CN107356486A - 可面内连续调控冲击位置点的落锤式冲击夹具设计与制造 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可面内连续调控冲击位置点的落锤式冲击夹具设计与制造方法。本发明涉及金属、非金属及复合材料冲击性能测试与评价领域，尤其涉及一种采用创新型二维移动平台实现冲击位置点在可冲击平面区域内快速精准定位的落锤式冲击试验机夹具。由于冲击位置点不能在可冲击平面内进行连续定量调控，现有落锤式冲击试验机无法实现实际服役条件下材料非定点位置的冲击性能测试与评价。本发明针对上述问题采用可编程序控制器控制定轴旋转平台和单向移动平台，两平台配合组成新型移动平台完成平面内任一冲击位置点的精准调整，解决了冲击试验机极小安装空间内冲击位置点的移动问题，实现了冲击样件平面内非定点位置反复冲击性能的测试。

Description

可面内连续调控冲击位置点的落锤式冲击夹具设计与制造

技术领域

本发明涉及金属、非金属和复合材料冲击性能测试与评价领域，尤其涉及一种采用创新型二维移动平台实现冲击位置点在可冲击平面区域内快速精准定位的落锤式冲击试验机板状试件夹具。创新型二维移动平台由单向移动平台和定轴旋转平台构成，通过可编程序控制器(Programmable Logic Controller)控制两台伺服电机的定量转动，可实现移动平台单向位移的高精度调控和定轴旋转平台中蜗轮蜗杆或锥齿轮或交错轴斜齿轮角位移的高精度调控，两平台的联动配合实现了冲击位置点在平面区域内的连续定量调整。

背景技术

纤维增强复合材料由于比强度高、比刚度大、可设计性强、抗疲劳性能好、能量吸收能力高、阻尼性能优越等优点，近年来已经在航空、航天、船舶、汽车等领域广泛应用。随着复合材料日益由次结构件扩展到主结构件的大量应用，复合材料的损伤容限和耐久性设计成为人们关注的焦点。层压板结构复合材料在飞机、船舶、汽车中作为基本结构原件使用，例如飞机的加强筋板，船舶的甲板、外壳等。层合板通常是用多层单层板粘合在一起组成整体的结构板。这种结构中基体在各层间起到了粘结和传递载荷的作用，因为各层之间没有增强体作用，所以沿厚度方向的强度比较低，对横向载荷特别是低速冲击载荷非常敏感，容易产生层间裂纹，进而分层，导致整体结构损伤和破坏。在层压板结构复合材料服役过程中因冰雹，飞鸟撞击、船体与礁石碰撞或维修人员不慎跌落的工具及粗暴踩踏等都有可能造成分层损伤；而这类损伤往往表面痕迹很小，目视勉强可检，但是在继续使用中，分层会继续扩展，从而造成材料内部产生很大范围的损伤。特别是在多次往复冲击条件下，这些损伤累积会大大降低层合板结构复合材料服役安全性能。因此测试表征复合材料的冲击损伤性能对复合材料的结构设计、制备及应用是十分必要的。在现有的复合材料冲击试验方法中，落锤式冲击试验以其较高的冲击速度，较大的冲击能量以及较高的测试精度而受到广泛的应用。

但目前国内外生产的落锤式冲击试验机普遍采用固定单点冲击夹具，该夹具的设计使得冲击位置点固定于矩形试验件几何中心点。此类夹具的冲击位置点设计过于单一化和理想化，在试验设计和分析中仅仅能对几何中心区域的冲击性能进行测试与评价。而在材料服役过程中，通常所受的冲击载荷是随机性多点的反复冲击，由于现有落锤式冲击试验机冲击夹具设计的冲击位置点过于局限，使得其无法测试表征材料非定点位置或者全区域的反复冲击性能，也无法实现材料某一区域性能衰减对另一区域安全性能影响的测试与评价。

一种非单一冲击位置点的落锤式冲击夹具设计与制造方法(公开/公告号CN1069185030A)发明专利中采用偏轴滚珠丝杠传动装置驱动横纵向移动模块实现双向位移，配合弹簧锁紧销和限位滑槽组成的定位装置，在落锤试验机限定的夹具安装空间内实现试验件上多个冲击位置点的落锤式冲击实验。上述专利可以有效调整可冲击区域内的冲击位置点，实现实际服役条件下材料不同区域内的冲击性能测试与评价，但是其调整位置点的方式采用手动操作，智能化程度较低且影响试验效率。又因定位装置限制，所能调整的冲击位置点局限于固定的9点上，理论上并不能实现全区域冲击性能的测试与表征，达不到连续调控冲击位置点的目的。

