專(zhuān)利名稱(chēng)：三軸六自由度振動(dòng)試驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及力學(xué)環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備，具體涉及一種X、 Y、 Z三軸六自由度 的振動(dòng)試驗(yàn)裝置。該振動(dòng)試驗(yàn)裝置可用于模擬X、 Y、 Z三個(gè)軸向六個(gè)自由 度的單獨(dú)作用的振動(dòng)環(huán)境，也可用于模擬X、 Y、 Z三個(gè)軸向六個(gè)自由度同 時(shí)作用的復(fù)合振動(dòng)環(huán)境。
技術(shù)背景有些產(chǎn)品在實(shí)際環(huán)境下經(jīng)受的振動(dòng)是X、 Y、 Z三軸六自由度(即沿空 間X、 Y、 Z三軸向移動(dòng)，同時(shí)可繞X、 Y、 Z三軸轉(zhuǎn)動(dòng))的復(fù)合振動(dòng)，目前 因試驗(yàn)設(shè)備及手段的限制，三軸同時(shí)振動(dòng)試驗(yàn)只能用分別進(jìn)行的單軸振動(dòng)試 驗(yàn)?zāi)M，同時(shí)發(fā)生的三軸六自由度試驗(yàn)更是無(wú)法實(shí)現(xiàn)。上述振動(dòng)試驗(yàn)的不足a、現(xiàn)有三軸同時(shí)發(fā)生的振動(dòng)試驗(yàn)用分別進(jìn)行的單 軸振動(dòng)試驗(yàn)?zāi)M，三次試驗(yàn)間都需要專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行高要求的調(diào)整和定位，耗 時(shí)長(zhǎng)，操作很煩瑣；b、先后進(jìn)行的單軸振動(dòng)試驗(yàn)并不能完全等同或等效于 三軸同時(shí)振動(dòng)，與真實(shí)的復(fù)合振動(dòng)環(huán)境相差甚遠(yuǎn)；c、不能進(jìn)行三軸六自由度 振動(dòng)試驗(yàn)。因此，開(kāi)發(fā)一種能模擬三軸六自由度同時(shí)作用的復(fù)合振動(dòng)環(huán)境的振動(dòng)試 驗(yàn)裝置，克服上述振動(dòng)試驗(yàn)的不足，是本發(fā)明研究的重點(diǎn)。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供一種全新的三軸六自由度振動(dòng)試驗(yàn)裝置，其目的是要解決現(xiàn) 有技術(shù)從事三軸振動(dòng)試驗(yàn)時(shí)，需多次調(diào)整，操作煩瑣費(fèi)時(shí)，而且不能模擬出 三軸六自由度同時(shí)作用的復(fù)合振動(dòng)環(huán)境，導(dǎo)致對(duì)產(chǎn)品振動(dòng)性能評(píng)價(jià)不準(zhǔn)確的 技術(shù)問(wèn)題。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是 一種三軸六自由度振動(dòng)試 驗(yàn)裝置，包括一個(gè)試件工作臺(tái)，以試件工作臺(tái)的重心為坐標(biāo)原點(diǎn)，在水平X 軸方向上設(shè)置第一振動(dòng)發(fā)生器，該臺(tái)振動(dòng)發(fā)生器的振動(dòng)體與試件工作臺(tái)間經(jīng) 第一球形連接器連接；在水平Y(jié)軸方向上并列設(shè)置第二振動(dòng)發(fā)生器和第三振 動(dòng)發(fā)生器，這兩臺(tái)振動(dòng)發(fā)生器以Y軸對(duì)稱(chēng)，而且兩者的中軸線(xiàn)布置在過(guò)原點(diǎn) 的同一水平面內(nèi)，第二振動(dòng)發(fā)生器的振動(dòng)體與試件工作臺(tái)間經(jīng)第二球形連接 器連接，第三振動(dòng)發(fā)生器的振動(dòng)體與試件工作臺(tái)間經(jīng)第三球形連接器連接； 在Z軸方向上并列設(shè)置第四振動(dòng)發(fā)生器和第五振動(dòng)發(fā)生器，這兩臺(tái)振動(dòng)發(fā)生器分別位于X軸和Y軸分割的兩個(gè)對(duì)角象限內(nèi)，而且兩者的中軸線(xiàn)以Z軸對(duì)稱(chēng)，第四振動(dòng)發(fā)生器的振動(dòng)體與試件工作臺(tái)底面間經(jīng)第四球形連接器連接，第五振動(dòng)發(fā)生器的振動(dòng)體與試件工作臺(tái)底面間經(jīng)第五球形連接器連接；所述每個(gè)球形連接器均由第一球座、第一球頭、連接軸、第二球頭和第 