專利名稱：搖擺試驗(yàn)臺(tái)中心支撐機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種測(cè)量?jī)蓚€(gè)或兩個(gè)以上運(yùn)動(dòng)變量的組合測(cè)量裝置，特別是一種專用 于一組儀器的支架。
背景技術(shù)：
搖擺試驗(yàn)臺(tái)，在船舶運(yùn)動(dòng)、車輛運(yùn)動(dòng)、飛行運(yùn)動(dòng)和地震等領(lǐng)域，用以模擬各種空間 運(yùn)動(dòng)姿態(tài)，經(jīng)歷長(zhǎng)時(shí)期的發(fā)展，從早期的兩個(gè)自由度逐步發(fā)展到四自由度、六自由度的平 臺(tái)機(jī)構(gòu)，它主要是針對(duì)處于不同海況、路況、空天狀態(tài)和地震條件下的設(shè)備進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬測(cè) 試，適用于船舶、航天、車輛及電子設(shè)備或產(chǎn)品的測(cè)試；現(xiàn)有的搖擺試驗(yàn)臺(tái)，應(yīng)用在航天、航 空領(lǐng)域的是精密搖擺試驗(yàn)臺(tái)，其結(jié)構(gòu)大都是采用工作臺(tái)側(cè)橫向或縱向單軸支撐，該結(jié)構(gòu)的 控制精度能達(dá)到較高要求，但其結(jié)構(gòu)尺寸小，能承接的載荷更小，適用范圍也較??；現(xiàn)有的 另一類搖擺試驗(yàn)臺(tái)，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是在工作臺(tái)的側(cè)邊下方對(duì)應(yīng)該工作臺(tái)中心兩側(cè)分別由軸承 支承工作臺(tái)和試驗(yàn)對(duì)象的重量，形成橫向或縱向單軸承載，并以液壓或電動(dòng)的推拉機(jī)構(gòu)驅(qū) 動(dòng)，其承載能力可達(dá)數(shù)百公斤至10噸，上述結(jié)構(gòu)不僅自由度單一，其可控精度較低，對(duì)定位 要求很高的測(cè)試設(shè)備，難以達(dá)到要求；也有采用上述結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)軸擺動(dòng)的技術(shù)方案，其特點(diǎn) 是將兩個(gè)單軸構(gòu)件，形成一兩層復(fù)合的結(jié)構(gòu)形式，其一層為縱軸，另一層是橫軸，但其結(jié)構(gòu) 復(fù)合，而且可控精度仍然很難提升。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種改進(jìn)的搖擺試驗(yàn)臺(tái)中心支撐機(jī)構(gòu)，它既 能承載很大的重量，又能保持動(dòng)態(tài)、靜態(tài)的位置精度很高。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題采用的技術(shù)主案是搖擺試驗(yàn)臺(tái)中心支撐機(jī)構(gòu)包括有工 作臺(tái)和支架，其特點(diǎn)是中心支撐機(jī)構(gòu)的上支撐座固定連接有工作臺(tái)，該上支撐座位于工作 臺(tái)的中心，該上支撐座支承有十字節(jié)的縱軸，中心支撐機(jī)構(gòu)的下支撐座固定連接有支柱，該 下支撐座支承有十字節(jié)的橫軸，所述的縱軸和橫軸的中心線在同一平面上并相互垂直，當(dāng) 搖擺試驗(yàn)臺(tái)工作時(shí)，工作臺(tái)在推拉機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)下，工作臺(tái)以中心支撐機(jī)構(gòu)為支點(diǎn)繞其縱軸或 橫軸轉(zhuǎn)動(dòng)，或同時(shí)實(shí)現(xiàn)縱橫向的合成運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明使用十字節(jié)型的中心支撐機(jī)構(gòu)配以伺服電動(dòng)驅(qū)動(dòng)，承載能力強(qiáng)，可滿足數(shù) 百公斤至10噸的重載設(shè)備進(jìn)行性能測(cè)試、仿真模擬和可靠性試驗(yàn)，該結(jié)構(gòu)能使搖擺試驗(yàn)臺(tái) 進(jìn)行單軸橫搖(正弦曲線)、單軸縱傾(正弦曲線)、復(fù)合搖擺(正弦曲線)、空間靜態(tài)定位 等功能性動(dòng)作，使用方便，并保持動(dòng)態(tài)、靜態(tài)的位置精度很高，靜態(tài)精度可達(dá)角秒級(jí)。


