CN102364316A - 基于锁扣式解耦装置的三分量标准振动台 - Google Patents

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Abstract

基于锁扣式解耦装置的三分量标准振动台，包括底座，X向电磁振动台，Y向电磁振动台，Z向电磁振动台和三维振动平台；每个电磁振动台均通过运动解耦装置与三维振动平台连接；运动解耦装置包括第一边框和第二边框，第一边框和第二边框均由外边、内边、外边与内边之间的第一连接侧边和第二连接侧边组成，边框的外边与内边相对，边框的内边插入另一个边框内；第一边框的内边与第二边框的内边和外边之间均有微小间隙；第二边框的内边与第一边框的外边之间设有间隔；气流通道与外部压缩空气源连通；第一边框的外边与电磁振动台连接，第二边框的外边与三维振动平台连接。本发明具有结构简单、安装方便、解耦效果好、适于振动校准系统的优点。

Description

基于锁扣式解耦装置的三分量标准振动台
技术领域
本发明涉及一种基于锁扣式解耦装置的三分量标准振动台。
技术背景
多维测振传感器广泛应用于地震监测、地质勘探、多维振动环境试验等领域，随着现代测振技术的不断发展，各种多维测振传感器也不断涌现。然而，目前国内外对于多维测振传感器校准还没有统一完善的国家或行业标准，极大限制了多维振动研究领域的发展。
目前对三维测振传感器的校准多采用单维振动校准系统对三测量轴依次进行，而这种方法耗时较长、数据处理复杂，同时考虑到三维传感器各维间的相互耦合，该方法校准精度较低，且较难得到反映维间耦合关系的灵敏度矩阵。因此，研制出可对三维振动传感器三轴向同时激振的三分量标准振动台对测振传感器校准技术的发展及相应行业技术的进步都具有重要的理论和实际意义。
发明内容
为克服现有技术对三维测振传感器校准时只能采用单维振动校准系统对三测量轴依次进行校准，存在耗时长，数据处理复杂，且难以获得反映维间耦合关系的灵敏度矩阵的缺点，本发明提供了一种能对三维测振传感器的三测量轴同时激振的基于锁扣式解耦装置的三分量标准振动台。
基于锁扣式解耦装置的三分量标准振动台，包括底座，所述的底座上设有沿X轴向振动的X向电磁振动台，沿Y轴向振动的Y向电磁振动台，沿Z轴向振动的Z向电磁振动台，和与三个电磁振动台连接的三维振动平台；每个电磁振动台均通过与各振动台对应的运动解耦装置与所述的三维振动平台连接；
所述的运动解耦装置包括由刚性材料制成的第一边框和第二边框，第一边框和第二边框相互扣合，所述的第一边框和第二边框均由外边、内边、外边与内边之间的第一连接侧边和第二连接侧边组成，边框的外边与内边相对，边框的内边插入另一个边框内；
所述第一边框的内边中设有气流通道和与所述的气流通道连通的通气孔，所述的通气孔与外界连通；所述的第一边框的内边与第二边框的内边和外边之间均有微小间隙，所述的微小间隙形成第一边框内边的气浮导轨；所述的第二边框的内边与第一边框的外边之间设有防止所述的第二边框内边与第一边框外边接触的间隔；所述的气流通道与外部压缩空气源连通；
所述的第一边框的外边与电磁振动台连接，所述的第二边框的外边与三维振动平台连接。
进一步，所述的第一边框的内边设有多条气流通道，每条支流气道上均匀分布多个所述的通气孔。
进一步，所述的气流通道包括多条平行设置的支流气道和连通所有的支流气道的干流气道，所述的干流气道与所述的外部压缩空气源连接，所述的支流气道一端连通干流气道，另一端由密封装置密封。
或者，所述的气流通道一端密封，另一端与所述的外部压缩空气源连接。
进一步，边框为矩形框、圆形框、椭圆框或梯形框。
本发明的工作过程为：当某轴向电磁振动台产生运动时，振动传递到与该振动台连接的第一边框的外边，由于边框由刚性材料制成，振动台的振动通过第一边框的外边与内边之间两个连接侧边传递到边框的内边，通过第一边框的内边及气膜将振动传递到第二边框，第二边框再将该轴向振动信号传递至三维振动平台。三维振动平台的运动即是X、Y、Z向电磁振动台运动的合成。
在第一边框的内边设置气流通道，压缩空气经通气孔向外溢出，能够在第一边框的内边和第二边框的内边及外边之间形成静压气浮支承，对相应轴向运动力传递性能好，并对另外两个轴向运动产生的阻力小，很好地符合了运动解耦的要求。
本发明采用三台电磁振动台及三个锁扣式运动解耦装置构成三分量标准振动台；设计的锁扣式运动解耦装置采用锁扣式结构及静压气浮支承，在很好地实现力传递的同时，避免了非传递向的干扰，很好地解决了三分量运动解耦的问题。
本发明具有结构简单、安装方便、解耦效果好、适于振动校准系统的优点。
附图说明
图1为三分量标准振动台结构示意图。
图2为锁扣式运动解耦装置整体结构图。
图3为锁扣式运动解耦装置轴向剖视图。
图4为图3的C-C向剖视图。
具体实施方式
实施例一
参照图1-4
基于锁扣式解耦装置的三分量标准振动台，包括底座8，所述的底座上设有沿X轴向振动的X向电磁振动台1，沿Y轴向振动的Y向电磁振动台5，沿Z轴向振动的Z向电磁振动台7，和与三个电磁振动台1、5、7连接的三维振动平台3；每个电磁振动台均通过与振动台对应的运动解耦装置2、4、6与所述的三维振动平台3连接；
所述的运动解耦装置包括由刚性材料制成的第一边框A和第二边框B，第一边框A和第二边框B相互扣合，所述的第一边框和第二边框均由外边、内边、外边与内边之间的第一连接侧边和第二连接侧边组成，边框的外边21、25与分别与其内边24、28相对，边框的内边24、28插入另一个边框内，外边21、25和内边24、28之间为第一连接侧边22、26、和第二连接侧边23、27；
第一边框内边24中设有气流通道和与气流通道连通的通气孔244，所述的通气孔244与外界连通；所述的第一边框A的内边24与第二边框B的内边28和外边25之间均有微小间隙，所述的微小间隙形成气浮导轨；所述的第二边框B的内边28与第一边框A的外边21设有防止所述的第二边框内边与第一边框外边接触的间隔；所述的气流通道243与外部压缩空气源连通；
所述的第一边框A的外边21与电磁振动台连接，所述的第二边框B的外边25与三维振动平台3连接。
所述的第一边框A内边24设有多条气流通道，每条支流气道上均匀分布多个所述的通气孔244。
所述的气流通道包括多条平行设置的支流气道243和连通所有的支流气道243的干流气道221，所述的干流气道221与所述的外部压缩空气源连接，所述的支流气道243一端连通干流气道221，另一端由密封装置密封。
边框A、B为矩形框、圆形框、椭圆框或梯形框。
本发明的工作过程为：当某轴向电磁振动台产生运动时，振动传递到与该振动台连接的第一边框的外边，由于边框由刚性材料制成，振动台的振动通过第一边框的外边与内边之间两个连接侧边传递到边框的内边，通过第一边框的内边及气膜将振动传递到第二边框，第二边框再将该轴向振动信号传递至三维振动平台。三维振动平台的运动即是X、Y、Z向电磁振动台运动的合成。
在第一边框的内边设置气流通道，压缩空气经通气孔向外溢出，能够在第一边框的内边和第二边框的内边及外边之间形成静压气浮支承，对相应轴向运动力传递性能好，并对另外两个轴向运动产生的阻力小，很好地符合了运动解耦的要求。
本发明采用三台电磁振动台及三个锁扣式运动解耦装置构成三分量标准振动台；设计的锁扣式运动解耦装置采用锁扣式结构及静压气浮支承，在很好地实现力传递的同时，避免了非传递向的干扰，很好地解决了三分量运动解耦的问题。
本发明具有结构简单、安装方便、解耦效果好、适于振动校准系统的优点。
实施例二
本实施例与实施例一的区别在于：所述的气流通道一端密封，另一端与所述的外部压缩空气源连接。
本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。

