專利名稱：三維運(yùn)動試驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種試驗(yàn)裝置，更確切地說，本實(shí)用新型涉及一種可以為試驗(yàn)件準(zhǔn)確模擬三維運(yùn)動的三維運(yùn)動試驗(yàn)裝置。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)代的運(yùn)動機(jī)械控制系統(tǒng)中，傳感器是必不可少的部件，為檢測和調(diào)整機(jī)械的運(yùn)動狀態(tài)，通常要測量傾角，轉(zhuǎn)速，加速度等信號。如航空模型中需要傳感器能檢測模型空間的三維角度位置，汽車電子穩(wěn)定系統(tǒng)中需要傳感器能檢測車輛的縱、側(cè)向加速度以及車輛的橫擺角速度等等。因此傳感器的性能直接影響整體系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性。隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，運(yùn)動機(jī)械中的傳感器越來越集成化和小型化，并逐漸采用電子元件代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機(jī)械元件。如微機(jī)械陀螺儀可以使用芯片大小的體積完成傳統(tǒng)機(jī)械式陀螺儀的各項(xiàng)測量任務(wù)，目前已被廣泛的應(yīng)用于航模、車輛、導(dǎo)航儀等各種設(shè)備器材上。對于電子元件傳感器，其輸入輸出均為電信號，極易受到周圍環(huán)境的影響和干擾，因此在使用前的標(biāo)定顯得更加重要。另外，在開發(fā)控制系統(tǒng)時，為測試系統(tǒng)的執(zhí)行效果、響應(yīng)特性、抗干擾能力等性能時，除進(jìn)行軟件和計算機(jī)的模 擬仿真外，還要搭載實(shí)物進(jìn)行硬件試驗(yàn)。此時若全部使用真實(shí)機(jī)械進(jìn)行試驗(yàn)，一方面工作量巨大且難以全部實(shí)現(xiàn)，另一方面存在一定的安全性隱患。相比之下使用特定機(jī)構(gòu)模擬環(huán)境輸入，對實(shí)物電路和控制系統(tǒng)進(jìn)行硬件在環(huán)實(shí)驗(yàn)，可以很好的解決上述問題。目前在國內(nèi)還沒有可以很好的實(shí)現(xiàn)對運(yùn)動機(jī)械控制系統(tǒng)傳感器進(jìn)行標(biāo)定且能配合完成硬件在環(huán)試驗(yàn)的裝置。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是彌補(bǔ)了現(xiàn)有技術(shù)對運(yùn)動機(jī)械控制系統(tǒng)中的傳感器進(jìn)行標(biāo)定且能完成硬件在環(huán)試驗(yàn)設(shè)備不足的問題，提供了一種三維運(yùn)動試驗(yàn)裝置。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的所述的三維運(yùn)動試驗(yàn)裝置是由機(jī)械部分和電控部分組成。機(jī)械部分包括有正方形框架式結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)裝置機(jī)架、第三級轉(zhuǎn)動支架總成、第二級轉(zhuǎn)動支架總成、轉(zhuǎn)動支架配重塊與第一級轉(zhuǎn)動支架總成。所述的正方形框架式結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)裝置機(jī)架四角的立柱下端加工有圓形凸臺，凸臺下端的圓柱體上螺紋連接有放置在地基上的試驗(yàn)裝置地腳，試驗(yàn)裝置機(jī)架的頂部安裝有頂板，試驗(yàn)裝置機(jī)架底部即在四個立柱的圓形凸臺的上方固定安裝有底板。所述的第三級轉(zhuǎn)動支架總成包括有第三級轉(zhuǎn)動支架從動裝置、第三級轉(zhuǎn)動支架驅(qū)動裝置與第三級轉(zhuǎn)動支架，第三級轉(zhuǎn)動支架包括有第三級支架上支撐板、第三級支架側(cè)支撐板與第三級支架下支撐板，第三級支架上支撐板通過第三級轉(zhuǎn)動支架從動裝置與試驗(yàn)裝置機(jī)架的頂板轉(zhuǎn)動連接，第三級支架下支撐板通過第三級轉(zhuǎn)動支架驅(qū)動裝置與試驗(yàn)裝置機(jī)架的底板轉(zhuǎn)動連接，轉(zhuǎn)動支架配重塊固定在第三級支架下支撐板的右端。[0010]所述的第二級轉(zhuǎn)動支架總成包括第二級轉(zhuǎn)動支架與第二級轉(zhuǎn)動支架驅(qū)動裝置，第二級轉(zhuǎn)動支架包括第二級驅(qū)動板、第二級一號支撐板和第二級二號支撐板，第二級轉(zhuǎn)動支架中的第二級驅(qū)動板通過第二級轉(zhuǎn)動支架驅(qū)動裝置和第三級轉(zhuǎn)動支架總成中的第三級支架側(cè)支撐板轉(zhuǎn)動連接。第一級轉(zhuǎn)動支架總成包括有第一級轉(zhuǎn)動支架驅(qū)動裝置、第一級轉(zhuǎn)動支架從動裝置、第一級轉(zhuǎn)動支架與浮動調(diào)整裝置，所述的第一級轉(zhuǎn)動支架包括第一級支架一號側(cè)板、第一級支架底板與第一級支架二號側(cè)板。第一級支架一號側(cè)板通過第一級轉(zhuǎn)動支架驅(qū)動裝置和第二級轉(zhuǎn)動支架總成中的第二級一號支撐板轉(zhuǎn)動連接，第一級支架二號側(cè)板通過第一級轉(zhuǎn)動支架從動裝置和第二級轉(zhuǎn)動支架總成中的第二級二號支撐板轉(zhuǎn)動連接，浮動調(diào)整裝置安裝在第一級支架底板上。技術(shù)方案中所述的第三級轉(zhuǎn)動支架從動裝置包括第三級上軸承座、第三級一號軸承、第三級從動輪轂與Z軸校準(zhǔn)激光發(fā)射器。第三級上軸承座的上端裝入試驗(yàn)裝置機(jī)架中頂板上的第三級上軸承座通孔中并采用螺栓連接固定，第三級從動輪轂的下端裝入第三級轉(zhuǎn)動支架總成中第三級支架上支撐板上的第三級從動輪轂通孔中并采用螺栓連接固定，第三級上軸承座的下端與第三級從動輪轂上端之間安裝有第三級一號軸承成轉(zhuǎn)動連接，電控部分中的集電環(huán)固定端的下端裝入第三級上軸承座的中心孔內(nèi)，集電環(huán)轉(zhuǎn)動端裝入第三級從動輪轂中心孔內(nèi)，集電環(huán)的法蘭盤的底面與試驗(yàn)裝置機(jī)架的頂板的上端面相接觸并采用螺栓連接固定，Z軸校準(zhǔn)激光發(fā)射器安裝在集電環(huán)轉(zhuǎn)動端底端面的中心圓孔內(nèi)，Z軸校準(zhǔn)激光發(fā)射器的接線端與集電環(huán)電線連接。技術(shù)方案中所述的第三級轉(zhuǎn)動支架驅(qū)動裝置包括第三級驅(qū)動電機(jī)、第三級驅(qū)動輪轂、第三級二號軸承、第三級三號軸承與第三級下軸承座。第三級下軸承座的下端裝入試驗(yàn)裝置機(jī)架中的底板上的第三級下軸承座通孔中并采用螺栓連接固定，第三級驅(qū)動輪轂的上端裝入第三級轉(zhuǎn)動支架總成中第三級支架下支撐板上的第三驅(qū)動輪轂通孔內(nèi)并采用螺栓連接固定，第三級下軸承座的上端與插入其內(nèi)孔之中的第三級驅(qū)動輪轂的下端之間由下至上安裝有第三級二號軸承與第三級三號軸承，第三級驅(qū)動電機(jī)的輸出軸由下至上地插入第三級驅(qū)動輪轂的中心孔內(nèi)，并通過平鍵與第三級驅(qū)動輪轂相連接，第三級驅(qū)動電機(jī)與第三級下軸承座下端面相接觸并采用螺栓連接固定，第三級驅(qū)動輪轂、第三級下軸承座以及第三級驅(qū)動電機(jī)輸出軸的回轉(zhuǎn)軸線和第三級轉(zhuǎn)動支架從動裝置中的第三級上軸承座、集電環(huán)及第三級從動輪轂的回轉(zhuǎn)軸線共線。技術(shù)方案中所述的第三級支架上支撐板、第三級支架側(cè)支撐板與第三級支架下支撐板為平板類結(jié)構(gòu)件。第三級支架上支撐板上加工有與第三級從動輪轂相配合的第三級從動輪轂通孔，在第三級從動輪轂通孔周圍加工有上螺栓通孔，第三級支架下支撐板上加工有與第三級驅(qū)動輪轂相配合的第三級驅(qū)動輪轂通孔，在第三級驅(qū)動輪轂通孔周圍加工有下螺栓通孔，第三級支架下支撐板右側(cè)設(shè)置有固定連接轉(zhuǎn)動支架配重塊的通孔。第三級支架上支撐板左端與第三級支架側(cè)支撐板上端以插槽的形式定位連接并使用螺栓固定；第三級支架下支撐板左端與第三級支架側(cè)支撐板下端以插槽的形式定位連接并使用螺栓固定，第三級支架上支撐板與第三級支架下支撐板相互平行地位于第三級支架側(cè)支撐板的同一側(cè)，第三級支架上支撐板與第三級支架下支撐板同和第三級支架側(cè)支撐板垂直，第三級支架上支撐板與第三級支架側(cè)支撐板連接位置的前后端面螺栓固定有第三級支架上側(cè)加強(qiáng)板，第三級支架下支撐板與第三級支架側(cè)支撐板連接位置的前后端面螺栓固定有第三級支架下側(cè)加強(qiáng)板。技術(shù)方案中所述的第二級轉(zhuǎn)動支架驅(qū)動裝置包括第二級驅(qū)動電機(jī)、第二級軸承擋圈、第二級電機(jī)支座、Y軸校準(zhǔn)激光發(fā)射器、第二級驅(qū)動輪轂、2個結(jié)構(gòu)相同的第二級軸承與第二級軸承座。