CN116086744A - 一种多用途升降振动摇摆试验台 - Google Patents

一种多用途升降振动摇摆试验台 Download PDF

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CN116086744A CN202211540117.XA CN202211540117A CN116086744A CN 116086744 A CN116086744 A CN 116086744A CN 202211540117 A CN202211540117 A CN 202211540117A CN 116086744 A CN116086744 A CN 116086744A
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闫智辉
张瑛
孙一方
侯亚伟
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713th Research Institute of CSIC
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Abstract

本发明公开了一种多用途升降振动摇摆试验台，包括动平台、十字梁组件、摇摆支架、摇摆驱动杆件组、定平台、垂直导向机构、导向固定板、垂直驱动杆件组；所述的动平台、十字梁组件、摇摆支架、摇摆驱动杆件组连接成摇摆运动机构；所述的定平台、垂直导向机构、导向固定板、垂直驱动杆件组连接成升降振动驱动机构；所述的摇摆运动机构与升降振动驱动机构相连并位于升降振动驱动机构上方；所述的动平台、十字梁组件、摇摆支架、定平台的中心连线垂直于定平台。本发明既可模拟舰船大角度摇摆，还可模拟舰船高速升降、甲板高频振动和车辆振动，通过机构联动还可综合模拟海浪谱、路谱、颠簸等运动，兼具舰载、车载运动姿态模拟功能，通用性强。