二球座組成，第一球頭和第二球頭分別固定在連接軸兩端，且球頭上均設(shè)有 凸球面，第一球座和第二球座上均設(shè)有凹球面，第一球頭的凸球面與第一球 座的凹球面配合連接，第二球頭的凸球面與第二球座的凹球面配合連接；所 述球形連接器中，兩球心之間的最大偏心距應(yīng)大于振動(dòng)發(fā)生器最大振幅的一半；所述第一球座和第二球座兩者中， 一個(gè)與試件工作臺(tái)固定連接，另一個(gè) 與振動(dòng)發(fā)生器的振動(dòng)體固定連接。上述兩個(gè)技術(shù)方案中的有關(guān)內(nèi)容解釋如下1、 上述方案中，所述"水平X軸方向"和"水平Y(jié)軸方向"分別為水 平面內(nèi)相互垂直的兩個(gè)方向，其中一個(gè)方向定義為X軸方向，而另一個(gè)方向 定義為Y軸方向，也可將一個(gè)方向定義為Y軸方向，而另一個(gè)方向定義為X 軸方向。2、 上述方案中，所述"兩個(gè)對(duì)角象限"是指X軸和Y軸分割的第一、 第三象限或第二、第四象限。3、 上述方案中，還包括以下較佳的近一步變化方案a、 所述在水平X軸方向上還設(shè)有第六振動(dòng)發(fā)生器，該振動(dòng)發(fā)生器和第 一振動(dòng)發(fā)生器以X軸對(duì)稱(chēng)，而且兩者的中軸線(xiàn)布置在過(guò)原點(diǎn)的同一水平面 內(nèi)，第六振動(dòng)發(fā)生器的振動(dòng)體與試件工作臺(tái)間經(jīng)第六球形連接器連接。b、 在Z軸方向上還并列設(shè)有第七振動(dòng)發(fā)生器和第八振動(dòng)發(fā)生器，這兩 臺(tái)振動(dòng)發(fā)生器分別位于X軸和Y軸分割的另外兩個(gè)對(duì)角象限內(nèi)，而且兩者的 中軸線(xiàn)以Z軸對(duì)稱(chēng)，第七振動(dòng)發(fā)生器的振動(dòng)體與試件工作臺(tái)間經(jīng)第七球形連 接器連接，第八振動(dòng)發(fā)生器的振動(dòng)體與試件工作臺(tái)間經(jīng)第八球形連接器連 接。c、 在水平X軸方向上還設(shè)有第六振動(dòng)發(fā)生器，該振動(dòng)發(fā)生器和第一振 動(dòng)發(fā)生器以X軸對(duì)稱(chēng)，而且兩者的中軸線(xiàn)布置在過(guò)原點(diǎn)的同一水平面內(nèi)，第六振動(dòng)發(fā)生器的振動(dòng)體與試件工作臺(tái)間經(jīng)第六球形連接器連接；在z軸方向 上還并列設(shè)有第七振動(dòng)發(fā)生器和第八振動(dòng)發(fā)生器，這兩臺(tái)振動(dòng)發(fā)生器分別位于X軸和Y軸分割的另外兩個(gè)對(duì)角象限內(nèi)，而且兩者的中軸線(xiàn)以Z軸對(duì)稱(chēng)，第七振動(dòng)發(fā)生器的振動(dòng)體與試件工作臺(tái)間經(jīng)第七球形連接器連接，第八振動(dòng) 發(fā)生器的振動(dòng)體與試件工作臺(tái)間經(jīng)第八球形連接器連接。4、 上述方案中，為了使球形連接器在傳遞振動(dòng)的方向保持剛性連接效 果，減少失真度，更好地傳遞振動(dòng)，所述球形連接器的第一球座和第二球座 中設(shè)置壓力注油孔道，在球形配合面之間形成靜壓油膜，該靜壓油膜構(gòu)成靜 壓支承。5、 上述方案中，所述振動(dòng)發(fā)生器可以采用電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)、機(jī)械振動(dòng)臺(tái)、液壓振動(dòng)臺(tái)或機(jī)械振動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中機(jī)械振動(dòng)機(jī)構(gòu)是指能夠產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)的機(jī)構(gòu)。6、 上述方案中，為了減少試件工作臺(tái)在安裝試件后重心偏移所帶來(lái)的 影響，可以在試件工作臺(tái)Z方向上設(shè)有彈性支承或懸掛結(jié)構(gòu)，其中彈性支承 結(jié)構(gòu)從下方支撐試件工作臺(tái)，彈性懸掛結(jié)構(gòu)從上方懸掛試件工作臺(tái)。