第二級軸承座的左端裝入第三級轉(zhuǎn)動支架總成中第三級支架側(cè)支撐板上的第二級軸承座通孔內(nèi)并采用螺栓連接固定，第二級驅(qū)動輪轂的右端圓環(huán)體裝入第二級轉(zhuǎn)動支架總成中第二級驅(qū)動板上的第二級驅(qū)動輪轂中心通孔內(nèi)并采用螺栓固定連接，第二級驅(qū)動輪轂的左端采用2個結(jié)構(gòu)相同的第二級軸承裝入第二級軸承座的中心通孔內(nèi)，第二級軸承擋圈套裝在2個結(jié)構(gòu)相同的第二級軸承的外側(cè)，第二級驅(qū)動電機(jī)的右端面與第二級電機(jī)支座左端面相接觸，第二級電機(jī)支座右端面與第三級轉(zhuǎn)動支架總成中第三級支架側(cè)支撐板的左端面相接觸，采用螺栓將第三級支架側(cè)支撐板、第二級電機(jī)支座及第二級驅(qū)動電機(jī)連接固定，第二級驅(qū)動電機(jī)的輸出軸插入第二級驅(qū)動輪轂的中心孔內(nèi)并通過平鍵與第二級驅(qū)動輪轂的中心孔連接，第二級電機(jī)輸出軸的右側(cè)安裝有Y軸校準(zhǔn)激光發(fā)射器，第二級驅(qū)動輪轂、第二級軸承座、Y軸校準(zhǔn)激光發(fā)射器以及第二級驅(qū)動電機(jī)輸出軸的回轉(zhuǎn)軸線共線。技術(shù)方案中所述的第一級轉(zhuǎn)動支架驅(qū)動裝置包括第一級驅(qū)動電機(jī)、第一級電機(jī)支座、第一級驅(qū)動輪轂、第一級軸承與第一級軸承擋圈。第一級驅(qū)動輪轂的上端插入第二級轉(zhuǎn)動支架總成中的第二級支架一號側(cè)板上的第一級驅(qū)動輪轂中心孔內(nèi)，第一級驅(qū)動輪轂與第二級轉(zhuǎn)動支架總成中的第二級一號支撐板上的第一級驅(qū)動輪轂中心孔之間安裝有第一個第一級軸承，第一級驅(qū)動輪轂中的從第二級一號支撐板上的第一級驅(qū)動輪轂中心孔的伸出端安裝有第一個第一級軸承擋圈，第一級驅(qū)動電機(jī)的底端面與第一級電機(jī)支座的上端面相接觸，第一級電機(jī)支座的下端面和第二級轉(zhuǎn)動支架總成中的第二級一號支撐板的上平面相接觸，采用螺栓將第二級一號支撐板、第一級電機(jī)支座及第一級驅(qū)動電機(jī)連接固定，第一級驅(qū)動電機(jī)的輸出軸插入第一級驅(qū)動輪轂的中心孔內(nèi)為平鍵連接。技術(shù)方案中所述的第一級轉(zhuǎn)動支架從動裝置包括X軸校準(zhǔn)激光發(fā)射器、第一級從動輪轂、第二個第一級軸承及第二個第一級軸承擋圈。第一級從動輪轂下端插入第二級轉(zhuǎn)動支架總成中的第二級二號支撐板上的第一級從動輪轂中心孔內(nèi)，第一級從動輪轂與第二級轉(zhuǎn)動支架總成中的第二級二號支撐板上的第一級從動輪轂中心孔之間安裝有第二個第一級軸承，第一級從動輪轂的伸出端安裝有第二個第一級軸承擋圈，第一級轉(zhuǎn)動支架驅(qū)動裝置中的第一級驅(qū)動輪轂、第一級從動輪轂及第一級轉(zhuǎn)動支架驅(qū)動裝置中的第一級驅(qū)動電機(jī)輸出軸的回轉(zhuǎn)軸線共線，第一級從動輪轂的上端安裝有X軸校準(zhǔn)激光發(fā)射器，X軸校準(zhǔn)激光發(fā)射器的電源線從第一級從動輪轂中心孔中穿出。技術(shù)方案中所述的浮動調(diào)整裝置包括試驗(yàn)件固定板、四根結(jié)構(gòu)相同的導(dǎo)向滑柱、頂柱卡簧與調(diào)整裝置頂柱。所述的試驗(yàn)件固定板上加工有與四根結(jié)構(gòu)相同的導(dǎo)向滑柱滑動配合的通孔，試驗(yàn)件固定板上加工有用于固定試驗(yàn)樣件的固定孔，試驗(yàn)件固定板的右側(cè)加工有凸臺，凸臺的中心處沿軸向加工有螺紋孔。所述的調(diào)整裝置頂柱左端加工有與試驗(yàn)件固定板上的螺紋孔配合的外螺紋，外螺紋的右端連接著與第一級支架底板左側(cè)平面相接觸的軸肩，軸肩右側(cè)的圓柱體上加工有用于固定頂柱卡簧的環(huán)槽，圓柱體右端加工有用于旋轉(zhuǎn)調(diào)整裝置頂柱的徑向U形槽。四根結(jié)構(gòu)相同的導(dǎo)向滑柱插入第一級支架底板上的四個結(jié)構(gòu)相同的并成矩形分布的導(dǎo)向滑柱通孔內(nèi)為過盈配合，調(diào)整裝置頂柱的右端插入第一級支架底板的中心孔內(nèi)，頂柱卡簧安裝在調(diào)整裝置頂柱上的環(huán)槽中，調(diào)整裝置頂柱的左端插入試驗(yàn)件固定板右側(cè)凸臺上的螺紋孔中為螺紋連接。技術(shù)方案中所述的電控部分包括第一級電機(jī)驅(qū)動器、第二級電機(jī)驅(qū)動器、集電環(huán)、第三級電機(jī)驅(qū)動器、一級編碼器、二級編碼器、三級編碼器、工控機(jī)和計算機(jī)。計算機(jī)通過數(shù)據(jù)線與工控機(jī)連接，第一級電機(jī)驅(qū)動器與第二級電機(jī)驅(qū)動器的控制信號輸入端與工控機(jī)的數(shù)字信號輸出端電線連接，第三級電機(jī)驅(qū)動器的控制信號輸入端與工控機(jī)的模擬信號輸出端電線連接，第一級電機(jī)驅(qū)動器與第二級電機(jī)驅(qū)動器的控制信號輸出端與集電環(huán)固定端導(dǎo)線連接，集電環(huán)與固定端引出導(dǎo)線相導(dǎo)通的轉(zhuǎn)動端引出導(dǎo)線分別和機(jī)械部分中的第一級驅(qū)動電機(jī)與第二級驅(qū)動電機(jī)的控制信號輸入端相連接，第三級電機(jī)驅(qū)動器的控制信號輸出端與機(jī)械部分中的第三級驅(qū)動電機(jī)的控制信號輸入端相連接，第一級驅(qū)動電機(jī)、第二級驅(qū)動電機(jī)與第三級驅(qū)動電機(jī)中依次安裝有一級編碼器、二級編碼器與三級編碼器，一級編碼器與二級編碼器的輸出端與集電環(huán)轉(zhuǎn)動端電線連接，集電環(huán)固定端與工控機(jī)模擬信號輸入端相連，三級編碼器的輸出端直接與工控機(jī)的模擬信號輸入端相連接，試驗(yàn)件固定板上的試驗(yàn)件的導(dǎo)線與集電環(huán)轉(zhuǎn)動端導(dǎo)線連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比本實(shí)用新型的有益效果是1.本實(shí)用新型所述的三維運(yùn)動試驗(yàn)裝置將試驗(yàn)件的運(yùn)動分別由三個軸線具有垂直關(guān)系的電機(jī)控制，可以非常方便的實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)件的空間位置模擬、試驗(yàn)件空間轉(zhuǎn)動模擬及試驗(yàn)件加速度模擬，并可進(jìn)行試驗(yàn)件的相關(guān)標(biāo)定。2.本實(shí)用新型所述的三維運(yùn)動試驗(yàn)裝置上端安裝有集電環(huán)，可通過導(dǎo)線將試驗(yàn)件與試驗(yàn)裝置外部設(shè)備(如工控機(jī)、計算機(jī))相連接，將試驗(yàn)件的信號實(shí)時傳輸?shù)酵獠吭O(shè)備用于處理，若連接其他控制設(shè)備或執(zhí)行裝置，則可實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)件的硬件在環(huán)試驗(yàn)。3.本實(shí)用新型所述的三維運(yùn)動試驗(yàn)裝置一級底板上設(shè)計有浮動調(diào)整裝置，結(jié)合試驗(yàn)裝置上的X軸校準(zhǔn)激光發(fā)射器、Y軸校準(zhǔn)激光發(fā)射器和Z軸校準(zhǔn)激光發(fā)射器發(fā)出的定位光束，可以實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)件位置的精確定位，減小定位不準(zhǔn)確造成的運(yùn)動模擬誤差。
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明

圖1是本實(shí)用新型所述的三維運(yùn)動試驗(yàn)裝置中機(jī)械部分結(jié)構(gòu)組成的主視圖；圖2是本實(shí)用新型所述的三維運(yùn)動試驗(yàn)裝置中試驗(yàn)裝置地腳結(jié)構(gòu)組成的主視圖；圖3是本實(shí)用新型所述的三維運(yùn)動試驗(yàn)裝置中第三級轉(zhuǎn)動支架總成結(jié)構(gòu)組成的主視圖；圖4是本實(shí)用新型所述的三維運(yùn)動試驗(yàn)裝置中第三級轉(zhuǎn)動支架從動裝置結(jié)構(gòu)組成的主視圖；圖5是本實(shí)用新型所述的三維運(yùn)動試驗(yàn)裝置中第三級轉(zhuǎn)動支架驅(qū)動裝置結(jié)構(gòu)組成的主視圖；圖6是本實(shí)用新型所述的三維運(yùn)動試驗(yàn)裝置中第三級轉(zhuǎn)動支架結(jié)構(gòu)組成的主視圖；圖7是本實(shí)用新型所述的三維運(yùn)動試驗(yàn)裝置中第二級轉(zhuǎn)動支架總成結(jié)構(gòu)組成的主視圖；[0032]圖8是本實(shí)用新型所述的三維運(yùn)動試驗(yàn)裝置中第二級轉(zhuǎn)動支架結(jié)構(gòu)組成的主視圖；圖9是本實(shí)用新型所述的三維運(yùn)動試驗(yàn)裝置中第二級轉(zhuǎn)動支架驅(qū)動裝置結(jié)構(gòu)組成主視圖上的剖視圖；圖10是本實(shí)用新型所述的三維運(yùn)動試驗(yàn)裝置中第一級轉(zhuǎn)動支架總成結(jié)構(gòu)組成的主視圖；圖11是本實(shí)用新型所述的三維運(yùn)動試驗(yàn)裝置中第一級轉(zhuǎn)動支架、第一級轉(zhuǎn)動支架驅(qū)動裝置及第一級轉(zhuǎn)動支架從動裝置裝配關(guān)系的主視圖；圖12是本實(shí)用新型所述的三維運(yùn)動試驗(yàn)裝置中浮動調(diào)整裝置的主視圖；圖13是本實(shí)用新型所述的三維運(yùn)動試驗(yàn)裝置中電控部分結(jié)構(gòu)組成的示意框圖；圖14是本實(shí)用新型所述的三維運(yùn)動試驗(yàn)裝置三坐標(biāo)系的示意框圖；圖中1.第一級電機(jī)驅(qū)動器，2.第二級電機(jī)驅(qū)動器，3.第三級轉(zhuǎn)動支架從動裝置，
