CN214793704U - 一种振动摇摆复合运动平台 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种振动摇摆复合运动平台，涉及设备测试平台领域，该运动平台包括振动平台和摇摆平台，所述摇摆平台通过摇摆气缸驱动进行上下摇摆；所述振动平台包括X轴滑台和Y轴滑台，所述X轴滑台的底部通过X滑块连接在X轴导轨连接，所述X轴导轨固定在底座的顶部，所述X轴滑台的两端均设置有X复位弹簧，所述X轴滑台的底部设置有X驱动电机；所述Y轴滑台的底部通过Y滑块连接在Y轴导轨连接，所述Y轴导轨固定在X轴滑台的顶部，所述Y轴滑台的两端均设置有Y复位弹簧，所述Y轴滑台的底部设置有Y驱动电机。本实用新型不仅成本较低，而且能够控制振动幅度，提高测试准确度。
Description
技术领域
本实用新型涉及设备测试平台领域，具体涉及一种振动摇摆复合运动平台。
背景技术
随着舰载设备的不断发展，对舰载设备的产品质量要求也不断提高，由于船舰在运行过程中会遇到风浪并产生颠簸和摆动，因此，舰载设备需要有抗振动和摇摆的能力，在出厂前，需要对舰载设备进行抗振动和摇摆测试，目前的测试平台通常需要两台设备，一台进行振动测试，另一台进行摇摆测试，成本较高，且进行振动测试时，使用电机带动振动台随机振动，对电机的要求较高，且难以控制振动幅度，准确度较低。
实用新型内容
针对现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种振动摇摆复合运动平台，不仅成本较低，而且能够控制振动幅度，提高测试准确度。
一种振动摇摆复合运动平台，包括运动平台，所述运动平台包括振动平台和摇摆平台，所述摇摆平台通过摇摆气缸驱动进行上下摇摆；
所述振动平台包括X轴滑台和Y轴滑台，所述X轴滑台的底部通过X滑块连接在X轴导轨连接，所述X轴导轨固定在底座的顶部，所述X轴滑台的两端均设置有X复位弹簧，所述X轴滑台的底部设置有X驱动电机；所述Y轴滑台的的底部通过Y滑块连接在Y轴导轨连接，所述Y轴导轨固定在X轴滑台的顶部，所述Y轴滑台的两端均设置有Y复位弹簧，所述Y轴滑台的底部设置有Y驱动电机。
本实施例中，本实用新型使用直线电机驱动相应的振动台在导轨上滑动，使振动台沿给定方向振动，与现有的随机振动相比，振动全过程受控，通过在振动方向两端设计专用的悬臂片弹簧作为复位弹簧，组成谐振系统，减小直线电机出力，降低了对直线电机驱动能力的要求，进而降低了成本。
进一步地，所述X驱动电机和Y驱动电机均为直线电机。
进一步地，所述直线电机为水冷型直线电机，所述水冷型直线电机通过冷水管道与冷却机构连接。
进一步地，所述X复位弹簧和Y复位弹簧均为悬臂片簧。
进一步地，所述悬臂片簧的弹性模数E为210GPa，许用应力为430MPa，最大工作变形为2.8mm，悬臂长度为125～130mm，片簧厚度为8mm，工作负荷为300kg，其中25kg为预压力
进一步地，所述运动平台还包括控制机构和冷却机构，所述控制机构和冷却机构均与运动平台相连接。
进一步地，所述运动平台还包括底座，所述X轴滑台设置在底座上。
与现有技术相比，本实用新型的优点在于：
(1)本实用新型中的振动摇摆复合运动平台，其包括振动平台和摇摆平台，摇摆平台连接在振动平台的上方，摇摆平台能够实现横摇和纵摇，且振动平台使用直线电机驱动相应的振动台在导轨上滑动，使振动台沿给定方向振动，与现有的随机振动相比，振动全过程受控，通过在振动方向两端设计专用的悬臂片弹簧作为复位弹簧，组成谐振系统，减小直线电机出力，降低了对直线电机驱动能力的要求，进而降低了成本，提高了振动精度。
附图说明
图1为本实用新型实施例中振动摇摆复合运动平台的结构示意图；
