基于并联机构的三平移振动台的制作方法

本发明涉及振动台技术领域，具体涉及一种基于并联机构的三平移振动台。

背景技术：

三平移振动台，用于提供可靠的振动试验作为检测产品可靠性能的最主要手段。现有的三平移振动台，仍有很大不足之处，并不能模拟实际工况中多维高频振动，无法进行真实的多维高频振动试验，而且，结构复杂，制作成本高，如何解决上述的问题，是当前急需解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有的三平移振动台，不能模拟实际工况中多维高频振动，无法进行真实的多维高频振动试验的问题。本发明的基于并联机构的三平移振动台，能够模拟实际工况中多维高频振动，实现真实的多维高频振动试验，而且，结构简单，容易实现，制作成本低，具有良好的应用前景。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种基于并联机构的三平移振动台，其特征在于：包括静平台、动平台、第一支链机构、第二支链机构和曲柄摇杆驱动机构，所述曲柄摇杆驱动机构的数量为三个，且分别设置在静平台上表面的三个侧边上，各曲柄摇杆驱动机构的驱动输入端分别通过锥齿轮与驱动源相联动，所述第二支链机构的数量为两个，第一支链机构、两个第二支链机构的驱动输入端分别与曲柄摇杆驱动机构的驱动输出端相连接，所述第一支链机构、两个第二支链机构的驱动输出端分别连接在动平台下表面的三个侧边上，所述第一支链机构控制动平台在Z轴方向振动，一个第二支链机构控制动平台在X轴及Z轴方向振动，另一个第二支链机构控制动平台在Y轴及Z轴方向振动，实现动平台在X轴、Y轴、Z轴方向上的平移振动。

前述的基于并联机构的三平移振动台，其特征在于：所述静平台为矩形铝合金平板，并通过螺栓固定在实验平台上，所述静平台的中心处设置有驱动源安装孔。

前述的基于并联机构的三平移振动台，其特征在于：所述动平台为矩形铝合金平板，且等间隔分布有若个通孔，

前述的基于并联机构的三平移振动台，其特征在于：相邻的通孔之间的间距为10mm，各通孔的孔径为5mm。

前述的基于并联机构的三平移振动台，其特征在于：所述第一支链机构包括长铰链支座、宽连杆、第一短连杆、第二短连杆、第一组合连杆、第一连杆、第一转轴和第一铰链座，所述长铰链支座通过第一铰链销连接在宽连杆的底部，所述宽连杆通过第一轴承与第一铰链销可转动连接，所述宽连杆的上部设置有第二转轴，所述第二转轴的两端部通过顶丝刚性固定在宽连杆的上部，所述第二转轴的外壁通过第二轴承与外部驱动连杆转动连接，所述外部驱动连杆与曲柄摇杆驱动机构的驱动输出端相连接，所述宽连杆的上部在连接第二转轴处分别设置有第一短连杆、第二短连杆，所述第一短连杆、第二短连杆通过第二铰链销与宽连杆的上部转动连接，所述第一组合连杆的两个端部通过第三铰链销分别与第一短连杆、第二短连杆的上部转动连接，所述第一连杆的一端通过第三轴承与第一组合连杆的中部转动连接，所述第一连杆的另一端通过第四铰链销与第一铰链座相连接，所述第一铰链座的上部用于连接动平台。

前述的基于并联机构的三平移振动台，其特征在于：所述第一短连杆、第二短连杆分别通过顶丝与第二铰链销刚性连接，所述第一组合连杆的两个端部与第三铰链销通过轴承转动连接，所述连杆通过顶丝与第四铰链销刚性连接，所述第一铰链座与第四铰链销通过轴承转动连接，所述第一铰链销通过螺钉与长铰链支座刚性连接。

