CN107168389A - 二维超高速旋转平台 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种二维超高速旋转平台，包括基座、支撑架、传动箱、主轴电机、负载法兰、自动动平衡调整装置、俯仰方位调整装置和驱动装置；传动箱设置于支架顶部，传动箱首端为承载负载的负载法兰，传动箱尾端为主轴电机，主轴电机与负载法兰之间通过传动轴连接，传动箱内部的传动上设置膜片法兰和高速调心轴承，在超高速旋转作业时，膜片法兰配合高速调心轴承组成负载动平衡自动调整，超高速旋转的情况下能够保证传动轴传动平衡，保证负载平稳旋转；俯仰方位调整装置通过俯仰转轴与传动箱连接，通过控制传动箱的俯仰角度来控制实验负载的俯仰角度变化，俯仰方位调整装置包括调速电机和减速器，二者配合实现精密控制实验负载的俯仰角度。
Description
技术领域
本发明涉及模拟仿真实验装置技术领域，特别是涉及一种二维超高速旋转平台。
背景技术
旋转平台是一种模拟仿真实验装置，能够实现在实验室条件下模拟仿真弹、弹丸、飞行器、航空器等飞行体的飞行状态，它能够完整地模拟飞行体的各种姿态及运动，复现其运动时的各种动力学特征，对飞行体类产品的制导系统、控制系统以及相应器件的性能进行反复实验测试，以便获取充分的实验数据，并根据数据对系统进行设计和改进，达到飞行体总体设计的性能指标要求。
在国际上，由于惯性制导技术受到世界上技术先进国家和发展中国家的普遍重视，所以美国、俄罗斯、英国、法国、瑞士、中国、印度等国都投入了大量的资金和人力从事转台的研制。其中，美国的转台研究一直处于世界领先水平，其次，德国、英国、法国和瑞士等国研制的转台也具有一定代表性，性能和质量仅次于美国。我国的转台研制虽然比发达国家起步晚，但这些年来也取得了一定的成就，特别是近几年来，转台的研制得到了很大的发展。已经研制出了不同领域应用的高精度伺服转台。但现有的旋转台其旋转速度都不太高，一般在6000转/分以下，负载能力也比较弱，一般不大于2公斤。不能满足超高速旋转(大于20000转/分以上)这一要求。
综上，现有的旋转平台，具有转速低，旋转时平衡性差，俯仰方位调整精度差的缺点。
发明内容
本发明的目的是提供一种二维超高速旋转平台，以解决上述现有技术存在的问题，使平台能够超高速旋转，高速旋转下能够自动动平衡调整，能够高精度调整俯仰方位，并且操作简单可靠。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供一种二维超高速旋转平台，包括基座、支撑架、传动箱、主轴电机、负载法兰、自动动平衡调整装置、俯仰方位调整装置和驱动装置；
所述支撑架设置有两个，两个所述支撑架设置于所述基座顶部两侧，所述传动箱设置于两个所述支撑架顶部并且位于两个所述支撑架之间，所述负载法兰设置于所述传动箱首端，所述主轴电机设置于所述传动箱尾端，所述负载法兰与所述主轴电机通过一传动轴连接，所述传动箱首端和所述传动箱尾端的侧壁上相对设置有传动孔，所述传动轴两端分别穿过两个所述传动孔与所述主轴电机和所述负载法兰连接，所述传动轴尾端与所述传动孔之间设置有高速轴承，所述自动动平衡调整装置设置于位于所述传动箱内部的所述传动轴上，所述自动动平衡调整装置包括膜片法兰和高速调心轴承；
所述传动箱两侧的外侧壁上分别设置有第一俯仰转轴和第二俯仰转轴，所述第一俯仰转轴穿过所述支撑架与所述俯仰方位调整装置连接，所述第二俯仰转轴穿过所述支撑架与一锁紧装置连接，所述锁紧装置上设置有方位标尺；
所述驱动装置与所述主轴电机和所述俯仰方位调整装置连接。
优选地，所述膜片法兰设置于所述传动轴的尾端与所述高速轴承连接，所述膜片法兰与所述传动轴软连接，所述高速调心轴承设置于所述传动轴中部，所述高速调心轴承外部设置有高速调心轴承支架，所述高速调心轴承支架一端与所述高速调心轴承连接，所述高速调心轴承支架另一端与所述传动箱的内壁固定连接。
