一種三爪六自由度振動(dòng)臺(tái)面的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉慣組試驗(yàn)工裝【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種三爪六自由度振動(dòng)臺(tái)面。包括主體部分（1）和三個(gè)矩形橫梁（4）；主體部分（4）為圓柱體，內(nèi)部開有通槽（2），具有凸起的環(huán)形外沿，上表面上有四個(gè)螺紋通孔（3）；橫梁（4）的上表面與安裝面在同一個(gè)平面上；橫梁（4）垂向和橫向上分別設(shè)有一個(gè)凸塊用于與激振裝置連接；垂向凸塊（8）上表面開有一個(gè)螺紋孔；垂向凸塊（8）處橫梁（4）的上表面開有一個(gè)或者多個(gè)螺紋安裝孔（10），用于安裝傳感器。其有益效果在于：采用了三爪梁形式減輕了本六自由度振動(dòng)臺(tái)面的重量；三爪形式安裝時(shí)形成了靜定的平面，為被試慣組提供良好的支撐與固定，同時(shí)提高了安裝效率與安裝的精度。
【專利說明】—種三爪六自由度振動(dòng)臺(tái)面
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉慣組試驗(yàn)工裝【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種三爪六自由度振動(dòng)臺(tái)面。
【背景技術(shù)】
[0002]目前慣組多采用捷聯(lián)式結(jié)構(gòu)，捷聯(lián)慣組的使用大大降低了成本。但由于慣組在使用過程中所承受的動(dòng)力學(xué)環(huán)境比較惡劣，且易受振動(dòng)環(huán)境影響。為了檢驗(yàn)慣組的精度，需要真實(shí)的對(duì)慣組進(jìn)行振動(dòng)環(huán)境考核。
[0003]以往的捷聯(lián)慣組的精度考核采用了五個(gè)自由度即三個(gè)正交線運(yùn)動(dòng)和兩個(gè)角運(yùn)動(dòng)，與真實(shí)的使用環(huán)境有較大差距。因此根據(jù)實(shí)際需求，必須設(shè)計(jì)一種新型工裝臺(tái)面能夠?qū)萋?lián)式慣組同時(shí)施加三個(gè)正交線運(yùn)動(dòng)和三個(gè)角運(yùn)動(dòng)，來真實(shí)地考核慣組在實(shí)際飛行過程中的性能指標(biāo)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的問題，提供一種三爪六自由度振動(dòng)臺(tái)面，解決了過去無法進(jìn)行六個(gè)自由度振動(dòng)施加的難題。
[0005]實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的的技術(shù)方案:
[0006]一種三爪六自由度振動(dòng)臺(tái)面，包括主體部分和三個(gè)矩形橫梁。
[0007]主體部分為圓柱體，內(nèi)部開有通槽,通槽的形狀與慣組相配合；圓柱體下表面軸向具有凸起的環(huán)形外沿；圓柱體上表面為安裝面，安裝面上設(shè)有四個(gè)螺紋通孔，用于與慣組之間進(jìn)行連接；
[0008]主體部分側(cè)面平均分布有三個(gè)矩形橫梁，橫梁的上表面與安裝面在同一個(gè)平面上；橫梁厚度小于圓柱體的高度；每個(gè)橫梁遠(yuǎn)離主體部分一端在垂向和橫向上分別設(shè)有一個(gè)安裝凸塊，用于與激振裝置連接；垂向凸塊位于橫梁的下表面，橫向凸塊位于橫梁側(cè)面，三個(gè)橫梁的橫向凸塊從安裝面看呈逆時(shí)針布置；
[0009]在垂向凸塊外側(cè)的橫梁下表面上有一個(gè)定位孔；
[0010]在垂向凸塊內(nèi)側(cè)的橫梁下表面上有一個(gè)吊裝孔；
[0011]垂向凸塊上表面開有一個(gè)螺紋孔，用于安裝激振裝置；垂向凸塊處橫梁的上表面開有一個(gè)或者多個(gè)螺紋安裝孔，用于安裝傳感器。
[0012]所述橫梁靠近主體部分處設(shè)有加強(qiáng)筋。
[0013]所述垂向凸塊和橫向凸塊上鑲有鋼絲螺套，用于激振裝置的連接和安裝。
[0014]所述三爪六自由度振動(dòng)臺(tái)面材料為鋁。
