CN210570775U - 一种姿态模拟转台 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种姿态模拟转台，包括两个立柱支架、安装于两个立柱支架上端的俯仰台架，以及安装于俯仰台架且用于承载的滚转台架；还包括俯仰驱动机构和滚转驱动机构；俯仰驱动机构包括两个第一电机，分别设置于两个立柱支架的上部的外侧；两个第一锥齿轮，分别安装于两个第一电机的输出轴；两个第二锥齿轮，分别连接于俯仰台架的两个转动轴，且分别与两个第一锥齿轮啮合；滚转驱动机构包括两个第二电机，分别设置于俯仰台架的两端；两个第三锥齿轮，分别安装于两个第二电机的输出轴；两个第四锥齿轮，分别连接于滚转台架的两个转动轴。本实用新型的姿态模拟转台可实现大角度的姿态模拟，具有多自由度、重负载、高控制精度的特点。

Description

一种姿态模拟转台

技术领域

本实用新型涉及姿态模拟技术领域，尤其是涉及一种姿态模拟转台。

背景技术

姿态模拟转台是一种为提供指定姿态角度半实物模拟运动或按指定运动曲线复现姿态运动的试验台架。随着我国国防事业的蓬勃发展，航空、航天、船舶、海洋工程等领域对不同运动姿态模拟转台的需求与日俱增，航空航天、船舶领域的装备和部件需要进行大量测试试验，由于实际使用环境复杂多变，在地面的固定静态测试已经不能满足目前装备发展的测试需求，且随着飞机和舰船进行测试试验，需要更多的人力和物力成本，同时测试环境和可操作性难以保证。姿态模拟转台为航空航天和船舶装备的多姿态、多角度试验提供了地面测试平台，可大大节省测试试验成本，保证测试操作安全性，同时可全面覆盖实际使用的各种姿态工况，保证测试试验的充分性。

现存在的大型姿态模拟转台多采用液压缸并联驱动、电动缸驱动或电机蜗轮蜗杆驱动型式。但液压缸并联驱动的姿态模拟转台难以实现大角度姿态模拟；电动缸和电机蜗轮蜗杆驱动不能实现大负载或大角度的姿态模拟；同时部分电机驱动转台在制动或回转时存在回转间隙，会存在反向空行程或冲击现象。即，现有的姿态模拟转台的结构和驱动型式在角度、承载、回转间隙等方面都存在一定的缺陷。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种姿态模拟转台，可实现大角度的姿态模拟，具有多自由度、重负载、高控制精度的特点。

为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种姿态模拟转台，包括两个相对设置的立柱支架、可转动地安装于两个所述立柱支架上端的俯仰台架，以及可转动地安装于所述俯仰台架且用于承载的滚转台架；两个所述立柱支架处于所述俯仰台架的两侧；还包括俯仰驱动机构和滚转驱动机构；