现存国内外二维移动平台普遍采用两组滚珠丝杠传动实现横纵向双向位移实现平面区域位置的调整。这类移动平台在横纵向位置都足够的空间内使用可实现区域位置调整，但是现存落锤冲击试验机夹具安装空间狭小，使用伺服电机来控制滚珠丝杠实现双向位置的调整范围受空间限制，无法达到全区域覆盖的试验目的。

发明内容

针对现有冲击夹具冲击位置点在一维特别是二维平面区域内不能连续高精度的定量调控，材料的冲击性能不能全面真实的被测试表征的问题，本发明提供了一种新型的利用单向位移与定轴旋转配合实现平面位置点调整的移动平台，采用可编程序控制器(PLC)控制伺服电机带动单向移动平台滚珠丝杠转动实现水平线位移调控和定轴旋转平台蜗轮蜗杆或锥齿轮或交错轴斜齿轮的高精度角位移调控，两者配合完成矩形试验板材冲击位置点在可冲击区域内的高精度连续定量调整。本发明通过控制面板输入冲击位置点坐标，利用两个伺服电机分别控制单向移动平台的移动和定轴旋转平台的旋转，使冲击位置点快速精准的调整为所输入的坐标位置，完成对板状试件进行非定点位置的反复冲击性能测试及表征。另外还能在一块试验板材对不同位置的冲击位置点进行反复冲击，实现材料某一区域性能衰减对另一区域服役安全性能影响的测试与评价。

具体方案为：一种可面内连续调控冲击位置点的落锤式冲击夹具包括气动压紧平台、定轴旋转平台、单向移动平台和控制装置。气动压紧平台由电磁控制阀、单活塞双作用气缸、试件放置卡槽、中部设有通孔的压板及安装有压力传感器的橡胶压头组成。定轴旋转平台由动力装置(伺服电机)和传动装置(蜗轮蜗杆或锥齿轮或交错轴斜齿轮)组成，经由传动轴和定轴轮系完成气动压紧平台的定轴定量旋转。单向移动平台由动力装置(伺服电机)和传动装置(滚珠丝杠)组成，经由平台上表面固定连接的定轴旋转平台和气动压紧平台，完成复合材料冲击试验件的单向移动。控制装置由伺服驱动器、PLC控制柜和控制面板组成，由控制面板输入冲击位置点坐标，经由PLC编程系统控制伺服驱动器控制伺服电机完成旋转平台的定角度旋转和单向移动平台的定距离位移，实现落锤式冲击试验机在狭小空间内完成冲击试验件在可冲击区域内冲击位置点的快速精准定位。

创新型二维移动平台由单向移动平台和定轴旋转平台构成，通过可编程序控制器(Programmable Logic Controller)控制两台伺服电机的定量转动，可实现移动平台单向位移的高精度调控和定轴旋转平台中蜗轮蜗杆或锥齿轮或交错轴斜齿轮的角位移的高精度调控，两平台的联动配合实现了冲击位置点在平面区域内的连续定量调整。

传动装置采用蜗轮蜗杆机构或锥齿轮机构或交错轴斜齿轮机构实现空间交错轴间的运动和动力，完成将伺服电机绕水平轴的转动最终转换成绕竖直轴的转动。

定轴旋转平台的蜗轮蜗杆机构或锥齿轮机构或交错轴斜齿轮机构产生的动力通过传动轴和定轴轮系的配合传递到气动压紧平台，实现冲击试验件的定轴定量旋转。

中部设有通孔的压板四周固定四个安装压力传感器的橡胶压头，压板下压时橡胶压头与复合材料冲击试验件压紧，配合压力传感器实现气动压紧平台对试验件预锁紧力的调整和表征；冲击过程中，通过压力传感器可实现整个冲击过程中橡胶压头对试验件压紧力的测试与表征。

复合材料冲击试样的冲击位置调整采用可编程序控制器(Programmable LogicController)控制，在控制面板内输入冲击位置点坐标后，PLC编程控制伺服驱动器完成伺服电机的定量转动转换为定轴旋转平台的角位移调控和移动平台的单向位移调控，两平台配合实现所设计冲击位置点的坐标定位。

本发明可通过定轴旋转平台的角度调整与单向移动平台的直线位移调整相互配合，完成复合材料冲击试样可冲击范围内的任意冲击位置点的精准定位。同时也可完成同一位置点的反复冲击和一块冲击试验件上不同位置点的冲击试验。