4.集電環(huán)，5.第一級驅(qū)動電機(jī)，6.第三級電機(jī)驅(qū)動器，7.試驗(yàn)裝置機(jī)架，8.第一級轉(zhuǎn)動支架總成，9.浮動調(diào)整裝置，10.轉(zhuǎn)動支架配重塊，11.第三級轉(zhuǎn)動支架驅(qū)動裝置，12.第三級驅(qū)動電機(jī)，13.試驗(yàn)裝置地腳，14.第二級轉(zhuǎn)動支架總成，15.第二級轉(zhuǎn)動支架驅(qū)動裝置，16.第二級驅(qū)動電機(jī)，17.第三級轉(zhuǎn)動支架總成，18.第三級上軸承座，19.第三級一號軸承，20.第三級從動輪轂，21.第一級電機(jī)支座，22.第一級驅(qū)動輪轂，23.第一級支架一號側(cè)板，24.第一級支架底板，25. X軸校準(zhǔn)激光發(fā)射器，26.第一級從動輪轂，27.第一級軸承，28.第一級軸承擋圈，29.試驗(yàn)樣件,30.試驗(yàn)件固定板,31.導(dǎo)向滑柱,32.頂柱卡簧,33.調(diào)整裝置頂柱，34. Z軸校準(zhǔn)激光發(fā)射器，35.第三級驅(qū)動輪轂，36.第三級二號軸承，37.第三級三號軸承，38.第三級下軸承座，39.第二級驅(qū)動板，40.第二級一號支撐板，41.第二級二號支撐板，42.第二級軸承擋圈，43.第二級電機(jī)支座，44. Y軸校準(zhǔn)激光發(fā)射器，45.第二級驅(qū)動輪轂，46.第二級軸承，47.第二級軸承座，48.第三級支架上支撐板，49.第三級支架上側(cè)支撐板，50.第三級支架側(cè)支撐板，51.第三級支架下支撐板，52.第三級支架下側(cè)支撐板，53.第一級支架二號側(cè)板，54.第三級轉(zhuǎn)動支架，55第二級轉(zhuǎn)動支架，56，第一級轉(zhuǎn)動支架，57.第一級轉(zhuǎn)動支架驅(qū)動裝置，58.第一級轉(zhuǎn)動支架從動裝置，61. —級編碼器，62. 二級編碼器，63.三級編碼器，64.工控機(jī)，65.計算機(jī)，66.外部設(shè)備
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作詳細(xì)的描述參閱圖1，本實(shí)用新型所述的三維運(yùn)動試驗(yàn)裝置由機(jī)械部分和電控部分組成，所述的機(jī)械部分包括有第一級轉(zhuǎn)動支架總成8、第二級轉(zhuǎn)動支架總成14、第三級轉(zhuǎn)動支架總成17、試驗(yàn)裝置機(jī)架7與轉(zhuǎn)動支架配重塊10。所述的電控部分包括有第一級電機(jī)驅(qū)動器1、第二級電機(jī)驅(qū)動器2、集電環(huán)4、第三級電機(jī)驅(qū)動器6、一級編碼器61、二級編碼器62、三級編碼器63、工控機(jī)64、計算機(jī)65和外部設(shè)備66。參閱圖1與圖2，試驗(yàn)裝置機(jī)架7為長方體框架式結(jié)構(gòu)件，試驗(yàn)裝置機(jī)架7四角的立柱下端加工有圓形凸臺，在凸臺下端的圓柱體上加工有矩形螺紋，試驗(yàn)裝置機(jī)架7的頂部安裝有頂板，試驗(yàn)裝置機(jī)架7底部即四個立柱的圓形凸臺的上方固定安裝有底板，試驗(yàn)裝置機(jī)架7四立柱下端即加工有矩形螺紋的圓柱體上安裝有試驗(yàn)裝置地腳13，試驗(yàn)裝置地腳13的底端面放置在地基上為接觸連接。試驗(yàn)裝置地腳13的中心通孔內(nèi)加工有與立柱下端圓柱體上矩形螺紋相配合的矩形螺紋，試驗(yàn)裝置地腳13底端的外側(cè)圓柱面的圓周方向均布有四個徑向的盲孔，使用工具插入四個盲孔中可以旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)裝置地腳13，使試驗(yàn)裝置地腳13沿試驗(yàn)裝置機(jī)架7四角立柱的軸向上下運(yùn)動，即實(shí)現(xiàn)三維運(yùn)動試驗(yàn)裝置水平位置的調(diào)節(jié)。電控部分中的第一級電機(jī)驅(qū)動器1、第二級電機(jī)驅(qū)動器2以及第三級電機(jī)驅(qū)動器6固定安裝在試驗(yàn)裝置機(jī)架7頂板的上平面上。參閱圖3，所述的第三級轉(zhuǎn)動支架總成17包括有第三級轉(zhuǎn)動支架從動裝置3、第三級轉(zhuǎn)動支架驅(qū)動裝置11與第三級轉(zhuǎn)動支架54。參閱圖4，第三級轉(zhuǎn)動支架從動裝置3包括第三級上軸承座18、第三級一號軸承19、第三級從動輪轂20與Z軸校準(zhǔn)激光發(fā)射器34。第三級轉(zhuǎn)動支架從動裝置3中的第三級上軸承座18的上端裝入試驗(yàn)裝置機(jī)架7中的頂板上的第三級上軸承座通孔中，第三級上軸承座18中的法蘭盤的上端面與試驗(yàn)裝置機(jī)架7頂板的底平面相接觸，并采用螺栓連接固定。第三級轉(zhuǎn)動支架從動裝置3中第三級從動輪轂20中的下端裝入第三級轉(zhuǎn)動支架54中第三級支架上支撐板48上的第三級從動輪轂通孔中，第三級從動輪轂20中的法蘭盤底面與第三級轉(zhuǎn)動支架17中第三級支架上支撐板48的上端面相接觸，并使用四個螺栓連接固定。第三級上軸承座18的下端與第三級從動輪轂20上端之間安裝有第三級一號軸承19，第三級一號軸承19通過第三級上軸承座18中的軸肩與第三級從動輪轂20底端的圓環(huán)凸臺實(shí)現(xiàn)軸向定位，所以第三級上軸承座18的下端與第三級從動輪轂20上端之間為轉(zhuǎn)動連接。集電環(huán)4是由直徑不同的回轉(zhuǎn)體內(nèi)外套裝而成的回轉(zhuǎn)元件，直徑較大的回轉(zhuǎn)體上加工有法蘭盤，作為集電環(huán)4的固定端，集電環(huán)4頂端引出一定數(shù)量相互絕緣的導(dǎo)線。直徑較小的回轉(zhuǎn)體由集電環(huán)4下端伸出，作為集電環(huán)的轉(zhuǎn)動端，轉(zhuǎn)動端的底端引出與頂端引出導(dǎo)線數(shù)量相同的導(dǎo)線，頂端引出導(dǎo)線與轉(zhuǎn)動端底端引出導(dǎo)線一一對應(yīng)導(dǎo)通。集電環(huán)4固定端的下端裝入第三級上軸承座18的中心孔內(nèi)，集電環(huán)4轉(zhuǎn)動端安裝入第三級從動輪轂20中心孔內(nèi)，集電環(huán)4固定端的法蘭盤的底面與試驗(yàn)裝置機(jī)架7上支板的上端面相接觸，并使用螺栓連接固定。集電環(huán)4轉(zhuǎn)動端接線由第三級從動輪轂20的中心孔中穿出。在集電環(huán)4轉(zhuǎn)動端底端面的中心處加工有一圓孔，圓孔中放置有Z軸校準(zhǔn)激光發(fā)射器34，Z軸校準(zhǔn)激光發(fā)射器34中心軸線與第三級驅(qū)動電機(jī)12的回轉(zhuǎn)軸線共線，Z軸校準(zhǔn)激光發(fā)射器34的接線端與集電環(huán)4轉(zhuǎn)動端引出導(dǎo)線相連。參閱圖5，第三級轉(zhuǎn)動支架驅(qū)動裝置11包括第三級驅(qū)動電機(jī)12、第三級驅(qū)動輪轂35、第三級二號軸承36、第三級三號軸承37與第三級下軸承座38。試驗(yàn)裝置機(jī)架7的底板上加工有與第三級下軸承座38下端外圓柱面配裝的第三級下軸承座通孔，第三級下軸承座通孔的周圍均布有安裝螺栓的四個螺紋通孔。第三級下軸承座38的下端裝入試驗(yàn)裝置機(jī)架7中的底板上的第三級下軸承座通孔中，第三級下軸承座38通過下端止口與試驗(yàn)裝置機(jī)架7中的底板接觸定位，第三級下軸承座38中的法蘭盤的底端面與試驗(yàn)裝置機(jī)架7中的底板的頂端面相接觸，并使用六個螺栓連接固定。第三級下軸承座38中心孔的上部加工有用于安裝推力球型的第三級三號軸承37的環(huán)形槽，第三級三號軸承37軸承外環(huán)的底端面與環(huán)形槽的槽底面接觸，第三級三號軸承37軸承外環(huán)的外圓面與環(huán)形槽外側(cè)圓柱面接觸定位，第三級三號軸承37用于承受三維運(yùn)動裝置的垂向重力。環(huán)形槽的內(nèi)側(cè)偏下的位置加工有用于安裝深溝球型的第三級二號軸承36的二號軸承孔，第三級二號軸承36軸承外環(huán)的外圓柱面和底端面與第三級下軸承座38的中心孔(SP安裝深溝球型的第三級二號軸承36的二號軸承孔)內(nèi)止口接觸定位，用于承受三維運(yùn)動裝置運(yùn)動時的離心慣性力。第三級驅(qū)動輪轂35的上端裝入第三級轉(zhuǎn)動支架17中第三級支架下支撐板51上的第三驅(qū)動輪轂通孔內(nèi)，第三級驅(qū)動輪轂35的法蘭盤的頂端面與第三級轉(zhuǎn)動支架17中第三級支架下支撐板51的底端面相接觸，并使用四個螺栓連接固定。第三級下軸承座38的上端與插入其內(nèi)孔之中的第三級驅(qū)動輪轂35的下端之間由下至上安裝有第三級二號軸承36與第三級三號軸承37，第三級驅(qū)動輪轂35下端外圓柱面與第三級二號軸承36內(nèi)孔為過渡配合，傳遞裝置離心慣性力，第三級驅(qū)動輪轂35通過法蘭盤下端面及止口與第三級三號軸承37軸承內(nèi)環(huán)的上端接觸傳力，所以第三級下軸承座38與插入其內(nèi)孔之中的第三級驅(qū)動輪轂35之間為轉(zhuǎn)動連接。第三級驅(qū)動電機(jī)12的輸出軸由下至上地插入第三級驅(qū)動輪轂35的中心孔內(nèi)，并通過平鍵與第三級驅(qū)動輪轂35相連接。第三級驅(qū)動電機(jī)12的上端面與第三級下軸承座38下端面相接觸，并使用4個螺栓連接固定。第三級上軸承座18、集電環(huán)