所述俯仰驱动机构包括：

两个第一电机，分别设置于两个所述立柱支架的上部的外侧；

两个第一锥齿轮，分别安装于两个所述第一电机的输出轴；和

两个第二锥齿轮，分别连接于所述俯仰台架的两个转动轴，且分别与两个所述第一锥齿轮啮合；

所述滚转驱动机构包括：

两个第二电机，分别设置于所述俯仰台架的两端；

两个第三锥齿轮，分别安装于两个所述第二电机的输出轴；和

两个第四锥齿轮，分别连接于所述滚转台架的两个转动轴，且分别与两个所述第三锥齿轮啮合。

可选地，所述姿态模拟转台还包括：

两个俯仰制动装置，每个俯仰制动装置包括设置于所述第二锥齿轮内侧的制动盘，以及设置于所述立柱支架上的制动器；和

两个滚转制动装置，每个滚转制动装置包括设置于所述第四锥齿轮内侧的制动盘，以及设置于所述俯仰台架上的制动器。

可选地，所述第一电机和所述第二电机均为减速电机。

可选地，所述俯仰台架的一个转动轴和所述滚转台架的一个转动轴上均安装有角度编码器。

可选地，所述姿态模拟转台还包括多个拖链，所述拖链安装于所述俯仰台架和/或滚转台架的转动轴上。

可选地，每个所述第二锥齿轮与对应的所述转动轴通过胀紧套固定连接；

每个所述第四锥齿轮与对应的所述转动轴通过胀紧套固定连接；

每个所述第一电机的输出轴与对应的所述第一锥齿轮通过胀紧套固定连接；

每个所述第二电机的输出轴与对应的所述第三锥齿轮通过胀紧套固定连接。

可选地，所述俯仰台架包括：

两个俯仰侧段，每个所述俯仰侧段的中部具有向上的第一凸起轴毂，每个所述俯仰侧段的中部及所述第一凸起轴毂与对应的所述俯仰台架的转动轴通过锁紧盖固定连接；

俯仰前段，所述俯仰前段的中部具有向上的第二凸起轴毂，且所述俯仰前段连接两个所述俯仰侧段的前端；和

俯仰后段，所述俯仰后段的中部具有向上的第三凸起轴毂，且所述俯仰后段连接两个所述俯仰侧段的后端；且

所述滚转台架的一个转动轴安装于所述俯仰前段的中部及所述第二凸起轴毂，所述滚转台架的另一转动轴安装于所述俯仰后段的中部及所述第三凸起轴毂。

可选地，所述滚转台架包括：

滚转前段，所述滚转前段的中部具有向上的第四凸起轴毂，所述滚转前段的中部及所述第四凸起轴毂与对应的所述滚转台架的转动轴通过锁紧盖固定连接；

滚转后段，所述滚转后段的中部具有向上的第五凸起轴毂，所述滚转后段的中部及所述第五凸起轴毂与对应的所述滚转台架的转动轴通过锁紧盖固定连接；和

承载部，连接于所述滚转前段和所述滚转后段之间。

可选地，每个所述立柱支架包括：

支撑柱，所述支撑柱竖向设置；和

两个固定架，设置于所述支撑柱的前后两侧，且每个所述固定架具有支撑杆和连接杆；

每个所述支撑杆的上端连接于对应的所述支撑柱的上部，下端与对应的所述支撑柱的下端间隔设置；每个所述连接杆连接对应的所述支撑杆和所述支撑柱，且每个所述连接杆连接于对应所述支撑杆的一端处于该所述连接杆的另一端的上侧。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型姿态模拟转台，通过俯仰驱动机构中第二锥齿轮与第一锥齿轮的传动、滚转驱动机构中第四锥齿轮与第三锥齿轮的传动，实现滚转台架及俯仰台架的大角度姿态模拟；通过将用于承载的滚转台架转动的安装于俯仰台架，实现滚转台架与俯仰台架的串联，通过第四锥齿轮与第三锥齿轮的传动，保证姿态模拟转台承载不小于10t；通过采用两个第一电机和两个第二电机，可以使姿态模拟转台在制动或回转时消除回转间隙，同时防止反向空行程和冲击现象的发生。

根据下文结合附图对本实用新型具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本实用新型的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本实用新型的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1为本实用新型提供的姿态模拟转台的立体示意图；

图2为本实用新型提供的姿态模拟转台的俯视图；

图3为本实用新型提供的姿态模拟转台单俯仰90度的姿态示意图；

图4为本实用新型提供的姿态模拟转台单滚转90度的姿态示意图；

图5为图1中A处放大图；

图6为图1中B处放大图。

具体实施方式

如图1至图4所示，参考图5和图6，本实用新型实施例提供了一种姿态模拟转台，包括两个相对设置的立柱支架10、可转动地安装于两个立柱支架10上端的俯仰台架20，以及可转动地安装于俯仰台架20且用于承载的滚转台架30。两个立柱支架10处于俯仰台架20的两侧。特别地，该姿态模拟转台还包括俯仰驱动机构40和滚转驱动机构50。

俯仰驱动机构40包括两个第一电机41、两个第一锥齿轮42和两个第二锥齿轮43。两个第一电机41分别设置于两个立柱支架10的上部的外侧。两个第一锥齿轮42分别安装于两个第一电机41的输出轴。两个第二锥齿轮43分别连接于俯仰台架20的两个转动轴，且分别与两个第一锥齿轮42啮合。滚转驱动机构50包括两个第二电机51、两个第三锥齿轮52和两个第四锥齿轮53。两个第二电机51分别设置于俯仰台架20的两端。两个第三锥齿轮52分别安装于两个第二电机51的输出轴。两个第四锥齿轮53分别连接于滚转台架30的两个转动轴，且分别与两个第三锥齿轮52啮合。