优选地，所述负载法兰通过一法兰锁紧装置固定于所述传动轴的首端。
优选地，所述负载法兰上设置有信号引接线卡和信号引接插座。
优选地，所述传动箱上还设置有信号引接连接器和导电滑环，所述信号引接连接器设置于所述传动箱尾端侧壁上，所述导电滑环通过一滑环支架固定所述传动箱内部。
优选地，所述俯仰方位调整装置包括调速电机和减速器，所述第一俯仰转轴与所述减速器的输出端连接，所述减速器输出端的所述第一俯仰转轴上还设置有一输出法兰。
优选地，所述第一俯仰转轴和所述第二俯仰转轴与所述支撑架之间均设置有轴承，所述轴承外部设置有轴承盖。
优选地，所述驱动装置包括主轴电机驱动器和俯仰电机驱动器；所述主轴电机驱动器和所述俯仰电机驱动器上均设置有操作键盘和显示屏；所述主轴电机驱动器设置于所述第二俯仰转轴所在的一侧的所述支撑架上；所述俯仰电机驱动器设置于另一个所述支撑架上，所述主轴电机驱动器与所述主轴电机连接，所述俯仰电机驱动器与所述俯仰方位调整装置连接。
优选地，所述支撑架为U型支撑架，两个所述支撑架对称设置于所述基座两端，两个所述支撑架底端之间设置有平衡支撑杆。
优选地，所述基座的首端端面上设置有水平气泡和指南针，所述基座四角处设置有垫板，所述垫板底部设置有带有防滑支撑脚的移动轮。
本发明相对于现有技术取得了以下有益技术效果：
1、本发明提供的二维超高速旋转平台，传动箱内部设置有膜片法兰和高速调心轴承，在主轴电机带动传动轴高速旋转时，膜片法兰与传动轴软联接并与高速调心轴承组成负载动平衡自动调整系统，当负载法兰上的实验物体旋转产生离心力，造成传动轴发生变形，轴心偏离时，调心轴承可有效对对中误差、轴变形和轴承座变形进行补偿，同时膜片法兰膜片的反作用力效能，使变形的传动轴回到轴心位，保持同心传动；实现旋转平台超高速旋转下能够自动动平衡调整，使旋转平台能够实现超高速旋转。
2、本发明提供的二维超高速旋转平台，设置俯仰方位调整装置，俯仰方位调整装置通过俯仰转轴控制传动箱俯仰角的调整，俯仰方位调整装置包括调速电机和减速器，通过调速电机配合减速器实现对传动箱转角的高精度的控制，实现负载在超高速旋转的同时可进行俯仰角任意变化，模拟飞行体的状态，完成任意俯仰角度(0-180度)下的超高速旋转。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明中二维超高速旋转平台的立体结构示意图；
图2为本发明中二维超高速旋转平台的俯视结构示意图；
图3为本发明中二维超高速旋转平台的部分立体结构示意图；
图中：1-基座、11-垫板、12-移动轮、2-支撑架、21-平衡支撑杆、3-传动箱、31-传动轴、32-传动孔、33-高速轴承、34-第一俯仰转轴、35-第二俯仰转轴、36-信号引接连接器、37导电滑环、38-滑环支架、4-主轴电机、5-负载法兰、51-法兰锁紧装置、52-信号引接线卡、53-信号引接插座、6-自动动平衡调整装置、61-膜片法兰、62-高速调心轴承、63-高速调心轴承支架、7-俯仰方位调整装置、71-调速电机、72-减速器、73-输出法兰、74-轴承、75-轴承盖、8-驱动装置、81-主轴电机驱动器、82-俯仰电机驱动器、9-锁紧装置。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种二维超高速旋转平台，以解决现有技术存在的问题。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本发明提供一种二维超高速旋转平台，如图1-3所示，包括基座1、支撑架2、传动箱3、主轴电机4、负载法兰5、自动动平衡调整装置6、俯仰方位调整装置7和驱动装置8。