4、第三級從動輪轂20、第三級驅(qū)動輪轂35、第三級下軸承座38以及第三級驅(qū)動電機(jī)12輸出軸的回轉(zhuǎn)軸線共線，該回轉(zhuǎn)軸線構(gòu)成三維運(yùn)動試驗(yàn)裝置的Z軸。參閱圖6，第三級轉(zhuǎn)動支架54包括第三級支架上支撐板48、第三級支架上側(cè)加強(qiáng)板49、第三級支架側(cè)支撐板50、第三級支架下支撐板51和第三級支架下側(cè)加強(qiáng)板52，第三級支架上支撐板48、第三級支架側(cè)支撐板50與第三級支架下支撐板51為平板類結(jié)構(gòu)件。第三級支架上支撐板48上加工有與第三級從動輪轂20相配合的第三級從動輪轂通孔，在第三級從動輪轂通孔周圍的圓周方向加工有用于連接螺栓的上螺栓通孔。第三級支架下支撐板51上加工有與第三級驅(qū)動輪轂35相配合的第三級驅(qū)動輪轂通孔，在第三級驅(qū)動輪轂通孔周圍的圓周方向加工有用于連接螺栓的下螺栓通孔。第三級支架下支撐板51右側(cè)設(shè)置有固定連接轉(zhuǎn)動支架配重塊10的通孔，固定在第三級支架下支撐板51右側(cè)的轉(zhuǎn)動支架配重塊10用于平衡第一級轉(zhuǎn)動支架總成8、第二級轉(zhuǎn)動支架總成14與第三級轉(zhuǎn)動支架總成17的不平衡質(zhì)量。第三級支架上支撐板48左端與第三級支架側(cè)支撐板50上端以插槽的形式定位，并使用螺栓固定連接。第三級支架下支撐板51左端與第三級支架側(cè)支撐板50下端以插槽的形式定位，并使用螺栓固定連接。第三級支架上支撐板48與第三級支架下支撐板51相互平行地位于第三級支架側(cè)支撐板50的同一(右)側(cè)，第三級支架上支撐板48與第三級支架下支撐板51同和第三級支架側(cè)支撐板50垂直。第三級支架上支撐板48與第三級支架側(cè)支撐板50相連接位置的前后兩端面上分別加工有螺紋孔，兩個三角形狀的第三級支架上側(cè)加強(qiáng)板49分別通過螺栓與第三級支架上支撐板48及第三級支架側(cè)支撐板50的前后端面連接固定，起到增加第三級轉(zhuǎn)動支架54的剛度作用。第三級支架下支撐板51和第三級支架側(cè)支撐板50相連接位置的前后兩端面上分別加工有螺紋孔，兩個三角形狀的第三級支架下側(cè)加強(qiáng)板52分別通過螺栓和第三級支架下支撐板51及第三級支架側(cè)支撐板50的前后端面連接固定，起到增加第三級轉(zhuǎn)動支架54的剛度作用。參閱圖7，所述的第二級轉(zhuǎn)動支架總成14包括第二級轉(zhuǎn)動支架與第二級轉(zhuǎn)動支架驅(qū)動裝置15。參考圖8，所述的第二級轉(zhuǎn)動支架55包括第二級驅(qū)動板39、第二級一號支撐板40和第二級二號支撐板41。第二級一號支撐板40上加工有用于固定安裝第一個第一級軸承27的內(nèi)孔，并在內(nèi)孔周圍加工有用于連接固定第一級電機(jī)5和第一級電機(jī)支座21的四個螺栓的螺紋孔。第二級二號支撐板41上加工有用于固定安裝另一個第一級軸承27的內(nèi)孔。第二級驅(qū)動板39中心加工有安裝第二級驅(qū)動輪轂45右端的第二級驅(qū)動輪轂通孔，并在第二級驅(qū)動輪轂通孔周圍的圓周方向均布有用于連接第二級驅(qū)動輪轂45的四個沉頭螺栓通孔。第二級一號支撐板40與第二級二號支撐板41結(jié)構(gòu)相同，第二級一號支撐板40、第二級二號支撐板41和第二級驅(qū)動板39均為平板類結(jié)構(gòu)件。第二級一號支撐板40左端與第二級驅(qū)動板39上端以插槽的形式連接定位，并使用螺栓固定連接。第二級二號支撐板41左端與第二級驅(qū)動板39下端以插槽的形式連接定位，并使用螺栓固定連接。第二級一號支撐板40與第二級二號支撐板41相互平行地位于第二級驅(qū)動板39的同一(右)側(cè)，第二級一號支撐板40與第二級二號支撐板41同和第二級驅(qū)動板39垂直。參閱圖9，第二級轉(zhuǎn)動支架驅(qū)動裝置15包括第二級驅(qū)動電機(jī)16、第二級軸承擋圈42、第二級電機(jī)支座43、Y軸校準(zhǔn)激光發(fā)射器44、第二級驅(qū)動輪轂45、2個結(jié)構(gòu)相同的第二級軸承46與第二級軸承座47。第二級軸承座47的左端裝入第三級轉(zhuǎn)動支架總成17中第三級支架側(cè)支撐板50上的第二級軸承座通孔內(nèi)為過渡配合，使第二級軸承座47右端的法蘭盤的左端面與第三級支架側(cè)支撐板50的右端面接觸定位，并使用四個螺栓將第二級軸承座47固定連接在第三級支架側(cè)支撐板50上。第二級驅(qū)動輪轂45最左端加工有用于連接第二級軸承擋圈42的外螺紋，外螺紋的右側(cè)為與2個結(jié)構(gòu)相同的第二級軸承46內(nèi)孔過渡配合的圓柱體，圓柱體的右端加工有凸臺，凸臺左端面與第二級軸承擋圈42的右端面一同限制了 2個結(jié)構(gòu)相同的第二級軸承46的軸向位置。凸臺右側(cè)設(shè)置有法蘭盤，法蘭盤上加工有圓周方向均布的四個螺紋通孔，第二級驅(qū)動輪轂45通過法蘭盤與右側(cè)的圓環(huán)體所形成止口與第二級驅(qū)動板39接觸定位。第二級驅(qū)動輪轂45的右端圓環(huán)體裝入第二級轉(zhuǎn)動支架總成14中第二級驅(qū)動板39上的第二級驅(qū)動輪轂中心通孔內(nèi)，第二級驅(qū)動輪轂45上的法蘭盤右端面與第二級轉(zhuǎn)動支架14中第二級驅(qū)動板39左平面接觸，并采用四個內(nèi)六角螺栓固定連接。第二級驅(qū)動輪轂45的左端裝入第二級軸承座47的中心通孔內(nèi)，并采用結(jié)構(gòu)相同的兩個角接觸型的第二級軸承46安裝在第二級軸承座47的中心通孔內(nèi)，兩個角接觸型的第二級軸承46采用反向安裝方式，第二級驅(qū)動輪轂45與第二級軸承座47成轉(zhuǎn)動連接，第二級軸承擋圈42套裝在兩個角接觸型的第二級軸承46的外側(cè)，即第二級軸承擋圈42套裝在第二級驅(qū)動輪轂45的左端，第二級軸承擋圈42的右端面與左側(cè)軸承的左端面相接觸，實(shí)現(xiàn)了 2個結(jié)構(gòu)相同的第二級軸承46在第二級驅(qū)動輪轂45左端的軸向定位。第二級驅(qū)動電機(jī)16的右端面與加工有中心圓孔的長方體形的第二級電機(jī)支座43左端面相接觸，第二級電機(jī)支座43右端面與第三級轉(zhuǎn)動支架總成17中第三級支架側(cè)支撐板50的左端面相接觸，使用四個螺栓將第三級支架側(cè)支撐板50、第二級電機(jī)支座43及第二級驅(qū)動電機(jī)16連接固定。第二級驅(qū)動電機(jī)16的輸出軸插入第二級驅(qū)動輪轂45的中心孔內(nèi)為過渡配合，并通過平鍵與第二級驅(qū)動輪轂45的中心孔連接固定。第二級電機(jī)16輸出軸的右側(cè)安裝有Y軸校準(zhǔn)激光發(fā)射器44，Y軸校準(zhǔn)激光發(fā)射器44外圓柱面與第二級驅(qū)動輪轂45的中心孔接觸配合，Y軸校準(zhǔn)激光發(fā)射器44的接線從鍵槽處引出，并與集電環(huán)4轉(zhuǎn)動端引出導(dǎo)線相連。第二級驅(qū)動輪轂45、第二級軸承座47、Y軸校準(zhǔn)激光發(fā)射器44以及第二級驅(qū)動電機(jī)16輸出軸的回轉(zhuǎn)軸線共線，該回轉(zhuǎn)軸線構(gòu)成三維運(yùn)動試驗(yàn)裝置的Y軸。在第二級驅(qū)動板39和第三級支架側(cè)支撐板50上分別加工有尺寸相同的兩定位銷孔，旋轉(zhuǎn)第二級轉(zhuǎn)動支架55，當(dāng)?shù)谝患夠?qū)動電機(jī)5軸線和第三級驅(qū)動電機(jī)12軸線垂直時，兩銷孔同軸，此時穿入一根與定位銷孔過渡配合的第二級轉(zhuǎn)動支架定位銷，可將第二級轉(zhuǎn)動支架固定，作為試驗(yàn)前的定位基準(zhǔn)。參閱圖10，所述的第一級轉(zhuǎn)動支架總成8包括有第一級轉(zhuǎn)動支架驅(qū)動裝置57、第一級轉(zhuǎn)動支架從動裝置58、第一級轉(zhuǎn)動支架56與浮動調(diào)整裝置9。參閱圖11，所述的第一級轉(zhuǎn)動支架驅(qū)動裝置57包括第一級驅(qū)動電機(jī)5、第一級電機(jī)支座21、第一級驅(qū)動輪轂22、第一級軸承27與第一級軸承擋圈28 ;所述的第一級轉(zhuǎn)動支架從動裝置58包括X軸校準(zhǔn)激光發(fā)射器25、第一級從動輪轂26、另一個第一級軸承27、另一個第一級軸承擋圈28 ;所述的第一級轉(zhuǎn)動支架56包括第一級支架一號側(cè)板23、第一級支架底板24與第一級支架二號側(cè)板53。其中第一級支架一號側(cè)板23與第一級支架二號側(cè)板53結(jié)構(gòu)相同，為平板類結(jié)構(gòu)件。第一級支架一號側(cè)板23右端與第一級支架底板24上端以插槽的形式定位，并使用螺栓固定連接。第一級支架二號側(cè)板53右端與第一級支架底板24下端以插槽的形式定位，并使用螺栓固定連接。