一种双轴重载摇摆试验台制造技术

本发明专利技术公开了一种双轴重载摇摆试验台，本发明专利技术主要包括吊篮式结构重载摇摆试验台、回转驱动机构、回转平台；吊篮式结构重载摇摆试验台底板上安装有回转驱动机构和回转平台，试验设备安装于回转平台上，改变回转平台的回转角和摇摆平台的摇摆角，只需一次安装试验设备即可同时实现其不同大小的纵摇、横摇和升沉运动，能够比较真实地再现不同工况下试验设备的三自由度运动，显著降低了为改变试验设备纵摇、横摇和升沉运动的准备时间，试验台具有工作台面宽、承载能力强和综合重心低等特点。承载能力强和综合重心低等特点。承载能力强和综合重心低等特点。

【技术实现步骤摘要】
一种双轴重载摇摆试验台


[0001]本专利技术涉及一种摇摆试验台
，尤其是涉及一种双轴摇摆试验台。

技术介绍

[0002]摇摆试验台是一种被广泛用于模拟试验设备运动姿态的空间运动结构，在船 舶运动、车辆运动等领域都有十分重要的应用。随着摇摆台技术在许多领域的不 断拓展，对其承载空间、负载能力和姿态模拟等方面提出了更高的要求。现有的 一种新型吊篮式结构重载摇摆试验台(ZL201710515748.9)，其结构特点是利用 吊耳的结构形式作为承重部件，从而减小因自重产生的偏距和附加惯性力矩，提 高了承载力，但是由于单轴的限制只能进行单一的摇摆运动，不能同时实现试验 设备的纵摇、横摇和升沉运动，同时每次需要重新安装试验设备才能对安装位置 进行改变。因此，一次安装能同时实现试验设备的纵摇、横摇和升沉运动，比较 真实地再现不同工况下试验设备的三自由度运动，显著降低为改变试验设备纵摇、 横摇和升沉运动的准备时间，对试验设备的研制、测试非常重要。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于针对摇摆试验台现有技术中存在的缺陷，提供一种双轴重 载摇摆试验台。本专利技术通过在吊篮式结构重载摇摆试验台平台上加装大型回转平 台来改变试验设备的安装方向，试验设备安装于回转平台之上，回转平台通过回 转支承与摇摆试验台相连，回转平台通过回转驱动机构驱动。相较于原有的吊篮 式结构重载摇摆试验台，能更加真实地模拟试验设备所需要的试验环境。
[0004]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是。
[0005]一种双轴重载摇摆试验台，其特征在于：包括吊篮式结构重载摇摆试验台(以 下简称摇摆平台)、回转驱动机构和回转平台；所述回转驱动机构设置于摇摆平 台底板之上，所述回转驱动机构由原动机、减速机、小齿轮和回转支承组成，原 动机与减速机相连接，减速机安装于摇摆平台底板下部，其输出轴向上穿过底板 一通孔后与小齿轮固定连接；所述小齿轮与回转支承的大齿轮外圈相互啮合，回 转支承内圈安装于摇摆平台底板上表面；所述回转平台与回转支承大齿轮外圈相 连，且安装于回转支承大齿轮外圈上表面，其中心与摇摆平台底板中心重合，试 验设备安装于回转平台之上，一次安装即可同时实现试验设备的纵摇、横摇和升 沉运动，通过变化摇摆角度和回转角度可改变试验设备的横摇角、纵摇角和升沉 位移的大小。
[0006]进一步地，所述回转驱动机构中的原动机为制动液压马达或者制动电机，减 速机输出轴与小齿轮通过键连接来传递扭矩，输出轴的端面安装有螺钉和端盖， 对小齿轮进行轴向定位；回转支承内圈通过一圈螺栓和螺母与摇摆平台底板相连 接，回转支承内圈与摇摆平台底板上表面通过止口进行径向定位，以保证其中心 与摇摆平台底板中心重合。
[0007]进一步地，所述回转支承大齿轮外圈与回转平台下表面通过止口进行径向定 位，它们之间通过一圈螺栓和螺母相连接，以保证回转支承中心与回转平台中心 重合。
[0008]进一步地，摇摆平台一端转轴端部安装有摇摆角度传感器，用于测量摇摆平 台摇摆角β，摇摆平台底板上表面安装有回转角度传感器，用于测量回转平台回 转角α。
[0009]进一步地，所述回转平台上试验设备的纵摇角和横摇角可通过摇摆平台摇摆 角度β和回转平台回转角α计算得到：参照图4所示，在工作时刻，工件坐标系 的OZ”轴方向，与大地坐标系的OZ轴夹角为φ，角φ可分解为OZ轴在XOZ平面 内投影与OZ轴的夹角(纵摇角)θ，以及OZ”轴在YOZ平面内投影与OZ轴的夹角 (横摇角)设坐标系OXYZ中标准正交基为坐标系OX”Y”Z”中标准 正交基为对于处于OZ”轴上可设其中C
