二自由度四馬達驅動轉臺的製作方法

2023-05-28 02:40:11

本發明屬於負載模擬實驗領域，具體涉及的是一種二自由度四馬達驅動轉臺，是使試驗室條件下模擬真實發動機的力學環境而設計的輔助系統進行轉動的裝置。

背景技術：

試驗室條件下模擬真實發動機的力學環境而設計的輔助系統由本體、加載系統、液氣能源系統等組成。本體的大慣性體模擬發動機轉動慣量，彈簧板模擬發動機的機架剛度。伺服機構、加載系統等設備均安裝在負載臺本體上。發動機伺服機構垂直於地面安裝在臺體上，伺服機構活塞杆的直線運動通過力臂推動轉軸作擺動運動。轉軸採用框架式結構，分為內外框架，轉動慣量模擬裝置模擬發動機本體，與內框架軸連，支承在外框架上；內外框架採用雙液壓伺服馬達驅動，液壓伺服馬達右端安裝一個碼盤，用來檢測軸的轉角。

需要專門設計的驅動轉臺對上述輔助系統進行轉動操作，現有技術只有雙馬達驅動轉臺，這種設計只能完成一個自由度的旋轉。現有馬達半徑較大，在規定排量的情況下體積較大，空間佔用較大，不利於部分場合的安裝，在轉速較低的時候由於離心力不夠不能形成良好的封閉容積，密封性能不太好。

技術實現要素：

為了解決上述技術問題，本發明提出一種二自由度四馬達驅動轉臺，採用四馬達驅動轉臺，每個方向各兩個液壓馬達，可以驅動完成雙自由度的旋轉。

本發明採用以下技術方案，本發明的二自由度四馬達驅動轉臺，包括：矩形支撐框架；第一轉軸，第二轉軸，第三轉軸，第四轉軸；第一馬達，第二馬達，第三馬達，第四馬達；所述第一轉軸、第二轉軸、第三轉軸、第四轉軸分別安裝在所述矩形支承框架的四條邊上；所述第一馬達、第二馬達、第三馬達、第四馬達分別安裝在第一轉軸、第二轉軸、第三轉軸、第四轉軸上；所述馬達能夠帶動所述轉軸進行轉動。

進一步地，當第一馬達和第二馬達工作時，帶動第一轉軸和第二轉軸進行轉動，從而帶動所述驅動轉臺沿第一轉軸和第二轉軸所在軸線進行轉動；當第三馬達和第四馬達工作時，帶動第三轉軸和第四轉軸進行轉動，從而帶動所述驅動轉臺沿第三轉軸和第四轉軸所在軸線進行轉動；所述第一轉軸和第二轉軸所在軸線垂直於所述第三轉軸和第四轉軸所在軸線。

其中，上述轉軸的凹槽與上述馬達的凸起配合安裝，馬達工作的時候帶動轉軸轉動，從而帶動轉臺轉動，帶動伺服機構活塞杆推動系統完成轉動。

其中，上述「第一」、「第二」、「第三」、「第四」僅是為了進行標識，並不意味著結構上的不同。

進一步地，所述馬達為多葉片液壓馬達，所述多葉片液壓馬達包括葉片、葉片軸、軸承、缸前蓋、缸體、缸後蓋，所述缸前蓋、缸體、缸後蓋三者固接為一個整體，所述葉片軸徑向方向通過所述軸承固定並插入到所述缸體中。

進一步地，所述葉片的頂部有凹槽，凹槽中置有保護圈和密封圈，所述葉片的頂部與所述缸體的腔內表面通過所述保護圈和密封圈進行密封。

進一步地，所述缸體的外側有兩個孔道，即伺服閥進油孔道和伺服閥回油孔道，所述伺服閥進油孔道與所述葉片軸中的進油孔道區連通，所述伺服閥回油孔道與所述葉片軸中的回油孔道區連通。

進一步地，所述軸承的數目為兩個，即前軸承和後軸承，所述前軸承通過前軸承蓋鑲嵌在所述缸前蓋中，所述後軸承通過後軸承蓋鑲嵌在所述缸後蓋中，所述前軸承蓋固定在所述缸前蓋的前側，所述後軸承蓋固定在所述缸後蓋的後側。

進一步地，所述缸體的腔內表面具有與所述葉片的數目相同數量的凸部，用於與所述葉片軸相接觸，每個所述葉片與相鄰的兩個凸部之間均形成空腔，即葉片左空腔和葉片右空腔，所述凸部的頂端具有凹槽，凹槽中置有保護圈和密封圈。

進一步地，所述伺服閥進油孔道和所述伺服閥回油孔道設於同一所述凸部之中，所述伺服閥進油孔道連通所述缸體的外側和葉片右空腔，所述伺服閥回油孔道連通所述缸體的外側和葉片左空腔。

