CN113074891A - 低频双轴振动台 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种低频双轴振动台，包括隔振座体、激振装置、载物平台以及剪叉装置，所述隔振座体包括上层隔振基座以及下层隔振基座；所述上层隔振基座、激振装置分别安装在所述下层隔振基座上，所述载物平台安装在所述上层隔振基座上并通过所述剪叉装置连接所述激振装置，其中，所述激振装置能够驱使所述载物平台在第一方向和/或第二方向上运动，所述第一方向垂直于所述第二方向，本发明结构简单，成本低廉，操作及安装方便，不仅可以实现双轴向振动测试与分析，而且能够实现小型振动平台在低频条件下实现大幅值振动传动，拓展平台性能指标。

Description

低频双轴振动台

技术领域

本发明涉及振动测试工程设备领域，具体地，涉及一种低频双轴振动台，尤其涉及一种低频大幅值变放大比的双轴振动台。

背景技术

与单自由度振动测试相比，多轴振动测试能够更为真实的反应航天精密仪器的真实受力状态，是实现精密仪器振动信号精密检测的有效测量方法及手段，而振动平台作为整个振动测试系统的核心，直接影响着振动测试环节的质量及效率，因此提高振动平台测试性能、拓展测试上限、实现振动台低成本改进是一个重要的研究课题。

当前，小型振动测试平台的低频低幅性能指标客观约束了航天精密仪器的低频大幅值的测试需求，需要一种简单且实用方便可调的变幅值双轴振动台测试装置。

专利文献CN207923402U公开了一种双向自由振动试验装置，属边坡工程抗震技术领域。其由水平向振动系统、竖向振动系统、试验模型箱和数据采集系统组成。为减小振动过程中摩擦阻尼损耗的能量，同时控制振动的方向，振动系统采用滑块-滑道运动副装置。振动系统的动力源由高强度弹簧的弹性势能提供，通过液压缸给弹簧施加初始位移储备弹性势能，然后瞬间释放被压缩的弹簧，由弹簧弹性势能提供的能量进行振动模拟，但该设计不能灵活调节振幅的放大比。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种低频双轴振动台。

根据本发明提供的一种低频双轴振动台，包括隔振座体、激振装置、载物平台以及剪叉装置；

所述隔振座体包括上层隔振基座以及下层隔振基座；

所述上层隔振基座、激振装置分别安装在所述下层隔振基座上，所述载物平台安装在所述上层隔振基座上并通过所述剪叉装置连接所述激振装置，其中，所述激振装置能够驱使所述载物平台在第一方向和/或第二方向上运动，所述第一方向垂直于所述第二方向。

优选地，所述激振装置包括两个激振机构，所述剪叉装置包括两个剪叉机构；

一个所述激振机构通过一个剪叉机构连接所述载物平台实现第一方向上的运动功能，另一个所述激振机构通过另一个剪叉机构连接所述载物平台实现第二方向上的运动功能。

优选地，所述剪叉机构包括第一滑块、连杆座、连杆组件、固定销组件、第二滑块、导轨件、安装盘以及固定销基座；

所述导轨件通过所述安装盘安装在所述激振机构上，所述连杆组件的一端通过所述第二滑块与所述导轨件活动配合，所述连杆组件的另一端通过所述连杆座与所述第一滑块活动配合；

所述固定销组件的一端通过固定销基座安装在所述载物平台所具有的第一层安装板上，所述固定销组件的另一端与所述连杆组件的中部转动配合。

优选地，所述连杆组件包括内连杆以及外连杆；

所述内连杆与所述外连杆嵌套交叉布置且所述固定销组件分别与所述内连杆、外连杆转动配合。

优选地，所述外连杆设置有嵌套空间，所述内连杆的一端从外连杆的一侧穿过所述嵌套空间并延伸到外连杆的另一侧与一个第二滑块转动配合，所述内连杆的另一端与一个连杆座转动配合；