工作过程：

姿态模拟转台只做俯仰姿态运动时，第二电机51不启动。

0°～70°的俯仰姿态运动，俯仰台架20左侧的第一电机41驱动第一锥齿轮42转动，第一锥齿轮42与第二锥齿轮43啮合，俯仰台架20左侧的转动轴带动俯仰台架20转动，同时俯仰台架20右侧的转动轴及第二锥齿轮43随着俯仰台架20转动，俯仰台架20右侧的第二锥齿轮43的转动推动俯仰台架20右侧的第一锥齿轮42及第一电机41跟随随动。进一步地，俯仰台架20右侧的第一电机41可加载2kNm反向力矩使俯仰台架20右侧的第一锥齿轮42与第二锥齿轮43贴合。

70°～90°的俯仰姿态运动，俯仰台架20右侧的第一电机41加载的反向力矩逐渐增大，俯仰台架20的左侧的第一电机41加载正向力矩逐渐减小至2kNm，使俯仰台架20在90°停止转动并反向。

90°～-70°的俯仰姿态运动，俯仰台架20右侧的第一电机41驱动俯仰台架20转动，俯仰台架20带动俯仰台架20左侧的第一电机41跟随随动，俯仰台架20的左侧的第一电机41保持2kNm的正向力矩使俯仰台架20左侧的第一锥齿轮42与第二锥齿轮43贴合。

-70°～-90°的俯仰姿态运动，俯仰台架20左侧的第一电机41正向力矩逐渐增大，俯仰台架20右侧的第一电机41加载的反向力矩逐渐减小至2kNm，使俯仰台架20在-90°停止转动并反向。

-90°～0°的俯仰姿态运动，俯仰台架20左侧的第一电机41驱动俯仰台架20转动，俯仰台架20带动俯仰台架20右侧的第一电机41跟随随动，俯仰台架20右侧的第一电机41保持2kNm反向力矩使俯仰台架20右侧的第一锥齿轮42与第二锥齿轮43贴合。然后按照0°～90°、90°～-90°、-90°～0°的姿态运动循环转动。

姿态模拟转台只做滚转姿态运动时，第一电机41不启动。

0°～70°的滚转姿态运动，滚转台架30前端的第二电机51驱动第三锥齿轮52转动，第三锥齿轮52与第四锥齿轮53啮合，滚转台架30前端的转动轴带动滚转台架30转动，同时滚转台架30后端的转动轴及第四锥齿轮53随着滚转台架30转动，滚转台架30后端的第四锥齿轮53的转动推动滚转台架30后端的第三锥齿轮52及第二电机51跟随随动。进一步地，滚转台架30后端的第二电机51可加载2kNm反向力矩使滚转台架30后端的第三锥齿轮52与第四锥齿轮53贴合。

70°～90°的滚转姿态运动，滚转台架30后端的第二电机51加载的反向力矩逐渐增大，滚转台架30的前端的第二电机51加载正向力矩逐渐减小至2kNm，使滚转台架30在90°停止转动并反向。

90°～-70°的滚转姿态运动，滚转台架30后端的第二电机51驱动滚转台架30转动，滚转台架30带动滚转台架30前端的第二电机51跟随随动，滚转台架30的前端的第二电机51保持2kNm的正向力矩使滚转台架30前端的第三锥齿轮52与第四锥齿轮53贴合。

-70°～-90°的滚转姿态运动，滚转台架30前端的第二电机51正向力矩逐渐增大，滚转台架30后端的第二电机51加载的反向力矩逐渐减小至2kNm，使滚转台架30在-90°停止转动并反向。

-90°～0°的滚转姿态运动，滚转台架30前端的第二电机51驱动滚转台架30转动，滚转台架30带动滚转台架30后端的第二电机51跟随随动，滚转台架30后端的第二电机51保持2kNm反向力矩使滚转台架30后端的第三锥齿轮52与第四锥齿轮53贴合。然后按照0°～90°、90°～-90°、-90°～0°姿态运动循环转动。

姿态模拟转台做滚转和俯仰复合姿态运动时，第一电机41和第二电机51同时工作。复合姿态运动中滚转姿态运动按照单滚转姿态运动工作方式进行。复合姿态运动中俯仰姿态运动按照单俯仰姿态运动工作方式进行。

本实用新型实施例的姿态模拟转台通过俯仰驱动机构40中第二锥齿轮43与第一锥齿轮42的传动、滚转驱动机构50中第四锥齿轮53与第三锥齿轮52的传动，实现滚转台架30及俯仰台架20的大角度姿态模拟。通过将用于承载的滚转台架30转动的安装于俯仰台架20，实现滚转台架30与俯仰台架20的串联，通过第四锥齿轮53与第三锥齿轮52的传动，保证姿态模拟转台承载不小于10t。通过采用两个第一电机41和两个第二电机51，可以使姿态模拟转台在制动或回转时消除回转间隙，同时防止反向空行程和冲击现象的发生。

