CN109682564B - 六自由度混联式电磁振动试验台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种六自由度混联式电磁振动试验台，包括支撑座、三自由度柔性支架、X向激振装置、Y向激振装置、Z向激振装置、并联动平台、回转装置、测试工作台和控制器。X向激振装置、Y向激振装置分别用于产生X、Y两个方向的往复振动，Z向激振装置可产生Z向往复振动以及绕平行于X向、Y向轴线的往复摆动，回转装置用于驱动测试工作台产生旋转或离心运动。本发明最多可实现六个自由度的振动，不仅振动自由度多，各振动自由度独立可调，且振动测试试验负载高、能耗低、设备重心低，可满足更多的振动测试工作的需要，还具有振动频率高，结构紧凑，设备占用空间小、生产成本低、安全性高、操作维护简便等优点。

Description

六自由度混联式电磁振动试验台

技术领域

本发明属于力学环境试验设备技术领域，特别涉及一种六自由度混联式电磁振动试验台。

背景技术

振动试验台主要是模拟产品在制造、装卸、组装运输及使用过程中遭受的各种冲击振动环境，用以确定产品对各种环境振动的适应性，并评定其结构装置的完好性，为检测产品的质量提供依据。振动试验台需要在振动实验中作一系列可控制的振动模拟，测试产品在寿命周期内是否能承受运送或振动环境因素的考验，也能确定振动试验台设计及功能的要求标准。振动试验台广泛应用于航空航天、汽机车、电力电子、光机电、石油化工、玩具等各行各业的研究、开发、品管与制造。随着使用环境的不同和模拟逼真度要求的提高，对试验台的振动自由度的要求越来越高，具有三个振动自由度以上的多自由度振动试验台的需求越来越多。

现有的振动试验装置分为机械振动试验台和电磁振动试验台，但现有的机械振动试验台虽然结构简单、成本较低，但存在振动方式单一、振动频率低、加速度小等缺陷，不能同时使用不同的振动频率，且对振动装置的安全保护性不强，对振动试验台和操作人员都构成一定的安全威胁，同时还常会因为振动冲击力难以控制而影响试验效果。

电磁振动台是根据电磁感应原理设计的，电磁振动试验台由于其使用频率范围宽、波形失真度小已成为广泛使用的力学环境试验设备。目前使用广泛的电磁式振动试验台的频率范围最大可达2000Hz，动态范围宽，易于实现自动或手动控制，加速度波形良好，适合产生随机波，可得到较大的加速度。

针对现有振动试验设备中存在的一些技术难题，现有专利文献提出了一些解决方案。如申请号为201820909519.5的中国专利公开了一种三轴振动疲劳试验台，由底座、X向工作台、Y向工作台、Z向工作台构成，振动台采用液压式作动器为动力，负载高，通过X向工作台、Y向工作台、Z向工作台单独振动或三轴联动，可以模拟更多种路况场景，缺点是振动频率低，液压系统容易产生泄漏。申请号为201820196523.1的中国专利公开了一种机械振动试验台，由动力箱、驱动齿轮、连接件和弹簧等组件构成，能够同时使用不同的振动频率，但激振频率较低，调节范围小。申请号为201810767591.3的中国专利公开了一种振动主动控制试验台，包括底板、两光轴、位于两光轴之间的门形支架和可调式电机振动装置，采用惯性激振器，只能实现单方向振动，无法模拟复杂环境下的振动冲击。申请号为201710127751.3的中国专利公开了一种随机振动式试验台，振动平台通过弹簧支撑在支架上，在振动平台的X、Y、Z三个方向上分别设置激振装置，并通过传力杆作用于振动平台产生随机振动，只能产生三个振动自由度，且在各方向上的振动可控性差。申请号为201810013953.X的中国专利公开了一种高频激振接地装置试验台，其核心部分机械加载机构由龙门框架总成、接地装置试验箱、高频电磁激振器和悬挂式驱动电机系统总成组成，采用高频电磁激振器激振，但振动自由度过少。现有的三自由度电磁振动试验台多采用整体串联式结构，X、Y、Z三个方向的振动分别由至下而上的三个部分实现，不仅试验台的高度尺寸较大，而且能耗高。此外，现有电磁振动试验台的支撑方式多采用圆柱弹簧支撑、悬挂支撑或直板弹簧支撑等支撑方式。