本发明相较现有落锤式冲击夹具的优势表现在：采用数控方式完成冲击位置点的调整，精准定位的同时也提高了试验效率，减少了试验过程中的无关变量；压紧平台采用单活塞双作用气缸驱动压板下降，使固定在压板下表面四周的橡胶夹头压紧冲击试验件，配合压力传感器完成预压紧力的调整与表征，同时也可表征整个冲击过程中的压紧力变化；定轴旋转平台采用的传动机构为蜗轮蜗杆或锥齿轮或交错轴斜齿轮，这三种机构可实现两相交轴或两交错轴间运动的传递，有效的实现伺服电机绕水平方向的转动转换成定轴旋转平台绕竖直方向的转动，同时可将伺服电机的安装位置从竖直方向调整到水平方向，大大减少整个夹具的占用空间，实现本发明所设计得夹具在现有落锤冲击试验机狭小的空间内的安装和使用；定轴旋转平台的蜗轮蜗杆机构或锥齿轮机构或交错轴斜齿轮机构产生的动力通过传动轴和定轴轮系的配合传递到气动压紧平台，实现冲击试验件的定轴定量旋转；本发明采用定轴旋转平台与单向移动平台配合组成新型移动平台实现了平面内任一冲击位置点的精准调整，解决了冲击试验机极小安装空间内冲击位置点的移动问题，实现了冲击样件平面内非定点位置反复冲击性能的测试。

附图说明

下面结合在十一张附图中绘制的实施例详细阐述本发明。其中：

图1为本发明整体正三轴测图；

图2为本发明气动压紧平台结构示意图；

图3为本发明定轴旋转平台(使用蜗轮蜗杆)结构示意图；

图4为本发明定轴轮系示意图；

图5为本发明单向移动平台示意图；

图6为本发明控制装置示意图；

图7-9为本发明冲击位置点调整示意图；

图10为本发明定轴旋转平台(使用直齿锥齿轮)结构示意图；

图11为本发明定轴旋转平台(使用交错轴斜齿轮)结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种可面内连续调控冲击位置点的落锤式冲击夹具包括气动压紧平台1、定轴旋转平台2、单向移动平台3和数字控制装置4。

如图2为气动压紧平台，由压板101、四个安装压力传感器的橡胶夹头106、四组单活塞双作用气缸104和矩形试验件放置台103和底部的底板同时也是定轴行星轮组的外轮105组成。矩形试验件平台中部设置规格为长度150mm，宽度100mm，深度6mm的矩形卡槽用于放置冲击试验件。整个矩形试验平台根据《美国材料与试验协会标准(ASTM)》D7136/D7136M-05^ε1设置规格为125mm×75mm的竖向贯穿的矩形通孔，控制有效冲击面积和边缘支撑尺寸的同时避免冲头穿透试验件后与平台接触产生损伤。四组单活塞双作用气缸104连接压板101，冲击过程中，通过电磁阀控制压板的下降，使压板四周的橡胶夹头106压紧复合材料冲击试验件，有效防止试验件在冲击过程中回弹。根据ASTM冲击试验标准，压板压紧冲击试验件的最小力为1100N(200lbf)。本发明可以通过调整气压大小配合安装在橡胶夹头上的压力传感器实现冲击试验压紧力的调整与表征，同时也可表征整个冲击过程中的压紧力变化。

如图3所示，为定轴旋转平台，由中心轮201，传动轴202，蜗轮203，蜗杆204，箱体206和伺服电机207组成。蜗轮203，蜗杆204安装于箱体206内部，蜗杆一端与伺服电机207通过联轴器连接；中心轮201安装于箱体盖205上方，配合行星轮组208和外轮105形成定轴轮系，实现将蜗轮蜗杆的转动传递到气动压紧平台。传动装置除蜗轮蜗杆外，还可选用锥齿轮或交错轴斜齿轮，这三种机构可实现两相交轴或两交错轴间运动的传递，有效的将伺服电机绕水平轴的转动转换成定轴旋转平台绕竖直轴的转动，同时可将动力装置伺服电机的安装位置从竖直方向改为水平方向，大大减少整个夹具的占用空间，实现本设计夹具在现有落锤冲击试验机狭小的空间内的安装和使用。

如图4所示为本发明传动过程中的定轴轮系，由中心轮201，行星轮组209，行星架208和外轮105组成。外轮105连接固定于气动压紧平台下方，作为其底板。行星架208的三个固定轴连接固定在定轴旋转平台的箱体盖205。中心轮201带动行星轮组209转动，行星轮组209带动外轮105转动。当轮系运转时，各齿轮的几何轴线相对于机架的位置均固定不变。