圖1是本發(fā)明搖擺試驗(yàn)臺(tái)示意圖。圖2是本發(fā)明搖擺試驗(yàn)臺(tái)中心支撐機(jī)構(gòu)正視示意圖。圖3是圖2中A向視圖。
圖4是圖2中十字節(jié)結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是圖4中B向視圖。
具體實(shí)施例方式參照?qǐng)D1、2，搖擺試驗(yàn)臺(tái)包括有中心支撐機(jī)構(gòu)、工作臺(tái)91、推拉機(jī)構(gòu)92、支柱93、回 轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)94和基座95，該中心支撐機(jī)構(gòu)包括有十字關(guān)節(jié)1、上支承座2、軸承組件3、縱橫電磁 制動(dòng)組件4、4’、下支承座5、縱橫角度編碼器測(cè)角組件6、6’。十字關(guān)節(jié)1，如圖2、3、4、5，包括有縱軸11和橫軸12組合呈一體，其中縱軸11，是一軸狀零件，形成有階梯狀分段結(jié)構(gòu)，其縱前軸伸111用以安裝縱電磁 離合器組件4呈驅(qū)動(dòng)連接；其縱前支承112的軸段上用以安裝軸承組件3 ；縱軸體113，其中 段可制成方形或圓形，在該段上挖設(shè)有通孔114，通孔114的中心線和縱軸11的中心線在同 一平面上并相互垂直，該通孔114可穿伸橫軸12 ；其縱后支承112’功能和縱前支承112相 同，其縱后軸伸115用以安裝縱角度編碼器測(cè)角組件6呈驅(qū)動(dòng)連接；橫軸12，是一軸狀零件，形成有階梯狀分段結(jié)構(gòu)，其橫前軸伸121用以安裝橫電磁 離合器組件4’呈驅(qū)動(dòng)連接；其橫前支承122的軸段上用以安裝軸承組件3 ；橫軸體123是 一光直軸段，用以穿伸在縱軸11的通孔114，從而形成縱、橫軸11、12的中心線在同一平面 上并相互垂直，橫軸體123和通孔114呈緊固配合以使縱、橫軸11、12組合呈一體，也可采 用類似其他組合結(jié)構(gòu)，其橫后支承122’功能和橫前支承122相同，其橫后軸伸IM用以安 裝橫角度編碼器測(cè)角組件6’呈驅(qū)動(dòng)連接；縱、橫軸11、12可用高強(qiáng)度耐蝕金屬材質(zhì)，加工后采用熱套裝組合，從而形成能承 載高負(fù)荷的構(gòu)件。上支撐座2，包括有上座體21和上支撐架22 ；上座體21是由底板和支撐體構(gòu)成一 體，底板的頂面是一平面，該平面可和工作臺(tái)91底面接合，底板上設(shè)一組貫穿螺孔和相應(yīng) 定位銷，用以將上支撐座2固定在工作臺(tái)91的中心，其支撐體和底板可鑄或焊成一體，該支 撐體上設(shè)置有可安裝軸承組件3的軸承孔；上支撐架22其結(jié)構(gòu)和上座體21’的支撐體相 似，其采用上座體21呈可拆卸結(jié)構(gòu)，是為了適應(yīng)十字關(guān)節(jié)1特殊結(jié)構(gòu)裝配的需求，上支撐架 22用以螺栓固定連接，并以定位銷保持支撐體和上支承架22的軸孔在同一中心線上，該二 軸孔安裝軸承組件3后可用支撐縱軸11，也可用支撐橫軸12.軸承組件3，可采用調(diào)心滾子軸承，當(dāng)軸承組件3和十字關(guān)節(jié)1、上支撐座2和下支 撐座5裝配后，可通過調(diào)節(jié)安裝軸承的滾子，使十字關(guān)節(jié)1和上、下支撐座2、5之間相對(duì)運(yùn) 動(dòng)沒有產(chǎn)生機(jī)械間隙，以提高搖擺試驗(yàn)臺(tái)的控制精度。縱電磁離合制動(dòng)組件4，是選用現(xiàn)有產(chǎn)品，該組件傳動(dòng)部分和縱軸11呈驅(qū)動(dòng)連接， 組件殼體是固設(shè)在上支撐座2上，在搖擺試驗(yàn)臺(tái)需停車或緊急制動(dòng)時(shí)，可通過縱電磁離合 制動(dòng)組件4操控實(shí)現(xiàn)；橫電磁離合制動(dòng)組件4’，其結(jié)構(gòu)與功能均和縱電磁離合制動(dòng)組件4 相同。