第一級支架一號側(cè)板23與第一級支架二號側(cè)板53相互平行地位于第一級支架底板24的同一(左)側(cè)，第一級支架一號側(cè)板23與第一級支架二號側(cè)板53同和第一級支架底板24垂直。第一級驅(qū)動輪轂22的上端插入第二級轉(zhuǎn)動支架總成14中的第二級支架一號側(cè)板40上的第一級驅(qū)動輪轂中心孔內(nèi)，第一級驅(qū)動輪轂22與第二級轉(zhuǎn)動支架14中的第二級一號支撐板40上的第一級驅(qū)動輪轂中心孔之間安裝有第一個第一級軸承27，第一級驅(qū)動輪轂22與第二級轉(zhuǎn)動支架總成14中的第二級一號支撐板40之間為轉(zhuǎn)動連接，第一級驅(qū)動輪轂22上的下軸肩與第一個第一級軸承27內(nèi)環(huán)的底端面相接觸，第一級驅(qū)動輪轂22中的從第二級一號支撐板40上的第一級驅(qū)動輪轂中心孔的伸出端安裝有第一個第一級軸承擋圈28，第一個第一級軸承擋圈28的底端面與第一級軸承27內(nèi)環(huán)的頂端面相接觸，實(shí)現(xiàn)第一級驅(qū)動輪轂22在第二級一號支撐板40上的軸向定位。第一級軸承27為角接觸式球軸承，采用反向安裝配對使用。第一級驅(qū)動電機(jī)5的下端面與加工有中心圓孔的長方體形的第一級電機(jī)支座21的上端面相接觸，第一級電機(jī)支座21的下端面和第二級轉(zhuǎn)動支架總成14中的第二級一號支撐板40上平面相接觸，使用四個螺栓將第二級一號支撐板40、第一級電機(jī)支座21及第一級驅(qū)動電機(jī)5連接固定。第一級驅(qū)動電機(jī)5的輸出軸插入第一級驅(qū)動輪轂22的中心孔內(nèi)為過渡配合，并通過平鍵與第一級驅(qū)動輪轂22相連接傳遞旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。第一級從動輪轂26下端插入第二級轉(zhuǎn)動支架總成14中的第二級二號支撐板41上的第一級從動輪轂中心孔內(nèi)，第一級從動輪轂26與第二級轉(zhuǎn)動支架14中的第二級二號支撐板41上的第一級從動輪轂中心孔之間安裝有第二個第一級軸承27，第一級從動輪轂26與第二級轉(zhuǎn)動支架14中的第二級二號支撐板41之間為滾動連接，第一級從動輪轂26上的上軸肩與第一級軸承27內(nèi)環(huán)的頂端面相接觸，第一級從動輪轂26的伸出端即從第二級二號支撐板41上的第一級從動輪轂中心孔的伸出端安裝有另一個第一級軸承擋圈28，另一個第一級軸承擋圈28的頂端面與第一級軸承27內(nèi)環(huán)的底端面相接觸，實(shí)現(xiàn)第一級從動輪轂26在第二級二號支撐板41上的軸向定位。第一級轉(zhuǎn)動支架驅(qū)動裝置中的第一級驅(qū)動輪轂22、第一級從動輪轂26及第一級轉(zhuǎn)動支架驅(qū)動裝置中的第一級驅(qū)動電機(jī)5輸出軸的回轉(zhuǎn)軸線共線，該回轉(zhuǎn)軸線構(gòu)成三維運(yùn)動試驗(yàn)裝置的X軸。第一級從動輪轂26的上端安裝有X軸校準(zhǔn)激光發(fā)射器25，X軸校準(zhǔn)激光發(fā)射器25的外圓柱面與第一級支架二號側(cè)板53上的內(nèi)孔接觸配合，X軸校準(zhǔn)激光發(fā)射器25的電源線從第一級從動輪轂26中心孔中穿過，并與集電環(huán)4轉(zhuǎn)動端引出導(dǎo)線相連。參閱圖12，第一級轉(zhuǎn)動支架56中的第一級支架底板24上安裝有浮動調(diào)整裝置9。所述的浮動調(diào)整裝置9包括試驗(yàn)件固定板30、四根結(jié)構(gòu)相同的導(dǎo)向滑柱31、頂柱卡簧32和調(diào)整裝置頂柱33。圖中雙點(diǎn)劃線示為試驗(yàn)樣件29。四根結(jié)構(gòu)相同的導(dǎo)向滑柱31插入第一級支架底板24上的四根結(jié)構(gòu)相同的并成矩形分布的導(dǎo)向滑柱通孔內(nèi)，四根結(jié)構(gòu)相同的導(dǎo)向滑柱31的外圓柱面與第一級支架底板24上的四根結(jié)構(gòu)相同的導(dǎo)向滑柱通孔之間為過盈配合，四根結(jié)構(gòu)相同的導(dǎo)向滑柱31的端部凸臺的左端面與第一級支架底板24的右端面為接觸連接。用于固定試驗(yàn)樣件29的試驗(yàn)件固定板30上加工有與四根結(jié)構(gòu)相同的導(dǎo)向滑柱31滑動配合的通孔，且試驗(yàn)件固定板30上加工有用于固定試驗(yàn)樣件29的固定孔。試驗(yàn)件固定板30的右側(cè)加工有凸臺，凸臺的右端面用于與調(diào)整裝置頂柱33軸肩接觸產(chǎn)生行程限位，凸臺中心處沿軸向加工有螺紋孔。調(diào)整裝置頂柱33 — (左)端加工有與試驗(yàn)件固定板30螺紋孔配合的外螺紋，外螺紋的右端連接著軸肩，軸肩右平面與第一級支架底板24左平面接觸，軸肩右側(cè)的圓柱體上加工有用于固定頂柱卡簧32的環(huán)槽，圓柱體的右端面上加工有用于旋轉(zhuǎn)調(diào)整裝置頂柱33的徑向U形槽。調(diào)整裝置頂柱33的右端插入第一級支架底板24的中心孔內(nèi)，頂柱卡簧32安裝在調(diào)整裝置頂柱33上的環(huán)槽中，頂柱卡簧32和調(diào)整裝置頂柱33的軸肩一起實(shí)現(xiàn)調(diào)整裝置頂柱33在第一級支架底板24上的軸向固定,調(diào)整裝置頂柱33的左端插入試驗(yàn)件固定板30右側(cè)凸臺上的螺紋孔中為螺紋連接。在第一級支架一號側(cè)板23和第二級二號支撐板41上分別加工有尺寸相同的兩定位銷孔，旋轉(zhuǎn)第一級轉(zhuǎn)動支架56，當(dāng)試驗(yàn)件固定板30上平面與第三級驅(qū)動電機(jī)12軸線(Z軸)垂直時，兩銷孔同軸，此時穿入一根與銷孔過渡配合的第一級轉(zhuǎn)動支架定位銷，可將第一級轉(zhuǎn)動支架固定，作為試驗(yàn)前的定位基準(zhǔn)。參閱圖1，所述的第三級轉(zhuǎn)動支架總成17中的第三級轉(zhuǎn)動支架54中的第三級支架上支撐板48通過第三級轉(zhuǎn)動支架從動裝置3與試驗(yàn)裝置機(jī)架7的頂板轉(zhuǎn)動連接，第三級支架下支撐板51通過第三級轉(zhuǎn)動支架驅(qū)動裝置11與試驗(yàn)裝置機(jī)架7的底板轉(zhuǎn)動連接，轉(zhuǎn)動支架配重塊10固定在第三級支架下支撐板51的右端。所述的第二級轉(zhuǎn)動支架總成14中的第二級轉(zhuǎn)動支架中的第二級驅(qū)動板39通過第二級轉(zhuǎn)動支架驅(qū)動裝置15和第三級轉(zhuǎn)動支架總成17中的第三級支架側(cè)支撐板50轉(zhuǎn)動連接。第一級轉(zhuǎn)動支架總成8中的第一級支架一號側(cè)板23通過第一級轉(zhuǎn)動支架驅(qū)動裝置和第二級轉(zhuǎn)動支架總成14中的第二級一號支撐板40轉(zhuǎn)動連接，第一級支架二號側(cè)板53通過第一級轉(zhuǎn)動支架從動裝置和第二級轉(zhuǎn)動支架總成14中的第二級二號支撐板41轉(zhuǎn)動連接，浮動調(diào)整裝置9安裝在第一級支架底板24上。參閱圖13，三維運(yùn)動試驗(yàn)裝置的電控部分包括第一級電機(jī)驅(qū)動器1、第二級電機(jī)驅(qū)動器2、集電環(huán)4、第三級電機(jī)驅(qū)動器6、一級編碼器61、二級編碼器62、三級編碼器63、工控機(jī)64、計算機(jī)65和外部設(shè)備66。其中工控機(jī)64選用研華PCL-818L型工控機(jī)，具有16路數(shù)字信號輸入、16路數(shù)字信號輸出、I路模擬信號輸出、16路模擬信號輸入。第一級驅(qū)動電機(jī)5選用安特科34HS系列步進(jìn)電機(jī)，與之配套的第一級電機(jī)驅(qū)動器I型號為DQ2722M。第二級驅(qū)動電機(jī)選用安特科42HS系列步進(jìn)電機(jī)，與之配套的第二級電機(jī)驅(qū)動器2型號為DC24RT10BL。第三級驅(qū)動電機(jī)12選用濟(jì)南科亞公司直流電機(jī)，與之配套的第三級電機(jī)驅(qū)動器6型號為MMT-DC36DPS20AL。計算機(jī)65通過數(shù)據(jù)線與工控機(jī)64相連，第一級電機(jī)驅(qū)動器I與第二級電機(jī)驅(qū)動器2的控制信號輸入端與工控機(jī)64的數(shù)字信號輸出端電線連接，共連接工控機(jī)64的六個數(shù)字信號輸出端。第三級電機(jī)驅(qū)動器6的控制信號輸入端與工控機(jī)64的模擬信號輸出端相連，連接工控機(jī)64的一個模擬信號輸出端。第一級電機(jī)驅(qū)動器I和第二級電機(jī)驅(qū)動器2的控制信號輸出端與集電環(huán)4固定端引出導(dǎo)線相連，集電環(huán)4與固定端引出導(dǎo)線相導(dǎo)通的轉(zhuǎn)動端引出導(dǎo)線分別和機(jī)械部分中的第一級驅(qū)動電機(jī)5與第二級驅(qū)動電機(jī)16的控制信號輸入端相連接。第三級電機(jī)驅(qū)動器6的控制信號輸出端通過導(dǎo)線直接與機(jī)械部分中的第三級驅(qū)動電機(jī)12的控制信號輸入端相連接。第一級驅(qū)動電機(jī)5、第二級驅(qū)動電機(jī)16與第三級驅(qū)動電機(jī)12中依次安裝有一級編碼器61、二級編碼器62、三級編碼器63，三個編碼器可測量三個電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)速，從而獲得機(jī)械部分的實(shí)際運(yùn)動情況，并通過信號輸出端輸出信號。