[0015]本實(shí)用新型的效果在于:本實(shí)用新型的三爪六自由度振動(dòng)臺(tái)面具有剛度大、重量輕，在負(fù)載15g的情況下，試驗(yàn)時(shí)頻率高。由于采用了三爪梁形式，大大減輕了本六自由度振動(dòng)臺(tái)面的重量。三爪形式安裝時(shí)形成了靜定的平面，為被試慣組提供良好的支撐與固定，同時(shí)提高了安裝效率與安裝的精度，并且減少了安裝使用面積，方便六自由度試驗(yàn)的展開。本臺(tái)面可以提高六自由度試驗(yàn)的效率，具有較高的安全性和可靠性?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0016]圖1為一種三爪六自由度振動(dòng)臺(tái)面結(jié)構(gòu)俯視圖；
[0017]圖2為圖1中的三爪六自由度振動(dòng)臺(tái)面結(jié)構(gòu)仰視圖；
[0018]圖3為圖1中的三爪六自由度振動(dòng)臺(tái)面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖4為圖1中橫梁的局部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖5為帶寬500Hz實(shí)際振動(dòng)控制譜；
[0021]圖6為帶寬1000Hz實(shí)際振動(dòng)控制譜。
[0022]圖中，1-主體部分，2-通槽，3-螺紋通孔，4-橫梁，5-加強(qiáng)筋，6_定位孔，7_吊裝?L，8-垂向凸塊，9-橫向凸塊，10-螺紋安裝孔，11-外沿。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。
[0024]一種三爪六自由度振動(dòng)臺(tái)面，其結(jié)構(gòu)如圖1、圖2和圖3所示，包括主體部分I和三個(gè)矩形橫梁4。
[0025]主體部分I為圓柱體，內(nèi)部開有倒角的方形通槽2，通槽2的形狀與慣組相配合；圓柱體下表面軸向具有凸起的環(huán)形外沿11 ;圓柱體上表面為安裝面，安裝面上設(shè)有四個(gè)螺紋通孔3，用于與慣組之間進(jìn)行連接；
[0026]主體部分I側(cè)面平均分布有三個(gè)矩形橫梁4，橫梁4的上表面與主體部分I的安裝面在同一個(gè)平面上；橫梁4厚度為主體部分I厚度的30%~40% ;每個(gè)橫梁4靠近主體部分I處具有一個(gè)三角形的加強(qiáng)筋5 ;每個(gè)橫梁4遠(yuǎn)離主體部分I 一端在垂向和橫向上分別設(shè)有一個(gè)凸塊，用于與激振裝置連接；垂向凸塊8位于橫梁4的下表面,橫向凸塊9位于橫梁4側(cè)面，三個(gè)橫梁4的橫向凸塊9從安裝面看呈逆時(shí)針布置；每個(gè)垂向凸塊8和橫向凸塊9上都鑲有鋼絲螺套，既增加了連接剛度，又便于激振裝置的連接和安裝；
[0027]如圖4所不,在垂向凸塊8外側(cè)的橫梁4下表面上有一個(gè)定位孔6,通過三個(gè)橫梁4上的三個(gè)定位孔6,可以方便快捷地進(jìn)行臺(tái)面的安裝定位；同時(shí)這三個(gè)定位孔6可以放入插銷，在慣組安裝和連接螺釘施加力矩時(shí)，可以保護(hù)激振設(shè)備不受損壞；便于保持試驗(yàn)方法的一致性。
[0028]垂向凸塊8內(nèi)側(cè)的橫梁4下表面上還有一個(gè)吊裝孔7，通過這三個(gè)吊裝孔7可以方便三爪六自由度臺(tái)面的試驗(yàn)懸吊；通過三點(diǎn)的懸吊，本臺(tái)面可以形成靜定的平面，為被試慣組提供良好的支撐與固定，同時(shí)提高了安裝效率與安裝的精度，并且減少了安裝使用面積，方便六自由度試驗(yàn)的展開；時(shí)也可以方便試驗(yàn)方法的保持不變。
[0029]垂向凸塊8上表面開有一個(gè)螺紋孔，用于安裝激振裝置；垂向凸塊8處橫梁4的上表面開有一個(gè)或者多個(gè)螺紋安裝孔10，用于安裝傳感器。
[0030]經(jīng)過多輪有限元計(jì)算和分析，在對(duì)比了三爪六自由度振動(dòng)臺(tái)面的材料，尺寸、加強(qiáng)筋的形式和大小，凸臺(tái) 位置，螺孔位置及大小等參數(shù)，最終選定了鋁作為制作材料。
[0031]使用時(shí)，把利用吊裝孔7將本實(shí)施例中的三爪六自由振動(dòng)臺(tái)面用橡皮繩懸吊起來，形成靜定的平面；在三個(gè)橫梁4的垂向凸塊8和橫向凸塊9上分別安裝一個(gè)激振裝置，通過橫梁4的螺紋安裝孔10安裝一個(gè)或者多個(gè)傳感器；然后將慣組放置入通槽2當(dāng)中，利用螺紋通孔3將其固定，即可進(jìn)行試驗(yàn)。利用多維控制儀控制六個(gè)激振裝置的振動(dòng)輸出，可以實(shí)現(xiàn)施加在慣組上的六個(gè)自由度的精確控制。
