CN106556502B - 具有静压导向功能的一体式三轴向解耦装置及振动台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有静压导向功能的一体式三轴向解耦装置，包括连接主体、滑轨、X轴导向组件、Y轴导向组件以及Z轴导向组件，连接主体包括一壳体，滑轨设置在壳体的内部，壳体的侧壁分别设置有X轴通道、Y轴通道以及Z轴通道，X导向轴、Y导向轴以及Z导向轴分别穿设过X轴通道、Y轴通道以及Z轴通道，并分别通过第二静压机构形成的液压油膜层相对X轴通道、Y轴通道以及Z轴通道浮动设置。本发明将三轴向振动试验装置设计成一体式结构，不但提高了本试验装置的自身刚度，而且还提高了整体系统的稳定性。本发明还公开了一种振动台。

Description

具有静压导向功能的一体式三轴向解耦装置及振动台

技术领域

本发明涉及测试测量领域，具体涉及具有静压导向功能的一体式三轴向解耦装置及振动台。

背景技术

目前,单轴向试验系统的发展已经逐渐成熟，但随着科技的不断发展，为了提高产品的合格率，以及减少产品在实际生产中造成的不必要损失，越来越多的科技领域需要更真实的模拟试验环境，来对产品的研发进行验证。随之产生了三轴向振动试验系统。

授权公告号CN201218773Y的中国实用新型专利公开了一种三轴振动试装置，工作台与三个振动发生器分别通过单向传振连接器，每个单向传振连接器可在三轴的其中一个方向向工作台传振，另两个方向对工作台进行导向，模拟真实环境下两个轴向或三个轴向同时作用的复合振动环境。

授权公告号为CN101642260B的中国发明专利公开了一种振动试验装置，每个驱动器可相对于工作台沿与该驱动器的振动方向正交的方向滑动。由此，即使某一驱动器使工作台振动，工作台也会相对于其他驱动器滑动，因此，其他驱动器也不发生位移，其他驱动器的振动方向也不会发生变化。因此，在本发明中，各驱动器只要具有能够使工作台和工件发生振动的动力即可。

授权公告号CN101487765 B的中国发明专利公开了一种三轴向振动复合试验装置，X轴向、Y轴向的轴向传振机构改为十字直线导轨副，使工作台面侧部不用布置压力施加板，尽可能地缩短了工作台面至垂直Z轴向上的Z轴向振动发生器的距离(即降低了工作台面)，从而提高了整体的刚性。

申请公布号CN102478449 A公开了一种三轴向机械解耦装置及振动试验系统，采用带有对应三个轴向的工作平台及球形静压轴承，通过球形静压轴承将工作平台和三个轴向的振动发生器相连接，通过控制各振动发生器的振动波形，能够实现试件的三轴向复合振动试验，复现出真实工况下的自然振动波形，使之达到最接近自然真实振动效果，使振动试验结果的准确性大幅提高。

授权公告号CN 201218773Y公开了平面静压式传振解耦装置及三轴向振动复合试验台，传振解耦装置连接于工作台面与振动发生器之间，在传振解耦装置上具有第一连接端和第二连接端，第一连接端设在滑动块上，第二连接端连接在滑动座上。

上述现有技术中的三轴向试验系统中，采用分散式结构，即X轴、Y轴以及Z轴分别施加激振力，无法做到最大化的模拟真实试验环境。如何将三个轴向的振动集成，成为了此项研发的难点。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的发明目的在于提供一种具有静压导向功能的一体式三轴向解耦装置，其分别对每个轴向进行导向功能，不仅减小了单轴向对系统的影响，而且提高了静压解耦装置的刚度。