现有电磁振动试验台存在振动自由度少、支撑方式不合理，振动方向及参数可控性差以及能耗高等技术难题，随着振动测试对象对振动试验台振动参数要求的不断提高，现有振动试验台已经很难满足产品振动测试及其它有关多自由度激振研究的需要，迫切需要研制一种具有测试负载大、振动自由度多、振动频率高、各方向振动解耦、振动方向及参数可控性高的多自由度电磁振动试验台。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种包含离心运动的六自由度混联式电磁振动试验台，能够用于负载大、振动自由度多、振动频率高、各方向振动解耦、振动方向及参数可控性高的多自由度高频振动测试与研究，提高振动测试的准确率和可靠性，降低设备和研发成本，可克服现有技术的缺陷。

本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现。

一种六自由度混联式电磁振动试验台，包括支撑座、三自由度柔性支架、X向激振装置、Y向激振装置、Z向激振装置、并联动平台、回转装置、测试工作台和控制器。其中，所述的支撑座包括底座、X向电磁铁支架和Y向电磁铁支架，用于支撑和安装三自由度柔性支架、X向激振装置、Y向激振装置和Z向激振装置，在所述的底座上方中间位置设有配重块，且所述的配重块与底座固连。X向电磁铁支架和Y向电磁铁支架均有两个，且分别对称布置在底座顶部的侧面，X向电磁铁支架和Y向电磁铁支架的底部均与底座相固连；在底座与并联动平台之间设有四个三自由度柔性支架，用于安装与支撑并联动平台，且所述的三自由度柔性支架同时具有沿着X向、Y向和Z向产生弹性变形的能力，所述的三自由度柔性支架的下端与底座相固连，其上端与并联动平台相固连。所述的X向激振装置位于并联动平台与底座之间，所述的X向激振装置的数量为二，且两组X向激振装置对称布置在底座上方X向的两侧，用于驱动并联动平台和测试工作台产生X向往复振动。所述的Y向激振装置位于并联动平台与底座之间，所述的Y向激振装置的数量为二，且两组Y向激振装置对称布置在底座上方Y向的两侧，用于驱动并联动平台和测试工作台产生Y向往复振动。所述的Z向激振装置位于底座与并联动平台之间，包括第一Z向电磁铁、第二Z向电磁铁、第一Z向吸附支架和第二Z向吸附支架，用于驱动并联动平台和测试工作台产生Z向往复振动、绕平行于X向轴线的往复摆动和绕平行于Y向轴线的往复摆动。其中，两组第一Z向电磁铁的底部固定安装在底座上方Y向两侧，两组第二Z向电磁铁的底部固定安装在底座上方X向两侧，第一Z向吸附支架位于第一Z向电磁铁的正上方，且其顶部固定安装在并联动平台的下方，第二Z向吸附支架位于第二Z向电磁铁的正上方，且其顶部固定安装在并联动平台的下方。所述的回转装置的下端固定安装在并联动平台上，用于驱动测试工作台产生旋转或离心运动。固定安装在回转装置顶部的测试工作台是本发明产生振动的最终输出端，用于放置或固定安装需要进行振动测试的物品。所述的控制器通过电源线缆、信号线缆与X向激振装置、Y向激振装置、Z向激振装置、回转装置相连接。