前述的基于并联机构的三平移振动台，其特征在于：所述第二支链机构包括包括呈左、右对称设置的铰链支座，一侧的铰链支座通过第五铰链销与第三短连杆的一端相连接，另一侧的铰链支座通过第六铰链销与长连杆的一端相连接，各铰链支座与对应的铰链销通过轴承转动连接，所述第三短连杆、长连杆与对应的铰链销连接处均通过顶丝刚性连接，所述第三短连杆的另一端、长连杆的中部之间设置有第二组合连杆，所述第二组合连杆的两端部分别通过第七铰链销与第三短连杆的另一端、长连杆的中部相连接，所述第二组合连杆的两端部与对应的第七铰链销通过轴承转动连接，所述第三短连杆的另一端、长连杆的中部与对应的铰链销通过顶丝刚性连接，所述第二组合连杆的中部通过轴承连接有第二连杆的一端，所述第二连杆的另一端通过第八铰链销与第三连杆的一端相连接，所述第二连杆与第八铰链销通过顶丝刚性连接，所述第三连杆的一端与第八铰链销通过轴承转动连接，所述第三连杆的另一端通过第九铰链销与第二铰链座的下部相连接，所述第二铰链座与第九铰链销之间通过顶丝刚性连接，所述第三连杆的另一端与第九铰链销通过轴承转动连接，所述第二铰链座的上部用于连接动平台。

前述的基于并联机构的三平移振动台，其特征在于：所述第一组合连杆、第二组合连杆均包括左连杆头、转轴和右连杆头，所述左连杆头、右连杆头通过螺栓刚性连接在转轴的两端部。

前述的基于并联机构的三平移振动台，其特征在于：所述曲柄摇杆驱动机构包括固定底座，所述固定底座上表面的两侧边分别设置有第一轴承支座、第二轴承支座，所述第一轴承支座、第二轴承支座的轴向共线，所述第一轴承支座上设置有第一曲轴，所述第二轴承支座上设置有第二曲轴，所述第一曲轴的一端部连接在第二曲轴一端部的盲孔内，所述第二曲轴盲孔外侧的第一曲轴上还套接有驱动连杆，所述第一曲轴的一端部连接动力源，所述驱动连杆做为曲柄摇杆驱动机构的驱动输出端与对应的第一支链机构、两个第二支链机构的驱动输入端相连接。

前述的基于并联机构的三平移振动台，其特征在于：所述驱动连杆通过轴承转动连接在第一曲轴上，所述固定底座上表面的两侧边分别设置有台阶形状的缺口，所述第一轴承支座、第二轴承支座分别通过螺栓刚性固定在对应的缺口内。

本发明的有益效果是：本发明的基于并联机构的三平移振动台，包括静平台、动平台、第一支链机构、第二支链机构和曲柄摇杆驱动机构，通过曲柄摇杆驱动机构控制第一支链机构、第二支链机构分别在对应的空间上振动，从而实现动平台在X轴、Y轴、Z轴方向上的平移振动，第一支链机构、第二支链机构可实现并联联动，能够模拟实际工况中多维高频振动，实现真实的多维高频振动试验，而且，结构简单，容易实现，制作成本低，具有良好的应用前景。

