CN102435207B

CN102435207B - 一种不用旋转关节的两轴带温箱转台结构

Info

Publication number: CN102435207B
Application number: CN 201110266691
Authority: CN
Inventors: 毛荣辉; 陈彦恒; 刘启平
Original assignee: No 618 Research Institute of China Aviation Industry
Current assignee: No 618 Research Institute of China Aviation Industry
Priority date: 2011-09-01
Filing date: 2011-09-01
Publication date: 2013-10-23
Anticipated expiration: 2031-09-01
Also published as: CN102435207A

Abstract

本发明属于测量技术领域，涉及一种将温度环境和角运动复合为一体测试的不用旋转关节的两轴带温箱转台结构。本发明采用温箱与转台分离的结构形式，使转台的角运动不受限制，避免了温箱中的电机振动对转台性能的影响，由于温箱不随转台面转动，因此，避免了温箱本身结构刚性差以及谐振频率低带来的对转台控制回路品质的影响。温箱与压缩机组间不需旋转关节，避免了制冷剂的泄漏对温箱性能长期稳定性的影响。压缩机组可以安装于室外，避免了大功率发热对室内空调的影响。本发明在方位轴系上采用步进电机通过齿轮组驱动方位轴转动，避免了传统的测角元件和力矩电机在严酷且频繁的高低温循环试验中(-55℃～100℃)存在的寿命和可靠性问题。

Description

一种不用旋转关节的两轴带温箱转台结构

技术领域

本发明属于测量技术领域，涉及一种将温度环境和角运动复合为一体测试的不用旋转关节的两轴带温箱转台结构。

背景技术

目前，在进行温度和角运动试验中所使用的带温箱两轴转台，其温箱置于转台倾斜轴上，当转台旋转时，温箱随倾斜轴一起转动，由于，压缩机组与温箱之间是用软管连接，因此，当倾斜轴转至接近180度时，软管会与转台支架发生机械干涉，因而限制了转台倾斜轴的角运动范围，无法提供转台倾斜轴的连续旋转功能。虽然，有些带温箱两轴转台的压缩机组与温箱之间是通过制冷剂管道的双路旋转接头连接的，但是，旋转接头在制冷剂的高压和低温下难以做到零泄漏，制冷剂的慢泄漏将会影响到温箱性能的稳定性。并且，温箱中风机的振动会传递到转台上，从而影响转台的精密角运动性能。又由于温箱本身结构刚性较差，谐振频率低，会影响转台的控制回路品质。

发明内容

本发明的目的是：提出一种转台倾斜轴的角运动范围不受限制，温箱中风机的振动不会传递到转台上的不用旋转关节的两轴带温箱转台结构。

本发明的技术解决方案是：转台结构包括温箱和转台两部分，(一)转台包括方位轴系、倾斜轴系和转台底座，转台为“UT”结构，倾斜轴为转台的外轴，水平安装在转台底座上，方位轴为转台的内轴，安装在倾斜轴之上；倾斜轴水平穿过温箱，倾斜轴的两端置于温箱之外，倾斜轴系的轴承、驱动力矩电机及角度传感器安装在倾斜轴的两端；方位轴系置于高低温箱中，方位转动用的步进电机固定在方位轴系的外壳上，步进电机轴上安装的减速齿轮组，带动方位轴转动；转台台面的下表面上均匀设置有锥销孔，定位用的步进电机与小齿轮相接，小齿轮与大齿轮啮合，大齿轮与丝杠相连接，丝杠与锥销螺纹连接，锥销与方位轴旋转角度相对应位置上的锥销孔的相配合；(二)温箱包括压缩机组和温度试验箱，压缩机组和温度试验箱之间用软管连接，温度试验箱安装在转台的方位轴和倾斜轴之间，温度试验箱安装在温箱底座上，温箱底座安装于转台所处的地基之外，温箱底座与转台所处的地基之间设有隔离沟，温箱与倾斜轴之间用毛毡或橡胶旋转密封。

所述的转台台面的下表面上均匀设置的锥销孔为4或8个。

本发明具有的优点和有益效果：本发明结构简单，可靠性高，适合于生产线使用。例如，惯性测量产品进行性能参数的温度灵敏度标定使用。本发明能够给被测件提供所需求的温度环境和角运动环境的综合条件；倾斜轴能提供任意角度定位。方位轴提供8个位置(0°、45°、90°、135°、180°、225°、270、°315°)电动定位，也可增加销孔的数量得到更多的定位数量。本发明采用温箱与转台分离的结构形式，使转台的角运动不受限制，避免了温箱中的电机振动对转台性能的影响，由于温箱不随转台面转动，因此，避免了温箱本身结构刚性差以及谐振频率低带来的对转台控制回路品质的影响。温箱与压缩机组间不需旋转关节，避免了制冷剂的泄漏对温箱性能长期稳定性的影响。压缩机组可以安装于室外，避免了大功率发热对室内空调的影响。本发明在方位轴系上采用步进电机通过齿轮组驱动方位轴转动，定位采用步进电机配合锥销锥孔定位的方式，定位重复性好，并且到位后电机断电，靠齿轮组的自锁特性保持定位能力。适应了在频繁的高低温试验环境下长期可靠的工作，避免了传统的测角元件和力矩电机在严酷且频繁的高低温循环试验中(-55℃～100℃)存在的寿命和可靠性问题。