所述彈 性支承結(jié)構(gòu)比較典型的是氣嚢或彈簧。7、 上述方案中，三軸六自由度振動(dòng)試驗(yàn)裝置還可以包括其它裝置、部 件或系統(tǒng)，比如當(dāng)振動(dòng)發(fā)生器采用電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)時(shí)需要配置控制和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)， 當(dāng)采用液壓振動(dòng)臺(tái)時(shí)需要配置液壓系統(tǒng)。8、 上述方案中，所述"最大偏心距"的定義，如附圖3所示，最大偏 心距a^第 一球頭和第二球頭的球心距x sin 6 , 6角為連接軸14繞一側(cè)球頭 15的球心向下偏轉(zhuǎn)至極限狀態(tài)的中心線(xiàn)(圖中虛線(xiàn)所示)與原中位水平狀態(tài) 的中心線(xiàn)之間的夾角。本發(fā)明的工作原理是將各方位上的振動(dòng)發(fā)生器發(fā)出振動(dòng)通過(guò)球形連接 器作用于試件工作臺(tái)上，通過(guò)控制各振動(dòng)發(fā)生器發(fā)出的振動(dòng)波形實(shí)現(xiàn)X、 Y、 Z三軸六自由度運(yùn)動(dòng)，從而模擬出真實(shí)的自然振動(dòng)環(huán)境以進(jìn)行試驗(yàn)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)有1、 由于本發(fā)明的特殊結(jié)構(gòu)，當(dāng)分開(kāi)做各向直線(xiàn)振動(dòng)試驗(yàn)時(shí)，可快速地 在X、 Y和Z三方向直線(xiàn)振動(dòng)試驗(yàn)間切換，省去中間的旋轉(zhuǎn)臺(tái)體，調(diào)整系統(tǒng) 等工序，提高了振動(dòng)試驗(yàn)效率。2、 由于本發(fā)明的特殊結(jié)構(gòu)，可通過(guò)協(xié)調(diào)各振動(dòng)發(fā)生器的振動(dòng)波，模擬 出真實(shí)環(huán)境下三個(gè)軸向六自由度同時(shí)作用的復(fù)合振動(dòng)環(huán)境，準(zhǔn)確復(fù)現(xiàn)出真實(shí) 的工況，最接近自然真實(shí)的環(huán)境，大幅提升振動(dòng)試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。


附圖1為本發(fā)明實(shí)施例一結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2為本發(fā)明實(shí)施例一球形連接器結(jié)構(gòu)立體示意圖； 附圖3為本發(fā)明實(shí)施例一球形連接器局部剖視示意圖； 附圖4為本發(fā)明實(shí)施例二結(jié)構(gòu)示意圖； 附圖5為本發(fā)明實(shí)施例三結(jié)構(gòu)示意筒圖； 附圖6為本發(fā)明實(shí)施例四結(jié)構(gòu)示意簡(jiǎn)圖。以上附圖中以上附圖中1、試件工作臺(tái)；2、第一振動(dòng)發(fā)生器；3、 第一球形連接器；4、第二振動(dòng)發(fā)生器；5、第三振動(dòng)發(fā)生器；6、第二球形 連接器；7、第三球形連接器；8、第四振動(dòng)發(fā)生器；9、第五振動(dòng)發(fā)生器； 10、第四球形連接器；11、第五球形連接器；12、第一球座；13、第一球頭； 14、連接軸；15、第二球頭；16、第二球座；17、凸球面；18、凹球面；19、 第六振動(dòng)發(fā)生器；20、第六球形連接器；21、第七振動(dòng)發(fā)生器；22、第八振 動(dòng)發(fā)生器；23、第七球形連接器；24、第八球形連接器；25、支架；26、 底座。