一級編碼器61和二級編碼器62的輸出端通過導(dǎo)線與集電環(huán)4轉(zhuǎn)動端導(dǎo)線相連接，集電環(huán)4與轉(zhuǎn)動端引出導(dǎo)線相導(dǎo)通的固定端引出導(dǎo)線與工控機(jī)64模擬信號輸入端相連。三級編碼器63的輸出端直接與工控機(jī)64的模擬信號輸入端相連接。試驗(yàn)件固定板30上的試驗(yàn)件29的導(dǎo)線與集電環(huán)4轉(zhuǎn)動端引出導(dǎo)線連接，集電環(huán)4與轉(zhuǎn)動端引出導(dǎo)線相導(dǎo)通的固定端引出導(dǎo)線根據(jù)需要分別與工控機(jī)64以及所需電源相連，用于傳輸信號和供電。工控機(jī)64可以通過連線與其他外部設(shè)備66，如數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)相連，可進(jìn)行更復(fù)雜的聯(lián)合仿真或硬件在環(huán)試驗(yàn)，具體連接方式和接口依實(shí)際情況而定。三維運(yùn)動試驗(yàn)裝置調(diào)平過程為保證三維運(yùn)動試驗(yàn)裝置準(zhǔn)確模擬空間運(yùn)動，在使用之前首先要對試驗(yàn)裝置進(jìn)行調(diào)平。裝置的加工工藝保證了試驗(yàn)裝置三個運(yùn)動軸線相互垂直并相交于一點(diǎn)，當(dāng)校準(zhǔn)一個軸線方向時，即可滿足試驗(yàn)要求，在此調(diào)平主要保證與Z軸垂直的平面為水平平面。首先在試驗(yàn)裝置機(jī)架7下支板上表面平行機(jī)架邊緣防止一個水平尺，通過水平尺上試管中氣泡的位置判斷該平面兩側(cè)豎直方向的位置高低。若某試管中的氣泡偏向一方，則該方向上的位置偏高，通過旋轉(zhuǎn)該方向?qū)?yīng)的試驗(yàn)裝置地腳13，結(jié)合矩形螺紋產(chǎn)生試驗(yàn)裝置地腳13的軸向運(yùn)動，改變試驗(yàn)裝置平面的角度，反復(fù)調(diào)整，直至水平尺各方向試管中的氣泡位于正中位置，則試驗(yàn)裝置已水平。此時第三級驅(qū)動電機(jī)12軸線方向豎直向上，在使用相應(yīng)的轉(zhuǎn)動支架定位銷定位之后，第一級驅(qū)動電機(jī)5軸線和第二級驅(qū)動電機(jī)16軸線均水平且相互垂直，試驗(yàn)件固定板30上表面水平。試驗(yàn)件位置校正為使三維運(yùn)動裝置產(chǎn)生的運(yùn)動與試驗(yàn)件獲得的運(yùn)動狀況相同，需使試驗(yàn)件中的部分傳感器的轉(zhuǎn)動中心及三個轉(zhuǎn)動軸線與試驗(yàn)裝置的轉(zhuǎn)動中心和轉(zhuǎn)動軸線重合。根據(jù)試驗(yàn)件的相關(guān)參數(shù)，在試驗(yàn)件表面標(biāo)出內(nèi)部傳感器轉(zhuǎn)動中心位置以及三個方向軸線位置。將試驗(yàn)件與自身Z’軸線垂直的平面朝下放置在試驗(yàn)件固定板30上，打開X軸校準(zhǔn)激光發(fā)射器25、Y軸校準(zhǔn)激光發(fā)射器44和Z軸校準(zhǔn)激光發(fā)射器34，觀察投射在試驗(yàn)件表面上的光斑與標(biāo)記出的轉(zhuǎn)動中心的位置關(guān)系。轉(zhuǎn)動調(diào)整裝置頂柱33，將試驗(yàn)件29的轉(zhuǎn)動中心標(biāo)記調(diào)整到與X軸光斑等高位置，然后在試驗(yàn)件固定板30上移動試驗(yàn)件，直至試驗(yàn)件29上端面上的標(biāo)記與Z軸光斑重合。以Z軸為軸緩慢轉(zhuǎn)動試驗(yàn)件29,直至試驗(yàn)件29側(cè)面的標(biāo)記與Y軸光斑重合，且試驗(yàn)件的水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動軸線分別與試驗(yàn)裝置的X軸、Y軸重合。最后檢查X軸光斑與試驗(yàn)件側(cè)面標(biāo)記重合程度，進(jìn)行位置微調(diào)。三方向均調(diào)整到位后，將試驗(yàn)件29與試驗(yàn)件固定板30使用夾具固定，具體固定裝置依實(shí)際情況而定。試驗(yàn)件位置校正后即可進(jìn)行試驗(yàn)臺試驗(yàn)。參考圖14，首先設(shè)定三維運(yùn)動試驗(yàn)裝置的三個空間坐標(biāo)系。其中O’ X’ Y’ Z’為試驗(yàn)件自身坐標(biāo)系，試驗(yàn)件位置校正之后，坐標(biāo)系原點(diǎn)O’固定于試驗(yàn)件29傳感器轉(zhuǎn)動中心。Z’軸過O’且垂直于試驗(yàn)件固定板30上平面，向上為正。Z’過O’平行于第一級驅(qū)動電機(jī)5軸線，以遠(yuǎn)離電機(jī)方向?yàn)檎?。Y’過0’，平行于試驗(yàn)件固定板30上平面，垂直于X’軸，并符合右手定則。試驗(yàn)件自身坐標(biāo)系固定于試驗(yàn)件，隨著試驗(yàn)件運(yùn)動而變化。為地面坐標(biāo)系，試驗(yàn)件調(diào)平時，5固定于地面某點(diǎn)，X、f、Z方向與調(diào)平時試驗(yàn)件自身坐標(biāo)系平行，且通過G點(diǎn)，地面坐標(biāo)系也是絕對坐標(biāo)系，不隨電機(jī)轉(zhuǎn)動和試驗(yàn)件運(yùn)動而變化。OXYZ為試驗(yàn)臺坐標(biāo)系，O為三個電機(jī)軸線的交點(diǎn)，X軸過O點(diǎn)且與第一級驅(qū)動電機(jī)5軸線同軸，定背離電機(jī)方向?yàn)閄軸正向。Y軸過O點(diǎn)且與第二級驅(qū)動電機(jī)16軸線同軸，定背離電機(jī)方向?yàn)閅軸正向。Z軸過O點(diǎn)且與第三級電機(jī)12軸線同軸,定背離電機(jī)方向?yàn)閆軸正向。在運(yùn)動過程中，Y軸和Z軸始終垂直，Y軸和X軸始終垂直，但Z軸與X軸不一定垂直，該坐標(biāo)系用于描述實(shí)驗(yàn)裝置三個驅(qū)動電機(jī)的轉(zhuǎn)動情況。試驗(yàn)件29空間位置模擬第一級驅(qū)動電機(jī)5和第二級驅(qū)動電機(jī)16的軸線始終垂直，第二級驅(qū)動電機(jī)16和第三級驅(qū)動電機(jī)12軸線始終垂直，因此對三個電機(jī)分別進(jìn)行轉(zhuǎn)角控制，可以實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)件空間上的任意位置控制。僅控制第一級驅(qū)動電機(jī)5和第二級驅(qū)動電機(jī)16轉(zhuǎn)角，可用于陀螺儀及類似試驗(yàn)件的靜態(tài)標(biāo)定和試驗(yàn)，結(jié)合第三級驅(qū)動電機(jī)12轉(zhuǎn)角控制，可用于電子羅盤及類似試驗(yàn)件的標(biāo)定和試驗(yàn)。首先，用戶在計算機(jī)65中使用仿真軟件,如Matlab/Simulink,進(jìn)行具有空間位置模擬仿真功能的模型搭建，通過計算機(jī)65與工控機(jī)64之間的網(wǎng)線將仿真模型下載到工控機(jī)64中；然后，通過工控機(jī)64進(jìn)行模型的運(yùn)算，將運(yùn)算產(chǎn)生的三個電機(jī)控制信號通過信號輸出端分別輸出給第一級電機(jī)驅(qū)動器1、第二級電機(jī)驅(qū)動器2、第三級電機(jī)驅(qū)動器6。其中對于第三級電機(jī)驅(qū)動器6，在單端模擬電壓速度控制模式下，通過與第三級電機(jī)驅(qū)動器6相連的模擬信號輸出端輸出模擬電壓信號，控制第三級電機(jī)驅(qū)動器6。對于第一級電機(jī)驅(qū)動器I和第二級電機(jī)驅(qū)動器2，通過與其相連的六個數(shù)字信號輸出端輸出脈沖信號、使能信號和方向信號，控制第一級電機(jī)驅(qū)動器I和第二級電機(jī)驅(qū)動器2。三個電機(jī)驅(qū)動器將輸入的信號處理成對應(yīng)電機(jī)的驅(qū)動信號，按圖13所示的連接關(guān)系分別傳輸給第一級驅(qū)動電機(jī)5、第二級驅(qū)動電機(jī)16和第三級驅(qū)動電機(jī)12。三個驅(qū)動電機(jī)帶動試驗(yàn)裝置運(yùn)動后，連接在第一級驅(qū)動電機(jī)5、第二級驅(qū)動電機(jī)16及第三級驅(qū)動電機(jī)12上的一級編碼器61、二級編碼器62和三級編碼器63測量出電機(jī)及試驗(yàn)裝置的實(shí)際轉(zhuǎn)角，并通過信號輸出端實(shí)時輸出，按圖13所示的連接關(guān)系傳輸給工控機(jī)64。工控機(jī)64采集三個編碼器的信號，使用這些信號進(jìn)行三維運(yùn)動試驗(yàn)裝置的反饋控制，同時將信號通過數(shù)據(jù)線傳輸給計算機(jī)65，用于試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理及運(yùn)算。工控機(jī)64也可根據(jù)模型仿真需要和計算機(jī)65指令要求，將信號傳輸給外部設(shè)備66。試驗(yàn)件29中的傳感器信號及其它信號通過試驗(yàn)件29輸出端導(dǎo)線經(jīng)由集電環(huán)4傳輸給工控機(jī)64，由工控機(jī)64處理之后通過數(shù)據(jù)線傳輸給計算機(jī)65以及外部設(shè)備66，用于相應(yīng)的試驗(yàn)或標(biāo)定。試驗(yàn)件29轉(zhuǎn)動速度模擬在試驗(yàn)臺坐標(biāo)系中，設(shè)第一級驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)動角度為Ct1 Q1 < 360° )，轉(zhuǎn)動角速度為ωχ。第二級驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)動角度為Φ2(Φ2< 360° )，轉(zhuǎn)動角速度為第三級驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)動角速度為ωζ。 由于坐標(biāo)系的選取不同，試驗(yàn)裝置對于轉(zhuǎn)動速度的模擬分為兩種。1.控制三個驅(qū)動電機(jī)帶動試驗(yàn)裝置實(shí)現(xiàn)空間轉(zhuǎn)動，采集三個編碼器信號由以下公式可計算出試驗(yàn)件自身坐標(biāo)系中獲得的角速度信號。ω ’ χ= ω χ-ω ζ · sin Φ 2ω，y= ω y · cos Φ !+ ω ζ · cos Φ 2 · sin Φ !ω ’ ζ=- ω y · sin Φ !+ ω ζ · cos Φ 2 · cos Φ !其中，ω’χ、ω’ y、ω ’ ζ為試驗(yàn)件在O’X’Y’Ζ’坐標(biāo)系中，繞X’軸Χ’、Υ’軸和Ζ’軸