附图说明

图1是本发明整体结构示意图；

图2是本发明方位轴系结构示意图；

图3是本发明方位轴驱动结构示意图；

图4是本发明电动锥销结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作详细说明。

转台结构包括温箱和转台两部分，(如图1)

(一)转台1包括方位轴系3、倾斜轴系2和转台底座9，转台1为“UT”结构，倾斜轴2为转台的外轴，水平安装在转台底座上，倾斜轴2水平穿过温箱4，倾斜轴2的两端置于温箱4之外，不受温箱内高低温的影响，其结构与以往转台相同，角运动范围不受限制。倾斜轴系2的轴承、驱动力矩电机及角度传感器安装在倾斜轴2的两端；方位轴系3为转台的内轴，安装在倾斜轴2上，被测产品6安装在方位轴系3的转台台面5上。方位轴系3置于高低温箱4中，如图1所示。

考虑到方位轴系3在高低温箱4中，为避免高低温给测角元件和力矩电机带来的寿命和可靠性问题，本发明采用步进电机7连接齿轮组15，通过齿轮组15中的小齿轮14带动安装于方位轴上的大齿轮13驱动方位轴及安装于其上的转台台面5转动，方位转动用的步进电机7固定在方位轴系3的外壳10上，如图2、图3所示。

转台台面5的下表面上均匀设置有锥孔12，方位定位使用步进电机17控制一个锥销11配合多个锥销孔12精确定位。销孔的数量及位置可由用户要求指定。电动锥销11的功能是方位轴驱动到大致位置后进行精确定位，方位轴换位时电动锥销11自动脱开。电动锥销由步进电机17、齿轮组18、丝杠16和锥销11等组成。这种结构形式简单、高低温工作可靠，既没有电磁定位元件的漏磁、行程小等问题，又能保证承受-60℃的低温。定位重复性好，并且到位后电机断电，靠齿轮组18和丝杠16的自锁特性保持定位能力。适合在频繁的高低温试验环境下长期可靠的工作，避免了传统的测角元件和力矩电机在严酷且频繁的高低温循环试验中(-55℃～100℃)存在的寿命和可靠性问题。定位用的步进电机17通过齿轮组18与丝杠16相连接，丝杠16与锥销11螺纹连接，锥销11与方位轴旋转角度相对应位置上的锥销孔12相配合；如图2、图4所示。

(二)温度环境试验箱包括压缩机组和温度箱4，压缩机组和温度试验箱4之间用软管连接，不需旋转关节连接，避免了制冷剂的泄漏对温箱4性能长期稳定性的影响。压缩机组可以安装于室外，避免了大功率发热对室内空调的影响。温度箱4安装在转台1的方位轴3和倾斜轴2之间，温度箱4安装在温箱底座8上，温箱底座8安装于转台底座9所处的地基之外，温箱底座8与转台底座9所处的地基之间设有隔离沟，高低温箱4固定地面不随转台1运动，安装在转台地基隔振沟之外。与转台1没有机械接触，避免了温箱4振动传递到转台1上。由于温箱4不随转台1转动，还避免了温箱4本身结构刚性差以及谐振频率低带来的对转台1控制回路品质的影响。温箱4与倾斜轴2之间用毛毡或橡胶密封。避免温度箱热/冷量的内外传递，同时安有加热片避免低温时冷凝水的产生。如图1所示。

试验时，被测件6安装于台面5之上，关闭温度箱的门，分别启动温度箱和转台的自动控制系统即可按用户要求进行温度和角运动的综合测试。

Claims

1.一种不用旋转关节的两轴带温箱转台结构，其特征是，转台结构包括温箱和转台两部分，（一）转台包括方位轴系、倾斜轴系和转台底座，转台为“UT”结构，倾斜轴为转台的外轴，水平安装在转台底座上，方位轴为转台的内轴，安装在倾斜轴上；倾斜轴水平穿过温箱，倾斜轴的两端置于温箱之外，倾斜轴系的轴承、驱动力矩电机及角度传感器安装在倾斜轴的两端；方位轴系置于温箱中，步进电机固定在方位轴系的外壳上，步进电机轴上的减速齿轮组，带动方位轴转动；转台台面的下表面上均匀设置有锥销孔，步进电机与小齿轮相接，小齿轮与大齿轮啮合，丝杠与大齿轮相连接，丝杠与锥销螺纹连接，锥销与方位轴旋转角度相对应位置上的锥销孔相配合；（二）温箱包括压缩机组和温度试验箱，压缩机组和温度试验箱之间用软管连接，温度试验箱安装在转台的方位轴和倾斜轴之间，温度试验箱安装在温箱底座上，温箱底座安装于转台所处的地基之外，温箱底座与转台所处的地基之间设有隔离沟，温箱与倾斜轴之间用毛毡或橡胶旋转密封。

2.根据权利要求1所述的一种不用旋转关节的两轴带温箱转台结构，其特征是，所述的转台台面的下表面上均匀设置的锥销孔为4或8个。