附图说明

图1是本发明的基于并联机构的三平移振动台的结构示意图。

图2是本发明的动平台的结构示意图。

图3是本发明的第一支链机构的结构示意图。

图4是本发明的第二支链机构的结构示意图。

图5是本发明的曲柄摇杆驱动机构的结构示意图。

图6是本发明的第一、第二组合连杆的结构示意图。

图7是本发明的基于并联机构的三平移振动台的立体图。

具体实施方式

下面将结合说明书附图，对本发明作进一步的说明。

如图1及图7所示，本发明的基于并联机构的三平移振动台，包括静平台1、动平台2、第一支链机构3、第二支链机构4和曲柄摇杆驱动机构5，所述曲柄摇杆驱动机构5的数量为三个，且分别设置在静平台1上表面的三个侧边上，各曲柄摇杆驱动机构5的驱动输入端分别通过锥齿轮6与驱动源相联动，所述第二支链机构4的数量为两个，第一支链机构3、两个第二支链机构4的驱动输入端分别与曲柄摇杆驱动机构5的驱动输出端相连接，所述第一支链机构3、两个第二支链机构4的驱动输出端分别连接在动平台2下表面的三个侧边上，所述第一支链机构3控制动平台2在Z轴方向振动，一个第二支链机构4控制动平台2在X轴及Z轴方向振动，另一个第二支链机构4控制动平台2在Y轴及Z轴方向振动，实现动平台2在X轴、Y轴、Z轴方向上的平移振动，X轴、Y轴、Z轴方向，如图1所示，第一支链机构3通过对应的曲柄摇杆驱动机构控制后，只负责控制动平台2在Z轴方向振动；一个第二支链机构4通过对应的曲柄摇杆驱动机构控制后，负责控制动平台2在X轴及Z轴方向振动；另一个第二支链机构4通过对应的曲柄摇杆驱动机构控制后，负责控制动平台2在Y轴及Z轴方向振动，从而使第一支链机构3、第二支链机构4可实现并联联动，能够模拟实际工况中多维高频振动，实现真实的多维高频振动试验。

所述静平台1为矩形铝合金平板，并通过螺栓固定在实验平台上，所述静平台1的中心处设置有驱动源安装孔101，用于连接驱动第一支链机构3曲柄摇杆驱动机构5的驱动源。

如图2所示，所述动平台2为矩形铝合金平板，且等间隔分布有若个通孔201，相邻的通孔201之间的间距为10mm，各通孔201的孔径为5mm，适用于待测产品的多维高频振动试验。

如图3所示，所述第一支链机构3包括长铰链支座301、宽连杆302、第一短连杆303、第二短连杆304、第一组合连杆305、第一连杆306、第一转轴307和第一铰链座308，所述长铰链支座301通过第一铰链销309连接在宽连杆302的底部，所述宽连杆302通过第一轴承7与第一铰链销9可转动连接，所述宽连杆302的上部设置有第二转轴310，所述第二转轴310的两端部通过顶丝刚性固定在宽连杆302的上部，所述第二转轴310的外壁通过第二轴承312与外部驱动连杆313转动连接，所述外部驱动连杆313与曲柄摇杆驱动机构5的驱动输出端相连接，所述宽连杆302的上部在连接第二转轴310处分别设置有第一短连杆303、第二短连杆304，所述第一短连杆303、第二短连杆304通过第二铰链销314与宽连杆302的上部转动连接，所述第一组合连杆305的两个端部通过第三铰链销315分别与第一短连杆303、第二短连杆304的上部转动连接，所述第一连杆306的一端通过第三轴承316与第一组合连杆315的中部转动连接，所述第一连杆306的另一端通过第四铰链销317与第一铰链座308相连接，所述第一铰链座308的上部用于连接动平台2。

所述第一短连杆303、第二短连杆304分别通过顶丝与第二铰链销314刚性连接，所述第一组合连杆305的两个端部与第三铰链销315通过轴承转动连接，所述连杆306通过顶丝与第四铰链销317刚性连接，所述第一铰链座308与第四铰链销317通过轴承转动连接，所述第一铰链销309通过螺钉311与长铰链支座301刚性连接。

本发明的第一支链机构3在刚性连接处通过顶丝或螺钉进行加固，能够保证连接的牢固性，提高支链结构的稳定性；宽连杆、第一短连杆、第二短连杆、第一组合连杆、第一铰链座在与对应的铰链销转动连接处均设置有轴承，能够提高转动的可靠性，组合转动稳定性好，能够保证振动台振动试验，该支链机构工作原理如下：曲柄摇杆驱动机构驱动外部驱动连杆转动，带动第二轴承转动，所述第二轴承转动，带动宽连杆沿着第一转轴转动，宽连杆转动通过第一短连杆、第二短连杆带动第一组合连杆转动，第一组合连杆转动带动第一连杆出现摆动，第一连杆摆动会带动其上方的第一铰链座出现振动，第一铰链座8带动动平台板实现在此外部驱动连杆驱动方向的振动（Z轴方向）。