所述的三自由度柔性支架包括刚性底支架、X向变形板簧和Y向变形板簧。其中，所述的刚性底支架的下端固定安装在底座上，用于固定和安装X向变形板簧；所述的X向变形板簧的下端与刚性底支架的上端相固连，所述的X向变形板簧的上端与X向变形板簧的下端相固连，所述的Y向变形板簧的上端与并联动平台通过螺钉相连接。所述的X向变形板簧在X向激振装置的作用下可使并联动平台与测试工作台相对支撑座产生X向往复移动，所述的Y向变形板簧在Y向激振装置的作用下可使并联动平台与测试工作台相对支撑座产生Y向往复移动，X向变形板簧和Y向变形板簧在Z向激振装置的作用下还可使并联动平台与测试工作台相对支撑座产生Z向往复移动。所述的X向变形板簧的下端与刚性底支架通过热铆或螺钉相连接，且在接头处四周通过搅拌摩擦焊接方式补强，所述的X向变形板簧的上端与Y向变形板簧的下端通过热铆和搅拌摩擦焊双重连接的方式相连接。所述的X向变形板簧和Y向变形板簧的结构均呈弓字型。

所述的X向激振装置包括X向吸附支架、X向电磁铁、X向复位装置和X向复位支架。其中，所述的X向吸附支架的顶部与并联动平台相固连，所述的X向电磁铁固定安装在X向电磁铁支架的一侧，用于吸附X向吸附支架，为并联动平台及测试工作台的X向往复振动提供动力；所述的X向复位装置的两端分别与X向吸附支架、X向复位支架相固连，为并联动平台及测试工作台在X向的复位提供动力。所述的Y向激振装置包括Y向吸附支架、Y向电磁铁、Y向复位装置和Y向复位支架。其中，所述的Y向吸附支架的顶部与并联动平台相固连，所述的Y向电磁铁固定安装在Y向电磁铁支架的一侧，用于吸附Y向吸附支架，为并联动平台及测试工作台的Y向往复振动提供动力；所述的Y向复位装置的两端分别与Y向吸附支架、Y向复位支架相固连，为并联动平台及测试工作台在Y向的复位提供动力。X向复位支架、Y向复位支架的底部均与底座相固连。

所述的X向复位装置包括X向双万向节、X向复位弹簧、X向调节螺杆。其中，所述的X向双万向节用于连接X向复位弹簧与X向吸附支架，并使X向复位装置具有Y向和Z向运动自由度，所述的X向双万向节的一端与X向吸附支架通过螺钉相连接，其另一端与X向复位弹簧通过螺钉相连接；所述的X向复位弹簧用于为X向吸附支架及并联动平台的X向复位提供动力；所述的X向调节螺杆的一端与X向复位弹簧通过螺栓相连接，所述的X向调节螺杆的另一端与X向复位支架通过螺栓相连接，用于调节X向复位弹簧的复位弹簧力的大小。

所述的Y向复位装置包括Y向双万向节、Y向复位弹簧和Y向调节螺杆。其中，所述的Y向双万向节用于连接Y向复位弹簧与Y向吸附支架，并使Y向复位装置具有X向和Z向运动自由度，所述的Y向双万向节的一端与Y向吸附支架通过螺钉相连接，其另一端与Y向复位弹簧通过螺钉相连接；所述的Y向复位弹簧用于为Y向吸附支架及并联动平台的Y向复位提供动力；所述的Y向调节螺杆的一端与Y向复位弹簧通过螺栓相连接，所述的Y向调节螺杆的另一端与Y向复位支架通过螺栓相连接，用于调节Y向复位弹簧的复位弹簧力的大小。

所述的回转装置包括回转座、回转体、内齿圈、驱动齿轮、传动轴、传动齿轮、主动齿轮和回转马达。其中，所述的回转座的下端通过螺钉固定安装在并联动平台的上方，用于支撑与安装回转体，在所述的回转体的上端设有回转法兰，所述的回转法兰与测试工作台通过螺钉相连接，所述的回转体与回转座之间通过支撑轴承组相连接。所述的内齿圈通过螺钉固定安装在回转体的内部，所述的驱动齿轮固定安装在传动轴的上端，且与内齿圈保持内啮合，用于驱动内齿圈及回转体转动。所述的传动齿轮固定安装在传动轴的下端，所述的传动轴置于并联动平台的传动轴安装孔中，且与并联动平台通过轴承相连接。所述的回转马达的输出轴置于并联动平台的马达安装孔内，且所述的回转马达通过螺钉固定安装在并联动平台上，用于为主动齿轮的转动提供动力，进而驱动回转体相对回转座转动。所述的主动齿轮固定安装在回转马达的输出轴上，且与传动齿轮保持外啮合，用于驱动传动齿轮与传动轴转动；所述的主动齿轮与回转马达的输出轴通过平键相连接，在回转马达的输出轴的末端还设有轴端挡圈，且与回转马达的输出轴固连，起轴向定位的作用。

