一種緊湊型六自由度試驗臺體的製作方法
2023-05-23 21:31:51
一種緊湊型六自由度試驗臺體的製作方法
【專利摘要】本實用新型提出了一種緊湊型六自由度試驗臺體。臺體的四個邊角為倒角形成水平激勵凸臺（3），在臺體對稱側面增加三角形水平激勵凸臺（2）；在臺體側面、倒角激勵面和水平激勵凸臺（2）側面設有激勵連接孔（4）；臺體底面有垂直方向激勵連接孔（7），用於連接垂直方向激勵設備；臺體頂面有待測產品安裝孔，用於安裝待測產品；臺體上部開有凹槽，用於放置待測產品低於其安裝面的部分；臺體下部開有凹槽，用於平衡由於上部開設凹槽導致的臺體質心偏移；臺體上部凹槽與下部凹槽不連通；臺體下部凹槽內壁設有出沙孔（6），用於臺體鑄造後出沙。本實用新型的臺體能夠組成六自由度系統，具有系統緊湊、重量輕，剛度大的特點，完全滿足應用需求。
【專利說明】 一種緊湊型六自由度試驗臺體
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于振動環境試驗領域，具體涉及一種緊湊型六自由度試驗臺體。
【背景技術】
[0002]在目前航天重要產品的振動環境試驗中，均傾向於使用最新的多自由度同時加載的方式進行，即多維振動或多激振器試驗技術。與傳統的單軸試驗方式相比，這種試驗更加真實，能有效的檢驗產品在實際使用的振動環境下的性能，提高產品可靠性。這種應用系統通過需要設計一個試驗臺體。試驗臺體用於安裝被試產品和與激勵設備連接。根據應用需求的不同，六自由度試驗系統的臺體形式和大小各異。當前試驗項目針對的應用為某航天產品的六自由度試驗，該產品整體呈井字型，安裝面位於底面，但底面中間有凸出。因此，為了實現該產品的六自由度試驗，需要設計一個試驗臺體，能將產品安裝在試驗臺體上，同時臺體要方便與多個激勵設備相連接，實現六自由度的同時加載。另外，臺體還要具有較好的剛度，安裝形式方便，重量輕，從而便於實現產品的六自由度試驗。
實用新型內容
[0003]本實用新型的目的在於針對現有技術存在的問題，提供一種全自動高速旋蓋系統。
[0004]實現本實用新型目的的技術方案如下:
[0005]一種緊湊型六自由度試驗臺體，臺體採用整體鑄造方式生產，材料為鋁。臺體為長方體，在長方體的四個邊角為倒角形成水平激勵凸臺，同時，在長方體對稱的兩個側面增加三角形或梯形凸臺形成水平激勵凸臺；在長方體四個側面、四個倒角激勵面和水平激勵凸臺側面上均設有激勵連接孔；臺體底面有垂直方向激勵連接孔，用於與垂直方向的激勵設備連接；臺體頂面有待測產品安裝孔，用於安裝待測產品；
[0006]臺體上部開有一個凹槽，用於放置待測產品低於其安裝面的部分；臺體下部開有一個凹槽，用於平衡由於上部開設凹槽導致的臺體質心偏移；臺體上部凹槽與下部凹槽不連通；臺體下部凹槽內壁設有出沙孔，用於臺體鑄造後出沙。
[0007]所述每組激勵連接孔為八個，八個激勵連接孔呈45°角均勻分布一個圓內，用於與水平方向的激勵設備相連接。
[0008]所述臺體內部為空腔，空腔內設有加強筋；水平激勵凸臺內部中空。
[0009]所述臺體空腔內設有加強筋，在臺體下部凹槽內設有加強筋,與臺體腔體內加強筋位置相重合。
[0010]所述側面三角形凸臺上下端面與臺體平齊，凸臺底面設有開口。