为实现上述发明目的，本发明提供以下的技术方案，一种具有静压导向功能的一体式三轴向解耦装置，包括：

-滑轨；

-X轴导向组件，其设置在所述滑轨的左侧或右侧，包括沿左右方向延伸的X导向轴；

-Y轴导向组件，其设置在所述滑轨的前侧或后侧，包括沿前后方向延伸的Y导向轴；

-Z轴导向组件，其设置在所述滑轨的下侧，包括沿上下方向延伸的Z导向轴；

其中，所述滑轨分别通过第一静压机构形成的静压油膜层相对所述X导向轴的相对端、所述Y导向轴的相对端以及所述Z导向轴的相对端浮动设置；

所述X导向轴的相背端构成X轴激振输入端，所述Y导向轴的相背端构成Y轴激振输入端，所述Z导向轴的相背端构成Z轴激振输入端；

所述一体式三轴向解耦装置还包括一连接主体；

所述连接主体包括一上侧敞开的壳体，所述滑轨设置在所述壳体的内部，所述壳体的侧壁分别设置有与所述X导向轴、所述Y导向轴以及所述Z导向轴分别对应的X轴通道、Y轴通道以及Z轴通道，所述X导向轴、所述Y导向轴以及所述Z导向轴分别穿设过所述X轴通道、所述Y轴通道以及所述Z轴通道，并分别通过第二静压机构形成的液压油膜层相对所述X轴通道、所述Y轴通道以及所述Z轴通道浮动设置。

进一步的，所述连接主体为浇铸成型的一体结构。

进一步的，所述第二静压机构采用带有静压油膜层的液压轴承。

进一步的，所述液压轴承的表面分别进行镀层处理，以形成耐摩擦高硬度层。

进一步的，所述一体式三轴向解耦装置包括两个所述X轴导向组件和两个所述Y轴导向组件，两根所述X导向轴分别设置在所述滑轨的左侧和右侧，两根所述Y导向轴分别设置在所述滑轨的前侧和后侧，其中一根所述X导向轴的相背端构成X轴激振输入端，其中一根所述Y导向轴的相背端构成Y轴激振输入端。

进一步的，另一根所述X导向轴的相背端设置有将其密封的密封罩，另一根所述Y导向轴的相背端设置有将其密封的密封罩。

本发明还提供另外一个技术方案：一种振动台，包括激振台面和驱动组件，所述振动台还包括如上所述的一体式三轴向解耦装置，所述X轴激振输入端与X轴驱动组件连接，所述Y轴激振输入端与Y轴驱动组件连接，所述Z轴激振输入端与Z轴驱动组件连接，所述滑轨与激振台面连接。

进一步的，所述壳体上端口与所述激振台面之间还通过防尘膜柔性连接由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

(1)本发明将三轴向振动试验装置通过连接主体形成一体式结构，利用静压机构，将三个轴向的振动集成，完美的将三个轴向的振动进行结合，以模拟出一个更接近实际的试验环境，对产品进行了更真实的试验考核，不但提高了本试验装置的自身刚度，而且还提高了整体系统的稳定性，提高了研发的成功率；

(2)本发明采用铸造成型的工艺结构，将连接主体进行整体浇铸成型，然后再加工其主要连接部分，最后将三轴向集成结构以一个整体的形式进行组装，这样不仅提高了整体装置的自身刚度，也使其在工作中更加可靠、稳定；

(3)本发明在第二静压机构各轴向分别增加了液压轴承进行导向，不但减少了单轴向对静压机构的影响，还提高了各轴向的刚度；

(4)本发明对每个液压轴承进行表面镀陶瓷处理，不仅减小了表面摩擦系数，而且提高了表面硬度，使其使用过程中更耐磨损；

(5)本发明通过设置两根X导向轴和两根Y导向轴，使整体系统刚度和稳定性更加可靠。

附图说明

图1为本发明公开的振动台的主视结构示意图；

图2为本发明公开的振动台的侧视结构示意图；

图3为本发明公开的振动台的俯视结构示意图。

其中，10、壳体；20、滑轨；31、X导向轴；32、X液压轴承；33、X轴连接板；34、X轴预紧螺钉；35、X轴连接盘；36、X轴密封罩；41、Y导向轴；44、Y轴预紧螺钉；45、Y轴连接盘；46、Y轴密封罩；51、Z导向轴；53、辅助连接板；54、辅助定位板；55、Z连接板；57、Z轴连接盘；60、激振台面；70、防尘膜。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