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述實(shí)施例一參見(jiàn)附圖1 ~附圖3所示， 一種三軸六自由度振動(dòng)試驗(yàn)裝置， 包括一個(gè)試件工作臺(tái)1,以試件工作臺(tái)1的重心為坐標(biāo)原點(diǎn)，在水平X軸方 向上設(shè)置第一振動(dòng)發(fā)生器2,該臺(tái)振動(dòng)發(fā)生器為電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)，該振動(dòng)發(fā)生器 的振動(dòng)體(即電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)的動(dòng)圈)與試件工作臺(tái)1側(cè)部間經(jīng)第一球形連接器 3連接，并且該第一振動(dòng)發(fā)生器2的振動(dòng)體(即動(dòng)圈)的中心軸線(xiàn)正與水平 X軸重合；在水平Y(jié)軸方向上并列設(shè)置第二振動(dòng)發(fā)生器4和第三振動(dòng)發(fā)生器 5，這兩臺(tái)振動(dòng)發(fā)生器也是電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)，它們以Y軸對(duì)稱(chēng)，而且兩者的中軸 線(xiàn)布置在過(guò)原點(diǎn)的同一水平面內(nèi)，第二振動(dòng)發(fā)生器4的振動(dòng)體(即電動(dòng)振動(dòng) 臺(tái)動(dòng)圈)與試件工作臺(tái)1的對(duì)應(yīng)側(cè)部間經(jīng)第二球形連接器6連接，第三振動(dòng) 發(fā)生器5的振動(dòng)體(即電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)動(dòng)圈)與試件工作臺(tái)1間經(jīng)第三球形連接 器7連接；在Z軸方向上并列設(shè)置第四振動(dòng)發(fā)生器8和第五振動(dòng)發(fā)生器9, 這兩臺(tái)振動(dòng)發(fā)生器也為電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)，它們分別位于X軸和Y軸分割的兩個(gè)對(duì) 角相限(具體為第一象限和第三象限)內(nèi)，而且兩者的中軸線(xiàn)以Z軸對(duì)稱(chēng)， 第四振動(dòng)發(fā)生器8的振動(dòng)體(即電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)動(dòng)圈)與試件工作臺(tái)l底面間經(jīng) 第四球形連接器IO連接，第五振動(dòng)發(fā)生器9的振動(dòng)體(即電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)動(dòng)圈) 與試件工作臺(tái)1底面間經(jīng)第五球形連接器11連接。參見(jiàn)附圖1 ~附圖3所示，所述每個(gè)球形連接器均由第一球座12、第一球頭13、連接軸14、第二球頭15和第二球座16組成，第一球頭13和第二 球頭15分別固定在連接軸14兩端，且球頭上均設(shè)有凸球面17,第一球座 12和第二球座16上均設(shè)有凹球面18,第一球頭13的凸球面17與第一球座 12的凹球面18配合連接，第二球頭15的凸球面17與第二球座12的凹球面 18配合連接；所述球形連接器中，兩球心之間的最大偏心距a應(yīng)大于振動(dòng)發(fā) 生器最大振幅的一半；所述第一球座12和第二球座16兩者中， 一個(gè)與試件 工作臺(tái)1固定連接，另一個(gè)與振動(dòng)發(fā)生器的振動(dòng)體固定連接。為了使球形連 接器在傳遞振動(dòng)的方向上保持剛性連接效果，減少失真度，更好地傳遞振動(dòng)， 在球形連接器的第一球座12和第二球座16中可設(shè)置壓力注油孔道(圖中未 畫(huà)出)，在球形配合面之間形成靜壓油膜，該靜壓油膜構(gòu)成靜壓支承。為了減少試件工作臺(tái)l在安裝試件后重心偏移所帶來(lái)的影響，所述試件 工作臺(tái)1在Z方向上還可設(shè)有彈性支承或懸掛結(jié)構(gòu)(圖中未畫(huà)出)，其中彈 性支承結(jié)構(gòu)從下方支撐試件工作臺(tái)1,彈性懸掛結(jié)構(gòu)從上方懸掛試件工作臺(tái) 1。所述彈性支承結(jié)構(gòu)比較典型的是氣嚢或彈簧。