专利名称：用于多参数复合试验环境的离心机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于多参数复合试验环境的离心机。
背景技术：
随着科学技术，特别是航空航天技术的发展，对机电元器件产品的可靠性要求越 来越高。而这些元器件产品的应用环境越来越复杂，如航天器在发射和再入大气层飞行时， 会受到诸如线加速度、温度、振动、噪声等复合环境因素的影响。为保证航天器能够在飞行 中正常工作，要求其表面材料及内部电子仪器设备等必须经受得起这种外在的冲击。具有 廉价、高效、可控、可重复等优点的环境试验对于检测产品对环境冲击的响应具有十分重要 的意义。在进行多参数复合试验中的线加速度参数都是依靠线加速度试验机的旋转产生 离心加速度来模拟的。用于多参数复合试验环境的离心机的内部结构很少公开，而且离心 机的机臂都是长臂式，工作的时候维持机臂平衡难度较大，需要用很大的配重来实现静平 衡和动平衡，需要动力源的功率较大和专门的减速器，离心机占用的空间大。这种机臂结构 导致了很难在机臂上安装较多的器件，也就很难进行较多环境的复合试验。
发明内容
为克服现有技术的机体占用空间大，机臂容量小，难以进行多环境因素的复合试 验，本发明提供了一种机体占用空间小，机臂容量大，能承载多种环境仓的用于多参数复合 试验环境的离心机。用于多参数复合试验环境的离心机，包括机座，固定于所述的机座上的驱动电机， 承载多参数复合试验器件的机臂，和将所述的驱动电机的动力传递至所述的机臂的传动机 构，固定在机臂上的静平衡质量块和安装于所述的机臂上、实现自适应动平衡的动平衡执 行机构；
其特征在于所述的机臂呈圆盘形，所述的机臂上均勻地设有腹板，所述的复合参数试 验器件安装于所述的腹板上；
所述的传动机构包括与所述的驱动电机的输出轴连接的带传动机构和与所述的机臂 连接的齿轮机构；所述的齿轮机构包括与从动带轮同轴的小齿轮和与所述的机臂固接的大 齿轮；
所述的大齿轮的上表面与所述的机臂的底面通过螺栓连接，所述的大齿轮的下表面设 有容纳一能为大齿轮提供轴向支承的推力球轴承的环形槽，所述的大齿轮通过所述的推力 球轴承与所述的机座连接，所述的大齿轮的下表面与所述的机座之间有间隙；
所述的大齿轮的中心设有圆形通孔，所述的通孔的底部向内延伸形成一圈用于安装一 能限制所述的大齿轮的径向自由度和竖直向上自由度的角接触球轴承的台阶，所述的角接 触球轴承的上方设有与所述的机座固接、以压紧所述的角接触球轴承的盖板； 所述的驱动电机和传动机构安装于所述的机座内部。
进一步，所述的大齿轮的上表面设有定位环形凸台，所述的机臂的底部设有与所 述的凸台适配的环形凹槽。进一步，所述的机座上固定有与所述的机臂连接、以防止灰尘进入传动机构中的 密封盖，所述的密封盖与所述的机臂之间为可转动的迷宫式密封连接。进一步，所述的机臂的外缘固定有防止安装于机臂的器件飞出的保护圈，所述的 保护圈的内圆周上均勻地分布有保证其刚度的肋板；所述的肋板与所述的机臂固接。进一步，所述的大齿轮的通孔内设有为各试验器件供气、且机臂上的输气管能跟 随机臂转动的旋转供气机构，所述的旋转供气机构包括呈中空状的导电滑环和连通机臂上 的输气管与外部气源的旋转接头，所述的旋转接头位于所述的导电滑环内部；
所述的导电滑环的定圈与一安装座固接，所述的安装座固定于所述的机座上，所述的 导电滑环的动圈与所述的大齿轮联动；所述的导电滑环的动圈与一旋转法兰固接，所述的 旋转法兰与所述的大齿轮固接；
所述的旋转接头的定圈与所述的安装座固接，所述的旋转接头的动圈与所述的输气管 连接；