在支撑座、三自由度柔性支架和Z向激振装置的外侧设有外罩壳，在所述的外罩壳的前后左右四个侧面上还设有把手。本发明的控制器通过电源线缆、信号线缆与X向电磁铁、Y向电磁铁、第一Z向电磁铁、第二Z向电磁铁和回转马达相连接。

优选地，在上述回转装置中所述的支撑轴承组，包括一个径向轴承和两个止推轴承，且两个止推轴承分别布置在径向轴承的上下两端，所述的径向轴承采用圆柱滚子径向轴承或径向复合轴承，止推轴承采用圆柱滚子止推轴承或轴向复合轴承。

优选地，在上述回转装置中所述的回转马达采用伺服减速电机或液压伺服马达或气动伺服马达。

使用时，将被测试物品放置或固定安装在测试工作台内，根据振动测试工作需要确定本发明的振动自由度和具体执行的振动模式，进而选择X向激振装置、Y向激振装置、Z向激振装置和回转装置的具体组合工作模式。测试工作台在X向激振装置、Y向激振装置的作用下分别实现X、Y两个方向的直线往复振动。当Z向激振装置中的两组第一Z向电磁铁和两组第二Z向电磁铁同时同步工作时，测试工作台产生Z向的往复振动；当两组第二Z向电磁铁交替工作时，测试工作台产生绕平行于X向轴线的往复摆动；当两组第一Z向电磁铁交替工作时，测试工作台产生绕平行于Y向轴线的往复摆动。启动回转马达，测试工作台可产生绕内齿圈轴线的旋转或离心运动。本发明最多可实现X、Y、Z三个方向的直线往复振动和绕平行于X、Y向轴线的往复摆动，以及绕平行于Z向轴线的旋转或离心运动共六个运动自由度，测试工作台相对回转装置及并联动平台的偏心距可通过将测试工作台固定安装在回转装置中回转法兰上不同的连接螺栓孔来实现调整。本发明的测试工作台的各个振动自由度相对独立可调，具有完全解耦性。

本发明的有益效果是，与现有的技术相比，本发明的测试工作台不仅振动自由度多，具有空间六个运动自由度，且各振动自由度独立可调，互不干涉，可满足更多的振动测试工作的需要；与传统串联结构的振动试验台相比，还具有测试工作台负载高、能耗低和设备重心低等显著特点。此外，本发明还具有振动频率高，结构紧凑，设备占用空间小、生产成本低、安全性高、操作维护简便等优点，可克服现有技术的缺陷。