13
、 C
23
、C
33
是在大地坐标系中的坐标，有：
[0010][0011][0012]因是单位矢量，所以
[0013][0014]由式(1)、(2)、(3)得，
[0015][0016]在纵摇与横摇的综合作用下，产生OZ”轴与OZ轴之间的夹角可看做在坐标系 OXYZ中，OZ轴围绕直线AB旋转角度，所以直线AB必须过原点，同时直线AB 垂直于OZ”轴与OZ轴；因而AB必在坐标平面XOY内，同时与OZ”轴正交；因 而直线AB是平面XOY与过原点以k
’
为法线的平面的交线。在大地坐标系OXYZ 中，过原点O垂直于OZ”轴的平面方程为：
[0017]C
13
×
(X
‑
0)+C
23
×
(Y
‑
0)+C
33
×
(Z
‑
0)＝0
ꢀꢀ
(5)
[0018]XOY平面方程为
[0019]Z＝0
ꢀꢀ
(6)
[0020]直线AB与OX轴正向的夹角为α：
[0021][0022]据此，建立坐标变换中间坐标系，以OA方向为过渡坐标系OX
’
Y
’
Z
’
的OX轴正向， 以OZ轴为坐标系OX
’
Y
’
Z
’
的OZ轴，按右手法则建立过渡坐标系，其中，过渡坐 标系OZ
’
轴相对于工件坐标系OZ”轴绕OX”轴旋转β角，过渡坐标系OX
’
轴相对于 大地坐标系OX轴绕OZ轴旋转α角，由式(4)和(7)解得
[0023][0024][0025]式(4)和(7)中，α为回转平台回转的角度，大小由工作时进行控制，β为双 轴重载摇摆试验台的摇摆角度：
[0026][0027]式(10)中，β0为最大摇摆角度(
°
)，τ为摇摆周期(S)，t为摇摆时间(S)。 所述回转平台上试验设备的升沉位移H可通过摇摆角度β计算获得，计算公式如 式3所示，其中R为试验设备重心的摇摆半径：
[0028]H＝R(1
‑
cosβ)
ꢀꢀ
(11)
[0029]相较于现有技术，本专利技术具有如下有益效果：
[0030]本专利技术通过在原有单轴摇摆试验平台的基础上增加一个回转平台，在原有摇 摆驱动机构的驱动下进行摇摆作业，试验设备安装于回转平台之上，改变回转平 台的回转角和摇摆平台的摇摆角，只需一次安装试验设备即可同时实现其不同大 小的纵摇、横摇和升沉运动，能够比较真实地再现不同工况下试验设备的三自由 度运动，显著降低了为改变试验设备纵摇、横摇和升沉运动的准备时间，更适应 试验设备的性能测试、仿真模拟和可靠性试验，扩大了应用范围，能胜任不同的 工作工况；试验台具有工作台面宽、承载能力强和综合重心低等特点。
附图说明
[0031]下面结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。
[0032]图1为本专利技术所述双轴重载摇摆试验台主视图；
[0033]图2为本专利技术所述双轴重载摇摆试验台俯视图；
[0034]图3为本专利技术所述回转驱动机构局部放大本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双轴重载摇摆试验台，其特征在于：包括吊篮式结构重载摇摆试验台(以下简称摇摆平台)、回转驱动机构和回转平台；所述回转驱动机构设置于摇摆平台底板之上，所述回转驱动机构由原动机、减速机、小齿轮和回转支承组成，原动机与减速机相连接，减速机安装于摇摆平台底板下部，其输出轴向上穿过摇摆平台底板一通孔后与小齿轮固定连接；所述小齿轮与回转支承的大齿轮外圈相互啮合，回转支承内圈安装于摇摆平台底板上表面；所述回转平台与回转支承大齿轮外圈相连，且安装于回转支承大齿轮外圈上表面，其中心与摇摆平台底板中心重合，试验设备安装于回转平台之上，一次安装即可同时实现试验设备的纵摇、横摇和升沉运动，通过变化摇摆角度和回转角度可改变试验设备的横摇角、纵摇角和升沉位移大小。2.根据权利要求1所述的一种双轴重载摇摆试验台，其特征在于：所述回转驱动机构中的原动机为制动液压马达或者制动电机，减速机输出轴与小齿轮通过键连接来传递扭矩，输出轴的端面安装有螺钉和端盖，对小齿轮进行轴向定位；回转支承内圈通过一圈螺栓和螺母与摇摆平台底板相连接，回转支承...

【专利技术属性】
技术研发人员：张大兵，蒋子尧，梁鹏，童昶，蓝锦珠，
申请(专利权)人：湘潭大学，
类型：发明
国别省市：