的角速度。使用獲得的角速度信號與試驗(yàn)件的輸出信號進(jìn)行比較，可對試驗(yàn)件進(jìn)行標(biāo)定。也可利用此換算關(guān)系實(shí)現(xiàn)針對試驗(yàn)件29中傳感器的空間轉(zhuǎn)動信號的模擬，進(jìn)行硬件在環(huán)仿真。2.控制三個驅(qū)動電機(jī)帶動試驗(yàn)裝置實(shí)現(xiàn)空間轉(zhuǎn)動，采集編碼器信號由以下公式可計算出地面坐標(biāo)系中獲得的角速度信號。
權(quán)利要求1.一種三維運(yùn)動試驗(yàn)裝置，由機(jī)械部分和電控部分組成，其特征在于，所述的機(jī)械部分包括有正方形框架式結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)裝置機(jī)架(7)、第三級轉(zhuǎn)動支架總成(17)、第二級轉(zhuǎn)動支架總成(14)、轉(zhuǎn)動支架配重塊(10)與第一級轉(zhuǎn)動支架總成(8)； 所述的正方形框架式結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)裝置機(jī)架(7)四角的立柱下端加工有圓形凸臺，凸臺下端的圓柱體上螺紋連接有放置在地基上的試驗(yàn)裝置地腳(13)，試驗(yàn)裝置機(jī)架(7)的頂部安裝有頂板，試驗(yàn)裝置機(jī)架(7)底部即在四個立柱的圓形凸臺的上方固定安裝有底板； 所述的第三級轉(zhuǎn)動支架總成(17)包括有第三級轉(zhuǎn)動支架從動裝置(3)、第三級轉(zhuǎn)動支架驅(qū)動裝置(11)與第三級轉(zhuǎn)動支架(54)，第三級轉(zhuǎn)動支架(54)包括有第三級支架上支撐板(48)、第三級支架側(cè)支撐板(50)與第三級支架下支撐板(51)，第三級支架上支撐板(48)通過第三級轉(zhuǎn)動支架從動裝置(3)與試驗(yàn)裝置機(jī)架(7)的頂板轉(zhuǎn)動連接，第三級支架下支撐板(51)通過第三級轉(zhuǎn)動支架驅(qū)動裝置(11)與試驗(yàn)裝置機(jī)架(7 )的底板轉(zhuǎn)動連接，轉(zhuǎn)動支架配重塊(10)固定在第三級支架下支撐板(51)的右端； 所述的第二級轉(zhuǎn)動支架總成(14)包括第二級轉(zhuǎn)動支架(55)與第二級轉(zhuǎn)動支架驅(qū)動裝置(15)，第二級轉(zhuǎn)動支架(55)包括第二級驅(qū)動板(39)、第二級一號支撐板(40)和第二級二號支撐板(41)，第二級轉(zhuǎn)動支架(55)中的第二級驅(qū)動板(39)通過第二級轉(zhuǎn)動支架驅(qū)動裝置(15)和第三級轉(zhuǎn)動支架總成(17)中的第三級支架側(cè)支撐板(50)轉(zhuǎn)動連接； 第一級轉(zhuǎn)動支架總成(8)包括有第一級轉(zhuǎn)動支架驅(qū)動裝置(57)、第一級轉(zhuǎn)動支架從動裝置(58)、第一級轉(zhuǎn)動支架(56)與浮動調(diào)整裝置(9)，所述的第一級轉(zhuǎn)動支架(56)包括第一級支架一號側(cè)板(23)、第一級支架底板(24)與第一級支架二號側(cè)板(53)，第一級支架一號側(cè)板(23)通過第一級轉(zhuǎn)動支架驅(qū)動裝置(57)和第二級轉(zhuǎn)動支架總成(14)中的第二級一號支撐板(40)轉(zhuǎn)動連接，第一級支架二號側(cè)板(53)通過第一級轉(zhuǎn)動支架從動裝置(58)和第二級轉(zhuǎn)動支架總成(14)中的第二級二號支撐板(41)轉(zhuǎn)動連接，浮動調(diào)整裝置(9)安裝在第一級支架底板(24)上。
2.按照權(quán)利要求1所述的三維運(yùn)動試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述的第三級轉(zhuǎn)動支架從動裝置(3)包括第三級上軸承座(18)、第三級一號軸承(19)、第三級從動輪轂(20)與Z軸校準(zhǔn)激光發(fā)射器(34)； 第三級上軸承座(18)的上端裝入試驗(yàn)裝置機(jī)架(7)中頂板上的第三級上軸承座通孔中并采用螺栓連接固定，第三級從動輪轂(20)的下端裝入第三級支架上支撐板(48)上的第三級從動輪轂通孔中并采用螺栓連接固定，第三級上軸承座(18)的下端與第三級從動輪轂(20)上端之間安裝有第三級一號軸承(19)成轉(zhuǎn)動連接，電控部分中的集電環(huán)(4)固定端的下端裝入第三級上軸承座(18)的中心孔內(nèi)，集電環(huán)(4)轉(zhuǎn)動端裝入第三級從動輪轂(20)中心孔內(nèi)，集電環(huán)(4)的法蘭盤的底面與試驗(yàn)裝置機(jī)架(7)的頂板的上端面相接觸并采用螺栓連接固定，Z軸校準(zhǔn)激光發(fā)射器(34)安裝在集電環(huán)(4)轉(zhuǎn)動端底端面的中心圓孔內(nèi)，Z軸校準(zhǔn)激光發(fā)射器(34)的接線端與集電環(huán)(4)電線連接。
3.按照權(quán)利要求1所述的三維運(yùn)動試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述的第三級轉(zhuǎn)動支架驅(qū)動裝置(11)包括第三級驅(qū)動電機(jī)(12)、第三級驅(qū)動輪轂(35)、第三級二號軸承(36)、第三級三號軸承(37)與第三級下軸承座(38)； 第三級下軸承座(38)的下端裝入試驗(yàn)裝置機(jī)架(7)中的底板上的第三級下軸承座通孔中并采用螺栓連接固定，第三級驅(qū)動輪轂(35)的上端裝入第三級支架下支撐板(51)上的第三驅(qū)動輪轂通孔內(nèi)并采用螺栓連接固定，第三級下軸承座(38)的上端與插入其內(nèi)孔之中的第三級驅(qū)動輪轂(35)的下端之間由下至上安裝有第三級二號軸承(36)與第三級三號軸承(37)，第三級驅(qū)動電機(jī)(12)的輸出軸由下至上地插入第三級驅(qū)動輪轂(35)的中心孔內(nèi)，并通過平鍵與第三級驅(qū)動輪轂(35 )相連接，第三級驅(qū)動電機(jī)(12 )與第三級下軸承座(38)下端面相接觸并采用螺栓連接固定，第三級驅(qū)動輪轂(35)、第三級下軸承座38以及第三級驅(qū)動電機(jī)(12)輸出軸的回轉(zhuǎn)軸線和第三級轉(zhuǎn)動支架從動裝置(3)中的第三級上軸承座(18)、集電環(huán)(4)及第三級從動輪轂(20)的回轉(zhuǎn)軸線共線。
4.按照權(quán)利要求1所述的三維運(yùn)動試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述的第三級支架上支撐板(48)、第三級支架側(cè)支撐板(50)與第三級支架下支撐板(51)為平板類結(jié)構(gòu)件；第三級支架上支撐板(48)上加工有與第三級從動輪轂(20)相配合的第三級從動輪轂通孔，在第三級從動輪轂通孔周圍加工有上螺栓通孔，第三級支架下支撐板(51)上加工有與第三級驅(qū)動輪轂(35)相配合的第三級驅(qū)動輪轂通孔，在第三級驅(qū)動輪轂通孔周圍加工有下螺栓通孔，第三級支架下支撐板(51)右側(cè)設(shè)置有固定連接轉(zhuǎn)動支架配重塊(10)的通孔；第三級支架上支撐板(48)左端與第三級支架側(cè)支撐板(50)上端以插槽的形式定位連接并使用螺栓固定；第三級支架下支撐板(51)左端與第三級支架側(cè)支撐板(50)下端以插槽的形式定位連接并使用螺栓固定，第三級支架上支撐板(48)與第三級支架下支撐板(51)相互平行地位于第三級支架側(cè)支撐板(50)的同一側(cè)，第三級支架上支撐板(48)與第三級支架下支撐板(51)同和第三級支架側(cè)支撐板(50)垂直，第三級支架上支撐板(48)與第三級支架側(cè)支撐板(50)連接位置的前后端面螺栓固定有第三級支架上側(cè)加強(qiáng)板(49)，第三級支架下支撐板(51)與第三級支架側(cè)支撐板(50)連接位置的前后端面螺栓固定有第三級支架下側(cè)加強(qiáng)板(52)。