附图说明

图1为本发明的总体结构(不含控制器)示意图；

图2为本发明的底部(不含三自由度柔性支架)结构示意图；

图3为本发明的X向激振装置的结构示意图；

图4为本发明的Y向激振装置的结构示意图；

图5为本发明的并联动平台的结构示意图；

图6为本发明的回转装置的结构示意图；

图7为本发明的测试工作台偏心安装时的结构示意图；

图8为本发明的工作状态示意图。

具体实施方式

为了使本发明所实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例和图示，进一步阐述本发明。

如图1、图2、图5、图7和图8所示，一种六自由度混联式电磁振动试验台，包括支撑座1、三自由度柔性支架2、X向激振装置3、Y向激振装置4、Z向激振装置5、并联动平台6、回转装置7、测试工作台8和控制器9。其中，所述的支撑座1包括底座11、X向电磁铁支架12和Y向电磁铁支架13，用于支撑和安装三自由度柔性支架2、X向激振装置3、Y向激振装置4和Z向激振装置5，在所述的底座11上方中间位置设有配重块14，且所述的配重块14通过螺钉与底座11相连接。X向电磁铁支架12和Y向电磁铁支架13均有两个，且分别对称布置在底座11顶部的侧面，X向电磁铁支架12和Y向电磁铁支架13的底部均与底座11通过焊接的方式相固连；在底座11与并联动平台6之间设有四个三自由度柔性支架2，用于安装与支撑并联动平台6，且所述的三自由度柔性支架2同时具有沿着X向、Y向和Z向产生弹性变形的能力，所述的三自由度柔性支架2的下端与底座11通过焊接或螺钉连接的方式相固连，其上端与并联动平台6相通过螺钉相连接。所述的X向激振装置3位于并联动平台6与底座11之间，所述的X向激振装置3的数量为二，且两组X向激振装置3对称布置在底座11上方X向的两侧，用于驱动并联动平台6和测试工作台8产生X向往复振动。所述的Y向激振装置4位于并联动平台6与底座11之间，所述的Y向激振装置4的数量为二，且两组Y向激振装置4对称布置在底座11上方Y向的两侧，用于驱动并联动平台6和测试工作台8产生Y向往复振动。所述的Z向激振装置5位于底座11与并联动平台6之间，包括第一Z向电磁铁51、第二Z向电磁铁52、第一Z向吸附支架53和第二Z向吸附支架54，用于驱动并联动平台6和测试工作台8产生Z向往复振动、绕平行于X向轴线的往复摆动和绕平行于Y向轴线的往复摆动。第一Z向电磁铁51、第二Z向电磁铁52、第一Z向吸附支架53和第二Z向吸附支架54的数量均为二。其中，两组第一Z向电磁铁51的底部固定安装在底座11上方Y向两侧，两组第二Z向电磁铁52的底部固定安装在底座11上方X向两侧，第一Z向吸附支架53位于第一Z向电磁铁51的正上方，且其顶部固定安装在并联动平台6的下方，第二Z向吸附支架54位于第二Z向电磁铁52的正上方，且其顶部固定安装在并联动平台6的下方。所述的回转装置7的下端固定安装在并联动平台6上，用于驱动测试工作台8产生旋转或离心运动。通过螺钉固定安装在回转装置7顶部的测试工作台8是本发明产生振动的最终输出端，用于放置或固定安装需要进行振动测试的物品。所述的控制器9通过电源线缆91、信号线缆92与X向激振装置3、Y向激振装置4、Z向激振装置5、回转装置7相连接。

如图1、图2、图3、图4和图7所示，所述的三自由度柔性支架2包括刚性底支架21、X向变形板簧22和Y向变形板簧23。其中，所述的刚性底支架21的下端固定安装在底座11上，且与底座11通过焊接或螺钉连接的方式相固连，用于固定和安装X向变形板簧22；所述的X向变形板簧22的下端与刚性底支架21的上端相固连，所述的X向变形板簧22的上端与Y向变形板簧23的下端相固连，所述的Y向变形板簧23的上端与并联动平台6通过螺钉相连接。所述的X向变形板簧22在X向激振装置3的作用下可使并联动平台6与测试工作台8相对支撑座1产生X向往复移动，所述的Y向变形板簧23在Y向激振装置4的作用下可使并联动平台6与测试工作台8相对支撑座1产生Y向往复移动，X向变形板簧22和Y向变形板簧23在Z向激振装置5的作用下还可使并联动平台6与测试工作台8相对支撑座1产生Z向往复移动。所述的X向变形板簧22的下端与刚性底支架21通过热铆或螺钉相连接，且在接头处四周通过搅拌摩擦焊接方式补强，所述的X向变形板簧22的上端与Y向变形板簧23的下端通过热铆和搅拌摩擦焊双重连接的方式相连接。所述的X向变形板簧22和Y向变形板簧23的结构均呈弓字型。