[0011]所述水平激勵凸臺為三角形。
[0012]所述水平激勵凸臺為兩個、四個或四個以上，兩個為一組，每組分別安裝在臺體對稱的兩個側面上，每組的兩個凸臺以臺體頂面中心點為旋轉中心成點對稱分布。
[0013]所述臺體側面的激勵連接孔分別連接有一臺激勵設備；通過臺體底面的垂直方向激勵連接孔分別連接一臺激勵設備。
[0014]所述臺體側面對稱的水平倒角激勵面的激勵連接孔分別連接有一臺激勵設備，在臺體兩個水平激勵凸臺上分別連接一臺激勵設備；通過臺體底面的垂直方向激勵連接孔分別連接一臺激勵設備。
[0015]本實用新型的有益效果在於:本實用新型的緊湊型六自由度試驗臺體採用整體鑄造方式生產，材料為鋁合金，具有頻率高、重量輕、安裝方便靈活的特點，解決了航天產品六自由度試驗中產激勵與安裝問題。通過該臺體來實現組成六自由度系統，具有系統緊湊、重量輕，剛度大的特點，完全滿足應用需求。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型的正面示意圖；
[0017]圖2為本實用新型的背面示意圖；
[0018]圖3為圖1中水平激勵凸臺的位置示意圖；
[0019]圖4為圖1中水平方向激勵連接孔的位置示意圖；
[0020]圖5為圖1中凸臺上的水平方向激勵連接孔位置示意圖；
[0021]圖6為圖1中垂直方向激勵連接孔和加強筋的位置示意圖；
[0022]圖7為圖1中臺體空腔中加強筋的位置示意圖；
[0023]圖8為本實用新型的使用方式示意圖；
[0024]圖9為本實用新型的使用方式示意圖。
[0025]圖中:
[0026]I 一臺體上部凹槽，2 —水平激勵凸臺，3 —水平倒角激勵面，4 一激勵連接孔，5 —臺體上部凹槽，6 —出沙孔，7 —垂直方向激勵連接孔，8 —加強筋，V-垂直激勵設備，H-水平激勵設備。
【具體實施方式】
[0027]下面結合附圖對本實用新型的技術方案做進一步的描述。
[0028]本實施例提供了一種緊湊型六自由度試驗臺體，其結構如圖1和圖2所示，臺體採用整體鑄造方式生產,材料為鋁。臺體為長方體,長方形內部為空腔,空腔內設有加強筋8，在長方體的四個邊角為45°倒角形成水平激勵凸臺3，如圖3所示。同時，在長方體對稱的兩個側面增加兩個三角形或梯形凸臺形成水平激勵凸臺2，如圖3所示；為便於鑄造水平激勵凸臺2上下端面與臺體平齊，內部為空腔，便於減輕重量和安裝，底面設有開口用於在鑄造時出沙。在長方體四個側面、四個倒角激勵面和兩個凸臺側面上均設有激勵連接孔4，如圖4和圖5所示，每組激勵連接孔4為八個，八個激勵連接孔呈45ο角均勻分布一個圓內，用於與水平方向的激勵設備相連接。如圖6所示，臺體底面有垂直方向激勵連接孔7，用於與垂直方向的激勵設備連接；如圖3和圖8所示，臺體頂面有螺紋孔作為待測產品安裝孔，用於安裝待測產品。
[0029]如圖8所示，水平激勵凸臺2也可以為四個或四個以上，兩個為一組，每組分別安裝在臺體對稱的兩個側面上，每組的兩個凸臺以臺體頂面中心點為旋轉中心成點對稱分布。這標明，兩個水平激勵凸臺2上的激勵連接孔4也位於水平激勵凸臺2對稱的側面上。[0030]如圖1所示，臺體上部開有一個凹槽，呈等八邊形，當待測產品的安裝面與臺體頂面連接後，待測產品低於其安裝面的部分放置在凹槽內，避免產生幹涉；如圖2所示，臺體下部開有一個凹槽，用於減輕質量並平衡由於上部開設凹槽導致的臺體質心偏移；臺體上部凹槽與下部凹槽不連通；在臺體下部凹槽內設有加強筋，與臺體腔體內加強筋位置相重合；如圖2所示，臺體下部凹槽內壁設有出沙孔6，共十六處，用於臺體鑄造後出沙。