如图5所示为单向移动平台，由支撑端螺杆支座301，直线导轨302，滚珠丝杠303，工作台304，固定端螺杆支座305，伺服电机306，底板308和方形滑块309组成。滚珠丝杠303两端分别固定于支撑螺杆支座301和固定端螺杆支座305。使用联轴器307完成伺服电机306和滚珠丝杠303的连接，实现运动的传递。滚珠丝杠303与工作台304使用螺母支座和滚珠螺母连接，将滚珠丝杠的转动转换成工作台的单向移动。工作台304固定连接于四个方形滑块309，使平台能在直线导轨上完成位移调整。直线导轨承载力大，预紧力可调，适用于重载或冲击下工作，工作台采用数控伺服控制，定位精度高，刚性好。本发明中，为保证夹具精度，根据JIS标准，选择采用精度等级至少为C5等级滚珠丝杠。

如图6为控制装置，由控制面板402，PLC控制柜406和伺服驱动器401组成。控制面板上中部为显示屏405，旁边设置USB插口403和急停按钮404。由控制面板输入冲击位置点坐标，经由PLC编程系统406控制伺服驱动器401数控伺服电机完成旋转平台2的定角度旋转和单向移动平台3的定量平移，实现落锤冲击试验机在狭小的空间内完成冲击试验件在可冲击范围内冲击位置点的快速精准定位。

下面给出可面内连续调控冲击位置点的落锤式冲击夹具定位阶段的实施例：

如图7所示，根据《美国材料与试验协会标准(ASTM)》D7136/D7136M-05^ε1，复合材料板状冲击试验件为图中实线绘制的矩形，规格为150mm×100mm的矩形板状试件，除去边缘支撑部分，可冲击范围为图中虚线绘制的矩形，规格为125mm×75mm的矩形区域

以落锤式冲击试验机冲头直径D_h＝12.7mm为例，本发明可实现的最大冲击面积计算如下：

根据《美国材料与试验协会标准(ASTM)》D7136/D7136M-05^ε1，试验件规格为100mm×150mm矩形板状，除去四周支撑边缘，理论上冲击范围为75mm×125mm的矩形区域；压紧模块中夹头压紧位置在距离试验件上下边缘的L_e＝25mm处，压头半径R＝4mm；考虑对落锤冲击试验机冲头的保护，冲击位置点至少距离障碍物边缘X_p＝5mm；

X方向可冲击最大距离：X_max＝X₂-D_h-2X_p＝75-12.7-2×5＝52.3mm

Y方向可冲击最大距离：Y_max＝Y₁-2L_e-2R-D_h-2X_p

＝150-2×25-2×4-12.7-2×5

＝69.3mm

实际可冲击最大面积：S_max＝X_max·Y_max＝52.3×69.3＝3624.39mm²

其中X₂表示《美国材料与试验协会标准(ASTM)》D7136/D7136M-05^ε1规定可冲击范围的宽度，X₂＝75mm；Y₁表示试验件的长度，Y₁＝150mm。

以上计算是针对落锤冲击试验机冲头直径为D_h＝12.7mm为例所做的实际可冲击最大面积的计算过程，如果使用其他规格的冲头，可根据以上公式变化所需数据进行推导计算。

如图7-9所示为本发明冲击位置点调整示意图，如图7所示，初始冲击位置点位于冲击试样的几何中心O点，若试验设计冲击位置点A坐标为(11.00，-16.50)(位于矩形冲击试样第三象限对角线上一点)，操作步骤如下：

一.在操作面板上输入坐标X：11.00，Y：-16.50，按下确认按钮；

二，伺服驱动器控制定轴旋转平台的伺服电动机完成定量转动，经传动装置传动完成旋转平台顺时针33.7°的旋转，调整后位置如图8所示；

三，伺服驱动器控制单向移动平台的伺服电动机完成定量转动，经滚珠丝杠传动完成单向移动平台沿纵轴负方向移动19.83mm，将A点移动到冲击位置点，调整后位置如图9所示。