如图1、图2、图3、图4、图5和图7所示，所述的X向激振装置3包括X向吸附支架31、X向电磁铁32、X向复位装置33和X向复位支架34。其中，所述的X向吸附支架31的顶部与并联动平台6通过焊接的方式相固连，所述的X向电磁铁32固定安装在X向电磁铁支架12的一侧，用于吸附X向吸附支架31，为并联动平台6及测试工作台8的X向往复振动提供动力；所述的X向复位装置33的两端分别与X向吸附支架31、X向复位支架34固连，为并联动平台6及测试工作台8在X向的复位提供动力。所述的Y向激振装置4包括Y向吸附支架41、Y向电磁铁42、Y向复位装置43和Y向复位支架44。其中，所述的Y向吸附支架41的顶部与并联动平台6通过焊接的方式相固连，所述的Y向电磁铁42固定安装在Y向电磁铁支架13的一侧，用于吸附Y向吸附支架41，为并联动平台6及测试工作台8的Y向往复振动提供动力；所述的Y向复位装置43的两端分别与Y向吸附支架41、Y向复位支架44固连，为并联动平台6及测试工作台8在Y向的复位提供动力。X向复位支架34、Y向复位支架44的底部均与底座11通过焊接的方式相固连。

如图1、图2、图3、图5和图7所示，所述的X向复位装置33包括X向双万向节331、X向复位弹簧332和X向调节螺杆333。其中，所述的X向双万向节331用于连接X向复位弹簧332与X向吸附支架31，并使X向复位装置33具有Y向和Z向运动自由度，所述的X向双万向节331的一端与X向吸附支架31通过螺钉相连接，其另一端与X向复位弹簧332通过螺钉相连接；所述的X向复位弹簧332用于为X向吸附支架31及并联动平台6的X向复位提供动力；所述的X向调节螺杆333的一端与X向复位弹簧332通过螺栓相连接，X向调节螺杆333的另一端与X向复位支架34通过螺栓相连接，用于调节X向复位弹簧332的复位弹簧力的大小。

如图1、图2、图4、图5和图7所示，所述的Y向复位装置包括Y向双万向节、Y向复位弹簧和Y向调节螺杆。其中，所述的Y向双万向节431用于连接Y向复位弹簧432与Y向吸附支架41，并使Y向复位装置43具有X向和Z向运动自由度，所述的Y向双万向节431的一端与Y向吸附支架41通过螺钉相连接，其另一端与Y向复位弹簧432通过螺钉相连接；所述的Y向复位弹簧432用于为Y向吸附支架41及并联动平台6的Y向复位提供动力；所述的Y向调节螺杆433的一端与Y向复位弹簧432通过螺栓相连接，所述的Y向调节螺杆433的另一端与Y向复位支架44通过螺栓相连接，用于调节Y向复位弹簧432的复位弹簧力的大小。

如图1、图5、图6、图7和图8所示，所述的回转装置7包括回转座71、回转体72、内齿圈73、驱动齿轮74、传动轴75、传动齿轮76、主动齿轮77和回转马达78。其中，所述的回转座71的下端通过螺钉固定安装在并联动平台6的上方，用于支撑与安装回转体72，在所述的回转体72的上端设有回转法兰721，所述的回转法兰721与测试工作台8通过螺钉相连接，所述的回转体72与回转座71之间通过支撑轴承组相连接。所述的内齿圈73通过螺钉固定安装在回转体72的内部，所述的驱动齿轮74固定安装在传动轴75的上端，且与内齿圈73保持内啮合，用于驱动内齿圈73及回转体72转动。所述的传动齿轮76固定安装在传动轴75的下端，所述的传动轴75置于并联动平台6的传动轴安装孔61中，且与并联动平台6通过轴承相连接。所述的回转马达78的输出轴置于并联动平台6的马达安装孔62内，且所述的回转马达78通过螺钉固定安装在并联动平台6上，用于为主动齿轮77的转动提供动力，进而驱动回转体72相对回转座71转动。所述的主动齿轮77固定安装在回转马达78的输出轴上，且与传动齿轮76保持外啮合，用于驱动传动齿轮76与传动轴75转动；所述的主动齿轮77与回转马达78的输出轴通过平键相连接，在回转马达78的输出轴的末端还设有轴端挡圈，且与回转马达78的输出轴固连，起轴向定位的作用。