所述的安装座位于所述的角接触球轴承内，且与所述的角接触球轴承的内圈配合，所 述的盖板与所述的安装座固接。进一步，所述的动平衡执行机构包括分别沿两个方向调节其动平衡质量块的动平 衡执行单元，所述的动平衡执行单元包括固定于所述的机臂上的底座，固定在所述的底座 上的导轨，与所述的导轨滑动连接的滑块和推动所述的滑块沿所述的导轨往复运动的动平 衡传动机构，所述的动平衡质量块固接与所述的滑块上，所述的动平衡执行单元的两个调 节方向垂直；
所述的机臂外设有采集由不平衡量引起的机臂的周期性振动响应的采集装置，所述的 采集装置与一能获取不同的平衡量引起的振动响应的幅值和相位、并根据所述的幅值和相 位计算出机臂的原始不平衡量和各滑块的移动方向和移动距离的处理器连接，所述的动平 衡执行单元受控于所属的处理器。进一步，所述的机臂上设有两个动平衡执行单元，两个动平衡执行单元的导轨相
互垂直。或者，所述的机臂上均勻分布有四个动平衡执行单元，相对的两个动平衡执行单 元的导轨共线、滑块的移动方向相反；相邻的两个动平衡执行单元的导轨相互垂直。进一步，所述的采集装置包括设置在小齿轮转轴上、能将小齿轮的转速转换成脉 冲序列信号的光电编码器，与所述的光电编码器连接的数据采集卡，与所述的数据采集卡 连接、并感应机臂是否发生振动并获取振动信号的振动传感器和触发所述的数据采集卡、 使其开始采样的触发机构；
将所述的光电编码器输出的脉冲序列信号作为数据采集卡的外时钟信号，将所述的振 动传感器输出的振动信号作为数据采集卡的输入信号，将根据所述的外时钟信号对所述的 振动信号进行采样后得到的采样信号作为所述的数据采集卡的输出信号，所述的采样信号 输入所述的处理器中；所述的振动传感器为电涡流传感器。进一步，所述的触发机构包括固定于所述的机臂的保护圈上的磁钢和与所述的数 据采集卡连接的霍尔开关，所述的机臂每转一转，所述的霍尔开关与所述的磁钢相遇一次，所述的霍尔开关与所述的磁钢相遇时发出的脉冲触发所述的数据采集卡进行采样。进一步，所述的动平衡传动机构包括步进电机和丝杠机构，丝杠与所述的步进电 机的输出轴连接，丝杆螺母与所述的质量块固接；所述的丝杠的两侧分别上设有限制滑块 移动范围的限位开关，所述的丝杠的两端分别通过支承座与底座连接，所述的支承座与所 述的丝杆之间设有轴承，所述的支承座固定于所述的底座；所述的步进电机受控于所述的 处理器。进一步，所述的光电编码器输出的脉冲信号输入一检测机臂转速的变频器中，所 述的变频器内预设有机臂的标准转速，所述的驱动电机受控于所述的变频器。进一步，所述的机座呈中空的圆台状，所述的推力球轴承和安装座均与机座的上 面板连接，所述的机座的底部设有保证机座安装基准水平的调整块，所述的机座的圆周上 均勻地设置有支撑肋板，相邻的支撑肋板之间的机座壁上设有便于安装施工的开口。进一步，所述的带传动机构为同步带传动。本发明的技术构思是使用圆盘形的机臂，增大了机臂的容量，使离心机能安装更 多的试验器件。在机臂上设置腹板、以保证机臂的刚性。直接由大齿轮带动机臂转动，并通过在大齿轮内部安装推力球轴承，使齿轮传动 机构不但为机臂提供了转矩，而且限制了大齿轮在竖直方向的自由度，并为大齿轮和机臂 提供了向上的支撑力，增大机臂的承载重量，使得安装更多的试验器件成为可能。在大齿轮 内安装角接触球轴承，并通过盖板压紧角接触球轴承的内圈，限制了大齿轮的径向自由度 和竖直向上的自由度，完全固定大齿轮的位置，保证机臂的旋转中心固定。将大齿轮的下表 面设计为圆台状，以在大齿轮内部提供更大的安装空间并减小大齿轮的质量和转动惯量。 在大齿轮中部均勻地开设通孔，以减轻齿轮的质量和转动惯量。本发明通过设置导电滑环和旋转接头，实现了对离心机内部的试验器件的旋转供 电和旋转供气的同时，外部电源和外部气源及其连接线、连接管无需旋转，保证离心机工作可靠。将光电编码器输出的脉冲信号输入变频器中，以便将实际转速与变频器中预设的 标准转速比较，若实际转速大于标准转速，则使驱动电机的转速加快；若实际转速大于标准 转速，则使驱动电机的转速变慢。