参见图1至图3，如其中的图例所示，如其中的图例所示，一种三轴向解耦装置，包括:

-连接主体，其包括一上侧敞开的壳体10，壳体10的左侧壁和右侧壁分别设置有沿左右方向延伸的X轴通道(图中未示出)，壳体10的前侧壁和后侧壁分别设置有沿前后方向延伸的Y轴通道(图中未示出)，壳体10的下侧壁设置有沿上下方向延伸的Z轴通道(图中未示出)，上述X轴通道、Y轴通道以及Z轴通道各自的中轴线交汇于同一原点位置；

-滑轨20，其设置在壳体10的内侧；

-两X轴导向组件，二者分别设置在滑轨20的左右两侧，每个X轴导向组件包括X导向轴31、X液压轴承32以及X轴连接板33，X导向轴31沿左右方向延伸，X液压轴承32固定安装在上述X轴通道中，X导向轴31安装在X液压轴承32中并且通过形成的静压油膜层浮动设置，X轴连接板33固定安装在X导向轴31的相对端，两根X导向轴31之间通过X轴预紧螺钉34相对固定；

-两Y轴导向组件，二者分别设置在滑轨20的前后两侧，每个Y轴导向组件包括Y导向轴41、Y液压轴承(图中未视出)以及Y轴连接板(图中未视出)，Y导向轴41沿前后方向延伸，Y液压轴承42固定安装在上述Y轴通道中，Y导向轴41安装在Y液压轴承中并且通过形成的静压油膜层浮动设置，Y轴连接板固定安装在Y导向轴41的相对端，两根Y导向轴41之间通过Y轴预紧螺钉44相对固定；

-一Z轴导向组件，其设置在滑轨2的下侧，所述Z轴导向组件包括Z导向轴51、Z液压轴承(图中未视出)、辅助连接板53、辅助定位板54以及Z轴连接板55，Z导向轴51沿上下方向延伸，Z液压轴承安装在上述Z轴通道中，Z导向轴51安装在Z液压轴承中并且通过形成的静压油膜层浮动设置，辅助连接板53、辅助定位板54以及Z轴连接板55自下而上依次设置并且相邻的两Z轴连接板之间形成静压油膜层，辅助连接板53固定安装在Z导向轴51的上端，辅助定位板54相对壳体10固定设置，Z轴连接板55设置在辅助定位板54的上侧，辅助连接板53和Z轴连接板55之间通过Z轴预紧螺钉(图中未视出)相对固定；

其中，滑轨20通过形成的静压油膜层相对两根X导向轴31的相对端、两根Y导向轴41的相对端以及两根Z导向轴51的相对端浮动设置；

其中一根X导向轴31的相背端构成X轴激振输入端，其中一根Y导向轴41的相背端构成Y轴激振输入端，Z导向轴51的下端构成Z轴激振输入端；

上述X轴激振输入端设置有X轴连接盘35；

上述Y轴激振输入端设置有Y轴连接盘45；

上述Z轴激振输入端设置有Z轴连接盘57。

一体式三轴向解耦装置为连接三个方向的激振力提供设备，一体式的连接主体就是将三个方向的运动进行解耦集成，以提供更加真实的运动环境，此一体式结构设计比之前分散式的更加可靠、稳定。运动导向装置，主要是保证三个方向的运动沿轴向轨迹，以及减小三个方向负载对运动的影响。