从上述冲击位置点调整的实例可总结出本发明对坐标位置点调整的规律：如图7所示，将矩形复合材料试验件以几何中心为原点O建立平面坐标系，横向为X轴，纵向为Y轴，此坐标系跟随试验件的移动而变化(动坐标系)；以圆形旋转平台圆心为O′原点建立平面坐标系，横向为X′轴，纵向为Y′轴，此坐标系以图7位置为基准固定不动(静坐标系)；以落锤试验机冲击头为中心O″，设定单向移动平台移动方向为Y″轴，三个坐标系初始位置重合。假设试验设计的冲击位置点坐标为(x，y)，记冲击位置点到Y轴的偏角为α(取锐角)，点到坐标原点的距离为：

在操作面板内输入冲击位置点坐标之后，若此点在动坐标系的一三象限，则定轴旋转平台逆时针旋转角度α，使此点旋转到旋转平台的Y′轴；若此点在动坐标系的二四象限，则定轴旋转平台顺时针旋转角度α，使此点旋转到旋转平台的Y′轴。定轴旋转平台定量旋转完成后，所设定冲击位置点已转动到旋转平台Y′轴，若此点位于动坐标系一二象限，单向移动平台定量向Y″轴负方向移动距离L；若此点位于动坐标系三四象限，单向移动平台定量向Y″轴正方向移动距离L。

本发明定轴旋转平台中伺服电机直接控制的传动机构采用的是齿轮机构。齿轮机构可以传递空间任意两轴之间的运动和动力。其优点是：传递功率的范围和圆周速度的范围很大，传动效率高，传动比准确，使用寿命长，工作可靠，因此，它是应用最为广泛的传动机构。本发明中要求传动机构实现伺服电机绕水平轴的旋转到气动压紧平台绕竖直方向旋转的转换，因此选用空间齿轮机构。空间齿轮机构传递两相交轴或两交错轴间的运动，两齿轮间的相对运动为空间运动。

实施例1

本实施例选用空间齿轮机构蜗轮蜗杆做为定轴旋转平台的传动机构。蜗轮蜗杆机构可以看成是由交错轴斜齿轮机构演变而来的。蜗轮蜗杆机构为线接触，传动平稳、噪声小。当导程角很小时，蜗轮蜗杆机构具有自锁性，即当涡轮主动时不能传动。蜗轮要用耐磨材料制造。蜗轮蜗杆机构和交错轴斜齿轮机构一样，不仅有沿齿高方向的滑动，而且有沿齿向方向很大的滑动速度，易于引起发热和磨损。因此，蜗轮要用贵重的减摩、耐磨材料如铜合金来制造，而且还需要良好的润滑和散热条件。

如图3所示为传动机构采用蜗轮蜗杆的定轴旋转平台示意图，由中心轮201，传动轴202，蜗轮203，蜗杆204，箱体206和伺服电机207组成。蜗轮203，蜗杆204安装于箱体206内部，蜗杆一端与伺服电机207通过联轴器连接；中心轮201安装于箱体盖205上方，配合行星轮组209和外轮105形成定轴轮系，实现将蜗轮蜗杆的转动传递到气动压紧平台，有效的将伺服电机绕水平轴方向的转动转换成定轴旋转平台绕竖直轴方向的转动，同时可将动力装置伺服电机的安装位置从竖直方向改为水平方向，大大减少整个夹具的占用空间，实现本设计夹具在现有落锤冲击试验机狭小的空间内的安装和使用。

实施例2

本实施例选用空间齿轮机构锥齿轮做为定轴旋转平台的传动机构。锥齿轮机构用来传递相交轴之间的运动和动力，两轴间夹角∑可根据需要确定，本发明中∑为90°。锥齿轮有直齿和曲线齿之分。曲线齿锥齿轮传动平稳、承载能力大，在汽车、拖拉机中有所应用。应用广泛的还是直齿锥齿轮，因为它设计、制造均比较简单。本实施例中选用的是直齿锥齿轮。

如图10所示为传动机构采用直齿锥齿轮机构的定轴旋转平台示意图，由中心轮201，传动轴202，水平直齿锥齿轮210，竖直直齿锥齿轮211，箱体206和伺服电机207组成。水平直齿锥齿轮210，竖直直齿锥齿轮211安装于箱体206内部，竖直直齿锥齿轮211与伺服电机207通过联轴器连接；中心轮201安装于箱体盖205上方，配合行星轮组209和外轮105形成定轴轮系，实现直齿锥齿轮转动传递到气动压紧平台，有效的将伺服电机绕水平轴方向的转动转换成定轴旋转平台绕竖直轴方向的转动。此实施例中伺服电机207的位置采用水平安装方式，相比竖直安装伺服电机的方式大大降低了装置的高度，使得整体落锤式冲击夹具能安装在落锤试验机的夹具安装位置。