下支撐座5，包括有下座體51和下支撐架52 ；其結(jié)構(gòu)和功能均和上支撐座2相似 或相同，其下座體51底板的底面是一平面，該平面可和支柱93頂面接合，并固定連接在支 柱頂面的中心?？v角度編碼器測(cè)角組件6，該組件可選用光編角儀R0N200，該組件的傳動(dòng)部分和縱軸11的縱后軸伸115呈驅(qū)動(dòng)連接，組件的殼體部分固設(shè)在上支撐座2，橫角度編碼器測(cè) 角組件6’分別連接橫軸12和下支撐座5，其結(jié)構(gòu)和功能和縱角度編碼器測(cè)角組件6相同； 縱、橫角度編碼器測(cè)角組件6、6’完全反映搖擺試驗(yàn)臺(tái)的傾角實(shí)況，從而使搖擺試驗(yàn)臺(tái)高精 度控制能通過高精度的光編測(cè)角系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種搖擺試驗(yàn)臺(tái)中心支撐機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)包括有工作臺(tái)和支柱，其特征在于中心支 撐機(jī)構(gòu)的上支撐座O)固定連接有工作臺(tái)(91)，該上支撐座(2)位于工作臺(tái)(91)的中心， 該上支撐座( 支承有一十字關(guān)節(jié)(1)的縱軸(11)，中心支撐機(jī)構(gòu)的下支撐座(5)固定連 接有支柱(93)，該下支撐座( 支承有十字關(guān)節(jié)(1)的橫軸(12)，所述的縱軸(11)和橫軸 (12)的中心線在同一平面上并相互垂直。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述搖擺試驗(yàn)臺(tái)中心支撐機(jī)構(gòu)，其特征是十字關(guān)節(jié)(1)縱軸(11)的 縱前軸伸(111)連接有縱電磁離合制動(dòng)組件G)，該縱軸(11)縱后軸伸(115)連接有縱角 度編碼器測(cè)角組件(6)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述搖擺試驗(yàn)臺(tái)中心支撐機(jī)構(gòu)，其特征是十字關(guān)節(jié)(1)橫軸(12)的 橫前軸伸(121)連接有橫電磁離合制動(dòng)組件(4’)，該橫軸(12)橫后軸伸(124)連接有 橫 角度編碼器測(cè)角組件(6’)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述搖擺試驗(yàn)臺(tái)中心支撐機(jī)構(gòu)，其特征是十字關(guān)節(jié)(1)的縱軸(11) 縱軸體(113)設(shè)置有通孔(114)，該通孔(114)中穿設(shè)有橫軸(12)橫軸體(123)，該通孔 (114)和橫軸體(112)呈緊固配合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述搖擺試驗(yàn)臺(tái)中心支撐機(jī)構(gòu)，其特征是上支撐座O)的上座體 (21)上以螺栓固定連接有上支撐架01)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述搖擺試驗(yàn)臺(tái)中心支撐機(jī)構(gòu)，其特征是下支撐座(5)的下座體 (51)上以螺栓固定連接有下支撐架(52)。
全文摘要
一種搖擺試驗(yàn)臺(tái)中心支撐機(jī)構(gòu)，主要解決試驗(yàn)臺(tái)適應(yīng)重載荷高精度等技術(shù)問題，其采用技術(shù)方案是中心支撐機(jī)構(gòu)的上支撐座連接工作臺(tái)，并位于工作臺(tái)中心，該上支撐座支承有一十字關(guān)節(jié)的縱軸，其下支撐座連接支柱，并支撐有一十字節(jié)的橫軸，所述的十字關(guān)節(jié)縱、橫軸心線在同一平面并相互垂直，適應(yīng)用于各式搖擺試驗(yàn)臺(tái)。
文檔編號(hào)G01D11/30GK102147269SQ20101010642
公開日2011年8月10日 申請(qǐng)日期2010年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月5日
發(fā)明者劉山尖, 歐陽(yáng)昕, 錢兆俊 申請(qǐng)人:中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七〇四研究所