这样，就能保证离心机产生的线加速度始终处于稳定状 态。通过在机臂上安装动平衡执行机构，通过分析机臂的由不平衡量引起的振动响应 来获取动平衡执行单元的调整参数，使机臂达到动平衡。当机臂的转速和质量分布发生变 化时，机臂的振动响应也相应的发生变化，处理器将重新分析、计算振动响应，重新移动动 平衡执行机构的滑块，使机臂重新达到动平衡。本发明具有机体占用空间小，机臂容量大，能承载多种环境舱，能实现机臂的自适 应动平衡的优点。
图1为本发明的立体图。图2为本发明的剖视图。图3为大齿轮的从上向下看的示意图。
图4为大齿轮的从下向上看的示意图。图5为大齿轮的剖视图。图6为机臂的从上向下看的示意图。图7为机臂的从下向上看的示意图。图8为机臂的剖视图。图9为图1的A部放大图。图10为两个动平衡执行单元安装于机臂上的示意图。图11为四个动平衡执行单元安装于机臂上的示意图。图12为动平衡执行单元的剖视图。图13为动平衡执行机构的控制流程图。
具体实施例方式实施例一
参照图1-9
用于多参数复合试验环境的离心机，包括机座1，固定于所述的机座上的驱动电机2， 承载复合参数试验器件的机臂3，将所述的驱动电机2的动力传递至所述的机臂3的传动机 构，固定在机臂上的静平衡质量块5和安装于所述的机臂3上、实现自适应动平衡的动平衡 执行机构4 ；
所述的机臂3呈圆盘形，所述的机臂3上均勻地设有腹板31，所述的复合参数试验器件 安装于所述的腹板31上；
所述的传动机构包括与所述的驱动电机2的输出轴连接的带传动机构61和与所述的 机臂3连接的齿轮机构；所述的齿轮机构包括与从动带轮同轴的小齿轮621和与所述的机 臂3固接的大齿轮622 ；
所述的大齿轮622的上表面与所述的机臂3的底面通过螺栓连接，所述的大齿轮622 的下表面设有容纳一能为大齿轮622提供轴向支撑的推力球轴承63的环形槽6221，所述的 大齿轮622通过所述的推力球轴承63与所述的机座1联接，所述的大齿轮622的下表面与 所述的机座1之间有间隙；
所述的大齿轮622的中心设有圆形通孔6222，所述的通孔6222的底部向内延伸形成一 圈用于安装一能限制所述的大齿轮622的径向自由度的角接触球轴承64的台阶6223，所述 的角接触球轴承64的上方设有与所述的机座1固接、以压紧所述的角接触球轴承64的盖 板65 ；
所述的驱动电机2和传动机构安装于所述的机座1内部。所述的大齿轮622的上表面设有定位环形凸台6224，所述的机臂3的底部设有与 所述的凸台6224适配的环形凹槽33。所述的机座1上固定有与所述的机臂3连接、以防止灰尘进入传动机构中的密封 盖7，所述的密封盖7与所述的机臂3之间为可转动的迷宫式密封连接。所述的机臂1的外缘固定有防止安装于机臂的器件飞出的保护圈32，所述的保护 圈32的内圆周上均勻地分布有保证其刚度的肋板321 ；所述的肋板321与所述的机臂1固接。
7
所述的机座1呈中空的圆台状，所述的推力球轴承63与机座1的上面板连接，所 述的机座1的底部设有保证机座1安装基准水平的调整块8，所述的机座1的圆周上均勻地 设置有支撑肋板11，相邻的支撑肋板11之间的机座壁上设有便于安装施工的开口。所述的带传动机构为同步带传动。本发明的技术构思是使用圆盘形的机臂3，增大了机臂3的容量，使离心机能安 装更多的试验器件。在机臂上设置腹板31、以保证机臂3的刚性。直接由大齿轮622带动机臂3转动，并通过在大齿轮622内部安装推力球轴承63， 使齿轮传动机构不但为机臂3提供了转矩，而且限制了大齿轮622在竖直方向的自由度，并 为大齿轮622和机臂3提供了向上的支撑力，增大机臂3的承载重量，使得安装更多的试验 器件成为可能。在大齿轮622内安装角接触球轴承64，并通过盖板65压紧大齿轮622，限 制了大齿轮622的径向自由度和竖直向上的自由度，完全固定大齿轮622的位置，保证机臂 3的旋转中心固定。将大齿轮622的下表面设置为圆台状，以在大齿轮内部提供更大的安装 空间并减小大齿轮的质量和转动惯量。还可以在大齿轮均勻的开设通孔，以减小大齿轮的 质量和转动惯量。实施例二 参照图9
