一种紧凑型六自由度试验台体的制作方法
【专利摘要】本实用新型提出了一种紧凑型六自由度试验台体。台体的四个边角为倒角形成水平激励凸台（3），在台体对称侧面增加三角形水平激励凸台（2）；在台体侧面、倒角激励面和水平激励凸台（2）侧面设有激励连接孔（4）；台体底面有垂直方向激励连接孔（7），用于连接垂直方向激励设备；台体顶面有待测产品安装孔，用于安装待测产品；台体上部开有凹槽，用于放置待测产品低于其安装面的部分；台体下部开有凹槽，用于平衡由于上部开设凹槽导致的台体质心偏移；台体上部凹槽与下部凹槽不连通；台体下部凹槽内壁设有出沙孔（6），用于台体铸造后出沙。本实用新型的台体能够组成六自由度系统，具有系统紧凑、重量轻，刚度大的特点，完全满足应用需求。
【专利说明】 一种紧凑型六自由度试验台体
【技术领域】
[0001]本实用新型属于振动环境试验领域，具体涉及一种紧凑型六自由度试验台体。
【背景技术】
[0002]在目前航天重要产品的振动环境试验中，均倾向于使用最新的多自由度同时加载的方式进行，即多维振动或多激振器试验技术。与传统的单轴试验方式相比，这种试验更加真实，能有效的检验产品在实际使用的振动环境下的性能，提高产品可靠性。这种应用系统通过需要设计一个试验台体。试验台体用于安装被试产品和与激励设备连接。根据应用需求的不同，六自由度试验系统的台体形式和大小各异。当前试验项目针对的应用为某航天产品的六自由度试验，该产品整体呈井字型，安装面位于底面，但底面中间有凸出。因此，为了实现该产品的六自由度试验，需要设计一个试验台体，能将产品安装在试验台体上，同时台体要方便与多个激励设备相连接，实现六自由度的同时加载。另外，台体还要具有较好的刚度，安装形式方便，重量轻，从而便于实现产品的六自由度试验。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的在于针对现有技术存在的问题，提供一种全自动高速旋盖系统。
[0004]实现本实用新型目的的技术方案如下:
[0005]一种紧凑型六自由度试验台体，台体采用整体铸造方式生产，材料为铝。台体为长方体，在长方体的四个边角为倒角形成水平激励凸台，同时，在长方体对称的两个侧面增加三角形或梯形凸台形成水平激励凸台；在长方体四个侧面、四个倒角激励面和水平激励凸台侧面上均设有激励连接孔；台体底面有垂直方向激励连接孔，用于与垂直方向的激励设备连接；台体顶面有待测产品安装孔，用于安装待测产品；
[0006]台体上部开有一个凹槽，用于放置待测产品低于其安装面的部分；台体下部开有一个凹槽，用于平衡由于上部开设凹槽导致的台体质心偏移；台体上部凹槽与下部凹槽不连通；台体下部凹槽内壁设有出沙孔，用于台体铸造后出沙。
[0007]所述每组激励连接孔为八个，八个激励连接孔呈45°角均匀分布一个圆内，用于与水平方向的激励设备相连接。
[0008]所述台体内部为空腔，空腔内设有加强筋；水平激励凸台内部中空。
[0009]所述台体空腔内设有加强筋，在台体下部凹槽内设有加强筋,与台体腔体内加强筋位置相重合。
[0010]所述侧面三角形凸台上下端面与台体平齐，凸台底面设有开口。
[0011]所述水平激励凸台为三角形。
[0012]所述水平激励凸台为两个、四个或四个以上，两个为一组，每组分别安装在台体对称的两个侧面上，每组的两个凸台以台体顶面中心点为旋转中心成点对称分布。
[0013]所述台体侧面的激励连接孔分别连接有一台激励设备；通过台体底面的垂直方向激励连接孔分别连接一台激励设备。
[0014]所述台体侧面对称的水平倒角激励面的激励连接孔分别连接有一台激励设备，在台体两个水平激励凸台上分别连接一台激励设备；通过台体底面的垂直方向激励连接孔分别连接一台激励设备。
[0015]本实用新型的有益效果在于:本实用新型的紧凑型六自由度试验台体采用整体铸造方式生产，材料为铝合金，具有频率高、重量轻、安装方便灵活的特点，解决了航天产品六自由度试验中产激励与安装问题。通过该台体来实现组成六自由度系统，具有系统紧凑、重量轻，刚度大的特点，完全满足应用需求。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型的正面示意图；
[0017]图2为本实用新型的背面示意图；
[0018]图3为图1中水平激励凸台的位置示意图；