Claims (5)

1.基于锁扣式解耦装置的三分量标准振动台，其特征在于：包括底座，所述的底座上设有沿X轴向振动的X向电磁振动台，沿Y轴向振动的Y向电磁振动台，沿Z轴向振动的Z向电磁振动台，和与三个电磁振动台连接的三维振动平台；每个电磁振动台均通过与各振动台对应的运动解耦装置与所述的三维振动平台连接；
所述的运动解耦装置包括由刚性材料制成的第一边框和第二边框，第一边框和第二边框相互扣合，所述的第一边框和第二边框均由外边、内边、外边与内边之间的第一连接侧边和第二连接侧边组成，边框的外边与内边相对，边框的内边插入另一个边框内；
所述第一边框的内边中设有气流通道和与所述的气流通道连通的通气孔，所述的通气孔与外界连通；所述的第一边框的内边与第二边框的内边和外边之间均有微小间隙，所述的微小间隙形成第一边框内边的气浮导轨；所述的第二边框的内边与第一边框的外边之间设有防止所述的第二边框内边与第一边框外边接触的间隔；所述的气流通道与外部压缩空气源连通；
所述的第一边框的外边与电磁振动台连接，所述的第二边框的外边与三维振动平台连接。
2.如权利要求1所述的基于锁扣式解耦装置的三分量标准振动台，其特征在于：所述的第一边框的内边设有多条气流通道，每条支流气道上均匀分布多个所述的通气孔。
3.如权利要求2所述的基于锁扣式解耦装置的三分量标准振动台，其特征在于：所述的气流通道包括多条平行设置的支流气道和连通所有的支流气道的干流气道，所述的干流气道与所述的外部压缩空气源连接，所述的支流气道一端连通干流气道，另一端由密封装置密封。
4.如权利要求2所述的基于锁扣式解耦装置的三分量标准振动台，其特征在于：所述的气流通道一端密封，另一端与所述的外部压缩空气源连接。
5.如权利要求3或4所述的基于锁扣式解耦装置的三分量标准振动台，其特征在于：边框为矩形框、圆形框、椭圆框或梯形框。
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