本发明专利技术公开了一种多自由度解耦球头自动平衡装置,包括顶部安装板、内部安装板、弹性平衡装置、花瓣、球头、底部安装板。球头通过螺栓安装在底部安装板上，顶部安装板与球头通过螺栓连接，内部安装板与顶部安装板通过螺栓连接，四个花瓣底部通过螺栓与底部安装板连接，上部通过特制弹性平衡装置与内部安装板连接。试验过程中球头发生歪斜，歪斜产生的力就会通过弹性平衡装置作用到花瓣上，弹性平衡装置的橡胶弹簧部位就会压缩和拉伸，由于花瓣下部固定在底部安装板上，这个力就会作用到内部安装板上，从而作用到球头上平衡球头。整个过程不需要额外动作，都弹性力相互作用的结果，实现球头自动平衡。
A multi degree of freedom decoupling ball head automatic balancing device
【技术实现步骤摘要】
一种多自由度解耦球头自动平衡装置
本专利技术属于机械振动工程领域，应用于多轴振动试验的多自由度解耦球头，具体为一种多自由度解耦球头自动平衡装置。
技术介绍
在多轴的振动试验时，因采用多个振动台，多个振动台之间可能产生不同步的振动，这就需要采用解耦装置对不同振动台之间的不同运动进行解耦。目前，常用的是多自由度解耦球头对不同振动台的不同运动进行解耦。多自由度解耦球头在多轴振动试验过程中，每个振动台都要配置一个多自由度解耦球头，由于不同振动台之间的不同步振动，一般每个球头会出现不同的歪扭情况，不同球头在每个方向都可能出现歪扭，球头歪扭的厉害的情况可能对试验件产生额外的扭力，使试验件受到损伤，影响试验的正常进行。为保证试验的顺利进行，在振动试验过程中，需要尽量保证多自由度解耦球头位置平衡，基本无歪扭的情况。因此，业界亟需设计一种多自由度解耦球头自动平衡装置，达到节约成本、提高效率、确保试验正常进行的目的。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种多自由度解耦球头自动平衡装置，该方法能够有效实现多自由度解耦球头自动平衡，保证多轴振动试验地顺利开展。为了达到上述的目的，本专利技术提供一种多自由度解耦球头自动平衡装置，包括：顶部安装板(1)、内部安装板(2)、弹性平衡装置(3)、花瓣(4)、球头(5)、底部安装板(6)；所述球头(5)安装在底部安装板(6)上，顶部安装板(1)与球头(5)连接，内部安装板(2)与顶部安装板(1)连接，花瓣(4)底部与底部安装板(6)连接，上部通过弹性平衡装置(3)与内部安装板(2)连接。上述一种多自由度解耦球头自动平衡装置，其中，所述球头(5)通过螺栓安装在底部安装板(6)上，顶部安装板(1)与球头(5)通过螺栓连接，内部安装板(2)与顶部安装板(1)通过螺栓连接。上述一种多自由度解耦球头自动平衡装置，其中，所述花瓣(4)为四个，四个花瓣(4)底部通过螺栓与底部安装板(6)连接。上述一种多自由度解耦球头自动平衡装置，其中，所述顶部安装板(1)上端面有均布的8个沉头孔A2，用于将顶部安装板(1)与球头(5)通过螺栓连接；顶部安装板(1)上端面有均布的8个沉头孔A1，用于将顶部安装板(1)与内部安装板(2)通过螺栓连接，沉头孔安装时螺栓头部沉在孔内，避免后期将试验件工装安装到顶部安装板时产生干涉；顶部安装板(1)上端面有均布的8个的螺纹孔A3用于后期试验工装与球头平衡装置的安装。上述一种多自由度解耦球头自动平衡装置，其中，所述内部安装板(2)通过均布的8个螺纹孔B2与顶部安装板(1)连接，内部安装板(2)通过均布的4个螺纹孔B1与弹性平衡装置(3)连接。