[0019]图4为图1中水平方向激励连接孔的位置示意图；
[0020]图5为图1中凸台上的水平方向激励连接孔位置示意图；
[0021]图6为图1中垂直方向激励连接孔和加强筋的位置示意图；
[0022]图7为图1中台体空腔中加强筋的位置示意图；
[0023]图8为本实用新型的使用方式示意图；
[0024]图9为本实用新型的使用方式示意图。
[0025]图中:
[0026]I 一台体上部凹槽，2 —水平激励凸台，3 —水平倒角激励面，4 一激励连接孔，5 —台体上部凹槽，6 —出沙孔，7 —垂直方向激励连接孔，8 —加强筋，V-垂直激励设备，H-水平激励设备。
【具体实施方式】
[0027]下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步的描述。
[0028]本实施例提供了一种紧凑型六自由度试验台体，其结构如图1和图2所示，台体采用整体铸造方式生产,材料为铝。台体为长方体,长方形内部为空腔,空腔内设有加强筋8，在长方体的四个边角为45°倒角形成水平激励凸台3，如图3所示。同时，在长方体对称的两个侧面增加两个三角形或梯形凸台形成水平激励凸台2，如图3所示；为便于铸造水平激励凸台2上下端面与台体平齐，内部为空腔，便于减轻重量和安装，底面设有开口用于在铸造时出沙。在长方体四个侧面、四个倒角激励面和两个凸台侧面上均设有激励连接孔4，如图4和图5所示，每组激励连接孔4为八个，八个激励连接孔呈45ο角均匀分布一个圆内，用于与水平方向的激励设备相连接。如图6所示，台体底面有垂直方向激励连接孔7，用于与垂直方向的激励设备连接；如图3和图8所示，台体顶面有螺纹孔作为待测产品安装孔，用于安装待测产品。
[0029]如图8所示，水平激励凸台2也可以为四个或四个以上，两个为一组，每组分别安装在台体对称的两个侧面上，每组的两个凸台以台体顶面中心点为旋转中心成点对称分布。这标明，两个水平激励凸台2上的激励连接孔4也位于水平激励凸台2对称的侧面上。[0030]如图1所示，台体上部开有一个凹槽，呈等八边形，当待测产品的安装面与台体顶面连接后，待测产品低于其安装面的部分放置在凹槽内，避免产生干涉；如图2所示，台体下部开有一个凹槽，用于减轻质量并平衡由于上部开设凹槽导致的台体质心偏移；台体上部凹槽与下部凹槽不连通；在台体下部凹槽内设有加强筋，与台体腔体内加强筋位置相重合；如图2所示，台体下部凹槽内壁设有出沙孔6，共十六处，用于台体铸造后出沙。
[0031]本紧凑型六自由度试验台体在使用时，将待测产品的安装面通过台体顶面的待测产品安装孔固定在台体上；根据激励量级要求，通过横向激励连接孔4，连接多个横向激励设备。在台体垂直方向下方布置四个激励设备，通过台体底面的激励连接孔安装在台体上，通过这四个激励设备可以实现垂直方向平动激励和绕水平方向的两个轴转动激励，水平两个轴可以进行两种定义。在水平方向上，可以根据需要灵活配置激励设备，只需要三个激励设备就可实现水平方向两个轴的平动和绕轴向的转动，也可以通过增加激励设备来提高实验能力。本紧凑型六自由度试验台体具有刚度高、重量轻、安装方便灵活的特点，解决了航天产品六自由度试验中产激励与安装问题。通过该台体组成的六自由度系统，系统紧凑，频率范围高，完全满足应用需求。
[0032]以下通过两种不同的激励设备布局方式来解释本实施例中紧凑型六自由度试验台体的使用方式和有益效果。为便于描述，将台体背面的垂直方向激励连接孔7沿顺时针方向命名为VI，V2，V3和V4，激励设备沿顺时针方向命名为Hl，H2，H3和H4。
[0033]使用例I
[0034]如图8所示，通过台体侧面的激励连接孔4分别连接一台水平激励设备H，沿顺时针方向命名为Hl，H2，H3和H4 ;通过台体底面的垂直方向激励连接孔7分别连接一台垂直激励设备V，沿顺时针方向命名为VI，V2，V3和V4。以垂直于台体顶面方向为X轴，以水平面上平行于台体一边的方向为Y轴，以水平面上垂直于Y轴的方向为Z轴。
[0035]垂向使用四个激励设备V1、V2、V3、V4来产生X轴平动和绕Y轴、绕Z轴的转动，共三个自由度。四个激励设备同相运动产生X向平动，Vl和V2同相运动且与V3和V4反向运动产生绕Z轴转动，Vl和V4同相运动且与V2和V3反向运动产生绕Y轴转动。水平方向同样使用四个激励设备H1、H2、H3、H4来产生Y轴、Z轴平动和绕X轴的转动，共三个自由度。Hl与H2反向运动产生Z轴平动，Hl与H2同向运动产生绕X轴转动，H2和H4反向运动来产生Y向平动，H4不是必须的。