本實(shí)施例使用時(shí)，可沖莫擬出X、 Y、 Z軸方向的直線(xiàn)和繞X、 Y和Z軸 的轉(zhuǎn)動(dòng)共六自由度中的單一自由度運(yùn)動(dòng)或多自由度運(yùn)動(dòng)的同時(shí)作用的環(huán)境，具體為a、 單方向直線(xiàn)振動(dòng)試驗(yàn)進(jìn)行單水平x軸方向直線(xiàn)振動(dòng)試驗(yàn)時(shí)，只要起動(dòng)第一振動(dòng)發(fā)生器2發(fā)出 X方向的直線(xiàn)振動(dòng)，因試件工作臺(tái)與振動(dòng)發(fā)生器間經(jīng)第一球形連接器3連接， 第一振動(dòng)發(fā)生器2發(fā)出的振動(dòng)經(jīng)第一球形連接器3傳遞給試件工作臺(tái)1,實(shí) 現(xiàn)單X軸方向的直線(xiàn)振動(dòng)試驗(yàn)；進(jìn)行單Y軸方向直線(xiàn)振動(dòng)時(shí)，也只要起動(dòng)相 對(duì)應(yīng)的第二振動(dòng)發(fā)生器4和第三振動(dòng)發(fā)生器5，第二振動(dòng)發(fā)生器4和第三振 動(dòng)發(fā)生器5發(fā)出同步的振動(dòng)信號(hào)作用在試件工作臺(tái)l上，驅(qū)動(dòng)試件工作臺(tái)1 沿Y軸直線(xiàn)振動(dòng)；進(jìn)行單Z軸方向直線(xiàn)振動(dòng)時(shí)，只要起動(dòng)第四振動(dòng)發(fā)生器8 和第五振動(dòng)發(fā)生器9，第四振動(dòng)發(fā)生器8和第五振動(dòng)發(fā)生器9發(fā)出同步的振 動(dòng)信號(hào)作用在試件工作臺(tái)i上，驅(qū)動(dòng)試件工作臺(tái)1沿Z軸直線(xiàn)振動(dòng)。單方向振動(dòng)發(fā)生器以正弦振動(dòng)時(shí)，試件工作臺(tái)1的運(yùn)動(dòng)軌跡是一條直線(xiàn)。b、 三軸六自由度復(fù)合振動(dòng)試驗(yàn)此試驗(yàn)?zāi)軠?zhǔn)確復(fù)現(xiàn)真實(shí)工況，最接近自然真實(shí)的環(huán)境。使用時(shí)，起動(dòng)所 有的五個(gè)振動(dòng)發(fā)生器，五個(gè)振動(dòng)發(fā)生器發(fā)出的振動(dòng)經(jīng)球形連接器同時(shí)迭加作 用在試作工作臺(tái)上，實(shí)現(xiàn)三方向六自由度的復(fù)合振動(dòng)試驗(yàn)，其中，X軸方向的直線(xiàn)振動(dòng)由第 一振動(dòng)發(fā)生器2控制，Y軸方向的直線(xiàn)振動(dòng)由第二振動(dòng)發(fā)生 器4和第三振動(dòng)發(fā)生器5控制，Z軸方向的直線(xiàn)振動(dòng)由第四振動(dòng)發(fā)生器8和 第五振動(dòng)發(fā)生器9控制，繞Z軸方向的轉(zhuǎn)動(dòng)由第一振動(dòng)發(fā)生器2、第二振動(dòng) 發(fā)生器4和第三振動(dòng)發(fā)生器5相配合控制，繞X軸方向的轉(zhuǎn)動(dòng)由第四振動(dòng)發(fā) 生器8和第五振動(dòng)發(fā)生器9相配合控制，繞Y軸方向的轉(zhuǎn)動(dòng)由第四振動(dòng)發(fā)生 器8和第五振動(dòng)發(fā)生器9相配合控制。本實(shí)施例為舉例說(shuō)明，具體還有以下局部的變化1、 所述各振動(dòng)發(fā)生器2、 4、 5、 8及9不一定要采用電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)，也可 以采用機(jī)械振動(dòng)臺(tái)、液壓振動(dòng)臺(tái)或其他機(jī)械振動(dòng)機(jī)構(gòu)。2、 第一振動(dòng)發(fā)生器2與試件工作臺(tái)1間可采用多個(gè)并列的第一球形連 接器3連接，與之相同，第二振動(dòng)發(fā)生器4、第三振動(dòng)發(fā)生器5、第四振動(dòng) 發(fā)生器8和第五振動(dòng)發(fā)生器9和試件工作臺(tái)1間也可采用多個(gè)并列的球形連 接器連接。實(shí)施例二參見(jiàn)附圖4所示， 一種三軸六自由度振動(dòng)試驗(yàn)裝置，包括一 個(gè)試件工作臺(tái)1,與實(shí)施例一的不同之處在于以試件工作臺(tái)1的重心為坐 標(biāo)原點(diǎn)，在水平X軸方向上還設(shè)有第六振動(dòng)發(fā)生器19,該振動(dòng)發(fā)生器和第 一振動(dòng)發(fā)生器2以X軸對(duì)稱(chēng)，而且兩者的中軸線(xiàn)布置在過(guò)原點(diǎn)的同一水平面 內(nèi)，第六振動(dòng)發(fā)生器19的振動(dòng)體與試件工作臺(tái)1間經(jīng)第六球形連接器20連 接；在Z軸方向上還并列設(shè)有第七振動(dòng)發(fā)生器21和第八振動(dòng)發(fā)生器22,這 兩臺(tái)振動(dòng)發(fā)生器分別位于X軸和Y軸分割的另外兩個(gè)對(duì)角相限(具體為第二 象限和第四象限)內(nèi)，而且兩者的中軸線(xiàn)以Z軸對(duì)稱(chēng)，第七振動(dòng)發(fā)生器21 的振動(dòng)體與試件工作臺(tái)1間經(jīng)第七球形連接器23連接，第八振動(dòng)發(fā)生器22 的振動(dòng)體與試件工作臺(tái)1間經(jīng)第八球形連接器24連接。