上述一种多自由度解耦球头自动平衡装置，其中，所述弹性平衡装置(3)共有四个，由弹性双头螺柱(7)与螺母(8)组成，四个弹性平衡装置(3)将4个花瓣(4)与内部安装板(2)连接，通过头部金属螺纹C1连接；弹性平衡装置(3)另一头也是金属螺纹，穿过花瓣(4)的孔D3，拧上螺母(8)完成连接。上述一种多自由度解耦球头自动平衡装置，其中，所述弹性双头螺柱(7)内部用金属弹簧C2贯通，根据受力的情况，弹簧选用既能受压也能受拉的弹簧；为增加弹簧的弹性力，保护球头缓冲振动冲击，金属弹簧C2外部包裹弹性塑料C3；两头为金属螺纹C1，分别用于与内部安装板(2)、花瓣(4)的连接；金属螺纹C1底部有金属片C4，起安装限位的作用。上述一种多自由度解耦球头自动平衡装置，其中，所述花瓣(4)通过2个关于中间面对称、差别60度角的通孔D1与底部安装板(6)螺纹连接，花瓣(4)通过1个通孔D3与弹性平衡装置(3)连接；4个花瓣(4)对称布置，花瓣之间间隙配合，避免花瓣安装过程卡死；花瓣(4)中间位置开方型孔D2，用于观察球头(5)、内部安装板(2)、花瓣(4)以及弹性平衡装置(3)的连接情况。上述一种多自由度解耦球头自动平衡装置，其中，所述球头(5)通过上端面8个通孔E1与顶部安装板(1)连接，球头(5)通过下端面8个通孔E2与底部安装板(6)连接；所述底部安装板(6)通过均布的8个的螺纹孔F2与球头(5)连接；底部安装板(6)通过8个的螺纹孔F1与4个花瓣(4)连接，8个螺纹孔不是均布，根据四组花瓣(4)的D1通孔的位置确定；底部安装板(6)通过8个沉头孔F3与振动台连接，沉头孔安装时螺栓头部沉在孔内，避免后期将球头安装到低部安装板(6)时产生干涉。上述一种多自由度解耦球头自动平衡装置的使用方法，包括如下步骤：步骤一、将球头自动平衡装置安装在振动台上；步骤二、将试验工装与试验件安装在球头自动平衡装置上；步骤三、开启振动台，开始试验；步骤四、试验过程中，球头(5)发生轻微歪斜时，歪斜产生的力就会通过弹性平衡装置(3)作用到花瓣(4)上，四个方向弹性平衡装置(3)的橡胶弹簧部位就会压缩和拉伸，由于四个方向的花瓣(4)下部固定在底部安装板(6)上，这个力就会作用到内部安装板(2)上，内部安装板(2)带动顶部安装板(1)，最终力从顶部安装板(1)作用到球头(5)上，使球头(5)在无需其他动作的情况下自动平衡。本专利技术通过以下技术方案来实现：整套系统原理图见图1所示，所述球头通过螺栓安装在底部安装板上，顶部安装板与球头通过螺栓连接，内部安装板与顶部安装板通过螺栓连接，四个花瓣底部通过螺栓与底部安装板连接，上部通过特制弹性平衡装置与内部安装板连接。试验过程中球头发生轻微歪斜时，歪斜产生的力就会通过弹性平衡装置作用到花瓣上，四个方向弹性平衡装置的橡胶弹簧部位就会压缩和拉伸，由于花瓣下部固定在底部安装板上，这个力就会作用到内部安装板上，从而作用到球头上平衡球头。整个过程不需要额外动作，都弹性力相互作用的结果，实现球头自动平衡。本专利技术的目的通过以下技术方案来实现：通过球头歪斜时，产生的力使四个方向弹性平衡装置分别受力压缩和拉伸，压缩和拉伸产生的力再通过内部安装板作用在球头上，整个过程无需额外动作使球头自动平衡。平衡过程中需要保护球头，不会因受力太大而损坏，因此弹性元件采用弹性橡胶包裹弹簧的结构。所述顶部安装板上端面有均布的8个沉头孔A2，用于将顶部安装板与球头通过螺栓连接；顶部安装板上端面有均布的8个沉头孔A1，用于将顶部安装板与内部安装板通过螺栓连接，沉头孔安装时螺栓头部沉在孔内，避免后期将试验工装安装到顶部安装板时产生干涉；顶部安装板(1)上端面有均布的8个的螺纹孔A3用于后期试验工装与球头平衡装置的安装。