其中支撑架2为对称设置于基座1顶部的两个U型支撑架，支撑架2底端之间设置有平衡支撑杆21，用于保证支撑架2的平衡稳定性；两个支撑架2顶部之间设置有传动箱3，传动箱3通过两侧的外侧壁上固定设置的第一俯仰转轴34和第二俯仰转轴35与支撑架2活动连接；负载法兰5通过一法兰锁紧装置51安装于传动箱3首端，用于安装实验负载；主轴电机4设置于传动箱3尾端，负载法兰5与主轴电机4通过一传动轴31连接，传动箱3首端和传动箱3尾端的侧壁上相对设置有传动孔33，传动轴31两端分别穿过两个传动孔33与主轴电机4和负载法兰5连接，传动轴31尾端与位于传动箱3尾端的传动孔33之间设置有高速轴承33，高速轴承33可以支撑固定传动轴31，并且降低传动轴31与传动孔33之间的摩擦力，降低高速旋转时产生的热能。
自动动平衡调整装置6设置于传动箱3内部的传动轴31上，自动动平衡调整装置6包括膜片法兰61和高速调心轴承62，膜片法兰61设置于传动轴31的尾端与高速轴承33连接并且与传动轴31软连接，高速调心轴承62设置于传动轴31中部，高速调心轴承62外部设置有高速调心轴承支架63，高速调心轴承支架63一端与高速调心轴承62连接，高速调心轴承支架63另一端与传动箱3的内壁固定连接；膜片法兰61与传动轴31的软联接再配合高速调心轴承62组成负载动平衡自动调整，随着旋转速度的不断增高，能够保证传动轴31传动平衡，保证实验负载平稳旋转。
俯仰方位调整装置7包括调速电机71和减速器72，第一俯仰转轴34穿过支撑架2与俯仰方位调整装置7上的减速器72输出端连接，第二俯仰转轴35穿过支撑架2与一锁紧装置9连接，减速器72输出端的第一俯仰转轴34上设置有一输出法兰73，第一俯仰转轴34和第二俯仰转轴35与支撑架2之间均设置有轴承74；具体的，锁紧装置9上设置有方位标尺，指示传动箱3带动负载的俯仰方位角度；在方位角调整完毕需要方位定位时，锁紧装置9锁紧高速传动箱3，避免在旋转加速运行时俯仰角发生变化；轴承74外部还设置有轴承盖75用于保护轴承74。
驱动装置8包括主轴电机驱动器81和俯仰电机驱动器82；主轴电机驱动器81和俯仰电机驱动器82上均设置有操作键盘和显示屏；主轴电机驱动器81设置于第二俯仰转轴35所在的一侧的支撑架2上；俯仰电机驱动器82设置于另一个支撑架2上，主轴电机驱动器81与主轴电机4连接用于驱动主轴电机4，俯仰电机驱动器82与俯仰方位调整装置7连接，用于驱动俯仰方位调整装置7。
本发明提供的二维超高速旋转平台，为了能够实现实验负载连接电源、控制信号和数据信号，在传动箱3尾端侧壁上设置有信号引接连接器36，在传动箱3内部的传动轴31设置通过一滑环支架38固定的导电滑环37，在负载法兰5上设置信号引接线卡52和信号引接插座53；电源、控制信号和数据信号与信号引接连接器36连接后，通过导电滑环37输送出传动箱3，最后经由信号引接线卡52和信号引接插座53与实验负载连接。
本发明提供的二维超高速旋转平台的基座1由多个方管拼接而成，并在四角处设置有垫板11，垫板11底部设置有带有防滑支撑脚的移动轮12，以实现整个装置的灵活移动和防滑功能；基座1首端端面上中心位置处设置有水平气泡和指南针，从而实现基座1水平调节和对星指南。
本发明提供的二维超高速旋转平台，基于实验物体不可能重心在正心位置或是实验物体安装时偏离法兰圆心，旋转时尤其是高速旋转时必将产生离心力，将使传动轴发生变形，轴心偏离，损坏高速轴承或轴承座，高速调心轴承可有效对对中误差、传动轴变形和轴承座变形进行补偿，同时膜片法兰膜片的反作用力效能，使变形的轴回到轴心位，保持同心传动，由此实现负载动平衡自动调整；在具体应用中使用适应高速旋转的高速轴承，高速调心轴承配合高速主轴电机，传动轴带动负载，既能够实现超高速旋转，又能够在高速旋转下自动动平衡调整，不会因为旋转离心力损坏轴承和传动轴。