所述外连杆的一端与另一个第二滑块转动配合，所述外连杆的另一端与另一个连杆座转动配合。

优选地，所述固定销组件包括固定销以及两套转动配合件；

所述内连杆、外连杆上分别设置有第一装配通孔，所述固定销的一端连接所述固定销基座，所述固定销的另一端依次通过两个安装在所述第一装配通孔中的转动配合件分别与所述内连杆、外连杆转动配合。

优选地，所述转动配合件包括连接环、轴承、轴承垫片以及紧固螺栓；

所述连接环通过紧固螺栓安装在所述内连杆或外连杆上，所述连接环上设置有第二装配通孔，所述轴承的外圈过盈安装在所述第二装配通孔中，所述固定销穿过所述轴承垫片并通过所述轴承垫片与所述轴承的内圈过盈配合。

优选地，所述内连杆、外连杆通过固定销组件连接后形成剪刀型转动结构，其中，所述固定销组件上所具有的固定销作为剪刀型转动结构的转轴。

优选地，所述第一装配通孔的横截面为腰型孔，所述固定销能够沿所述腰型孔的长度方向调整在所述腰型孔上的固定位置进而实现变放大比剪叉装置的振动输入。

优选地，所述载物平台包括第一层安装板、第二层安装板以及光学载物平台；

所述第一层安装板的下面安装在所述上层隔振基座上，所述第一层安装板的上面设置有沿第一方向布置的纵向导轨，所述第二层安装板的下面通过纵向滑块与所述纵向导轨滑动配合；

所述第二层安装板的上面设置有沿第二方向布置的横向导轨，所述光学载物平台的下面通过设置横向滑块与所述横向导轨滑动配合，所述光学载物平台的上面设置有连接导轨，用于连接所述剪叉装置。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明利用剪叉机构实现双轴振动台振幅变放大比简易调制，同时也能够实现锁死状态下直驱输出，本发明结构简单，成本低廉，操作及安装方便，不仅可以实现双轴向振动测试与分析，而且能够实现小型振动平台在低频条件下实现大幅值振动传动，拓展平台性能指标。

2、本发明能够实现激振器输出一定情况下，由变放大比剪叉装置实现光学载物平台双向振动幅值定量调制。

3、本发明在横向及纵向激振机构、变放大比剪叉机构和双轴运动载物平台装置的配合下能够实现光学载物平台的双轴振动测试。

4、本发明通过变放大比剪叉装置和锁定块功能共同实现外加锁定块锁死剪叉机构，实现双轴激振器直驱传动。

5、本发明中的变放大比剪叉装置进行组合设计，具有多级调制、平稳传动、操作简单的特点。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明提供的低频双轴振动台的结构示意图；

图2为本发明提供的双轴运动载物平台的侧面结构示意图；

图3为本发明提供的双轴运动载物平台的立体结构示意图；

图4为本发明提供的变放大比剪叉装置结构示意图；

图5为本发明提供的变放大比剪叉装置关键部件局部示意图；

图6为本发明提供的变放大比剪叉装置直驱传动模式时结构示意图。

图中示出：

隔振座体1 横向导轨381

上层隔振基座12 纵向导轨382

下层隔振基座11 剪叉装置4

石耳13 第一滑块41

连接通孔14 紧固螺母411

激振装置2 连杆座42

载物平台3 连杆组件43

第一层安装板31 内连杆431

纵向导轨32 外连杆432

第一纵导轨321 固定销组件44

第二纵导轨322 固定销441

纵向滑块33 连接环442

第二层安装板34 轴承443

横向导轨35 轴承垫片444

第一横导轨351 紧固螺栓445

第二横导轨352 第二滑块45

横向滑块36 导轨件46

光学载物平台37 安装盘47

连接导轨38 固定销基座48

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

实施例1：

本发明提供了一种低频双轴振动台，如图1所示，包括隔振座体1、激振装置2、载物平台3以及剪叉装置4，剪叉装置4能够实现振动变放大比调节，所述隔振座体1包括上层隔振基座12以及下层隔振基座11，用于隔离外部激励干扰，隔振基座优选采用大理石层叠结构，包括两块叠加的大理石，上层大理石下部四角凸出并开有连接孔，与下层大理石通过加强螺栓连接，例如，上层隔振基座12下部四角各设置有石耳13，石耳13上设置有连接通孔14并通过螺栓连接下方的下层隔振基座11。所述上层隔振基座12、激振装置2分别安装在所述下层隔振基座11上，所述载物平台3安装在所述上层隔振基座12上并通过所述剪叉装置4连接所述激振装置2，其中，所述激振装置2能够驱使所述载物平台3在第一方向和/或第二方向上运动，所述第一方向垂直于所述第二方向。载物平台3为能够沿第一方向、第二方向双轴运动的层叠结构。