所述内部安装板通过均布的8个螺纹孔B2与顶部安装板连接，内部安装板通过均布的4个螺纹孔B1与弹性平衡装置连接。所述4个弹性平衡装置由弹性双头螺柱与螺母组成，4个弹性平衡装置将4个花瓣与内部安装板连接，通过头部金属螺纹C1连接；弹性平衡装置另一头也是金属螺纹，穿过花瓣的孔D3，拧上螺母8完成连接。所述弹性双头螺柱内部用金属弹簧C2贯通，根据受力的情况，弹簧应该选用既能受压也能受拉的弹簧；为增加弹簧的弹性力，保护球头缓冲振动冲击，金属本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种多自由度解耦球头自动平衡装置，其特征在于，包括：顶部安装板(1)、内部安装板(2)、弹性平衡装置(3)、花瓣(4)、球头(5)、底部安装板(6)；所述球头(5)安装在底部安装板(6)上，顶部安装板(1)与球头(5)连接，内部安装板(2)与顶部安装板(1)连接，花瓣(4)底部与底部安装板(6)连接，上部通过弹性平衡装置(3)与内部安装板(2)连接。/n
【技术特征摘要】
1.一种多自由度解耦球头自动平衡装置，其特征在于，包括：顶部安装板(1)、内部安装板(2)、弹性平衡装置(3)、花瓣(4)、球头(5)、底部安装板(6)；所述球头(5)安装在底部安装板(6)上，顶部安装板(1)与球头(5)连接，内部安装板(2)与顶部安装板(1)连接，花瓣(4)底部与底部安装板(6)连接，上部通过弹性平衡装置(3)与内部安装板(2)连接。
2.如权利要求1所述的一种多自由度解耦球头自动平衡装置，其特征在于，所述球头(5)通过螺栓安装在底部安装板(6)上，顶部安装板(1)与球头(5)通过螺栓连接，内部安装板(2)与顶部安装板(1)通过螺栓连接。
3.如权利要求2所述的一种多自由度解耦球头自动平衡装置，其特征在于，所述花瓣(4)为四个，四个花瓣(4)底部通过螺栓与底部安装板(6)连接。
4.如权利要求3所述的一种多自由度解耦球头自动平衡装置，其特征在于，所述顶部安装板(1)上端面有均布的8个沉头孔A2，用于将顶部安装板(1)与球头(5)通过螺栓连接；顶部安装板(1)上端面有均布的8个沉头孔A1，用于将顶部安装板(1)与内部安装板(2)通过螺栓连接，沉头孔安装时螺栓头部沉在孔内，避免后期将试验件工装安装到顶部安装板时产生干涉；顶部安装板(1)上端面有均布的8个的螺纹孔A3用于后期试验工装与球头平衡装置的安装。
5.如权利要求4所述的一种多自由度解耦球头自动平衡装置，其特征在于，所述内部安装板(2)通过均布的8个螺纹孔B2与顶部安装板(1)连接，内部安装板(2)通过均布的4个螺纹孔B1与弹性平衡装置(3)连接。
6.如权利要求5所述的一种多自由度解耦球头自动平衡装置，其特征在于，所述弹性平衡装置(3)共有四个，由弹性双头螺柱(7)与螺母(8)组成，四个弹性平衡装置(3)将4个花瓣(4)与内部安装板(2)连接，通过头部金属螺纹C1连接；弹性平衡装置(3)另一头也是金属螺纹，穿过花瓣(4)的孔D3，拧上螺母(8)完成连接。
7.如权利要求6所述的一种多自由度解耦球头自动平衡装置，其特征在于，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：高海慧，梁山，吴欣凯，庄建宇，傅烨，沈晨晨，王锋，吴永平，
申请(专利权)人：上海航天精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31
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