本发明提供的二维超高速旋转平台，俯仰方位调整装置设置在传动箱一侧，通过第一俯仰转轴和第二俯仰转轴控制传动箱做俯仰动作，以实现实验负载在高速旋转中同时做出俯仰动作；俯仰方位调整装置包括调速电机和减速器，调速电机与减速器配合实现多俯仰方位角度的精密调节。
此外，本申请中的主轴电机驱动器和俯仰电机驱动器上设置的操作键盘和显示屏，用于对实验负载的转速调节控制和转速值指示以及负载俯仰角度调节控制和俯仰角度值指示。
本发明应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种二维超高速旋转平台，其特征在于：包括基座、支撑架、传动箱、主轴电机、负载法兰、自动动平衡调整装置、俯仰方位调整装置和驱动装置；
所述支撑架设置有两个，两个所述支撑架设置于所述基座顶部两侧，所述传动箱设置于两个所述支撑架顶部并且位于两个所述支撑架之间，所述负载法兰设置于所述传动箱首端，所述主轴电机设置于所述传动箱尾端，所述负载法兰与所述主轴电机通过一传动轴连接，所述传动箱首端和所述传动箱尾端的侧壁上相对设置有传动孔，所述传动轴两端分别穿过两个所述传动孔与所述主轴电机和所述负载法兰连接，所述传动轴尾端与所述传动孔之间设置有高速轴承，所述自动动平衡调整装置设置于位于所述传动箱内部的所述传动轴上，所述自动动平衡调整装置包括膜片法兰和高速调心轴承；
所述传动箱两侧的外侧壁上分别设置有第一俯仰转轴和第二俯仰转轴，所述第一俯仰转轴穿过所述支撑架与所述俯仰方位调整装置连接，所述第二俯仰转轴穿过所述支撑架与一锁紧装置连接，所述锁紧装置上设置有方位标尺；
所述驱动装置与所述主轴电机和所述俯仰方位调整装置连接。
2.根据权利要求1所述的二维超高速旋转平台，其特征在于：所述膜片法兰设置于所述传动轴的尾端与所述高速轴承连接，所述膜片法兰与所述传动轴软连接，所述高速调心轴承设置于所述传动轴中部，所述高速调心轴承外部设置有高速调心轴承支架，所述高速调心轴承支架一端与所述高速调心轴承连接，所述高速调心轴承支架另一端与所述传动箱的内壁固定连接。
3.根据权利要求1所述的二维超高速旋转平台，其特征在于：所述负载法兰通过一法兰锁紧装置固定于所述传动轴的首端。
4.根据权利要求3所述的二维超高速旋转平台，其特征在于：所述负载法兰上设置有信号引接线卡和信号引接插座。
5.根据权利要求4所述的二维超高速旋转平台，其特征在于：所述传动箱上还设置有信号引接连接器和导电滑环，所述信号引接连接器设置于所述传动箱尾端侧壁上，所述导电滑环通过一滑环支架固定所述传动箱内部。
6.根据权利要求1所述的二维超高速旋转平台，其特征在于：所述俯仰方位调整装置包括调速电机和减速器，所述第一俯仰转轴与所述减速器的输出端连接，所述减速器输出端的所述第一俯仰转轴上还设置有一输出法兰。
7.根据权利要求6所述的二维超高速旋转平台，其特征在于：所述第一俯仰转轴和所述第二俯仰转轴与所述支撑架之间均设置有轴承，所述轴承外部设置有轴承盖。
8.根据权利要求1所述的二维超高速旋转平台，其特征在于：所述驱动装置包括主轴电机驱动器和俯仰电机驱动器；所述主轴电机驱动器和所述俯仰电机驱动器上均设置有操作键盘和显示屏；所述主轴电机驱动器设置于所述第二俯仰转轴所在的一侧的所述支撑架上；所述俯仰电机驱动器设置于另一个所述支撑架上，所述主轴电机驱动器与所述主轴电机连接，所述俯仰电机驱动器与所述俯仰方位调整装置连接。
9.根据权利要求1所述的二维超高速旋转平台，其特征在于：所述支撑架为U型支撑架，两个所述支撑架对称设置于所述基座两端，两个所述支撑架底端之间设置有平衡支撑杆。
10.根据权利要求1所述的二维超高速旋转平台，其特征在于：所述基座的首端端面上设置有水平气泡和指南针，所述基座四角处设置有垫板，所述垫板底部设置有带有防滑支撑脚的移动轮。
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