如图1、图2、图7和图8所示，在支撑座1、三自由度柔性支架2和Z向激振装置5的外侧设有外罩壳15，在所述的外罩壳的前后左右四个侧面上还设有把手16。本发明的控制器9通过电源线缆91、信号线缆92与X向电磁铁32、Y向电磁铁42、第一Z向电磁铁51、第二Z向电磁铁52和回转马达78相连接。

更进一步的技术方案中，在上述回转装置7中所述的支撑轴承组，包括一个径向轴承和两个止推轴承，且两个止推轴承分别布置在径向轴承的上下两端，所述的径向轴承采用圆柱滚子径向轴承或径向复合轴承，止推轴承采用圆柱滚子止推轴承或轴向复合轴承。

更进一步的技术方案中，在上述回转装置7中所述的回转马达78采用伺服减速电机或液压伺服马达或气动伺服马达。

使用时，将被测试物品放置或固定安装在测试工作台8内，根据振动测试工作需要确定本发明的振动自由度和具体执行的振动模式，进而选择X向激振装置3、Y向激振装置4、Z向激振装置5和回转装置7的具体组合工作模式。测试工作台8在X向激振装置3、Y向激振装置4的作用下分别实现X、Y两个方向的直线往复振动。当Z向激振装置5中的两组第一Z向电磁铁51和两组第二Z向电磁铁52同时同步工作时，测试工作台8产生Z向的往复振动；当两组第二Z向电磁铁52交替工作时，测试工作台8产生绕平行于X向轴线的往复摆动；当两组第一Z向电磁铁51交替工作时，测试工作台8产生绕平行于Y向轴线的往复摆动。启动回转马达78，测试工作台8可产生绕内齿圈73轴线的旋转或离心运动。本发明最多可实现X、Y、Z三个方向的直线往复振动和绕平行于X、Y向轴线的往复摆动，以及绕平行于Z向轴线的旋转或离心运动共六个运动自由度，测试工作台8相对回转装置7及并联动平台6的偏心距可通过将测试工作台8固定安装在回转装置7中回转法兰721上不同的连接螺栓孔来实现调整。本发明的测试工作台8的各个振动自由度相对独立可调，具有完全解耦性。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种六自由度混联式电磁振动试验台，包括支撑座、三自由度柔性支架、X向激振装置、Y向激振装置、Z向激振装置、并联动平台、回转装置、测试工作台和控制器，其特征在于：所述的支撑座包括底座、X向电磁铁支架和Y向电磁铁支架，在所述的底座上方中间位置设有配重块，X向电磁铁支架和Y向电磁铁支架均有两个，且分别对称布置在底座顶部的侧面，X向电磁铁支架和Y向电磁铁支架的底部均与底座固连；在底座与并联动平台之间设有四个同时可沿着X向、Y向和Z向产生弹性变形的三自由度柔性支架，所述的三自由度柔性支架的下端与底座固连，其上端与并联动平台固连；所述的X向激振装置位于并联动平台与底座之间，所述的X向激振装置的数量为二，且两组X向激振装置对称布置在底座上方X向的两侧；所述的Y向激振装置位于并联动平台与底座之间，所述的Y向激振装置的数量为二，且两组Y向激振装置对称布置在底座上方Y向的两侧；所述的回转装置的下端固定安装在并联动平台上，所述的测试工作台通过螺钉固定安装在回转装置的顶部；所述的控制器通过电源线缆、信号线缆与X向激振装置、Y向激振装置、Z向激振装置、回转装置相连接；

所述的X向激振装置包括X向吸附支架、X向电磁铁、X向复位装置和X向复位支架，所述的X向吸附支架的顶部与并联动平台固连，所述的X向电磁铁固定安装在X向电磁铁支架的一侧，所述的X向复位装置的两端分别与X向吸附支架、X向复位支架固连；所述的Y向激振装置包括Y向吸附支架、Y向电磁铁、Y向复位装置和Y向复位支架，所述的Y向吸附支架的顶部与并联动平台固连，所述的Y向电磁铁固定安装在Y向电磁铁支架的一侧，所述的Y向复位装置的两端分别与Y向吸附支架、Y向复位支架固连；X向复位支架、Y向复位支架的底部均与底座固连；

