CN110907110B - 一种刚性与柔性导向相结合的角振动台 - Google Patents

Abstract

本发明为一种刚性与柔性导向相结合的角振动台，涉及振动测试技术领域，解决了现有技术中的在实际应用过程中角振幅较小的问题，并提高其使用寿命的技术问题。技术特征包括振动台底板，振动台底板通过振动台安装孔与外部框架固定连接；柔性导向机构，柔性导向机构设置在振动台底板上方的一侧；刚性动力机构，刚性动力机构设置在振动台底板上方的另一侧，刚性动力机构提供动力、并带动柔性导向机构上的被测设备往复转动；载物台，载物台固定设置在柔性导向机构上方；柔性过渡杆，柔性过渡杆的两个安装固定端分别通过螺钉固定连接载物台和刚性动力机构。具有在实际应用过程中角振幅较大的问题，并提高其使用寿命的有益效果。

Description

一种刚性与柔性导向相结合的角振动台

技术领域

本发明涉及振动测试技术领域，特别涉及一种刚性与柔性导向相结合的角振动台。

背景技术

角振动台是一种重要的动态性能实验测试设备，在消费电子、航空、航天等领域中具有广泛的应用，能够模拟外界的角振动情况，以此来验证产品的抗干扰能力及动态性能，在产品的研发过程中具有重要作用。

中国发明专利(授权号：CN106644340B)公开一种角振动台，该角振动台采用音圈电机驱动，利用柔性导向机构实现沿一个轴的转动，进而实现角振动。

然而，在实际应用中该角振动台存在一些问题：该角振动台采用柔性传动机构作为音圈电机的导向机构，由于柔性传动机构的导向行程较小，使得音圈电机的实际可用输出行程受限，因此也就限制了该角振动台的振动幅值，从而影响该角振动台的应用范围；此外该角振动台只有一个柔性铰链作为旋转轴，当角位移过大时会导致该柔性铰链产生较大的应力，长时间使用可能会导致其发生疲劳破坏，影响角振动台的使用寿命。

因此，如何避免上述问题，使该机构优势得到进一步的发挥就变得至关重要。

发明内容

本发明要解决现有技术中的在实际应用过程中角振幅较小的问题，并提高其使用寿命的技术问题，提供一种刚性与柔性导向相结合的角振动台。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案具体如下：

一种刚性与柔性导向相结合的角振动台，包括：

振动台底板，振动台底板通过振动台安装孔与外部框架固定连接；

柔性导向机构，柔性导向机构设置在振动台底板上方的一侧；

刚性动力机构，刚性动力机构设置在振动台底板上方的另一侧，刚性动力机构提供动力、并带动柔性导向机构上的被测设备往复转动；

载物台，载物台固定设置在柔性导向机构上方；

柔性过渡杆，柔性过渡杆包括两个柔性铰链和两个安装固定端，柔性过渡杆的两个安装固定端分别通过螺钉固定连接载物台和刚性动力机构，两个柔性铰链的中轴线均垂直于振动台底板。

进一步的，柔性导向机构包括：

载物台安装座，载物台安装座为轴承座，载物台安装座与振动台底板通过轮轴转动连接，载物台安装座上方固定安装有载物台；

安装环，安装环与载物台安装座同轴、并固定安装在振动台底板上；

柔性片，柔性片为长条形的片状结构，柔性片采用轮式对称的布局形式均匀布置于载物台安装座和安装环之间，每个柔性片均垂直于振动台底板，载物台安装座和安装环通过柔性片连接。

进一步的，载物台上设有用于安装被测设备的被测设备安装孔。

进一步的，刚性动力机构包括：

直线导轨，直线导轨包括导向轨道和运动滑块，导向轨道通过螺钉固定安装在振动台底板上，运动滑块与导向轨道通过直线运动副相连、并可沿着导向轨道直线运动；

连接板，连接板通过螺钉与运动滑块固定连接，连接板通过螺钉与柔性过渡杆的一个安装固定端固定连接。

音圈电机，音圈电机包括：音圈电机的动子和音圈电机的定子，音圈电机的动子通过螺钉与连接板固定连接；

电机支架，电机支架固定安装在振动台底板上，音圈电机的定子固定安装在电机支架上。

本发明具有以下的有益效果：

本发明的一种刚性与柔性导向相结合的角振动台，采用的是刚性与柔性相结合导向方式，不仅能够充分发挥音圈电机的驱动行程，使振幅较大，还避免了由于转动而出现的与音圈电机驱动方向相垂直的耦合位移引起的驱动方向发生变化和卡死现象的发生；此外，柔性片可以避免应力集中现象的发生，对提高振动台寿命具有积极效果。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1为本发明的一种刚性与柔性导向相结合的角振动台的结构示意图；