图2为运动平台的结构示意图；
图3为振动平台的剖视图；
图4为图3的左视图。
图中：1-运动平台，2-控制机构，3-冷却机构，4-振动平台，5-摇摆平台，6-底座，7-X轴滑台，71-X滑块，72-X轴导轨，73-X复位弹簧，74-X驱动电机，8-Y轴滑台，81-Y滑块，82-Y轴导轨，83-Y复位弹簧，84-Y驱动电机，9-冷水管道。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的实施例作进一步详细说明。
参见图1所示，本实用新型实施例提供一种振动摇摆复合运动平台，包括运动平台1、控制机构2和冷却机构3，控制机构2和冷却机构3均与运动平台1相连接。
参见图2所示，运动平台1包括振动平台4和摇摆平台5，摇摆平台5通过摇摆气缸驱动进行上下摇摆，所述摇摆平台5通过连接杆连接在振动平台4的上方，摇摆平台5能够进行横摇和纵摇，横摇的幅度为±30°(连续可调)，摇摆周期为6～14s(连续可调)；纵摇的幅度为±20°(连续可调)，摇摆周期为5～10s(连续可调)，且摇摆平台5的上述功能根据现有技术可实现，本实施例在此不进行详细描述。
参见图3和图4所示，振动平台4与底座6连接，振动平台4与包括X轴滑台7和Y轴滑台8，X轴滑台7的底部通过X滑块71连接在X轴导轨72连接，X轴导轨72固定在底座6的顶部，X轴滑台7的两端均设置有X复位弹簧73，X轴滑台7的底部设置有X驱动电机74，X驱动电机74用于驱动X轴滑台7沿X轴导轨72滑动并压缩X复位弹簧73，压缩量和压缩速度通过X驱动电机74的运行速度和时间控制。
Y轴滑台8的的底部通过Y滑块81连接在Y轴导轨82连接，Y轴导轨82固定在X轴滑台7的顶部，Y轴滑台8的两端均设置有Y复位弹簧83，Y轴滑台8的底部设置有Y驱动电机84，Y驱动电机84用于驱动Y轴滑台8沿Y轴导轨82滑动并压缩Y复位弹簧83，压缩量和压缩速度通过Y驱动电机84的运行速度和时间控制。
本实施例中，X驱动电机74和Y驱动电机84均选用水冷型直线电机，水冷型直线电机通过冷水管道9与冷却机构3连接，水冷型直线电机包括相互连接的直线电机转子和直线电机定子。
本实用新型使用直线电机驱动相应的振动台在导轨上滑动，使振动台沿给定方向振动，与现有的随机振动相比，振动全过程受控，通过在振动方向两端设计专用的悬臂片弹簧作为复位弹簧，组成谐振系统，减小直线电机出力，降低了对直线电机驱动能力的要求，进而降低了成本。
X复位弹簧73和Y复位弹簧83均选用悬臂片簧。
本实用新型对水冷型直线电机进行选择时，先按照技术要求，建立了两维振动台的三维模型，经三维测量得到了Y轴方向振动部分的质量约为800kg包括200kg负载，X轴方向振动部分的质量约为1100kg包括200kg负载，按照按最大加速度1g的要求。
经计算Y轴方向惯性力约为：FY＝ma＝800×9.8≈8000N。
经计算X轴方向惯性力约为：FX＝ma＝1100×9.8≈11000N。
复位弹簧的复位力按照惯性力的一半设计，则X轴驱动电机74需要的最大驱动力为：5500N，把正弦交变的驱动力等效转换为持续力，则需要的驱动力为：3900N。
根据所需驱动力的大小，确定选用科尔摩根直线电机作为驱动电机，为保持设计的通用性，X轴驱动电机74和Y轴驱动电机84选择的电机相同。
对X复位弹簧73、Y复位弹簧83的选择：
由于空气弹簧的弹性系数太小，基本上处于恒力状态，需要改变气囊的压力，弹性力在过中位时改变较大、较快；而橡胶弹簧、金属压缩弹簧的抗疲劳性较弱和寿命有限，因此最终决定选用悬臂片簧作为复位弹簧。
片弹簧的特点是只有一个方向—最小刚度平面容易弯曲，而在另一个方向上具有大的拉伸刚度及弯曲刚度，因此，片弹簧适宜用来作检测仪表或自动装置中的敏感元件、弹性支撑、定位装置和挠性连接。