[0032]為了驗(yàn)證本三爪六自由振動(dòng)臺(tái)面的實(shí)際使用效果，將臺(tái)面置于六自由度試驗(yàn)系統(tǒng)上，采用的被試件重量15kg，首先采用所需的參考譜對(duì)三爪六自由度振動(dòng)臺(tái)面進(jìn)行驗(yàn)證考核，參考譜帶寬為20?500Hz，實(shí)際振動(dòng)控制譜如圖5所示。從圖5可以看出，在控制帶寬內(nèi)，控制誤差較小，控制譜全頻帶都在±3dB以內(nèi)，無明顯超差現(xiàn)象，控制效果很好，符合試驗(yàn)任務(wù)的要求。
[0033]為了進(jìn)一步檢驗(yàn)本三爪六自由度振動(dòng)臺(tái)面的性能，將控制帶寬延伸至1000Hz，參考譜帶寬為20?1000Hz，實(shí)際振動(dòng)控制譜如圖6所示。從圖6可以看出，實(shí)際控制效果很好，在控制帶寬內(nèi)無明顯超差現(xiàn)象。說明本三爪六自由度振動(dòng)臺(tái)面具備完成控制帶寬1000Hz以內(nèi)的試驗(yàn)需求的能力，拓展了本臺(tái)面的應(yīng)用范圍。
[0034]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍。倘若這些修改和變型屬于本實(shí)用新型權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本實(shí)用新型也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種三爪六自由度振動(dòng)臺(tái)面，其特征在于:包括主體部分(I)和三個(gè)矩形橫梁(4)； 主體部分(I)為圓柱體，內(nèi)部開有通槽(2)，通槽(2)的形狀與慣組相配合；圓柱體下表面軸向具有凸起的環(huán)形外沿；圓柱體上表面為安裝面，安裝面上設(shè)有四個(gè)螺紋通孔(3)，用于與慣組之間進(jìn)行連接； 主體部分(I)側(cè)面平均分布有三個(gè)矩形橫梁(4)，橫梁(4)的上表面與安裝面在同一個(gè)平面上；橫梁(4)厚度小于圓柱體的高度；每個(gè)橫梁(4)遠(yuǎn)離主體部分(I) 一端在垂向和橫向上分別設(shè)有一個(gè)安裝凸塊，用于與激振裝置連接；垂向凸塊(8)位于橫梁(4)的下表面，橫向凸塊(9)位于橫梁(4)側(cè)面，三個(gè)橫梁(4)的橫向凸塊(9)從安裝面看呈逆時(shí)針布置；在垂向凸塊(8)夕卜側(cè)的橫梁(4)下表面上有一個(gè)定位孔(6);在垂向凸塊(8)內(nèi)側(cè)的橫梁(4)下表面上還有一個(gè)吊裝孔(7); 垂向凸塊(8)上表面開有一個(gè)螺紋孔，用于安裝激振裝置；垂向凸塊(8)處橫梁(4)的上表面開有一個(gè)或者多個(gè)螺紋安裝孔(10)，用于安裝傳感器。
2.如權(quán)利要求1所述的一種三爪六自由度振動(dòng)臺(tái)面，其特征在于:所述橫梁(4)靠近主體部分(I)處設(shè)有加強(qiáng)筋(5)。
3.如權(quán)利要求2所述的一種三爪六自由度振動(dòng)臺(tái)面，其特征在于:所述加強(qiáng)筋(5)為三角形。
4.如權(quán)利要求1所述的一種三爪六自由度振動(dòng)臺(tái)面，其特征在于:所述垂向凸塊(8)和橫向凸塊(9)上鑲有鋼絲螺套。
5.如權(quán)利要求1所述的一種三爪六自由度振動(dòng)臺(tái)面，其特征在于:所述三爪六自由度振動(dòng)臺(tái)面材料為鋁。
【文檔編號(hào)】G01M7/06GK203465073SQ201320525818
【公開日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2013年8月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月27日
【發(fā)明者】丁鎮(zhèn)軍, 蘇華昌, 丁富海, 于亮, 張鵬飛, 付瑋 申請(qǐng)人:北京強(qiáng)度環(huán)境研究所, 中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院