Description

一种多用途升降振动摇摆试验台
技术领域
本发明属于运动模拟设备，尤其涉及一种多用途升降振动摇摆试验台。
背景技术
对于舰载和车载设备，舰船和车辆的运动姿态是一个多自由度外加振动的扰动运动体系，这种扰动会对载定设备的动力学特性、控制性能产生不利影响，尤其是在舰船大角度摇摆、高速升降、高频甲板振动以及车辆振动、颠簸等典型运动姿态下，设备所受到的扰动和影响极大。因此，在陆基环境下全面、真实地模拟舰船和车辆的典型运动姿态，再现舰载和车载设备的实际工作环境，对设备的研制、试验非常必要。并联机构模拟器具有刚度大、精度高的特点，广泛用于舰船和车辆的运动姿态模拟，其中基于Gough-Stewart机构的6自由度模拟器应用研究最为深入，但由于结构的奇异性，很难模拟舰船大角度摇摆姿态，如采用其它少自由度并联机构形式，则需要通过多台设备分别模拟上述典型舰船和车辆的运动姿态，不能完整地再现设备实际工作环境。因此，需要研制一种能够综合模拟舰船和车辆的典型运动姿态的试验台。
发明内容
针对上述现有技术不足，本发明的目的是提供一种多用途升降振动摇摆试验台，可综合模拟舰载环境中的大角度摇摆、高速升降、高频甲板振动等海浪谱运动，以及车辆振动、颠簸等路谱运动，为舰载、车载设备的研制、试验、测试提供保障。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种多用途升降振动摇摆试验台，包括动平台、十字梁组件、摇摆支架、摇摆驱动杆件组、定平台、垂直导向机构、导向固定板、垂直驱动杆件组；所述的动平台、十字梁组件、摇摆支架、摇摆驱动杆件组连接成摇摆运动机构；所述的定平台、垂直导向机构、导向固定板、垂直驱动杆件组连接成升降振动驱动机构；所述的摇摆运动机构与升降振动驱动机构相连并位于升降振动驱动机构上方；所述的动平台、十字梁组件、摇摆支架、定平台的中心连线垂直于定平台。
定平台水平固定于底层设备基础上。
所述的摇摆运动机构中，十字梁组件包括十字轴、四套轴承座，所述轴承座分别对称安装在动平台下端面和摇摆支架上端面，所述摇摆驱动杆件组包括四条摇摆驱动分支，每个摇摆驱动分支对称分布在十字轴两侧，所述摇摆驱动分支两端分别通过虎克铰连接动平台和摇摆支架。
所述摇摆驱动分支为电动缸。
所述的升降振动驱动机构中，垂直导向机构包括四条导向气缸，每个导向气缸对称分布在定平台上，导向气缸的缸体下端面和定平台固定连接，每个导向气缸的缸体上还固连有导向固定板，所述导向气缸的活塞和摇摆运动机构中的摇摆支架的下端面固定连接；所述的垂直驱动杆件组包括垂直主驱动分支、多个垂直辅助驱动分支，所述垂直主驱动分支垂直安装于定平台中心位置，所述垂直辅助驱动分支以垂直主驱动分支为中心对称分布在定平台上，所述垂直主驱动分支的两端分别通过虎克铰连接定平台和摇摆支架，所述垂直辅助驱动分支的两端分别通过虎克铰连接定平台和摇摆支架。
所述垂直主驱动分支和垂直辅助驱动分支为电动缸。
所述的导向固定板水平固定于二层设备基础上。
本发明的有益效果如下：
1）采用垂直升降振动机构和大角度摇摆机构的分离设计和级联组合结构，既可模拟舰船大角度摇摆，还可模拟舰船高速升降、甲板高频振动和车辆振动，通过机构联动还可综合模拟海浪谱、路谱、颠簸等运动，兼具舰载、车载运动姿态模拟功能，通用性强。
2）垂直升降振动机构采用气动导向方式，除导向外还具有辅助驱动功能。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为摇摆运动机构的结构示意图；
图3为十字梁组件的结构示意图；
图4为摇摆支架的结构示意图；
图5为垂直升降振动驱动机构的结构示意图；
图6 为本发明的安装示意图；
其中：1动平台，2十字梁组件，3摇摆支架，4摇摆驱动杆件组，5定平台，6垂直导向机构，7导向固定板，8垂直驱动杆件组，21十字轴，22轴承座，41摇摆驱动分支，61导向气缸，81垂直主驱动分支，82垂直辅助驱动分支。
具体实施方式
如图1所示，一种多用途升降振动摇摆试验台，包括动平台1、十字梁组件2,、摇摆支架3、摇摆驱动杆件组4、定平台5、垂直导向机构6、导向固定板7、垂直驱动杆件组8；动平台1、十字梁组件2、摇摆支架3、定平台5的中心连线垂直于定平台5。
如图2、图4所示，动平台1、十字梁组件2、摇摆支架3、摇摆驱动杆件组4组成摇摆运动机构，实现大角度摇摆运动模拟；动平台1上端面安装被试设备；如图3所示，十字梁组件2包括十字轴21、四套轴承座22，轴承座22分别对称安装在动平台1下端面和摇摆支架3上端面；摇摆驱动杆件组4包括四条摇摆驱动分支41，每个摇摆驱动分支41对称分布在十字轴21轴线两侧，驱动动平台1沿十字轴21轴线做横向、纵向偏转，摇摆驱动分支41均为电动缸，两端分别通过虎克铰连接动平台1和摇摆支架3。
如图5所示，定平台5、垂直导向机构6、导向固定板7、垂直驱动杆件组8组成垂直升降振动驱动机构，实现垂直升降、振动运动模拟；垂直导向机构6包括四条导向气缸61，导向气缸61以定平台5中心为基准对称分布在定平台5四角，导向气缸的缸体均通过导向固定板7和设备基础连接，活塞杆和摇摆支架3下端面连接；垂直驱动杆件组8包括一条垂直主驱动分支81、若干垂直辅助驱动分支82，垂直辅助驱动分支82的数量根据负载特性具体确定，本实施例具体为8支垂直辅助驱动分支82；主驱动分支81垂直安装于定平台5中心位置，辅助驱动分支82以主驱动分支81为中心对称分布在定平台5上，主驱动分支81和辅助驱动分支82均为电动缸，两端均分别通过虎克铰连接定平台5和摇摆支架3。
如图6所示，导向固定板7水平固定于二层设备基础上，定平台5水平固定于底层设备基础上。
本发明的工作原理：被试设备安装于动平台1上；十字梁组件2的十字轴21作为横摇、纵摇运动轴线；动平台1、十字梁组件2、摇摆支架3、定平台5的连线垂直于定平台5，该轴线作为垂直升降、振动的运动轴线。如进行摇摆运动模拟，利用摇摆驱动杆件组4按设定角度同步驱动动平台1沿十字梁组件2的十字轴21作横向、纵向偏转，即可实现横摇、纵摇或复合摇摆运动模拟；如进行升降、振动运动模拟，垂直驱动杆件组8按设定位移同步驱动摇摆支架3沿垂直运动轴线运动，摇摆支架3带动动平台1、十字梁组件2、摇摆驱动杆件组4同步运动，即可实现垂直升降、振动运动模拟；垂直升降、振动运动过程中，垂直导向机构6起导向和辅助驱动作用。通过摇摆驱动杆件组4和垂直驱动杆件组8联动，可实现海浪谱、路谱、颠簸运动模拟。