实施例3

本实施例选用空间齿轮机构交错轴斜齿轮做为定轴旋转平台的传动机构。交错轴斜齿轮传动也被称为螺旋齿轮传动，就其单个齿轮而言都是斜齿轮，它和外啮合平行轴斜齿轮传动不同的是，两轮螺旋角不一定相等，旋向也不一定相反。因此安装以后成为空间交错轴之间的传动。与直齿轮相比较，斜齿轮传动产生的冲击、振动小，啮合的平稳性比直齿轮好的多。由于斜齿轮重合度大，接触线总长度大，齿轮的承载能力高。斜齿轮的最小齿数比直齿轮更小，因此可使用更少的齿轮，使结构尺寸更小。

如图11所示为传动机构采用交错轴斜齿轮机构的定轴旋转平台示意图，由中心轮201，传动轴202，水平斜齿轮213，竖直斜齿轮212，箱体206和伺服电机207组成。水平斜齿轮213和竖直斜齿轮212安装于箱体206内部，水平斜齿轮213与伺服电机207通过联轴器连接；中心轮201安装于箱体盖205上方，配合行星轮组209和外轮105形成定轴轮系。此实施例中伺服电机207的位置与实施例1中的位置类似，实现整体落锤式冲击夹具在落锤试验机的夹具安装位置正确安装和使用。

以上实施例仅用于说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同代替，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或者局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种可面内连续调控冲击位置点的落锤式冲击夹具包括气动压紧平台、定轴旋转平台、单向移动平台和控制装置。气动压紧平台由电磁控制阀、单活塞双作用气缸、试件放置卡槽、中部设有通孔的压板及安装有压力传感器的橡胶压头组成。定轴旋转平台由动力装置(伺服电机)和传动装置(蜗轮蜗杆或锥齿轮或交错轴斜齿轮)组成，经由传动轴和定轴轮系完成气动压紧平台的定轴定量旋转。单向移动平台由动力装置(伺服电机)和传动装置(滚珠丝杠)组成，经由平台上表面固定连接的定轴旋转平台和气动压紧平台，完成复合材料冲击试验件的单向移动。控制装置由伺服驱动器、PLC控制柜和控制面板组成，由控制面板输入冲击位置点坐标，经由PLC编程系统控制伺服驱动器控制伺服电机完成旋转平台的定角度旋转和单向移动平台的定距离位移，实现落锤式冲击试验机在狭小空间内完成冲击试验件在可冲击区域内冲击位置点的快速精准定位。

2.根据权利要求1所述的一种可面内连续调控冲击位置点的落锤式冲击夹具，其特征在于：创新型二维移动平台由单向移动平台和定轴旋转平台构成，通过可编程序控制器(Programmable Logic Controller)控制两台伺服电机的定量转动，可实现移动平台单向位移的高精度调控和定轴旋转平台中蜗轮蜗杆或锥齿轮或交错轴斜齿轮的角位移的高精度调控，两平台的联动配合实现了冲击位置点在平面区域内的连续定量调整。

3.根据权利要求1所述的定轴旋转平台，其特征在于：传动装置采用蜗轮蜗杆机构或锥齿轮机构或交错轴斜齿轮机构实现空间交错轴间的运动和动力，完成将伺服电机绕水平轴的转动最终转换成绕竖直轴的转动。

4.根据权利要求1所述的定轴旋转平台和气动压紧平台，其特征在于：定轴旋转平台的蜗轮蜗杆机构或锥齿轮机构或交错轴斜齿轮机构产生的动力通过传动轴和定轴轮系的配合传递到气动压紧平台，实现冲击试验件的定轴定量旋转。

5.根据权利要求1所述的气动压紧平台，其特征在于：中部设有通孔的压板四周固定四个安装压力传感器的橡胶压头，压板下压时橡胶压头与复合材料冲击试验件压紧，配合压力传感器实现气动压紧平台对试验件预锁紧力的调整和表征；冲击过程中，通过压力传感器可实现整个冲击过程中橡胶压头对试验件压紧力的测试与表征。

6.根据权利要求1所述的一种可面内连续调控冲击位置点的落锤式冲击夹具，其特征在于：复合材料冲击试样的冲击位置调整采用可编程序控制器(Programmable LogicController)控制，在控制面板内输入冲击位置点坐标后，PLC编程控制伺服驱动器完成伺服电机的定量转动转换为定轴旋转平台的角位移调控和移动平台的单向位移调控，两平台配合实现所设计冲击位置点的坐标定位。