如图4所示，所述第二支链机构4包括包括呈左、右对称设置的铰链支座401，一侧的铰链支座通过第五铰链销402与第三短连杆403的一端相连接，另一侧的铰链支座通过第六铰链销404与长连杆405的一端相连接，各铰链支座与对应的铰链销通过轴承转动连接，所述第三短连杆403、长连杆405与对应的铰链销连接处均通过顶丝刚性连接，所述第三短连杆403的另一端、长连杆405的中部之间设置有第二组合连杆406，所述第二组合连杆406的两端部分别通过第七铰链销407与第三短连杆403的另一端、长连杆405的中部相连接，所述第二组合连杆406的两端部与对应的第七铰链销407通过轴承转动连接，所述第三短连杆403的另一端、长连杆405的中部与对应的铰链销通过顶丝刚性连接，所述第二组合连杆406的中部通过轴承连接有第二连杆408的一端，所述第二连杆408的另一端通过第八铰链销409与第三连杆410的一端相连接，所述第二连杆408与第八铰链销409通过顶丝刚性连接，所述第三连杆410的一端与第八铰链销409通过轴承转动连接，所述第三连杆410的另一端通过第九铰链销411与第二铰链座412的下部相连接，所述第二铰链座412与第九铰链销411之间通过顶丝刚性连接，所述第三连杆410的另一端与第九铰链销411通过轴承转动连接，所述第二铰链座412的上部用于连接动平台2。

如图6所示，所述第一组合连杆305、第二组合连杆406均包括左连杆头601、转轴602和右连杆头603，所述左连杆头601、右连杆头603通过螺栓刚性连接在转轴602的两端部。

第二支链机构4的工作过程如下：左、右对称设置的铰链支座为支撑机构，通过对应的曲柄摇杆驱动机构驱动转轴转动，带动第二连杆、第三连杆上、下方向上摆动，第二连杆、第三连杆摆动会带动其上方的第二铰链座出现振动，第二铰链座带动动平台板实现在此外部驱动方向的振动（X轴或者Y轴），同时，短连杆、长连杆能限制第一连杆、第二连杆在左、右方向上的摆动幅度（Y轴或者X轴），且在转动节点处增加了轴承，能够减少转动的摩擦力，提高转动效果，保证支链摆动过程的稳定性。

如图5所示，所述曲柄摇杆驱动机构5包括固定底座501，所述固定底座501上表面的两侧边分别设置有第一轴承支座502、第二轴承支座503，所述第一轴承支座502、第二轴承支座503的轴向共线，所述第一轴承支座502上设置有第一曲轴504，所述第二轴承支座503上设置有第二曲轴505，所述第一曲轴504的一端部连接在第二曲轴505一端部的盲孔内，所述第二曲轴505盲孔外侧的第一曲轴504上还套接有驱动连杆506，所述第一曲轴504的一端部连接动力源，所述驱动连杆506做为曲柄摇杆驱动机构2的驱动输出端与对应的第一支链机构3、两个第二支链机构4的驱动输入端相连接。

所述驱动连杆506通过轴承507转动连接在第一曲轴504上，减少驱动连杆506转动的摩擦力，提高驱动连杆506的转动效果，所述固定底座501上表面的两侧边分别设置有台阶形状的缺口，所述第一轴承支座502、第二轴承支座503分别通过螺栓刚性固定在对应的缺口内，提高固定的可靠性，第一轴承支座502、第二轴承支座503轴向共线，保证第一曲轴、第二曲轴连接的一致性，提高驱动的可靠性，结构简单，容易实现。

综上所示，本发明的基于并联机构的三平移振动台，包括静平台、动平台、第一支链机构、第二支链机构和曲柄摇杆驱动机构，通过曲柄摇杆驱动机构控制第一支链机构、第二支链机构分别在对应的空间上振动，从而实现动平台在X轴、Y轴、Z轴方向上的平移振动，第一支链机构、第二支链机构可实现并联联动，能够模拟实际工况中多维高频振动，实现真实的多维高频振动试验，而且，结构简单，容易实现，制作成本低，具有良好的应用前景。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。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。