另一根X导向轴31的相背端设置有将其密封的X轴密封罩36，另一根Y导向轴41的相背端设置有将其密封的Y轴密封罩46。

为了减小表面摩擦系数，提高表面硬度，使其使用过程中更耐磨损，每个液压轴承的表面分别进行镀层处理，以形成耐摩擦高硬度层。

为了提高三轴向静压解耦装置自身的刚度，采用铸造成型的工艺结构，将连接主体进行整体浇铸成型，然后再加工其主要连接部分，最后将三轴向集成结构，以一个整体的形式进行组装，这样不仅提高了本装置的自身刚度，也使其在工作中更加可靠、稳定，所述连接主体为浇铸成型的一体结构。

通过设置激振台面60和驱动组件，即可形成一振动台，X轴连接盘35与X轴驱动组件连接，Y轴连接盘45与Y轴驱动组件连接，Z轴连接盘57与Z轴驱动组件连接，滑轨20与激振台面60连接。

壳体10上端口与激振台面60之间还设置有防尘膜70，壳体10与激振台面60柔性连接。

以上为对本发明实施例的描述，通过对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种具有静压导向功能的一体式三轴向解耦装置，包括：

-滑轨；

-X轴导向组件，其设置在所述滑轨的左侧或右侧，包括沿左右方向延伸的X导向轴；

-Y轴导向组件，其设置在所述滑轨的前侧或后侧，包括沿前后方向延伸的Y导向轴；

-Z轴导向组件，其设置在所述滑轨的下侧，包括沿上下方向延伸的Z导向轴；

其中，所述滑轨分别通过第一静压机构形成的静压油膜层相对所述X导向轴的相对端、所述Y导向轴的相对端以及所述Z导向轴的相对端浮动设置；

所述X导向轴的相背端构成X轴激振输入端，所述Y导向轴的相背端构成Y轴激振输入端，所述Z导向轴的相背端构成Z轴激振输入端；

其特征在于：

所述一体式三轴向解耦装置还包括一连接主体；

所述连接主体包括一上侧敞开的壳体，所述滑轨设置在所述壳体的内部，所述壳体的侧壁分别设置有与所述X导向轴、所述Y导向轴以及所述Z导向轴分别对应的X轴通道、Y轴通道以及Z轴通道，所述X导向轴、所述Y导向轴以及所述Z导向轴分别穿设过所述X轴通道、所述Y轴通道以及所述Z轴通道，并分别通过第二静压机构形成的液压油膜层相对所述X轴通道、所述Y轴通道以及所述Z轴通道浮动设置。

2.根据权利要求1所述的一体式三轴向解耦装置，其特征在于：所述连接主体为浇铸成型的一体结构。

3.根据权利要求1所述的一体式三轴向解耦装置，其特征在于：所述第二静压机构采用带有静压油膜层的液压轴承。

4.根据权利要求3所述的一体式三轴向解耦装置，其特征在于：所述液压轴承的表面分别进行镀层处理，以形成耐摩擦高硬度层。

5.根据权利要求1所述的一体式三轴向解耦装置，其特征在于：所述一体式三轴向解耦装置包括两个所述X轴导向组件和两个所述Y轴导向组件，两根所述X导向轴分别设置在所述滑轨的左侧和右侧，两根所述Y导向轴分别设置在所述滑轨的前侧和后侧，其中一根所述X导向轴的相背端构成X轴激振输入端，其中一根所述Y导向轴的相背端构成Y轴激振输入端。

6.根据权利要求5所述的一体式三轴向解耦装置，其特征在于：另一根所述X导向轴的相背端设置有将其密封的密封罩，另一根所述Y导向轴的相背端设置有将其密封的密封罩。

7.一种振动台，包括激振台面和驱动组件，其特征在于：所述振动台还包括如权利要求1-6任一所述的一体式三轴向解耦装置，所述X轴激振输入端与X轴驱动组件连接，所述Y轴激振输入端与Y轴驱动组件连接，所述Z轴激振输入端与Z轴驱动组件连接，所述滑轨与激振台面连接。

8.根据权利要求7所述的振动台，其特征在于：所述壳体上端口与所述激振台面之间还通过防尘膜柔性连接。