进一步地，所述激振装置2包括两个激振机构，激振机构优选采用激振器，两台激振器垂直布置，所述横向激振器、纵向激振器均通过螺钉安装于下层隔振基座11，两台激振器输出方向互相垂直安装，所述剪叉装置4包括两个剪叉机构，其中，一个所述激振机构通过一个剪叉机构连接所述载物平台3实现第一方向上的运动功能，另一个所述激振机构通过另一个剪叉机构连接所述载物平台3实现第二方向上的运动功能。

应该说明的是，大幅值是指采用放大的激振机构，实现原激振器激振频率不变的条件下，输出幅值成比例放大，该幅值大于原始同等频率下激振幅值上限，满足更高性能参数的使用需求。

本发明针对小型振动测试平台实现低频条件下变幅值的试验装置，利用剪叉机构实现双轴振动台振幅变放大比简易调制，同时也能够实现锁死状态下直驱输出。

实施例2：

本实施例为实施例1的优选例。

本实施例中的上层隔振基座12以及下层隔振基座11均采用大理石基座，如图2～图6所示，所述载物平台3包括第一层安装板31、第二层安装板34以及光学载物平台37，所述第一层安装板31的下面安装在所述上层隔振基座12上，所述第一层安装板31四周开有沉孔通过螺钉与大理石上层隔振基座12上表面连接，所述第一层安装板31的上面开有两条直线型的水平凹槽并开有安装孔，嵌入连接沿第一方向布置的纵向导轨32，纵向导轨32包括第一纵导轨321以及第二纵导轨322，第一纵导轨321与第二纵导轨322平行间隔布置，所述第二层安装板34的下面通过纵向滑块33与所述纵向导轨32滑动配合，所述第二层安装板34的下面开有沉孔通过螺钉与通过纵向滑块33连接，所述第二层安装板34的上面开有两条直线型的水平凹槽并开有安装孔，嵌入连接沿第二方向布置的横向导轨35，横向导轨35包括第一横导轨351以及第二横导轨352，第一横导轨351与第二横导轨352平行间隔布置，所述光学载物平台37的下面通过设置横向滑块36与所述横向导轨35滑动配合，所述光学载物平台37的上面设置有连接导轨38，用于连接所述剪叉装置4的输出端，连接导轨38包括横向导轨381以及纵向导轨382，激振机构的输出端连接所述剪叉装置4的输入端，通过剪叉装置4将激振机构的激励传输给光学载物平台37。

本实施例中，如图4所示，所述剪叉机构包括第一滑块41、连杆座42、连杆组件43、固定销组件44、第二滑块45、导轨件46、安装盘47和固定销基座48，所述导轨件46通过所述安装盘47安装在所述激振机构上，所述的安装盘47为圆形结构，中间开有沉槽及安装孔，与导轨件46通过螺钉连接，安装盘47开有安装孔，背面与激振器输出端连接，从而实现了变放大比剪叉装置4的振动输入；所述的变放大比剪叉装置4通过改变固定销组件44在连杆43上的安装位置实现连杆43转动的放大比例调控，所述连杆组件43的一端通过所述第二滑块45与所述导轨件46活动配合，所述连杆组件43的另一端通过所述连杆座42与所述第一滑块41活动配合，所述的连杆座42底部端嵌套在第一滑块41上部，通过螺钉紧固，连杆座42上开有通孔，与连杆43通过螺栓轴承连接，实现转动配合的连接关系，所述固定销组件44的一端通过固定销基座48安装在所述载物平台3所具有的第一层安装板31上，所述固定销组件44的另一端与所述连杆组件43的中部转动配合。