本实施例与实施例一的区别之处在于所述的大齿轮622的通孔6222内设有为各试验 器件供气、且机臂上的输气管能跟随机臂3转动的旋转供气机构，所述的旋转供气机构包 括呈中空状的导电滑环91和连通输气管与外部气源的旋转接头92，所述的旋转接头92位 于所述的导电滑环91内部；
所述的导电滑环91的定圈与一安装座93固接，所述的安装座93固定于所述的机座1， 所述的导电滑环91的动圈与所述的大齿轮622联动；所述的导电滑环91的动圈与一旋转 法兰94固接，所述的旋转法兰94与所述的大齿轮622固接；
所述的旋转接头92的定圈与所述的安装座93固接，所述的旋转接头92的动圈与所述 的输气管连接；
所述的安装座93位于所述的角接触球轴承64内，且与所述的角接触球轴承64的内圈 配合，所述的盖板65与所述的安装座93固接。其余与实施例一相同。本实施例的技术构思是通过设置导电滑环和旋转接头，实现了对离心机内部的 试验器件的旋转供气的同时，外部电源和外部气源及其连接线、连接管无需旋转，保证离心 机工作可靠。实施例三 参照图10、12、13
本发明与实施例二的区别之处在于所述的动平衡执行机构4包括分别沿两个方向调 节其动平衡质量块44的动平衡执行单元，所述的动平衡执行单元包括固定于所述的机臂3 上的底座41，固定在所述的底座41上的导轨42，与所述的导轨42滑动连接的滑块43和推 动所述的滑块43沿所述的导轨往复运动的动平衡传动机构，所述的动平衡质量块44固接 与所述的滑块43上，所述的动平衡执行单元的两个调节方向垂直；
所述的机臂3外设有采集由不平衡量引起的机臂3的周期性振动响应的采集装置，所 述的采集装置与一能获取不同的平衡量引起的振动响应的幅值和相位、并根据所述的幅值和相位计算出机臂的原始不平衡量和各滑块的移动方向和移动距离的处理器46连接，各 执行单元的传动机构受控于所述的处理器46。所述的机臂3上设有两个动平衡执行单元，两个动平衡执行单元的导轨42相互垂直。所述的采集装置包括设置在小齿轮转轴上、能将小齿轮622的转速转换成脉冲序 列信号的光电编码器410，与所述的光电编码器410连接的数据采集卡47，与所述的数据采 集卡47连接、并感应机臂3是否发生振动并获取振动信号的振动传感器48和触发所述的 数据采集卡、使其开始采样的触发机构；
将所述的光电编码器410输出的脉冲序列信号作为数据采集卡47的外时钟信号，将 所述的振动传感器48输出的振动信号作为数据采集卡47的输入信号，将根据所述的外时 钟信号对所述的振动信号进行采样后得到的采样信号作为所述的数据采集卡47的输出信 号，所述的采样信号输入所述的处理器46中；所述的振动传感器48为电涡流传感器。所述的触发机构包括固定于所述的机臂3的保护圈32上、与任一动平衡执行单元 的导轨42共线的磁钢491和与所述的数据采集卡47连接的霍尔开关492，所述的机臂3每 转一转，所述的霍尔开关492与所述的磁钢491相遇一次，所述的霍尔开关492与所述的磁 钢491相遇时发出的脉冲触发所述的数据采集卡47进行采样。所述的动平衡传动机构包括步进电机451和丝杠机构，丝杠452与所述的步进电 机451的输出轴连接，丝杆螺母453与所述的质量块44固接；所述的丝杠452的两侧分别 上设有限制滑块43移动范围的限位开关454，所述的丝杠452的两端分别通过支承座455 与底座连接，所述的支承座455与所述的丝杆451之间设有轴承456，所述的支承座455固 定于所述的底座41 ；所述的步进电机451受控于所述的执行模块。