一种载运工具安全玻璃多维振动与冲击环境模拟平台的制作方法
【专利摘要】本发明涉及安全玻璃性能检测设备，特指一种载运工具安全玻璃多维振动与冲击环境模拟平台，由振动平台、球形钢丝绳弹簧、立柱、底板、锥面支架、单轴向激振器、静压球头、小齿轮、轴端挡圈、螺母、键、液压马达、支脚、油管和液压泵站及控制台组成；通过调节单轴向激振器自身的动力参数、单轴向激振器绕锥面支架的轴线方向转动参数和单轴向激振器的振动轴线方向与锥面支架的轴线方向倾斜夹角大小，可使振动平台获得不同的振动与冲击输出，从而使安全玻璃获得合适的振动与冲击激励，完美的再现载运工具实际工况环境来进行安全玻璃的振动与冲击疲劳性能试验。本发明具有结构简单、成本低，装配、调整、维护简单等特点，能实现空间六维任意方向上的振动与冲击环境模拟。
【专利说明】一种载运工具安全玻璃多维振动与冲击环境模拟平台
【技术领域】
[0001]本发明涉及安全玻璃性能检测设备，特指一种一种载运工具安全玻璃多维振动与冲击环境模拟平台，可同时实现空间多维振动与冲击。
【背景技术】
[0002]在广义上，安全玻璃是指能够使发生自然灾害和准自然灾害所产生的对安全的破坏，以及由于人的有目的参于而引起的对安全的破坏，而造成的各种对人体和财产的伤害，降低到最低程度的玻璃的总和；通常，在实际应用中，安全玻璃是指通过各种增强处理，如钢化、夹层、与其他高强透明材料复合、采用特殊玻璃成分以及经过特殊处理而制成的玻璃；而人们的普遍意识中，安全玻璃是指将普通平板玻璃或浮法玻璃经特殊加工后使具有一定安全性的玻璃，通常不包括采用特殊成分而具有特殊防护功能的玻璃，如防X射线的铅玻璃等；此时的安全玻璃通常具有机械强度高、抗冲击、抗热震、破碎时形成无尖锐的棱角的颗粒或碎片不飞溅、为掉落的特点，能有效防止冲击、爆炸、弹击、静压爆破及火灾等原因引起的对人体的伤害；从狭义上说，安全玻璃是一类经剧烈振动或撞击不破碎，即使破碎也不易伤人的玻璃，包括钢化玻璃、夹层玻璃等。
[0003]目前，安全玻璃广泛应用于汽车、火车、飞机等载运工具和特种建筑物的门窗等；汽车、火车、飞机等载运工具广泛采用安全玻璃，由于载运工具工作过程中承受复杂的空间多维振动和冲击环境，易导致安全玻璃疲劳破坏，夹层玻璃结合松脱，夹层真空玻璃真空失效，夹丝玻璃金属丝的断裂等破坏，严重影响到安全玻璃的性能和使用寿命；对安全玻璃的性能检测越来越受到工程界的高度重视，相关的安全玻璃性能检测设备需求也越来越强烈。
[0004]随着汽车、火车、飞机等载运工具的高速化、轻量化发展，应用于载运工具的安全玻璃，工作过程中承受的是复杂的空间多维振动和冲击环境，真实的再现其振动和冲击工作环境进行疲劳试验非常重要；近年来，随着力学环境振动与冲击试验等【技术领域】应用研究的不断深入，多维振动和冲击的优点越来越得到了科技工作者的认可，多维振动与冲击平台技术研究成为了近年来振动【技术领域】的研究热点，如一种四自由度混联振动筛(专利号:200920143613)、一类并联机构多维激振台(专利号:200710022938)、一种四自由度振动铸造机(专利号:201120024458.2)、三维并联振动铸造机(专利号:201120089524.4)、振动台三向激振平台的连接机构(专利号:200820005028.4)、平面静压式传振解耦装置及三轴向振动复合试验台(申请号:201210343875.2)等。
[0005]上述的多维振动平台均采用并联机构为主体机械结构，采用振动电机或单轴向激振器替代并联机构原动件，将并联机构各原动件处的单轴向振动经并联机构约束转换后，形成振动平台的多轴向振动复合输出，由于其实现的多轴向振动都是沿确定坐标系方向的单轴向振动的合成，需要采用复杂的控制系统和多个单轴向激振器，导致其结构复杂、成本高、维护和使用不便，难以推广应用。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是为汽车、火车、飞机等载运工具安全玻璃的振动与冲击环境疲劳性能试验，提供一种能实现空间六轴向振动与冲击的多维振动与冲击环境模拟平台。
