定滑轮分别安装在线束弯折机械结构两侧。闸线通过定滑轮连 接滑块与电机传动轴，连接动力输出单元及弯折动作执行单元，保障弯折动作顺利进行确 保弯折过程中的摆动角度及周期稳定。“线束通断反馈电路”由5V电源、电阻R3、R4和被测 线束组成。其中5V电源、被测线束及限流电阻R4串联后与电阻R3接地后两路并联到E⑶ 的RAl端口，实时监测弯折过程中被测线束的导通性能；“实验完成报警电路”由限流电阻 R5、三极管Q3、蜂鸣器、发光二极管组成。5V电源、电阻R5与发光二极管串联后连接到E⑶ 的RC7端口。E⑶的RC6端口连接三极管Q3基极，三极管Q3集电极连接5V电源，发射极连接蜂鸣器。当实验停止时，蜂鸣器报警、发光二极管间歇闪烁并将停止信号通过E⑶的RC7 端口反馈给人机交互单元并通过LCD液晶屏观察实验信息；“数据存储电路”用来存储实验 信息，由S25FL032A存储模块完成。本技术的工作过程如下电路方面首先在人机交互单元通过KEY Matrix按键和IXD液晶显示屏设定线 束弯折角度(可以选择几个角度)、弯折频率、弯折方式(可以设定固定弯折的次数和弯折 时间用来进行定量实验)；经单片机控制系统(ECU)信号处理对电机控制器的外部端子进 行控制。实验前，设置电机控制器为两线式运转模式，当开启实验时，ECU的RCO端口输出 低电平使三极管Ql处于饱和模式(此时Q2处于截止模式)，使电机控制器的SX(FWD)端 与DCM端相连(见图2)，电机传动轴顺时针转动。安装在弯折动作执行单元中线束弯折机 械结构运动轴上的增量式编码器测量弯折机械结构运动轴转动数据并产生脉冲信号经RAO 端口反馈给ECU，经过公式换算，当弯折角度与预设角度相同时，RCO端口输出高电平，RCl 端口输出低电平，三极管Ql截止三极管Q2导通，电机控制器SX(REV)端与DCM端相连，电 机传动轴逆时针转动，当弯折角度再次与预设角度相同时，完成一个周期的实验；通过测量 线束通断反馈电路中与被测线束串联电阻R3的电压，再利用ECU的A/D转换模块，并将数 据经由RAl端口反馈给E⑶，E⑶通过对比基准电压来决定是否停止实验。实验过程中采集 的弯折次数、弯折角度和弯折方式一方面作为反馈控制的输入信息可通过LCD液晶屏实时 观察，另一方面通过S25FL032A存储模块及时保存数据。当实验停止时，实验完成报警电路 的蜂鸣器报警、发光二极管间歇闪烁并将停止信号通过E⑶的RC7端口反馈给人机交互单元。机械方面在弯折动作执行单元机械结构中水平滑块上端安装齿条。当步进电机 传动轴顺时针转动，传动轴拉动间线使弯折执行机构中水平滑块在滑道中水平运动，齿条 带动安装在弯折机械结构运动轴一端的齿轮旋转使得弯折机械结构闭合。当步进电机传动 轴逆时针转动，闸线向相反方向拉动水平滑块，齿条带动齿轮旋转使弯折机械结构回复到 初始位置，完成一次弯折动作。在线束弯折的同时，运动轴另一端的增量式编码器产生反馈 信号返回给单片机控制系统为电机控制系统提供控制信号(见图3、图4)。本技术的积极效果在于设计实验装置线束通过反馈电路和实验完成报警电 路，实现了线束低温弯折实验装置获取实验数据的能力，根据线束弯折角度需求和弯折次 数形成不同的控制策略，实现反馈控制的目的；设计数据存储电路，实现了线束弯折角度和 弯折次数的存储功能；利用单片机控制系统，实现了实验过程的智能控制，使实验过程及结 论更加客观。附图说明图1为技术结构组成原理图。图2为技术电路原理图。