其余与实施例二相同。本实施例的技术构思是通过在机臂上安装动平衡执行机构，通过分析机臂的由 不平衡量引起的振动响应来获取动平衡执行单元的调整参数，使机臂达到动平衡。当机臂 的转速和质量分布发生变化时，机臂的振动响应也相应的发生变化，处理器将重新分析、计 算振动响应，重新移动动平衡执行机构的滑块，使机臂重新达到动平衡。本实施例中的处理器的处理步骤为
(1)、光电编码器将小齿轮转轴当前转速转换成脉冲序列信号，保证机臂每转一转，不 论机臂转速高低，脉冲序列中的脉冲数一样，实时记录所述的脉冲序列信号；
(2)、以磁钢作为机臂上的标记，磁钢与霍尔开关相遇时发出一个脉冲信号， 触发数据采集卡开始工作；规定以机臂的回转中心为原点，磁钢和原点的连线为 λ轴，从所述的原点到所述的标记处的方向为+ ζ向，并按照右手定则找到^轴和+ 7向；
(3)、离心机在投入使用前，需要获取机臂的加工误差曲线，并将所述的加工误差曲线 作为系统误差保存下来；使机臂在极低的转速下转几转，使动不平衡量引起的振动的大小 几乎为0，以当前脉冲序列信号作为数据采集卡的外时钟信号，以标记发出的脉冲信号作 为数据采集卡的触发信号，对所述的机臂加工误差曲线进行整周期采样，采样机臂转动的
转数为Nr ,转子每转一转，数据采集卡整周期采样、h个点，获得造成机臂的加工误差曲线 Z3⑷(《 = 1，2，…JVrA^3),记录所述的加工误差曲线；
(4)、使离心机处于正常工作状态，获取机臂的不平衡量引起的第一振动信号，以当前
(6)、根据步骤(4)和步骤(5)得出的第一、第二振动响应曲线的幅值和相位，以及各滑 块的移动方向和位移量，使用影响系数法计算出机臂的原始不平衡量
根据所述的原始不平衡量，并分别取其在两个滑块移动方向上的投影为K、^ ,即
U= K+JW,,得出为使离心机达到动平衡、各动平衡执行机构的滑块需移动的方向和距 离，计算公式如下
其中 < 为正表示向+ x方向移动，为负表示向-ζ方向移动名为正表示向方向移
脉冲序列信号作为数据采集卡的外时钟信号，以标记发出的脉冲作为数据采集卡的触发信 号，对所述的第一振动信号采样，采样机臂转动的转数及每转的采样点数和步骤(3)中一
样，分别为AZr和乂，获得第一振动响应曲线巧(《) ( 二^，…^^力/^；去除第一振动响应曲 线中的加工误差A( ) =ζ“η)-ζ3(η) (η = ,2,-NrMs),
利用自动跟踪相关滤波法消除干扰信号、并获取第一振动响应曲线的幅值和相位分别
为
(5)、分别移动χ、Υ轴向上的动平衡执行单元的滑块，并记录两个轴向上滑块移动的 位移量分别为χ、7 ,其中如果位移量为正表示向正方向移动，为负表示向负方向移动；
获取机臂当前的不平衡量引起的第二振动信号，以当前脉冲序列信号作为数据采 集卡的外时钟信号，以标记发出的脉冲作为数据采集卡的触发信号对所述的第二振动
信号采样，采样机臂转动的转数及每转的采样点数和步骤(3)中一样，分别为力^和Ws
，获得第二振动响应曲线巧(β) ( = 1,2，…去除第二振动响应曲线中的加工误差
),利用自动跟踪相关滤波法消除干扰信号、并获取第
二振动响应曲线的幅值和相位分别为动，为负表示向方向移动为步骤(5)中两个滑块移动的位移量; 为移动部分质 量，移动部分包括滑块、丝杆螺母、动平衡质量块和联接用的螺栓螺母；
(7)、使各动平衡执行机构的滑块移动至要求的位置；获取离心机当前的振动响应，判 断当前振动是否处于振动允许范围内，若是，则保持各滑块的位置；若否，则返回步骤(4)。步骤(7)中，在移动滑块前，先判断滑块是否会被移动到导轨之外若是，则发出 报警，并提示无法完成动平衡；若否，则移动滑块。实施例四 参照图11、12、13