[0036]使用例2
[0037]如图9所示，在台体侧面对称的水平倒角激励面的激励连接孔4分别连接一台水平激励设备H，在台体两个水平激励凸台3上分别连接一台水平激励设备H，沿顺时针方向命名为Hl，H2，H3和H4 ;通过台体底面的垂直方向激励连接孔7分别连接一台垂直激励设备V，沿顺时针方向命名为VI，V2，V3和V4。以垂直于台体顶面方向为X轴，以水平面上平行于台体一边的方向为Y轴，以水平面上垂直于Y轴的方向为Z轴。
[0038]图2中，垂向使用四个激励设备V1、V2、V3、V4来产生X轴平动和绕Y轴、绕Z轴的转动，共三个自由度。四个激励设备同相运动产生X向平动，V2和V4反向运动产生绕Z轴转动，Vl和V3反向运动产生绕Y轴转动。水平方向同样使用四个激励设备H1、H2、H3、H4来产生Y轴、Z轴平动和绕X轴的转动，共三个自由度。Hl与H2反向运动产生Z轴平动，Hl与H2同向运动产生绕X轴转动，H2和H4反向运动来产生Y向平动，H4不是必须的。[0039]上述两个使用例只是典型的实现方式，还可以根据情况进行变化，水平方向的激励设备可以是三个，也可以增加，来提高水平方向平动的激励能力。显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。倘若这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
【权利要求】
1.一种紧凑型六自由度试验台体，其特征在于:台体为长方体，在长方体的四个边角为倒角形成水平激励凸台(3)，同时，在长方体对称的两个侧面增加三角形或梯形凸台形成水平激励凸台(2);在长方体四个侧面、四个倒角激励面和水平激励凸台(2)侧面上均设有激励连接孔(4);台体底面有垂直方向激励连接孔(7)，用于与垂直方向的激励设备连接；台体顶面有待测产品安装孔，用于安装待测产品；台体上部开有一个凹槽，用于放置待测产品低于其安装面的部分；台体下部开有一个凹槽，用于平衡由于上部开设凹槽导致的台体质心偏移；台体上部凹槽与下部凹槽不连通；台体下部凹槽内壁设有出沙孔(6)，用于台体铸造后出沙。
2.如权利要求1所述的一种紧凑型六自由度试验台体，其特征在于:所述每组激励连接孔(4)为八个，八个激励连接孔呈45ο角均匀分布一个圆内，用于与水平方向的激励设备相连接。
3.如权利要求1所述的一种紧凑型六自由度试验台体，其特征在于:所述台体内部为空腔；水平激励凸台(2)内部中空。
4.如权利要求3所述的一种紧凑型六自由度试验台体，其特征在于:所述台体空腔内设有加强筋。
5.如权利要求4所述的一种紧凑型六自由度试验台体，其特征在于:所述台体空腔内设有加强筋，在台体下部凹槽内设有加强筋，与台体腔体内加强筋位置相重合。
6.如权利要求3所述的一种紧凑型六自由度试验台体，其特征在于:所述侧面三角形凸台上下端面与台体平齐，凸台底面设有开口。
7.如权利要求6所述的一种紧凑型六自由度试验台体，其特征在于:所述水平激励凸台为三角形。
8.如权利要求1所述的一种紧凑型六自由度试验台体，其特征在于:所述水平激励凸台(2)为两个、四个或四个以上，两个为一组，每组分别安装在台体对称的两个侧面上，每组的两个凸台以台体顶面中心点为旋转中心成点对称分布。
9.如权利要求1所述的一种紧凑型六自由度试验台体，其特征在于:所述台体侧面的激励连接孔(4)分别连接有一台激励设备；通过台体底面的垂直方向激励连接孔(7)分别连接一台激励设备。
10.如权利要求1所述的一种紧凑型六自由度试验台体，其特征在于:所述台体侧面对称的水平倒角激励面(3)的激励连接孔(4)分别连接有一台激励设备，在台体两个水平激励凸台(3)上分别连接一台激励设备；通过台体底面的垂直方向激励连接孔(7)分别连接一台激励设备。
【文档编号】G01M7/06GK203798521SQ201420145683
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年3月28日 优先权日:2014年3月28日
【发明者】苏华昌, 丁镇军, 胡亚冰, 乔建忱 申请人:北京强度环境研究所, 中国运载火箭技术研究院