所述的变放大比剪叉装置4的直驱状态结构如图6所示。在安装盘47表面通过螺栓410紧固安装锁定块49，锁定块49下部开有凹槽，凹槽长度与导轨件46长度相同，嵌入安装到第二滑块45，限制第二滑块45的滑动；所述的固定销441下部安装紧固螺母411，压紧连杆43，从而实现连杆43的转动锁死，实现整个剪叉装置4的直驱功能。

进一步的，本发明中的双轴振动平台，可以采用多个本发明中的变放大比剪叉装置进行组合设计，具有多级调制、平稳传动、操作简单的特点。

本实施例中，如图4、图5所示，所述连杆组件43包括内连杆431以及外连杆432，所述内连杆431与所述外连杆432嵌套交叉布置且所述固定销组件44分别与所述内连杆431、外连杆432转动配合，所述固定销组件44包括固定销441以及两套转动配合件，所述内连杆431、外连杆432上分别设置有第一装配通孔，所述固定销441的一端连接所述固定销基座48，所述固定销441的另一端依次通过两个安装在所述第一装配通孔中的转动配合件分别与所述内连杆431、外连杆432转动配合。

进一步地，所述外连杆432设置有嵌套空间并呈U型结构，所述内连杆431的一端从外连杆432的一侧穿过所述嵌套空间并延伸到外连杆432的另一侧与一个第二滑块45转动配合，所述内连杆431的另一端与一个连杆座42转动配合，所述外连杆432的一端与另一个第二滑块45转动配合，所述外连杆432的另一端与另一个连杆座42转动配合。

本实施例中，如图5所示，所述转动配合件包括连接环442、轴承443、轴承垫片444以及紧固螺栓445，所述连接环442通过紧固螺栓445安装在所述内连杆431或外连杆432上，所述连接环442上设置有第二装配通孔，所述轴承443的外圈过盈安装在所述第二装配通孔中，所述固定销441穿过所述轴承垫片444并通过所述轴承垫片444与所述轴承443的内圈过盈配合，实现相对固定销441的剪叉转动运动。

本实施例中，所述内连杆431、外连杆432通过固定销组件44连接后形成剪刀型转动结构，其中，所述固定销组件44上所具有的固定销441作为剪刀型转动结构的转轴。本发明中所述第一装配通孔的横截面优选采用腰型孔，所述固定销441能够沿所述腰型孔的长度方向调整在所述腰型孔上的固定位置进而实现变放大比剪叉装置4的振动输入。

本发明的工作原理如下：

本发明中的低频双轴振动台能够在激振器的激励下实现载物平台3横向激励振动、纵向激励振动或者横向纵向同时进行的激励振动，并由变放大比剪叉装置实现光学载物平台双向振动幅值定量调制，能够实现复杂的振动激励试验环境。

具体地，根据试验激振要求，首先调节转动配合件在连杆组件43上的安装位置以确定剪叉机构的放大比，当激振器振动时，剪叉机构以固定销441为固定轴进行类似剪刀式的开合运动进而实现振动传输，同时由于横向、纵向滑轨的设置两个激振器同时进行振动时互不影响，最后将复杂的振动场景呈现在载物平台3上，实现复杂振动环境的模拟。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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申请和简化描述，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申请的限制。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种低频双轴振动台，其特征在于，包括隔振座体(1)、激振装置(2)、载物平台(3)以及剪叉装置(4)；

所述隔振座体(1)包括上层隔振基座(12)以及下层隔振基座(11)；

所述上层隔振基座(12)、激振装置(2)分别安装在所述下层隔振基座(11)上，所述载物平台(3)安装在所述上层隔振基座(12)上并通过所述剪叉装置(4)连接所述激振装置(2)，其中，所述激振装置(2)能够驱使所述载物平台(3)在第一方向和/或第二方向上运动，所述第一方向垂直于所述第二方向。