本实施例与实施例三的区别之处在于所述的机臂3上均勻分布有四个动平衡执行单 元，相对的两个动平衡执行单元的导轨共线、滑块的移动方向相反；相邻的两个动平衡执行 单元的导轨相互垂直。其余与实施例三相同。实施例五
本发明与实施例三的区别之处在于所述的光电编码器410输出的脉冲信号输入一检 测机臂转速的变频器10中，所述的变频器10内预设有机臂的标准转速，所述的驱动电机2 受控于所述的变频器10。其余与实施例三相同。本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保 护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技 术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。
权利要求
用于多参数复合试验环境的离心机，包括机座，固定于所述的机座上的驱动电机，承载多参数复合试验器件的机臂，和将所述的驱动电机的动力传递至所述的机臂的传动机构，固定在机臂上的静平衡质量块和安装于所述的机臂上、实现自适应动平衡的动平衡执行机构；其特征在于所述的机臂呈圆盘形，所述的机臂上均匀地设有腹板，所述的复合参数试验器件安装于所述的腹板上；所述的传动机构包括与所述的驱动电机的输出轴连接的带传动机构和与所述的机臂连接的齿轮机构；所述的齿轮机构包括与从动带轮同轴的小齿轮和与所述的机臂固接的大齿轮；所述的大齿轮的上表面与所述的机臂的底面通过螺栓连接，所述的大齿轮的下表面设有容纳一能为大齿轮提供轴向支承的推力球轴承的环形槽，所述的大齿轮通过所述的推力球轴承与所述的机座连接，所述的大齿轮的下表面与所述的机座之间有间隙；所述的大齿轮的中心设有圆形通孔，所述的通孔的底部向内延伸形成一圈用于安装一能限制所述的大齿轮的径向自由度和竖直向上自由度的角接触球轴承的台阶，所述的角接触球轴承的上方设有与所述的机座固接、以压紧所述的角接触球轴承的盖板；所述的驱动电机和传动机构安装于所述的机座内部。
2.如权利要求1所述的用于多参数复合试验环境的离心机，其特征在于所述的大齿 轮的上表面设有定位环形凸台，所述的机臂的底部设有与所述的凸台适配的环形凹槽。
3.如权利要求2所述的用于多参数复合试验环境的离心机，其特征在于所述的机座 上固定有与所述的机臂连接、以防止灰尘进入传动机构中的密封盖，所述的密封盖与所述 的机臂之间为可转动的迷宫式密封连接；所述的机臂的外缘固定有防止安装于机臂的器件飞出的保护圈，所述的保护圈的内圆 周上均勻地分布有保证其刚度的肋板；所述的肋板与所述的机臂固接；所述的机座呈中空的圆台状，所述的推力球轴承和安装座均与机座的上面板连接，所 述的机座的底部设有保证机座安装基准水平的调整块，所述的机座的圆周上均勻地设置有 支撑肋板，相邻的支撑肋板之间的机座壁上设有便于安装施工的开口。
4.如权利要求1-3之一所述的用于多参数复合试验环境的离心机，其特征在于所述 的大齿轮的通孔内设有为各试验器件供气、且机臂上的输气管能跟随机臂转动的旋转供气 机构，所述的旋转供气机构包括呈中空状的导电滑环和连通机臂上的输气管与外部气源的 旋转接头，所述的旋转接头位于所述的导电滑环内部；所述的导电滑环的定圈与一安装座固接，所述的安装座固定于所述的机座上，所述的 导电滑环的动圈与所述的大齿轮联动；所述的导电滑环的动圈与一旋转法兰固接，所述的 旋转法兰与所述的大齿轮固接；所述的旋转接头的定圈与所述的安装座固接，所述的旋转接头的动圈与所述的输气管 连接；所述的安装座位于所述的角接触球轴承内，且与所述的角接触球轴承的内圈配合，所 述的盖板与所述的安装座固接。