進一步地，所述葉片軸中的進油孔道區包括多個孔道，連通各個所述葉片右空腔，所述葉片軸中的回油孔道區包括多個孔道，連通各個所述葉片左空腔。

進一步地，所述進油孔道區和所述回油孔道區沿所述葉片軸的軸向分布，所述進油孔道區與所述回油孔道區之間設置為可連通。

本發明的二自由度四馬達驅動轉臺的優點：

本發明的二自由度四馬達驅動轉臺的結構簡單，需要的成本不高，但是工作穩定，並且可以巧妙的實現二自由度的轉動。

本發明在液壓馬達選用自行研製的性能優越的多葉片液壓馬達作為驅動元件，該液壓馬達成本低，需要空間小，但是輸出力矩大，響應快，結構簡單，低摩擦，可靠性高，密封性能好。

附圖說明

圖1本發明具體實施方式的二自由度四馬達驅動轉臺結構示意圖。

圖2本發明具體實施方式的二自由度四馬達驅動轉臺的俯視圖。

圖3本發明具體實施方式的多葉片液壓馬達的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖1-3對本發明的二自由度四馬達驅動轉臺和本發明的多葉片液壓馬達的結構做詳細說明。

如圖1-2所示，二自由度四馬達驅動轉臺包括：矩形支撐框架，轉軸1，轉軸2，轉軸3，轉軸4；馬達1，馬達2，馬達3，馬達4；轉軸1、轉軸2、轉軸3、轉軸4分別安裝在所述矩形支承框架的四條邊上；馬達1、馬達2、馬達3、馬達4分別安裝在轉軸1、轉軸2、轉軸3、轉軸4上，上述馬達1、2、3、4能夠帶動上述轉軸、2、3、4進行轉動。

當馬達1和馬達2工作時，帶動轉軸1和轉軸2進行轉動，從而帶動所述驅動轉臺沿轉軸1和轉軸2所在軸線進行轉動；當馬達3和馬達4工作時，帶動轉軸3和轉軸4進行轉動，從而帶動所述驅動轉臺沿轉軸3和轉軸4所在軸線進行轉動；轉軸1和轉軸2所在軸線垂直於轉軸3和轉軸4所在軸線。

其中，上述轉軸1、2、3、4的凹槽分別與上述馬達1、2、3、4的凸起配合安裝，馬達工作的時候帶動轉軸轉動，從而帶動轉臺轉動，帶動伺服機構活塞杆推動系統完成轉動。

如圖3所示，馬達1、2、3、4為多葉片液壓馬達，所述多葉片液壓馬達包括葉片、葉片軸、軸承、缸前蓋、缸體、缸後蓋，所述缸前蓋、缸體、缸後蓋三者固接為一個整體，所述葉片軸徑向方向通過所述軸承固定並插入到所述缸體中。所述葉片的頂部有凹槽，凹槽中置有保護圈和密封圈，所述葉片的頂部與所述缸體的腔內表面通過所述保護圈和密封圈進行密封。

所述缸體的外側有兩個孔道，即伺服閥進油孔道和伺服閥回油孔道，所述伺服閥進油孔道與所述葉片軸中的進油孔道區連通，所述伺服閥回油孔道與所述葉片軸中的回油孔道區(圖3中未示出)連通。

所述軸承的數目為兩個，即前軸承和後軸承，所述前軸承通過前軸承蓋鑲嵌在所述缸前蓋中，所述後軸承通過後軸承蓋鑲嵌在所述缸後蓋中，所述前軸承蓋固定在所述缸前蓋的前側，所述後軸承蓋固定在所述缸後蓋的後側。

所述缸體的腔內表面具有與所述葉片的數目相同數量的凸部，用於與所述葉片軸相接觸，每個所述葉片與相鄰的兩個凸部之間均形成空腔，即葉片左空腔和葉片右空腔，所述凸部的頂端具有凹槽，凹槽中置有保護圈和密封圈。

所述伺服閥進油孔道和所述伺服閥回油孔道設於同一所述凸部之中，所述伺服閥進油孔道連通所述缸體的外側和葉片右空腔，所述伺服閥回油孔道連通所述缸體的外側和葉片左空腔。

所述葉片軸中的進油孔道區包括多個孔道，連通各個所述葉片右空腔，所述葉片軸中的回油孔道區(圖3中未示出)包括多個孔道，連通各個所述葉片左空腔。

所述進油孔道區和所述回油孔道區沿所述葉片軸的軸向分布，所述進油孔道區與所述回油孔道區之間設置為可連通。

顯然，上述實施方式僅僅是為清楚地說明本發明所作的舉例，而並非是對本發明的實施方式的限定。對於所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這裡無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而這些屬於本發明的精神所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處於本發明的保護範圍之中。