图3为技术弯折动作执行单元机械结构主视图。图4为技术弯折动作执行单元机械结构俯视图。1.定滑轮；2.闸线；3.滑道；4.齿轮；5.水平滑块；6.齿条；7.弯折机械结构； 8.联轴器；9.增量式编码器；10.线束夹。具体实施方式根据图1所示，从人机交互单元按键输入的操作指令经单片机控制系统(ECU)转 化为控制信号输送给动力输出单元中电机控制器，电机控制器控制步进电机运转为弯折动 作执行单元提供稳定的驱动力。弯折动作执行单元在弯折被测线束的同时，通过安装在转 动轴处的增量式编码器为单片机控制系统提供反馈信号。该反馈信号一方面作为单片机控 制系统(ECU)的控制信号经过单片机控制系统(ECU)处理后通过人机交互单元的LCD液晶 屏可即时观察弯折频率、弯折次数等实验反馈信息；另一方面将实验信息保存到数据存储 电路。通过线束通断反馈电路和实验完成报警电路监视被测线束在弯折过程中的导通性和 实验完成报警。根据图2所示，由KEY Matrix按键、上拉电阻Rl、R2和IXD液晶屏组成人机交互 单元。其中IXD液晶屏的DB0 DB7端口与EOT的RDCTRD7端口连接，实现了线束低温弯折实 验机功能的设定和实验完成后数据的显示功能；电机控制器作为动力输出单元控制部分。 由人机交互单元输入的操作指令经ECU转换后，由ECU的RCO、RC1端口输出高低电平控制 电机控制器三极管Ql、Q2的工作模式，从而控制动力输出单元中电机控制器操纵步进电机 的导通、传动轴的顺时针转动和逆时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种反馈式线束低温弯折实验装置，其特征在于：由人机交互单元、单片机控制系统、动力输出单元、弯折动作执行单元、线束通断反馈电路、实验完成报警电路、数据存储电路构成，其中，人机交互单元由ＫＥＹＭａｔｒｉｘ按键、上拉电阻Ｒ１、Ｒ２和ＬＣＤ液晶屏组成，由ＫＥＹＭａｔｒｉｘ按键输入操作指令输送给单片机控制系统，经单片机控制系统处理后由ＬＣＤ液晶屏显示输出；动力输出单元由电机控制器及步进电机组成，由单片机控制系统发送给电机控制器操纵指令控制步进电机传动轴顺时针、逆时针转动，为弯折动作执行单元提供稳定可靠的驱动力；弯折动作执行单元由增量式编码器、联轴器、弯折机械机构、线束夹、齿轮、齿条、滑块滑道、两组定滑轮及闸线组成，增量式编码器通过联轴器安装在线束弯折机械结构运动轴一端，为单片机控制系统提供反馈信号；弯折机械结构运动轴另一端固定齿轮并与滑块上齿条配合；线束夹用来固定被测线束，两组定滑轮分别安装在线束弯折机械结构两侧；闸线通过定滑轮连接滑块与电机传动轴，连接动力输出单元及弯折动作执行单元；线束通断反馈电路由５Ｖ电源、电阻Ｒ３、Ｒ４和被测线束组成，５Ｖ电源、被测线束及限流电阻Ｒ４串联后与电阻Ｒ３接地后两路并联到ＥＣＵ的ＲＡ１端口，实时监测弯折过程中被测线束的导通性能；实验完成报警电路由限流电阻Ｒ５、三极管Ｑ３、蜂鸣器、发光二极管组成，５Ｖ电源、电阻Ｒ５与发光二极管串联后连接到ＥＣＵ的ＲＣ７端口；ＥＣＵ的ＲＣ６端口连接三极管Ｑ３基极，三极管Ｑ３集电极连接５Ｖ电源，发射极连接蜂鸣器。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王鑫，吕楠，边增远，陈兆莹，董杨，韩润哲，李禄源，
申请(专利权)人：长春启明车载电子有限公司，
类型：实用新型
国别省市：82[中国|长春]