5.按照權(quán)利要求1所述的三維運(yùn)動試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述的第二級轉(zhuǎn)動支架驅(qū)動裝置(15)包括第二級驅(qū)動電機(jī)(16)、第二級軸承擋圈(42)、第二級電機(jī)支座(43)、Y軸校準(zhǔn)激光發(fā)射器(44)、第二級驅(qū)動輪轂(45)、2個結(jié)構(gòu)相同的第二級軸承(46)與第二級軸承座(47)；第二級軸承座(47)的左端裝入第三級支架側(cè)支撐板(50)上的第二級軸承座通孔內(nèi)并采用螺栓連接固定，第二級驅(qū)動輪轂(45)的右端圓環(huán)體裝入第二級驅(qū)動板(39)上的第二級驅(qū)動輪轂中心通孔內(nèi)并采用螺栓固定連接，第二級驅(qū)動輪轂(45)的左端采用2個結(jié)構(gòu)相同的第二級軸承(46)裝入第二級軸承座(47)的中心通孔內(nèi)，第二級軸承擋圈(42)套裝在2個結(jié)構(gòu)相同的第二級軸承(46 )的外側(cè)，第二級驅(qū)動電機(jī)(16 )的右端面與第二級電機(jī)支座(43)左端面相接觸，第二級電機(jī)支座(43)右端面與第三級支架側(cè)支撐板(50)的左端面相接觸，采用螺栓將第三級支架側(cè)支撐板(50)、第二級電機(jī)支座(43)及第二級驅(qū)動電機(jī)(16)連接固定，第二級驅(qū)動電機(jī)(16)的輸出軸插入第二級驅(qū)動輪轂(45)的中心孔內(nèi)并通過平鍵與第二級驅(qū)動輪轂(45)的中心孔連接，第二級電機(jī)(16)輸出軸的右側(cè)安裝有Y軸校準(zhǔn)激光發(fā)射器(44)，第二級驅(qū)動輪轂(45)、第二級軸承座(47)、Υ軸校準(zhǔn)激光發(fā)射器(44)以及第二級驅(qū)動電機(jī)(16)輸出軸的回轉(zhuǎn)軸線共線。
6.按照權(quán)利要求1所述的三維運(yùn)動試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述的第一級轉(zhuǎn)動支架驅(qū)動裝置(57)包括第一級驅(qū)動電機(jī)(5)、第一級電機(jī)支座(21)、第一級驅(qū)動輪轂(22)、第一級軸承(27)與第一級軸承擋圈(28)；第一級驅(qū)動輪轂(22)的上端插入第二級支架一號側(cè)板(40)上的第一級驅(qū)動輪轂中心孔內(nèi)，第一級驅(qū)動輪轂(22)與第二級一號支撐板(40)上的第一級驅(qū)動輪轂中心孔之間安裝有第一個第一級軸承(27)，第一級驅(qū)動輪轂(22)中的從第二級一號支撐板(40)上的第一級驅(qū)動輪轂中心孔的伸出端安裝有第一個第一級軸承擋圈(28)，第一級驅(qū)動電機(jī)(5)的下端面與第一級電機(jī)支座(21)的上端面相接觸，第一級電機(jī)支座(21)的下端面和第二級轉(zhuǎn)動支架總成(14)中的第二級一號支撐板(40)上平面相接觸，采用螺栓將第二級一號支撐板(40)、第一級電機(jī)支座(21)及第一級驅(qū)動電機(jī)(5)連接固定，第一級驅(qū)動電機(jī)(5)的輸出軸插入第一級驅(qū)動輪轂(22)的中心孔內(nèi)為平鍵連接。
7.按照權(quán)利要求1所述的三維運(yùn)動試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述的第一級轉(zhuǎn)動支架從動裝置(58)包括X軸校準(zhǔn)激光發(fā)射器(25)、第一級從動輪轂(26)、另一個第一級軸承(27)及另一個第一級軸承擋圈(28)；第一級從動輪轂(26 )下端插入第二級轉(zhuǎn)動支架總成(14)中的第二級二號支撐板(41)上的第一級從動輪轂中心孔內(nèi)，第一級從動輪轂(26)與第二級二號支撐板(41)上的第一級從動輪轂中心孔之間安裝有第二個第一級軸承(27)，第一級從動輪轂(26)的伸出端安裝有第二個第一級軸承擋圈(28)，第一級轉(zhuǎn)動支架驅(qū)動裝置中的第一級驅(qū)動輪轂(22)、第一級從動輪轂(26)及第一級轉(zhuǎn)動支架驅(qū)動裝置中的第一級驅(qū)動電機(jī)(5)輸出軸的回轉(zhuǎn)軸線共線，第一級從動輪轂(26)的上端安裝有X軸校準(zhǔn)激光發(fā)射器(25)，X軸校準(zhǔn)激光發(fā)射器(25)的電源線從第一級從動輪轂(26)中心孔中穿出。
8.按照權(quán)利要求1所述的三維運(yùn)動試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述的浮動調(diào)整裝置(9)包括試驗(yàn)件固定板(30)、四根結(jié)構(gòu)相同的導(dǎo)向滑柱(31)、頂柱卡簧(32)與調(diào)整裝置頂柱(33)；所述的試驗(yàn)件固定板(30)上加工有與四根結(jié)構(gòu)相同的導(dǎo)向滑柱(31)滑動配合的通孔，試驗(yàn)件固定板(30)上加工有用于固定試驗(yàn)樣件(29)的固定孔,試驗(yàn)件固定板(30)的右側(cè)加工有凸臺，凸臺的中心處沿軸向加工有螺紋孔；所述的調(diào)整裝置頂柱(33)左端加工有與試驗(yàn)件固定板(30)上的螺紋孔配合的外螺紋，外螺紋的右端連接著與第一級支架底板(24)左側(cè)平面相接觸的軸肩，軸肩右側(cè)的圓柱體上加工有用于固定頂柱卡簧(32)的環(huán)槽，圓柱體右端加工有用于旋轉(zhuǎn)調(diào)整裝置頂柱(33)的徑向U形槽；四根結(jié)構(gòu)相同的導(dǎo)向滑柱(31)插入第一級支架底板(24)上的四個結(jié)構(gòu)相同的并成矩形分布的導(dǎo)向滑柱通孔內(nèi)為過盈配合，調(diào)整裝置頂柱(33)的右端插入第一級支架底板(24 )的中心孔內(nèi)，頂柱卡簧(32 )安裝在調(diào)整裝置頂柱(33 )上的環(huán)槽中，調(diào)整裝置頂柱(33 )的左端插入試驗(yàn)件固定板(30)右側(cè)凸臺上的螺紋孔中為螺紋連接。
9.按照權(quán)利要求1所述的三維運(yùn)動試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述的電控部分包括第一級電機(jī)驅(qū)動器(I)、第二級電機(jī)驅(qū)動器(2)、集電環(huán)(4)、第三級電機(jī)驅(qū)動器(6)、一級編碼器(61)、二級編碼器(62)、三級編碼器(63)、工控機(jī)(64)、計算機(jī)(65)和外部設(shè)備(66)；計算機(jī)(65)通過數(shù)據(jù)線與工控機(jī)(64)連接，第一級電機(jī)驅(qū)動器(I)與第二級電機(jī)驅(qū)動器(2)的控制信號輸入端與工控機(jī)(64)的數(shù)字信號輸出端電線連接，第三級電機(jī)驅(qū)動器(6)的控制信號輸入端與工控機(jī)(64)的模擬信號輸出端電線連接,第一級電機(jī)驅(qū)動器(I)與第二級電機(jī)驅(qū)動器(2)的控制信號輸出端與集電環(huán)(4)固定端導(dǎo)線連接，集電環(huán)(4)與固定端引出導(dǎo)線相導(dǎo)通的轉(zhuǎn)動端引出導(dǎo)線分別和機(jī)械部分中的第一級驅(qū)動電機(jī)(5)與第二級驅(qū)動電機(jī)(16)的控制信號輸入端相連接，第三級電機(jī)驅(qū)動器(6)的控制信號輸出端與機(jī)械部分中的第三級驅(qū)動電機(jī)(12)的控制信號輸入端相連接，第一級驅(qū)動電機(jī)(5)、第二級驅(qū)動電機(jī)(16)與第三級驅(qū)動電機(jī)(12)中依次安裝有一級編碼器(61)、二級編碼器(62)與三級編碼器(63)，一級編碼器(61)與二級編碼器(62)的輸出端與集電環(huán)(4)轉(zhuǎn)動端電線連接，集電環(huán)(4)固定端與工控機(jī)(64)模擬信號輸入端相連，三級編碼器(63)的輸出端直接與工控機(jī)`(64)的模擬信號輸入端相連接，試驗(yàn)件固定板(30)上的試驗(yàn)件(29)的導(dǎo)線與集電環(huán)(4)轉(zhuǎn)動端導(dǎo)線連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了三維運(yùn)動試驗(yàn)裝置，其由機(jī)械部分和電控部分組成。所述的機(jī)械部分包括試驗(yàn)裝置機(jī)架、第三級轉(zhuǎn)動支架總成、第二級轉(zhuǎn)動支架總成與第一級轉(zhuǎn)動支架總成。第三級轉(zhuǎn)動支架總成包括第三級轉(zhuǎn)動支架從動裝置、第三級轉(zhuǎn)動支架驅(qū)動裝置與第三級轉(zhuǎn)動支架；第二級轉(zhuǎn)動支架總成包括第二級轉(zhuǎn)動支架與第二級轉(zhuǎn)動支架驅(qū)動裝置；第一級轉(zhuǎn)動支架總成包括第一級轉(zhuǎn)動支架驅(qū)動裝置、第一級轉(zhuǎn)動支架從動裝置、第一級轉(zhuǎn)動支架與浮動調(diào)整裝置。第一級轉(zhuǎn)動支架上、下端與第二級轉(zhuǎn)動支架上、下端轉(zhuǎn)動連接；第二級轉(zhuǎn)動支架中間位置與第三級轉(zhuǎn)動支架中間位置轉(zhuǎn)動連接；第三級轉(zhuǎn)動支架上、下端與試驗(yàn)裝置機(jī)架頂板、底板轉(zhuǎn)動連接。機(jī)械部分和電控部分為電線連接。
文檔編號G01D18/00GK202903222SQ20122054570
公開日2013年4月24日 申請日期2012年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月23日
發(fā)明者李靜, 韓佐悅, 余春賢, 陸輝, 王子涵, 孫文 申請人:吉林大學(xué)