[0007]为了实现以上目的，本发明采用以下技术方案来实现。
[0008]一种载运工具安全玻璃多维振动与冲击环境模拟平台，由振动平台、球形钢丝绳弹簧、立柱、底板、锥面支架、单轴向激振器、静压球头、大小齿轮、液压马达、支脚、油管和液压泵站及控制台组成；其中立柱、底板和支脚从上至下相互固定连接构成一种载运工具安全玻璃多维振动与冲击环境模拟平台的刚性框架，振动平台通过四个球形钢丝绳弹簧安放于立柱上，构成六维弹性支撑；所述的底板的上表面上设有液体静压承载油腔的圆锥形支撑面，所述的锥面支架由圆锥面和平面两部分组成，其圆锥面部分安放于底板的圆锥形支撑面上构成向心推力液体静压润滑滑动轴承，并使锥面支架可相对于底板产生绕圆锥轴线的转动；所述锥面支架的平面部分加工有内大齿轮，与小齿轮构成内啮合齿轮传动，由固定于底板的液压马达驱动，实现锥面支架相对于底板绕圆锥轴线的转动；单轴向激振器下端与锥面支架固定，上端通过静压球头与振动平台连接，单轴向激振器的振动轴线方向与锥面支架的轴线方向倾斜一定的夹角，且该夹角的大小O度至60度，可根据需要人工调节；工作时，单轴向激振器产生单轴线方向的振动与冲击，通过液压马达驱动齿轮传动，转动锥面支架，带动单轴向激振器一起绕锥面支架的轴线方向转动，结合单轴向激振器的振动轴线方向与锥面支架的轴线方向倾斜的特定夹角，来实现空间六维任意方向上的振动与冲击环境模拟。
[0009]本发明结构简单、成本低，装配、调整、维护简单易行，能实现空间六维任意方向上的振动与冲击环境模拟，还可通过调节单轴向激振器的动力参数和单轴向激振器的振动轴线方向与锥面支架的轴线方向倾斜夹角大小，使振动平台获得不同的振动与冲击输出，从而使安全玻璃获得合适的振动与冲击激励，完美的再现实际工况环境进行振动与冲击疲劳性能试验。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1为本发明的多维振动与冲击环境模拟平台系统结构示意图；
图2为图1拆去振动平台后的机械结构俯视图；
图3为图1拆去振动平台后的机械结构仰视图；
图4为底板结构图；
图中:1.振动平台；2.球形钢丝绳弹簧；3.立柱；4.底板；5.锥面支架；6.单轴向激振器；7.静压球头；8.小齿轮；9.轴端挡圈；10.螺母；11.键；12.液压马达；13.支脚；14.油管；15.液压泵站及控制台。
【具体实施方式】
[0011]如图1、图2、图3和图4所不,一种载运工具安全玻璃多维振动与冲击环境模拟平台，由振动平台1、球形钢丝绳弹簧2、立柱3、底板4、锥面支架5、单轴向激振器6、静压球头
7、小齿轮8、轴端挡圈9、螺母10、键11、液压马达12、支脚13、油管14和液压泵站及控制台15组成。其中:振动平台I通过螺栓固定在球形钢丝绳弹簧2的顶面，球形钢丝绳弹簧2的底面通过螺栓固定在立柱3顶面上，立柱3底面通过螺栓固定在底板4的上表面，支脚13通过螺栓固定在底板4的下表面；所述的底板4的上表面上设有圆锥形的支撑面，圆锥形支撑面上开设有液体静压承载油腔；所述的锥面支架5由圆锥面和平面两部分组成，其圆锥面部分安放于底板4的圆锥形支撑面上，并与底板4及其圆锥形支撑面上开设的液体静压承载油腔一起构成了向心推力液体静压润滑滑动轴承；所述锥面支架5的平面部分加工有内大齿轮，与小齿轮8构成内啮合齿轮传动；小齿轮8通过键11与液压马达12的输出轴周向固定，轴端挡圈9轴向压紧小齿轮8并由螺母10实现与液压马达12的输出轴轴向固定；液压马达12通过螺钉固定在底板4的下表面；静压球头7通过螺钉固定在振动平台I的下表面，单轴向激振器6的下端通过螺钉固定在锥面支架5的圆锥面内侧，单轴向激振器6的上端与静压球头7的球头部分螺纹固定连接；液压泵站及控制台15通过油管14连接液压马达12、静压球头7和底板4的液体静压承载油腔。