如图1至图4所示，参考图5和图6，在本实用新型的一些实施例中，姿态模拟转台还包括两个俯仰制动装置和两个滚转制动装置。每个俯仰制动装置包括设置于第二锥齿轮43内侧的制动盘6，以及设置于立柱支架10上的制动器7。每个滚转制动装置包括设置于第四锥齿轮53内侧的制动盘6，以及设置于俯仰台架20上的制动器7。在掉电电机无法制动时，立柱支架10上的制动器7夹紧第二锥齿轮43内侧的制动盘6，俯仰台架20上的制动器7夹紧第四锥齿轮53内侧的制动盘6，实现姿态模拟转台的紧急制动。制动盘6可通过螺钉安装于相应的第二锥齿轮43或第四锥齿轮53。第一电机41和俯仰制动装置的制动器7可通过螺栓安装于立柱支架10。第二电机51和滚转制动装置的制动器7可通过螺栓安装于俯仰台架20。进一步地，制动器7具有夹紧部，用于在紧急制动时夹紧相应的制动盘6。

在本实用新型的一些实施例中，第一电机41和第二电机51均为减速电机。

如图2所示，在本实用新型的一些实施例中，俯仰台架20的一个转动轴和滚转台架30的一个转动轴上均安装有角度编码器8，实施测试姿态模拟转台的滚转和俯仰的角度。

如图1至图4所示，在本实用新型的一些实施例中，姿态模拟转台还包括多个拖链9，拖链9安装于俯仰台架20和/或滚转台架30的转动轴上，为姿态模拟转台上的管路、线缆提供通道。

在本实用新型的一些实施例中，每个第二锥齿轮43与对应的转动轴通过胀紧套固定连接。每个第四锥齿轮53与对应的转动轴通过胀紧套固定连接。每个第一电机41的输出轴与对应的第一锥齿轮42通过胀紧套固定连接。每个第二电机51的输出轴与对应的第三锥齿轮52通过胀紧套固定连接。

如图1至图4所示，在本实用新型的一些实施例中，俯仰台架20包括俯仰前段21、俯仰后段22和两个俯仰侧段23。具体地，每个俯仰侧段23的中部具有向上的第一凸起轴毂231。俯仰前段21的中部具有向上的第二凸起轴毂211。俯仰后段22的中部具有向上的第三凸起轴毂221，便于俯仰驱动机构40的安装。每个所述俯仰侧段23连接所述俯仰前段21的对应一端与所述俯仰后段22的对应一端。每个俯仰侧段23的中部及第一凸起轴毂231与对应的俯仰台架20的转动轴通过锁紧盖固定连接。滚转台架30的一个转动轴安装于俯仰前段21的中部及第二凸起轴毂211，滚转台架30的另一转动轴安装于俯仰后段22的中部及第三凸起轴毂221。

如图1至图4所示，在本实用新型的一些实施例中，滚转台架30包括滚转前段31、滚转后段32和承载部34。具体地，滚转前段31的中部具有向上的第四凸起轴毂311，滚转前段31的中部及第四凸起轴毂311与对应的滚转台架30的转动轴通过锁紧盖固定连接。滚转后段32的中部具有向上的第五凸起轴毂321，滚转后段32的中部及第五凸起轴毂321与对应的滚转台架30的转动轴通过锁紧盖固定连接。承载部34连接于滚转前段31和滚转后段32之间。滚转前段31、滚转后段32和承载部34的周向边缘处的部分位置处设置有铝合金折叠板33，以在滚转台架30未转动时，减小或覆盖滚转台架30与俯仰台架20之间的间隙。

如图1至图4所示，在本实用新型的一些实施例中，每个立柱支架10包括支撑柱11和两个固定架12。支撑柱11竖向设置，两个固定架12设置于支撑柱11的前后两侧，对支撑柱11进行稳固，保证姿态模拟转台在工作时的稳定性，且每个固定架12具有支撑杆121和连接杆122。每个支撑杆121的上端连接于对应的支撑柱11的上部，下端与对应的支撑柱11的下端间隔设置。每个连接杆122连接对应的支撑杆121和支撑柱11，且每个连接杆122连接于对应支撑杆121的一端处于该连接杆122的另一端的上侧。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本实用新型的多个示例性实施例，但是，在不脱离本实用新型精神和范围的情况下，仍可根据本实用新型公开的内容直接确定或推导出符合本实用新型原理的许多其他变型或修改。因此，本实用新型的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (9)