工作時(shí)，當(dāng)進(jìn)行三軸六自由度復(fù)合振動(dòng)試驗(yàn)，具體控制方式是X軸方 向的直線(xiàn)振動(dòng)由第一振動(dòng)發(fā)生器2和第六振動(dòng)發(fā)生器19控制，Y軸方向的 直線(xiàn)振動(dòng)由第二振動(dòng)發(fā)生器4和第三振動(dòng)發(fā)生器5控制，Z軸方向的直線(xiàn)振 動(dòng)由第四振動(dòng)發(fā)生器8、第五振動(dòng)發(fā)生器9、第七振動(dòng)發(fā)生器21和第八振動(dòng) 發(fā)生器22共四臺(tái)振動(dòng)發(fā)生器控制，繞Z軸方向的轉(zhuǎn)動(dòng)由第 一振動(dòng)發(fā)生器2、 第六振動(dòng)發(fā)生器19、第二振動(dòng)發(fā)生器4和第三振動(dòng)發(fā)生器5相配合控制，繞 X軸方向的轉(zhuǎn)動(dòng)由第四振動(dòng)發(fā)生器8、第五振動(dòng)發(fā)生器9、第七振動(dòng)發(fā)生器 21和第八振動(dòng)發(fā)生器22相配合控制，繞Y軸方向的轉(zhuǎn)動(dòng)由第四振動(dòng)發(fā)生器 8、第五振動(dòng)發(fā)生器9、第七振動(dòng)發(fā)生器21和第八振動(dòng)發(fā)生器22相配合控制。本實(shí)施例，因Z軸方向上設(shè)第四振動(dòng)發(fā)生器8、第五振動(dòng)發(fā)生器9、第 七振動(dòng)發(fā)生器21和第八振動(dòng)發(fā)生器22共四臺(tái)振動(dòng)發(fā)生器，在Z軸方向上的 驅(qū)動(dòng)更加平穩(wěn)。其他同實(shí)施例一，不再贅述。實(shí)施例三參見(jiàn)附圖5所示， 一種三軸六自由度振動(dòng)試驗(yàn)裝置，包括一 個(gè)試件工作臺(tái)1,與實(shí)施例一的不同之處在于所述坐標(biāo)系定義方向變化， 如圖所示，現(xiàn)定義實(shí)施例一中原Y軸為X軸，原X軸為Y軸，第一振動(dòng)發(fā) 生器2和第二振動(dòng)發(fā)生器4、第三振動(dòng)發(fā)生器5的位置隨坐標(biāo)系的變化而對(duì) 換；另外，所述第四振動(dòng)發(fā)生器8和第五振動(dòng)發(fā)生器9分別位于X軸和Y 軸分割的兩個(gè)第二象限和第四象限內(nèi)。其他同實(shí)施例一，不再贅述。本實(shí)施例工作過(guò)程從前述第一和第二實(shí)施 例中可歸納出，這里也不再重復(fù)。實(shí)施例四參見(jiàn)附圖6所示， 一種三軸六自由度振動(dòng)試驗(yàn)裝置，包括一 個(gè)試件工作臺(tái)1，與實(shí)施例一的不同之處在于在水平X軸方向上還設(shè)有第 六振動(dòng)發(fā)生器19,該振動(dòng)發(fā)生器和第一振動(dòng)發(fā)生器2以X軸對(duì)稱(chēng)，而且兩 者的中軸線(xiàn)布置在過(guò)原點(diǎn)的同一水平面內(nèi)，第六振動(dòng)發(fā)生器19的振動(dòng)體與 試件工作臺(tái)1間經(jīng)第六球形連接器20連接；另外，所述第四振動(dòng)發(fā)生器8 和第五振動(dòng)發(fā)生器9分別位于X軸和Y軸分割的兩個(gè)第二象限和第四象限 內(nèi)。其他同實(shí)施例一，不里不再贅述。本實(shí)施例工作過(guò)程從前述第一和第二 實(shí)施例中可歸納出，這里也不再重復(fù)。