[0031]本緊湊型六自由度試驗臺體在使用時，將待測產品的安裝面通過臺體頂面的待測產品安裝孔固定在臺體上；根據激勵量級要求，通過橫向激勵連接孔4，連接多個橫向激勵設備。在臺體垂直方向下方布置四個激勵設備，通過臺體底面的激勵連接孔安裝在臺體上，通過這四個激勵設備可以實現垂直方向平動激勵和繞水平方向的兩個軸轉動激勵，水平兩個軸可以進行兩種定義。在水平方向上，可以根據需要靈活配置激勵設備，只需要三個激勵設備就可實現水平方向兩個軸的平動和繞軸向的轉動，也可以通過增加激勵設備來提高實驗能力。本緊湊型六自由度試驗臺體具有剛度高、重量輕、安裝方便靈活的特點，解決了航天產品六自由度試驗中產激勵與安裝問題。通過該臺體組成的六自由度系統，系統緊湊，頻率範圍高，完全滿足應用需求。
[0032]以下通過兩種不同的激勵設備布局方式來解釋本實施例中緊湊型六自由度試驗臺體的使用方式和有益效果。為便於描述，將臺體背面的垂直方向激勵連接孔7沿順時針方向命名為VI，V2，V3和V4，激勵設備沿順時針方向命名為Hl，H2，H3和H4。
[0033]使用例I
[0034]如圖8所示，通過臺體側面的激勵連接孔4分別連接一臺水平激勵設備H，沿順時針方向命名為Hl，H2，H3和H4 ;通過臺體底面的垂直方向激勵連接孔7分別連接一臺垂直激勵設備V，沿順時針方向命名為VI，V2，V3和V4。以垂直於臺體頂面方向為X軸，以水平面上平行於臺體一邊的方向為Y軸，以水平面上垂直於Y軸的方向為Z軸。
[0035]垂向使用四個激勵設備V1、V2、V3、V4來產生X軸平動和繞Y軸、繞Z軸的轉動，共三個自由度。四個激勵設備同相運動產生X向平動，Vl和V2同相運動且與V3和V4反向運動產生繞Z軸轉動，Vl和V4同相運動且與V2和V3反向運動產生繞Y軸轉動。水平方向同樣使用四個激勵設備H1、H2、H3、H4來產生Y軸、Z軸平動和繞X軸的轉動，共三個自由度。Hl與H2反向運動產生Z軸平動，Hl與H2同向運動產生繞X軸轉動，H2和H4反向運動來產生Y向平動，H4不是必須的。
[0036]使用例2
[0037]如圖9所示，在臺體側面對稱的水平倒角激勵面的激勵連接孔4分別連接一臺水平激勵設備H，在臺體兩個水平激勵凸臺3上分別連接一臺水平激勵設備H，沿順時針方向命名為Hl，H2，H3和H4 ;通過臺體底面的垂直方向激勵連接孔7分別連接一臺垂直激勵設備V，沿順時針方向命名為VI，V2，V3和V4。以垂直於臺體頂面方向為X軸，以水平面上平行於臺體一邊的方向為Y軸，以水平面上垂直於Y軸的方向為Z軸。