2.根据权利要求1所述的低频双轴振动台，其特征在于，所述激振装置(2)包括两个激振机构，所述剪叉装置(4)包括两个剪叉机构；

一个所述激振机构通过一个剪叉机构连接所述载物平台(3)实现第一方向上的运动功能，另一个所述激振机构通过另一个剪叉机构连接所述载物平台(3)实现第二方向上的运动功能。

3.根据权利要求2所述的低频双轴振动台，其特征在于，所述剪叉机构包括第一滑块(41)、连杆座(42)、连杆组件(43)、固定销组件(44)、第二滑块(45)、导轨件(46)、安装盘(47)以及固定销基座(48)；

所述导轨件(46)通过所述安装盘(47)安装在所述激振机构上，所述连杆组件(43)的一端通过所述第二滑块(45)与所述导轨件(46)活动配合，所述连杆组件(43)的另一端通过所述连杆座(42)与所述第一滑块(41)活动配合；

所述固定销组件(44)的一端通过固定销基座(48)安装在所述载物平台(3)所具有的第一层安装板(31)上，所述固定销组件(44)的另一端与所述连杆组件(43)的中部转动配合。

4.根据权利要求3所述的低频双轴振动台，其特征在于，所述连杆组件(43)包括内连杆(431)以及外连杆(432)；

所述内连杆(431)与所述外连杆(432)嵌套交叉布置且所述固定销组件(44)分别与所述内连杆(431)、外连杆(432)转动配合。

5.根据权利要求4所述的低频双轴振动台，其特征在于，所述外连杆(432)设置有嵌套空间，所述内连杆(431)的一端从外连杆(432)的一侧穿过所述嵌套空间并延伸到外连杆(432)的另一侧与一个第二滑块(45)转动配合，所述内连杆(431)的另一端与一个连杆座(42)转动配合；

所述外连杆(432)的一端与另一个第二滑块(45)转动配合，所述外连杆(432)的另一端与另一个连杆座(42)转动配合。

6.根据权利要求4所述的低频双轴振动台，其特征在于，所述固定销组件(44)包括固定销(441)以及两套转动配合件；

所述内连杆(431)、外连杆(432)上分别设置有第一装配通孔，所述固定销(441)的一端连接所述固定销基座(48)，所述固定销(441)的另一端依次通过两个安装在所述第一装配通孔中的转动配合件分别与所述内连杆(431)、外连杆(432)转动配合。

7.根据权利要求6所述的低频双轴振动台，其特征在于，所述转动配合件包括连接环(442)、轴承(443)、轴承垫片(444)以及紧固螺栓(445)；

所述连接环(442)通过紧固螺栓(445)安装在所述内连杆(431)或外连杆(432)上，所述连接环(442)上设置有第二装配通孔，所述轴承(443)的外圈过盈安装在所述第二装配通孔中，所述固定销(441)穿过所述轴承垫片(444)并通过所述轴承垫片(444)与所述轴承(443)的内圈过盈配合。

8.根据权利要求6所述的低频双轴振动台，其特征在于，所述内连杆(431)、外连杆(432)通过固定销组件(44)连接后形成剪刀型转动结构，其中，所述固定销组件(44)上所具有的固定销(441)作为剪刀型转动结构的转轴。

9.根据权利要求8所述的低频双轴振动台，其特征在于，所述第一装配通孔的横截面为腰型孔，所述固定销(441)能够沿所述腰型孔的长度方向调整在所述腰型孔上的固定位置进而实现变放大比剪叉装置(4)的振动输入。

10.根据权利要求1所述的低频双轴振动台，其特征在于，所述载物平台(3)包括第一层安装板(31)、第二层安装板(34)以及光学载物平台(37)；

所述第一层安装板(31)的下面安装在所述上层隔振基座(12)上，所述第一层安装板(31)的上面设置有沿第一方向布置的纵向导轨(32)，所述第二层安装板(34)的下面通过纵向滑块(33)与所述纵向导轨(32)滑动配合；

所述第二层安装板(34)的上面设置有沿第二方向布置的横向导轨(35)，所述光学载物平台(37)的下面通过设置横向滑块(36)与所述横向导轨(35)滑动配合，所述光学载物平台(37)的上面设置有连接导轨(38)，用于连接所述剪叉装置(4)。

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