上述實(shí)施例只為說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng) 技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保 護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明 的4呆護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種三軸六自由度振動(dòng)試驗(yàn)裝置，包括一個(gè)試件工作臺(tái)(1)，其特征在于以試件工作臺(tái)(1)的重心為坐標(biāo)原點(diǎn)，在水平X軸方向上設(shè)置第一振動(dòng)發(fā)生器(2)，該臺(tái)振動(dòng)發(fā)生器的振動(dòng)體與試件工作臺(tái)(1)間經(jīng)第一球形連接器(3)連接；在水平Y(jié)軸方向上并列設(shè)置第二振動(dòng)發(fā)生器(4)和第三振動(dòng)發(fā)生器(5)，這兩臺(tái)振動(dòng)發(fā)生器以Y軸對(duì)稱(chēng)，而且兩者的中軸線(xiàn)布置在過(guò)原點(diǎn)的同一水平面內(nèi)，第二振動(dòng)發(fā)生器(4)的振動(dòng)體與試件工作臺(tái)(1)間經(jīng)第二球形連接器(6)連接，第三振動(dòng)發(fā)生器(5)的振動(dòng)體與試件工作臺(tái)(1)間經(jīng)第三球形連接器(7)連接；在Z軸方向上并列設(shè)置第四振動(dòng)發(fā)生器(8)和第五振動(dòng)發(fā)生器(9)，這兩臺(tái)振動(dòng)發(fā)生器分別位于X軸和Y軸分割的兩個(gè)對(duì)角象限內(nèi)，而且兩者的中軸線(xiàn)以Z軸對(duì)稱(chēng)，第四振動(dòng)發(fā)生器(8)的振動(dòng)體與試件工作臺(tái)(1)底面間經(jīng)第四球形連接器(10)連接，第五振動(dòng)發(fā)生器(9)的振動(dòng)體與試件工作臺(tái)(1)底面間經(jīng)第五球形連接器(11)連接；所述每個(gè)球形連接器均由第一球座(12)、第一球頭(13)、連接軸(14)、第二球頭(15)和第二球座(16)組成，第一球頭(13)和第二球頭(15)分別固定在連接軸(14)兩端，且球頭上均設(shè)有凸球面(17)，第一球座(12)和第二球座(16)上均設(shè)有凹球面(18)，第一球頭(13)的凸球面(17)與第一球座(12)的凹球面(18)配合連接，第二球頭(15)的凸球面(17)與第二球座(12)的凹球面(18)配合連接；所述球形連接器中，兩球心之間的最大偏心距應(yīng)大于振動(dòng)發(fā)生器最大振幅的一半；所述第一球座(12)和第二球座(16)兩者中，一個(gè)與試件工作臺(tái)(1)固定連接，另一個(gè)與振動(dòng)發(fā)生器的振動(dòng)體固定連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的三軸六自由度振動(dòng)試驗(yàn)裝置，其特征在于在 在水平X軸方向上還設(shè)有第六振動(dòng)發(fā)生器(19)，該振動(dòng)發(fā)生器和第一振動(dòng)發(fā) 生器(2)以X軸對(duì)稱(chēng)，而且兩者的中軸線(xiàn)布置在過(guò)原點(diǎn)的同一水平面內(nèi)，第 六振動(dòng)發(fā)生器(19)的振動(dòng)體與試件工作臺(tái)(1)間經(jīng)第六球形連接器(20) 連接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的三軸六自由度振動(dòng)試驗(yàn)裝置，其特征在于在 Z軸方向上還并列設(shè)有第七振動(dòng)發(fā)生器(21)和第八振動(dòng)發(fā)生器(22),這兩 臺(tái)振動(dòng)發(fā)生器分別位于X軸和Y軸分割的另外兩個(gè)對(duì)角象限內(nèi)，而且兩者的 中軸線(xiàn)以Z軸對(duì)稱(chēng)，第七振動(dòng)發(fā)生器(21)的振動(dòng)體與試件工作臺(tái)(1)間經(jīng) 第七球形連接器(23)連接，第八振動(dòng)發(fā)生器(22)的振動(dòng)體與試件工作臺(tái)(1) 間經(jīng)第八球形連接器(24)連接。