选用悬臂片弹簧作为谐振弹簧，由于其弹性力为双向的，还可以通过改变悬臂长度来改变弹簧刚性，因此，便于根据实际需要进行调整。
本实施例中选用的悬臂片弹簧采用硅锰钢60Si2Mn制成，弹性模数E为210GPa，许用应力为430MPa，最大工作变形为2.8mm，悬臂长度为125～130mm，片簧厚度为8mm，工作负荷为300kg，其中25kg为预压力。
本实用新型不仅局限于上述最佳实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本实用新型相同或相近似的技术方案，均在其保护范围之内。
Claims (7)
1.一种振动摇摆复合运动平台，包括运动平台(1)，其特征在于：所述运动平台(1)包括振动平台(4)和摇摆平台(5)，所述摇摆平台(5)通过摇摆气缸驱动进行上下摇摆；
所述振动平台(4)包括X轴滑台(7)和Y轴滑台(8)，所述X轴滑台(7)的底部通过X滑块(71)连接在X轴导轨(72)连接，所述X轴导轨(72)固定在底座(6)的顶部，所述X轴滑台(7)的两端均设置有X复位弹簧(73)，所述X轴滑台(7)的底部设置有X驱动电机(74)；所述Y轴滑台(8)的底部通过Y滑块(81)连接在Y轴导轨(82)连接，所述Y轴导轨(82)固定在X轴滑台(7)的顶部，所述Y轴滑台(8)的两端均设置有Y复位弹簧(83)，所述Y轴滑台(8)的底部设置有Y驱动电机(84)。
2.如权利要求1所述的一种振动摇摆复合运动平台，其特征在于：所述X驱动电机(74)和Y驱动电机(84)均为直线电机。
3.如权利要求2所述的一种振动摇摆复合运动平台，其特征在于：所述直线电机为水冷型直线电机，所述水冷型直线电机通过冷水管道(9)与冷却机构(3)连接。
4.如权利要求1所述的一种振动摇摆复合运动平台，其特征在于：所述X复位弹簧(73)和Y复位弹簧(83)均为悬臂片簧。
5.如权利要求4所述的一种振动摇摆复合运动平台，其特征在于：所述悬臂片簧的弹性模数E为210GPa，许用应力为430MPa，最大工作变形为2.8mm，悬臂长度为125～130mm，悬臂片簧的厚度为8mm，工作负荷为300kg。
6.如权利要求1所述的一种振动摇摆复合运动平台，其特征在于：所述运动平台还包括控制机构(2)和冷却机构(3)，所述控制机构(2)和冷却机构(3)均与运动平台(1)相连接。
7.如权利要求1所述的一种振动摇摆复合运动平台，其特征在于：所述运动平台还包括底座(6)，所述X轴滑台(7)设置在底座(6)上。
Priority Applications (1)
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| CN202121103495.2U CN214793704U (zh) | 2021-05-21 | 2021-05-21 | 一种振动摇摆复合运动平台 |
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|---|---|---|---|---|
| CN115508034A (zh) * | 2022-11-20 | 2022-12-23 | 中国船舶重工集团公司第七一九研究所 | 船舶复合振动试验系统及其构建方法 |
| CN116296362A (zh) * | 2023-05-19 | 2023-06-23 | 山东新凌志检测技术有限公司 | 一种汽车驾驶用路面条件平衡测试台 |
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