所述的Z向激振装置位于底座与并联动平台之间，包括第一Z向电磁铁、第二Z向电磁铁、第一Z向吸附支架和第二Z向吸附支架，且其数量均为二，两组第一Z向电磁铁的底部固定安装在底座上方Y向两侧，两组第二Z向电磁铁的底部固定安装在底座上方X向两侧，第一Z向吸附支架位于第一Z向电磁铁的正上方，且其顶部固定安装在并联动平台的下方，第二Z向吸附支架位于第二Z向电磁铁的正上方，且其顶部固定安装在并联动平台的下方；

所述的回转装置包括回转座、回转体、内齿圈、驱动齿轮、传动轴、传动齿轮、主动齿轮和回转马达，所述的回转座的下端固定安装在并联动平台的上方，在所述的回转体的上端设有回转法兰，所述的回转法兰与测试工作台通过螺钉相连接，所述的回转体与回转座之间通过支撑轴承组相连接；所述的内齿圈通过螺钉固定安装在回转体的内部，所述的驱动齿轮固定安装在传动轴的上端，且与内齿圈保持内啮合；所述的传动齿轮固定安装在传动轴的下端，所述的传动轴置于并联动平台的传动轴安装孔中，且与并联动平台通过轴承相连接；所述的回转马达的输出轴置于并联动平台的马达安装孔内，且所述的回转马达通过螺钉固定安装在并联动平台上；所述的主动齿轮固定安装在回转马达的输出轴上，且与传动齿轮保持外啮合；所述的主动齿轮与回转马达的输出轴通过平键相连接，在回转马达的输出轴的末端还设有轴端挡圈，且与回转马达的输出轴固连；

所述的三自由度柔性支架包括刚性底支架、X向变形板簧和Y向变形板簧，所述的刚性底支架的下端固定安装在底座上，所述的X向变形板簧的下端与刚性底支架的上端固连，所述的X向变形板簧的上端与Y向变形板簧的下端相固连，所述的Y向变形板簧的上端与并联动平台通过螺栓相连接；所述的X向变形板簧和Y向变形板簧的结构均呈弓字型；

所述的X向复位装置包括X向双万向节、X向复位弹簧、X向调节螺杆，所述的X向双万向节的一端与X向吸附支架通过螺钉相连接，所述的X向双万向节的另一端与X向复位弹簧通过螺钉相连接，所述的X向调节螺杆的一端与X向复位弹簧通过螺栓相连接，所述的X向调节螺杆的另一端与X向复位支架通过螺栓相连接；所述的Y向复位装置包括Y向双万向节、Y向复位弹簧、Y向调节螺杆，所述的Y向双万向节的一端与Y向吸附支架通过螺钉相连接，所述的Y向双万向节的另一端与Y向复位弹簧通过螺钉相连接，所述的Y向调节螺杆的一端与Y向复位弹簧通过螺栓相连接，所述的Y向调节螺杆的另一端与Y向复位支架通过螺栓相连接。

2.根据权利要求1所述的一种六自由度混联式电磁振动试验台，其特征在于：所述的X向变形板簧的下端与刚性底支架通过热铆或螺钉相连接，且在接头处四周通过搅拌摩擦焊接方式补强，所述的X向变形板簧的上端与Y向变形板簧的下端通过热铆和搅拌摩擦焊双重连接的方式相连接。

3.根据权利要求1所述的一种六自由度混联式电磁振动试验台，其特征在于：所述的支撑轴承组，包括一个径向轴承和两个止推轴承，且两个止推轴承分别布置在径向轴承的上下两端，所述的径向轴承采用圆柱滚子径向轴承或径向复合轴承，止推轴承采用圆柱滚子止推轴承或轴向复合轴承。

4.根据权利要求1所述的一种六自由度混联式电磁振动试验台，其特征在于：所述的回转马达采用伺服减速电机或液压伺服马达或气动伺服马达。