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的三軸六自由度振動(dòng)試驗(yàn)裝置，其特征在于在 在水平X軸方向上還設(shè)有第六振動(dòng)發(fā)生器(19),該振動(dòng)發(fā)生器和第一振動(dòng)發(fā) 生器(2)以X軸對(duì)稱(chēng)，而且兩者的中軸線(xiàn)布置在過(guò)原點(diǎn)的同一水平面內(nèi)，第 六振動(dòng)發(fā)生器(19)的振動(dòng)體與試件工作臺(tái)(1)間經(jīng)第六球形連接器(20) 連接；在Z軸方向上還并列設(shè)有第七振動(dòng)發(fā)生器(21 )和第八振動(dòng)發(fā)生器(22 ), 這兩臺(tái)振動(dòng)發(fā)生器分別位于以X軸和Y軸分割的另外兩個(gè)對(duì)角象限內(nèi)，而且 兩者的中軸線(xiàn)以Z軸對(duì)稱(chēng)，第七振動(dòng)發(fā)生器(21 )的振動(dòng)體與試件工作臺(tái)(1) 間經(jīng)第七球形連接器(23)連接，第八振動(dòng)發(fā)生器(22)的振動(dòng)體與試件工作 臺(tái)(1)間經(jīng)第八球形連接器(24)連接。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的三軸六自由度振動(dòng)試驗(yàn)裝置，其特征在于所 述球形連接器的第一球座(12)和第二球座(16)中設(shè)置壓力注油孔道，在球 形配合面之間形成靜壓油膜，該,爭(zhēng)壓油膜構(gòu)成4爭(zhēng)壓支承。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的三軸六自由度振動(dòng)試驗(yàn)裝置，其特征在于所 述球形連接器的第一球頭(13)和第二球頭(15)中設(shè)置壓力注油孔道，在球 形配合面之間形成靜壓油膜，該靜壓油膜構(gòu)成靜壓支承。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的三軸六自由度振動(dòng)試驗(yàn)裝置，其特征在于所 述振動(dòng)發(fā)生器采用電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)、機(jī)械振動(dòng)臺(tái)、液壓振動(dòng)臺(tái)或機(jī)械振動(dòng)機(jī)構(gòu)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的三軸六自由度振動(dòng)試驗(yàn)裝置，其特征在于所 述試件工作臺(tái)(1)在軸Z方向上還設(shè)有彈性支承或懸掛結(jié)構(gòu)，其中彈性支承 結(jié)構(gòu)從下方支撐試件工作臺(tái)(1)，彈性懸掛結(jié)構(gòu)從上方懸掛試件工作臺(tái)(1)。
全文摘要
一種三軸六自由度振動(dòng)試驗(yàn)裝置，包括一個(gè)試件工作臺(tái)，以試件工作臺(tái)的重心為坐標(biāo)原點(diǎn)，在水平X軸方向上設(shè)置第一振動(dòng)發(fā)生器，與試件工作臺(tái)間經(jīng)第一球形連接器連接；在水平Y(jié)軸方向上并列設(shè)置第二振動(dòng)發(fā)生器和第三振動(dòng)發(fā)生器，第二振動(dòng)發(fā)生器的振動(dòng)體與試件工作臺(tái)間經(jīng)第二球形連接器連接，第三振動(dòng)發(fā)生器的振動(dòng)體與試件工作臺(tái)間經(jīng)第三球形連接器連接；在Z軸方向上并列設(shè)置第四振動(dòng)發(fā)生器和第五振動(dòng)發(fā)生器，第四振動(dòng)發(fā)生器的振動(dòng)體與試件工作臺(tái)底面間經(jīng)第四球形連接器連接，第五振動(dòng)發(fā)生器的振動(dòng)體與試件工作臺(tái)底面間經(jīng)第五球形連接器連接。本發(fā)明能模擬出真實(shí)環(huán)境下X、Y、Z三軸六自由度復(fù)合振動(dòng)環(huán)境，更準(zhǔn)確復(fù)現(xiàn)真實(shí)工況，最接近自然真實(shí)的環(huán)境，大幅提升振動(dòng)試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。
文檔編號(hào)G01M7/06GK101281088SQ20081010804
公開(kāi)日2008年10月8日 申請(qǐng)日期2008年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月13日
發(fā)明者平 李, 武元楨, 濮龍鋒 申請(qǐng)人:蘇州試驗(yàn)儀器總廠(chǎng)