图2为本发明的一种刚性与柔性导向相结合的角振动台的后侧示意图；

图3为本发明的一种刚性与柔性导向相结合的角振动台的结构俯视图；

图4为本发明的一种刚性与柔性导向相结合的角振动台的柔性导向机构示意图；

图5为本发明的一种刚性与柔性导向相结合的角振动台的柔性过渡杆的示意图。

图中的附图标记表示为：

1、振动台底板；101、振动台安装孔；2、柔性导向机构；201、柔性片；202、安装环；203、载物台安装座；3、载物台；301、被测设备安装孔；4、柔性过渡杆；401、柔性铰链；402、安装固定端；5、直线导轨；501、导向轨道；502、运动滑块；6、连接板；7、音圈电机；701、音圈电机的动子；702、音圈电机的定子；8、电机支架。

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。

请参阅图1-5，一种刚性与柔性导向相结合的角振动台，包括：

振动台底板1，振动台底板1通过振动台安装孔101与外部框架固定连接；

柔性导向机构2，柔性导向机构2设置在振动台底板1上方的一侧；

刚性动力机构，刚性动力机构设置在振动台底板1上方的另一侧，刚性动力机构提供动力、并带动柔性导向机构2上的被测设备往复转动；

载物台3，载物台3固定设置在柔性导向机构2上方；

柔性过渡杆4，柔性过渡杆4包括两个柔性铰链401和两个安装固定端402，柔性过渡杆4的两个安装固定端402分别通过螺钉固定连接载物台3和刚性动力机构，两个柔性铰链401的中轴线均垂直于振动台底板1。

工作原理：振动台底板1提供安装平台，被测设备固定安装在载物台3上方，载物台3固定设置在柔性导向机构2上方，柔性过渡杆4的两个安装固定端402分别通过螺钉固定连接载物台3和刚性动力机构，刚性动力机构提供动力，通过柔性过渡杆4传递力，使柔性导向机构2上的载物台3和被测设备往复转动。柔性过渡杆4可以避免刚性动力机构带动柔性导向机构2动作时出现过约束的可能。两个柔性铰链401的中轴线均垂直于振动台底板1，可以保证柔性过渡杆4正常传递力，使柔性铰链401自由摆动。

柔性导向机构2包括：

载物台安装座203，载物台安装座203为轴承座，载物台安装座203与振动台底板1通过轮轴转动连接，载物台安装座203上方固定安装有载物台3；

安装环202，安装环202与载物台安装座203同轴、并固定安装在振动台底板1上；

柔性片201，柔性片201为长条形的片状结构，柔性片201采用轮式对称的布局形式均匀布置于载物台安装座203和安装环202之间，每个柔性片201均垂直于振动台底板1，载物台安装座203和安装环202通过柔性片201连接。

工作原理：载物台安装座203上方固定安装有载物台3，被测设备固定安装在载物台3上方，刚性动力机构提供动力，通过柔性过渡杆4传递力，使载物台3及安装在其上方的被测设备以轮轴为圆心转动，由于安装环202固定安装在振动台底板1上，安装环202不动，在载物台3往复转动即角振动的时候，会带动柔性片201随动变形，柔性片201采用轮式对称的布局形式分别垂直插入载物台安装座203和安装环202上，这种安装方式会最大限度的降低角振动时的惯性力，进而保护了刚性动力机构，也保护了柔性过渡杆4，防止其出现过驱动方向的变化或者卡死的现象；

同时，针对中国发明专利(授权号：CN106644340B)公开一种角振动台，该角振动台采用音圈电机驱动，利用柔性导向机构实现沿一个轴的转动，进而实现角振动。然而，在实际应用中该角振动台存在一些问题：该角振动台采用柔性传动机构作为音圈电机的导向机构，由于柔性传动机构的导向行程较小，使得音圈电机的实际可用输出行程受限，因此也就限制了该角振动台的振动幅值，从而影响该角振动台的应用范围；此外该角振动台只有一个柔性铰链作为旋转轴，当角位移过大时会导致该柔性铰链产生较大的应力，长时间使用可能会导致其发生疲劳破坏，影响角振动台的使用寿命。

本发明的柔性片201采用轮式对称的布局形式分别垂直插入载物台安装座203和安装环202上，可以避免上述发明的柔性铰链易出现应力集中现象的发生。

载物台3上设有用于安装被测设备的被测设备安装孔301；柔性片201的轴向刚度和竖直方向弯曲刚度较高，而水平方向弯曲刚度较低，且多个柔性片201采用轮式对称的布局形式，能够保证载物台3只具有一个沿轮轴转动的自由度。

工作原理，通过被测设备安装孔301可以使被测设备更好的固定在载物台3上，保证了角振动时，被测设备的稳定，保证了被测设备随着载物台3一同角振动。

刚性动力机构包括：

直线导轨5，直线导轨5包括导向轨道501和运动滑块502，导向轨道501通过螺钉固定安装在振动台底板1上，运动滑块502与导向轨道501通过直线运动副相连、并可沿着导向轨道501直线运动；