[0012]工作时，先将安全玻璃及其支撑架一起固定在振动平台I上，然后根据安全玻璃的使用性能要，和不同载运工具工作过程中承受的振动与冲击特性来确定振动平台I的振动与冲击的方向、激振力大小、振动幅度、振动频率和振动时间等参数，进行多维振动与冲击环境疲劳试验；试验方法非本发明的主要保护对象，这里不再详述。
[0013]以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点；本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内；本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【权利要求】
1.一种载运工具安全玻璃多维振动与冲击环境模拟平台，其特征在于:所述模拟平台包括振动平台、球形钢丝绳弹簧、立柱、底板、锥面支架、单轴向激振器、静压球头、大小齿轮、液压马达、支脚、油管和液压泵站及控制台组成；其中立柱、底板和支脚从上至下相互固定连接构成一种载运工具安全玻璃多维振动与冲击环境模拟平台的刚性框架，振动平台通过四个球形钢丝绳弹簧安放于立柱上，构成六维弹性支撑；所述的底板的上表面上设有开有液体静压承载油腔的圆锥形支撑面，所述的锥面支架由圆锥面和平面两部分组成，其圆锥面部分安放于底板的圆锥形支撑面上构成向心推力液体静压润滑滑动轴承，并使锥面支架可相对于底板产生绕圆锥轴线的转动；所述锥面支架的平面部分加工有内大齿轮，与小齿轮构成内啮合齿轮传动，由固定于底板的液压马达驱动，实现锥面支架相对于底板绕圆锥轴线的转动；单轴向激振器下端与锥面支架固定，上端通过静压球头与振动平台连接，单轴向激振器的振动轴线方向与锥面支架的轴线方向倾斜一定的夹角，且该夹角的大小O度至60度；工作时，单轴向激振器产生单轴线方向的振动与冲击，通过液压马达驱动齿轮传动，转动锥面支架，带动单轴向激振器一起绕锥面支架的轴线方向转动，结合单轴向激振器的振动轴线方向与锥面支架的轴线方向倾斜的特定夹角，来实现空间六维任意方向上的振动与冲击环境模拟。
2.如权利要求1所述的一种载运工具安全玻璃多维振动与冲击环境模拟平台，其特征在于:所述的立柱、底板和支脚从上至下相互固定连接指:立柱底面通过螺栓固定在底板两侧的上表面，支脚通过螺栓固定在底板两侧的下表面。
3.如权利要求1所述的一种载运工具安全玻璃多维振动与冲击环境模拟平台，其特征在于:振动平台过螺栓固定在球形钢丝绳弹簧的顶面，球形钢丝绳弹簧的底面通过螺栓固定在立柱顶面上。
4.如权利要求1所述的一种载运工具安全玻璃多维振动与冲击环境模拟平台，其特征在于:所述的圆锥形支撑面一侧上开设有液体静压承载油腔；所述的锥面支架的圆锥面部分安放于底板的圆锥形支撑面上，并与底板及其圆锥形支撑面上开设的液体静压承载油腔一起构成了向心推力液体静压润滑滑动轴承。
5.如权利要求1所述的一种载运工具安全玻璃多维振动与冲击环境模拟平台，其特征在于:所述小齿轮通过键与液压马达的输出轴周向固定，轴端挡圈轴向压紧小齿轮并由螺母I实现与液压马达的输出轴轴向固定；液压马达通过螺钉固定在底板的下表面。
6.如权利要求1所述的一种载运工具安全玻璃多维振动与冲击环境模拟平台，其特征在于:静压球头通过螺钉固定在振动平台的下表面，单轴向激振器的下端通过螺钉固定在锥面支架的圆锥面内侧，单轴向激振器的上端与静压球头的球头部分螺纹固定连接。
7.如权利要求1所述的一种载运工具安全玻璃多维振动与冲击环境模拟平台，其特征在于:液压泵站及控制台通过油管连接液压马达、静压球头和底板的液体静压承载油腔。
【文档编号】G01M7/08GK103542993SQ201310509271
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2013年10月25日 优先权日:2013年10月25日
【发明者】程晓农, 吴贲华, 陈修祥, 王匀, 杨娟, 姜守进 申请人:江苏铁锚玻璃股份有限公司, 江苏大学