5.如权利要求4所述的用于多参数复合试验环境的离心机，其特征在于所述的动平 衡执行机构包括分别沿两个方向调节其动平衡质量块的动平衡执行单元，所述的动平衡执行单元包括固定于所述的机臂上的底座，固定在所述的底座上的导轨，与所述的导轨滑动 连接的滑块和推动所述的滑块沿所述的导轨往复运动的动平衡传动机构，所述的动平衡质 量块固接与所述的滑块上，所述的动平衡执行单元的两个调节方向垂直；所述的机臂外设有采集由不平衡量引起的机臂的周期性振动响应的采集装置，所述的 采集装置与一能获取不同的平衡量引起的振动响应的幅值和相位、并根据所述的幅值和相 位计算出机臂的原始不平衡量和各滑块的移动方向和移动距离的处理器连接，所述的动平 衡执行单元受控于所属的处理器。
6.如权利要求5所述的用于多参数复合试验环境的离心机，其特征在于所述的机臂 上设有两个动平衡执行单元，两个动平衡执行单元的导轨相互垂直。
7.如权利要求5所述的用于多参数复合试验环境的离心机，其特征在于所述的机臂 上均勻分布有四个动平衡执行单元，相对的两个动平衡执行单元的导轨共线、滑块的移动 方向相反；相邻的两个动平衡执行单元的导轨相互垂直。
8.如权利要求7所述的用于多参数复合试验环境的离心机，其特征在于所述的采集 装置包括设置在所小齿轮转轴上、能将小齿轮的转速转换成脉冲序列信号的光电编码器， 与所述的光电编码器连接的数据采集卡，与所述的数据采集卡连接、并感应机臂是否发生 振动并获取振动信号的振动传感器和触发所述的数据采集卡、使其开始采样的触发机构；将所述的光电编码器输出的脉冲信号作为数据采集卡的时钟信号，将所述的振动传感 器输出的振动信号作为数据采集卡的输入信号，将根据所述的外时钟信号对所述的振动信 号进行采样后得到的采样信号作为所述的数据采集卡的输出信号，所述的采样信号输入所 述的处理器中；所述的振动传感器为电涡流传感器；所述的触发机构包括固定于所述的机臂的保护圈上的磁钢和与所述的数据采集卡连 接的霍尔开关，所述的机臂每转一转，所述的霍尔开关与所述的磁钢相遇一次，所述的霍尔 开关与所述的磁钢相遇时发出的脉冲触发所述的数据采集卡。
9.如权利要求8所述的用于多参数复合试验环境的离心机，其特征在于所述的动平 衡传动机构包括步进电机和丝杠机构，丝杠与所述的步进电机的输出轴连接，丝杆螺母与 所述的质量块固接；所述的丝杠的两侧分别上设有限制滑块移动范围的限位开关，所述的 丝杠的两端分别通过支承座与底座连接，所述的支承座与所述的丝杆之间设有轴承，所述 的支承座固定于所述的底座；所述的步进电机受控于所述的处理器。
10.如权利要求9所述的用于多参数复合试验环境的离心机，其特征在于所述的光电 编码器输出的脉冲信号输入一检测机臂转速的变频器中，所述的变频器内预设有机臂的标 准转速，所述的驱动电机受控于所述的变频器。
全文摘要
用于多参数复合试验环境的离心机，包括机座，驱动电机，机臂，传动机构，及动平衡执行机构；机臂上设腹板；传动机构包括带传动机构和齿轮机构；齿轮机构包括与从动带轮同轴的小齿轮和与机臂固接的大齿轮；大齿轮的上表面与机臂的底面接触，大齿轮的下表面设有容纳一能为大齿轮提供轴向支撑的推力球轴承的环形槽，大齿轮通过推力球轴承与机座连接，大齿轮的下表面与机座之间有间隙；大齿轮设通孔，通孔的底部向内延伸形成安装角接触球轴承的台阶，角接触球轴承的上方设有与机座固接、以压紧角接触球轴承的盖板；驱动电机和传动机构安装于机座内部。本发明具有机体占用空间小，机臂容量大，能承载多种环境舱，能实现机臂的自适应动平衡的优点。
文档编号G01N17/00GK101915653SQ20101024228
公开日2010年12月15日 申请日期2010年8月2日 优先权日2010年8月2日
发明者何闻, 沈润杰, 荣左超, 贾叔仕 申请人:浙江大学