1.一种姿态模拟转台，包括两个相对设置的立柱支架、可转动地安装于两个所述立柱支架上端的俯仰台架，以及可转动地安装于所述俯仰台架且用于承载的滚转台架；两个所述立柱支架处于所述俯仰台架的两侧；其特征在于，还包括俯仰驱动机构和滚转驱动机构；

所述俯仰驱动机构包括：

两个第一电机，分别设置于两个所述立柱支架的上部的外侧；

两个第一锥齿轮，分别安装于两个所述第一电机的输出轴；和

两个第二锥齿轮，分别连接于所述俯仰台架的两个转动轴，且分别与两个所述第一锥齿轮啮合；

所述滚转驱动机构包括：

两个第二电机，分别设置于所述俯仰台架的两端；

两个第三锥齿轮，分别安装于两个所述第二电机的输出轴；和

两个第四锥齿轮，分别连接于所述滚转台架的两个转动轴，且分别与两个所述第三锥齿轮啮合。

2.根据权利要求1所述的姿态模拟转台，其特征在于，还包括：

两个俯仰制动装置，每个俯仰制动装置包括设置于所述第二锥齿轮内侧的制动盘，以及设置于所述立柱支架上的制动器；和

两个滚转制动装置，每个滚转制动装置包括设置于所述第四锥齿轮内侧的制动盘，以及设置于所述俯仰台架上的制动器。

3.根据权利要求1所述的姿态模拟转台，其特征在于，所述第一电机和所述第二电机均为减速电机。

4.根据权利要求1所述的姿态模拟转台，其特征在于，所述俯仰台架的一个转动轴和所述滚转台架的一个转动轴上均安装有角度编码器。

5.根据权利要求1所述的姿态模拟转台，其特征在于，还包括多个拖链，所述拖链安装于所述俯仰台架和/或滚转台架的转动轴上。

6.根据权利要求1所述的姿态模拟转台，其特征在于，

每个所述第二锥齿轮与对应的所述转动轴通过胀紧套固定连接；

每个所述第四锥齿轮与对应的所述转动轴通过胀紧套固定连接；

每个所述第一电机的输出轴与对应的所述第一锥齿轮通过胀紧套固定连接；

每个所述第二电机的输出轴与对应的所述第三锥齿轮通过胀紧套固定连接。

7.根据权利要求1所述的姿态模拟转台，其特征在于，所述俯仰台架包括：

两个俯仰侧段，每个所述俯仰侧段的中部具有向上的第一凸起轴毂，每个所述俯仰侧段的中部及所述第一凸起轴毂与对应的所述俯仰台架的转动轴通过锁紧盖固定连接；

俯仰前段，所述俯仰前段的中部具有向上的第二凸起轴毂，且所述俯仰前段连接两个所述俯仰侧段的前端；和

俯仰后段，所述俯仰后段的中部具有向上的第三凸起轴毂，且所述俯仰后段连接两个所述俯仰侧段的后端；且

所述滚转台架的一个转动轴安装于所述俯仰前段的中部及所述第二凸起轴毂，所述滚转台架的另一转动轴安装于所述俯仰后段的中部及所述第三凸起轴毂。

8.根据权利要求1所述的姿态模拟转台，其特征在于，所述滚转台架包括：

滚转前段，所述滚转前段的中部具有向上的第四凸起轴毂，所述滚转前段的中部及所述第四凸起轴毂与对应的所述滚转台架的转动轴通过锁紧盖固定连接；

滚转后段，所述滚转后段的中部具有向上的第五凸起轴毂，所述滚转后段的中部及所述第五凸起轴毂与对应的所述滚转台架的转动轴通过锁紧盖固定连接；和

承载部，连接于所述滚转前段和所述滚转后段之间。

9.根据权利要求1所述的姿态模拟转台，其特征在于，每个所述立柱支架包括：

支撑柱，所述支撑柱竖向设置；和

两个固定架，设置于所述支撑柱的前后两侧，且每个所述固定架具有支撑杆和连接杆；

每个所述支撑杆的上端连接于对应的所述支撑柱的上部，下端与对应的所述支撑柱的下端间隔设置；每个所述连接杆连接对应的所述支撑杆和所述支撑柱，且每个所述连接杆连接于对应所述支撑杆的一端处于该所述连接杆的另一端的上侧。

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