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如何设计兼具功能性和美观性的导线器

2021-10-20 阅读 1224

30年前,机器人爬楼梯几乎是不可能的,但现在,本田的ASIMO机器人不仅可以走上礼堂舞台的楼梯,还可以拉小提琴。在拆下外壳后,ASIMO在每个细节中都展现了精湛的工艺,包括清晰的导线引导,创造了信息和电的高速公路,使这个神奇的机器人充满活力。




为什么要使用导线?


首先也是最重要的一点,良好的导丝器可以使电线和数据线远离关键的运动部件,从而保护电子设备和部件。在正确的点上允许足够的松弛意味着在其他点上保持较短的距离。如果机械组件在连接电线的情况下移动,通常会出现一些长度差异,您的设计需要考虑到这一点。


(夹线)


这给我们带来了第二个要求:应变消除。随着设计的移动,很容易拉扯电线,测试电连接器的强度或产生急弯。良好的导丝器将允许接头周围松弛,同时确保任何拉力都是针对坚固的机械件,而不是精细的焊接或压接连接。


特别是在当今符合 RoHS 标准的无铅焊料中,接头很脆,只能承受非常有限的应变。



良好的导线导向器会将电线和电缆引离接头和连接器,从而使部件之间的装配更容易一次性完成。


导线器的类型


1.电缆导向夹


使用方便,价格便宜,这些部件将绑定在一起,不会造成任何挤压。对于许多项目,这些指南将提供外壳设计所需的一切,只需要您注意外壳内螺钉的凸台。然而,它们可能不会让人对它们的美丽产生敬畏,额外的组件会增加额外的成本和额外的组装时间。



(夹子价格便宜且易于使用,但会花费组装时间和简单性)


2.应变消除


如上所述,对于许多导线导管,应变消除本身是一项主要要求,最好将应变消除导线导管作为连接器后的第一个导线导管点。最常见的应变消除导线器会在导线上产生双重弯曲,将导线夹在柱子和马蹄铁之间,从而在一端产生松弛,使在另一端有张力时也是如此。


(马蹄形和后应变消除导线)


这种设计需要在以下两个方面之间保持平衡:a)不要将金属线弯曲得太紧,因为金属线本身会产生应变;b)在两部分之间产生足够的摩擦,以确保金属线不会滑动。对于重复的导线弯曲,您需要将弯曲半径限制为导线厚度的至少八倍,在这样的设计中,导线仅弯曲一次,导线直径的最小弯曲半径通常就足够了。


(只要最小弯曲半径大鱼厚度,就可解决)


该设计的第二个关键部分是产生足够的摩擦力,以保持钢丝的位置。公式很简单,但是需要材料之间复杂的相互作用。当然,规则是金属线的弯曲越紧,在不打滑的情况下可以承受的力就越大。因为这直接影响应变最小化,所以在设计中尽可能使用最小弯曲半径(一个导线厚度)是很好的。


3.热塑性固定导线器


对于电线将无限期地固定在适当位置且必须保持安全的情况,电线顶部的热成型键提供了安全的引导,将电线滑出的风险降至最低。


当然,您的设计需要小心谨慎,以确保导轨将熔化在一起而不会损坏下面的电线,因此添加一个更快熔化的薄塑料区域是一个好主意。




4.卡入式导线器


装配应为卡扣式导线导管允许最容易装配任何导线导管。无需螺丝或其他硬件,无需加热,无需仔细弯曲,只要把电线穿过,即可保持固定。




5.夹线导管


类似于卡入式设计,夹线导管将牢固地将电线固定在您的机械部件之外,便于组装。更好的是,这些设计非常适合需要大量单独电缆的带状电缆。


与应变消除导轨一样,注意不要在导线中产生任何可能损害机械完整性或导电性的压接。




6.拉链扎带


拉链扎带是一种普遍存在的解决方案,非常适合原型制作,但使用时要谨慎:虽然非常牢固,但如果与锋利的边缘接触,拉链扎带可能断裂,如果末端没有正确夹住,这些碎片可能会卡在机械上组件。尽量少用拉链扎带,最好只在原型中使用。


最终设计说明


这些设计中的任何一种都比完全不提供导线器要好,但在考虑导线导向器的最佳类型和位置时,问自己以下问题:


  1. 有没有办法让电线靠近核心部件,这样外壳部件就可以不用电线连接直接脱落?
  2. 电线和电缆通过组件的最直接路线是什么?
  3. 机械设计的哪些方面特别容易受到电缆和电线的挤压?
  4. 在哪里可以避免汇编器需要工具来布线电缆?
  5. 我怎样才能让组装者清楚地看到正确的电缆路线?
  6. 电缆布线如何为机器增添美感?
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