Claims (7)

1.一种多用途升降振动摇摆试验台，其特征在于：包括动平台（1）、十字梁组件（2）、摇摆支架（3）、摇摆驱动杆件组（4）、定平台（5）、垂直导向机构（6）、导向固定板（7）、垂直驱动杆件组（8）；所述的动平台（1）、十字梁组件（2）、摇摆支架（3）、摇摆驱动杆件组（4）连接成摇摆运动机构；所述的定平台（5）、垂直导向机构（6）、导向固定板（7）、垂直驱动杆件组（8）连接成升降振动驱动机构；所述的摇摆运动机构与升降振动驱动机构相连并位于升降振动驱动机构上方；所述的动平台（1）、十字梁组件（2）、摇摆支架（3）、定平台（5）的中心连线垂直于定平台（5）。
2.根据权利要求1所述的多用途升降振动摇摆试验台，其特征在于：定平台（5）水平固定于底层设备基础上。
3.根据权利要求1所述的多用途升降振动摇摆试验台，其特征在于：所述的摇摆运动机构中，十字梁组件（2）包括十字轴（21）、四套轴承座（22），所述轴承座（22）分别对称安装在动平台（1）下端面和摇摆支架（3）上端面，所述摇摆驱动杆件组（4）包括四条摇摆驱动分支（41），每个摇摆驱动分支（41）对称分布在十字轴（21）两侧，所述摇摆驱动分支（41）两端分别通过虎克铰连接动平台（1）和摇摆支架（3）。
4.根据权利要求3所述的多用途升降振动摇摆试验台，其特征在于：所述摇摆驱动分支（41）为电动缸。
5.根据权利要求1所述的多用途升降振动摇摆试验台，其特征在于：所述的升降振动驱动机构中，垂直导向机构（6）包括四条导向气缸（61），每个导向气缸（61）对称分布在定平台（5）上，导向气缸（61）的缸体下端面和定平台（5）固定连接，每个导向气缸（61）的缸体上还固连有导向固定板（7），所述导向气缸（61）的活塞和摇摆运动机构中的摇摆支架（3）的下端面固定连接；所述的垂直驱动杆件组（8）包括垂直主驱动分支（81）、多个垂直辅助驱动分支（82），所述垂直主驱动分支（81）垂直安装于定平台（5）中心位置，所述垂直辅助驱动分支（82）以垂直主驱动分支（81）为中心对称分布在定平台（5）上，所述垂直主驱动分支（81）的两端分别通过虎克铰连接定平台（5）和摇摆支架（3），所述垂直辅助驱动分支（82）的两端分别通过虎克铰连接定平台（5）和摇摆支架（3）。
6.根据权利要求5所述的多用途升降振动摇摆试验台，其特征在于：所述垂直主驱动分支（81）和垂直辅助驱动分支（82）为电动缸。
7.根据权利要求4所述的多用途升降振动摇摆试验台，其特征在于：所述的导向固定板（7）水平固定于二层设备基础上。
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