连接板6，连接板6通过螺钉与运动滑块502固定连接，连接板6通过螺钉与柔性过渡杆4的一个安装固定端402固定连接。

音圈电机7，音圈电机7包括：音圈电机的动子701和音圈电机的定子702，音圈电机的动子701通过螺钉与连接板6固定连接；

电机支架8，电机支架8固定安装在振动台底板1上，音圈电机的定子702固定安装在电机支架8上。

工作原理：当音圈电机7通电时，音圈电机的动子701推动连接板6和运动滑块502沿着导向轨道501的导向方向运动，连接板6带动柔性过渡杆4一同运动，柔性过渡杆4带动载物台3及安装在其上方的被测设备以轮轴为圆心转动，当音圈电机的动子701在导向轨道501的导向方向进行往复运动时，载物台3就会产生相应的角振动，从而带动安装在其上的被测设备产生角振动；由于安装环202固定安装在振动台底板1上，安装环202不动，在载物台3往复转动即角振动的时候，会带动柔性片201随动变形，柔性片201采用轮式对称的布局形式分别垂直插入载物台安装座203和安装环202上，这种安装方式会最大限度的降低角振动时的惯性力，进而保护了音圈电机的动子701、连接板6和直线导轨5，也保护了柔性过渡杆4，可以使相关联的机构不会因驱动方向的变化而损坏，防止其出现过驱动方向的变化或者卡死的现象；直线导轨5的导向轨道501和运动滑块502之间是直线运动副的关系，运动滑块502可以在导向轨道501上沿直线运动，并可以保证音圈电机7在驱动过程中驱动方向不变；柔性过渡杆4可以释放由于载物台3发生角位移引起的在与直线导轨5相垂直方向出现的位移，避免由于过约束导致使角振动台发生卡死的现象；通过直线导轨5与柔性片201的结合，还可以保证振幅较大。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (3)

1.一种刚性与柔性导向相结合的角振动台，其特征在于，包括：

振动台底板(1)，所述振动台底板(1)通过振动台安装孔(101)与外部框架固定连接；

柔性导向机构(2)，所述柔性导向机构(2)设置在振动台底板(1)上方的一侧；

刚性动力机构，所述刚性动力机构设置在振动台底板(1)上方的另一侧，所述刚性动力机构提供动力、并带动柔性导向机构(2)上的被测设备往复转动；

载物台(3)，所述载物台(3)固定设置在柔性导向机构(2)上方；

柔性过渡杆(4)，所述柔性过渡杆(4)包括两个柔性铰链(401)和两个安装固定端(402)，所述柔性过渡杆(4)的两个安装固定端(402)分别通过螺钉固定连接载物台(3)和刚性动力机构，两个所述柔性铰链(401)的中轴线均垂直于振动台底板(1)；

所述柔性导向机构(2)包括：

载物台安装座(203)，所述载物台安装座(203)为轴承座，所述载物台安装座(203)与振动台底板(1)通过轮轴转动连接，所述载物台安装座(203)上方固定安装有载物台(3)；

安装环(202)，所述安装环(202)与载物台安装座(203)同轴、并固定安装在振动台底板(1)上；

柔性片(201)，所述柔性片(201)为长条形的片状结构，所述柔性片(201)采用轮式对称的布局形式均匀布置于载物台安装座(203)和安装环(202)之间，每个所述柔性片(201)均垂直于振动台底板(1)，所述载物台安装座(203)和安装环(202)通过柔性片(201)连接。

2.如权利要求1所述的一种刚性与柔性导向相结合的角振动台，其特征在于：所述载物台(3)上设有用于安装被测设备的被测设备安装孔(301)。

3.如权利要求1所述的一种刚性与柔性导向相结合的角振动台，其特征在于，所述刚性动力机构包括：

直线导轨(5)，所述直线导轨(5)包括导向轨道(501)和运动滑块(502)，所述导向轨道(501)通过螺钉固定安装在振动台底板(1)上，所述运动滑块(502)与导向轨道(501)通过直线运动副相连、并可沿着导向轨道(501)直线运动；

连接板(6)，所述连接板(6)通过螺钉与运动滑块(502)固定连接，所述连接板(6)通过螺钉与柔性过渡杆(4)的一个安装固定端(402)固定连接；

音圈电机(7)，所述音圈电机(7)包括音圈电机的动子(701)和音圈电机的定子(702)，所述音圈电机的动子(701)通过螺钉与连接板(6)固定连接；

电机支架(8)，所述电机支架(8)固定安装在振动台底板(1)上，所述音圈电机的定子(702)固定安装在电机支架(8)上。

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