[0038]圖2中，垂向使用四個激勵設備V1、V2、V3、V4來產生X軸平動和繞Y軸、繞Z軸的轉動，共三個自由度。四個激勵設備同相運動產生X向平動，V2和V4反向運動產生繞Z軸轉動，Vl和V3反向運動產生繞Y軸轉動。水平方向同樣使用四個激勵設備H1、H2、H3、H4來產生Y軸、Z軸平動和繞X軸的轉動，共三個自由度。Hl與H2反向運動產生Z軸平動，Hl與H2同向運動產生繞X軸轉動，H2和H4反向運動來產生Y向平動，H4不是必須的。[0039]上述兩個使用例只是典型的實現方式，還可以根據情況進行變化，水平方向的激勵設備可以是三個，也可以增加，來提高水平方向平動的激勵能力。顯然，本領域的技術人員可以對本實用新型進行各種改動和變型而不脫離本實用新型的精神和範圍。倘若這些修改和變型屬於本實用新型權利要求及其等同技術的範圍之內，則本實用新型也意圖包含這些改動和變型在內。
【權利要求】
1.一種緊湊型六自由度試驗臺體，其特徵在於:臺體為長方體，在長方體的四個邊角為倒角形成水平激勵凸臺(3)，同時，在長方體對稱的兩個側面增加三角形或梯形凸臺形成水平激勵凸臺(2);在長方體四個側面、四個倒角激勵面和水平激勵凸臺(2)側面上均設有激勵連接孔(4);臺體底面有垂直方向激勵連接孔(7)，用於與垂直方向的激勵設備連接；臺體頂面有待測產品安裝孔，用於安裝待測產品；臺體上部開有一個凹槽，用於放置待測產品低於其安裝面的部分；臺體下部開有一個凹槽，用於平衡由於上部開設凹槽導致的臺體質心偏移；臺體上部凹槽與下部凹槽不連通；臺體下部凹槽內壁設有出沙孔(6)，用於臺體鑄造後出沙。
2.如權利要求1所述的一種緊湊型六自由度試驗臺體，其特徵在於:所述每組激勵連接孔(4)為八個，八個激勵連接孔呈45ο角均勻分布一個圓內，用於與水平方向的激勵設備相連接。
3.如權利要求1所述的一種緊湊型六自由度試驗臺體，其特徵在於:所述臺體內部為空腔；水平激勵凸臺(2)內部中空。
4.如權利要求3所述的一種緊湊型六自由度試驗臺體，其特徵在於:所述臺體空腔內設有加強筋。
5.如權利要求4所述的一種緊湊型六自由度試驗臺體，其特徵在於:所述臺體空腔內設有加強筋，在臺體下部凹槽內設有加強筋，與臺體腔體內加強筋位置相重合。
6.如權利要求3所述的一種緊湊型六自由度試驗臺體，其特徵在於:所述側面三角形凸臺上下端面與臺體平齊，凸臺底面設有開口。
7.如權利要求6所述的一種緊湊型六自由度試驗臺體，其特徵在於:所述水平激勵凸臺為三角形。
8.如權利要求1所述的一種緊湊型六自由度試驗臺體，其特徵在於:所述水平激勵凸臺(2)為兩個、四個或四個以上，兩個為一組，每組分別安裝在臺體對稱的兩個側面上，每組的兩個凸臺以臺體頂面中心點為旋轉中心成點對稱分布。
9.如權利要求1所述的一種緊湊型六自由度試驗臺體，其特徵在於:所述臺體側面的激勵連接孔(4)分別連接有一臺激勵設備；通過臺體底面的垂直方向激勵連接孔(7)分別連接一臺激勵設備。
10.如權利要求1所述的一種緊湊型六自由度試驗臺體，其特徵在於:所述臺體側面對稱的水平倒角激勵面(3)的激勵連接孔(4)分別連接有一臺激勵設備，在臺體兩個水平激勵凸臺(3)上分別連接一臺激勵設備；通過臺體底面的垂直方向激勵連接孔(7)分別連接一臺激勵設備。
【文檔編號】G01M7/06GK203798521SQ201420145683
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年3月28日 優先權日:2014年3月28日
【發明者】蘇華昌, 丁鎮軍, 胡亞冰, 喬建忱 申請人:北京強度環境研究所, 中國運載火箭技術研究院