一种三平移一转动多维振动平台的制作方法
【技术领域】
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[0001]本发明涉及空间多维振动平台领域，可同时实现空间三平移一转动多维振动。
【背景技术】
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[0002]近年来，随着振动技术在金属和非金属材料的液态成型工艺、金属和非金属材料的粉末态成型工艺、焊接件和铸件应力消除、农产品和化工原材料的筛分、力学环境振动试验等技术领域应用研究的不断深入，多维振动的优点越来越得到了科技工作者的认可，多维振动平台技术研究成为了近年来振动技术的研究热点。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:201110027373.4)、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。
[0003]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安装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】
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[0004]本发明的目的是为金属和非金属材料的液态成型工艺、金属和非金属材料的粉末态成型工艺、焊接件和铸件应力消除、农产品和化工原材料的筛分、力学环境振动试验等技术领域提供一种结构简单、成本低、维护和使用方便、易推广应用的三平移一转动多维振动
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[0005]为了实现以上目的，本发明采用以下技术方案来实现。
[0006]—种三平移一转动多维振动平台，由振动台面、球形钢丝绳弹簧、支架、三平移一转动串并联机构、激振机构、内六角螺钉、底板组成；所述三平移一转动串并联机构由并联机构动平台、销轴、连杆Α、连杆B、锁紧螺母组成；所述激振机构由激振器连接杆、单轴向激振器、圆弧轨道驱动系统、圆弧轨道安装板、蜗轮蜗杆驱动系统组成；其中球形钢丝绳弹簧、支架、底板从上而下通过内六角螺钉固定连接构成平台基础，振动平台有四个球形钢丝绳弹簧构成六轴向弹性支撑；所述三平移一转动串并联机构具有三平移一转动(垂向转动)自由度，对振动平台进行运动约束，使振动平台仅具有三平移一转动(垂向转动)振动输出；所述激振机构采用单轴向激振器激励，其激励力方向具有水平仰俯角度、垂向方位角度大小及其变化规律的自动调节功能，实现三平移一转动(垂向转动)方向任意组合的振动环境模拟。
[0007]本发明结构简单、成本低，装配、调整、维护简单易行，能实现三平移一转动(垂向转动)方向任意组合的振动环境模拟，满足金属和非金属材料的液态成型工艺、金属和非金属材料的粉末态成型工艺、焊接件和铸件应力消除、农产品和化工原材料的筛分、力学环境振动试验等技术领域不同的使用要求。
【附图说明】
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[0008]图1为本发明系统结构图；
[0009]图2为三平移一转动串并联机构结构图；
[0010]图3为三平移一转动串并联机构支链结构图；
[0011 ] 图4为激振机构结构图
[0012]图中:1.振动台面；2.球形钢丝绳弹簧；3.支架；4.三平移一转动串并联机构；5.激振机构；6.内六角螺钉；7.底板；8.并联机构动平台；9.销轴；10.连杆A ;11.连杆B;12.锁紧螺母；13.激振器连接杆；14.单轴向激振器；15.圆弧轨道驱动系统；16.圆弧轨道安装板；17.蜗轮蜗杆驱动系统。
【具体实施方式】
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[0013]如图1、图2、图3和图4所示，一种三平移一转动多维振动平台，由振动平台1、球形钢丝绳弹簧2、支架3、三平移一转动串并联机构4、激振机构5、内六角螺钉6、底板7、并联机构动平台8、销轴9、连杆A 10、连杆B 11、锁紧螺母12、激振器连接杆13、单轴向激振器14、圆弧轨道驱动系统15、圆弧轨道安装板16、蜗轮蜗杆驱动系统17组成。其中:振动平台I通过内六角螺钉6固定在球形钢丝绳弹簧2的顶面，球形钢丝绳弹簧2的底面通过内六角螺钉6固定在支架3顶面上，支架3底面通过内六角螺钉6固定在底板7的上表面，使得振动平台I构成六轴向弹性支撑；所述三平移一转动串并联机构4中串联机构为振动平台I与并联机构动平台8直接接触构成的圆柱副(C)，并联机构有四条RRR支链组成并对称均布，构成振动平台I的运动约束，使振动平台I仅具有三平移一转动(垂向转动)振动输出；所述RRR支链由支架3、并联机构动平台8、销轴9、连杆A 10、连杆B 11、锁紧螺母12组成，其中并联机构动平台8通过销轴9连接连杆A 10并构成转动副，连杆A 10通过销轴9连接连杆B 11并构成转动副，连杆B 11通过销轴9连接支架3并构成转动副，销轴9上端方头、下端带有螺纹并由锁紧螺母12固定；所述激振机构5由激振器连接杆13、单轴向激振器14、圆弧轨道驱动系统15、圆弧轨道安装板16、蜗轮蜗杆驱动系统17组成，实现三平移一转动(垂向转动)方向任意组合的振动环境模拟，其中激振器连接杆13与振动平台I构成轴线垂直方向的转动副连接，激振器连接杆13与单轴向激振器14构成轴线水平方向的转动副连接，单轴向激振器14与圆弧轨道驱动系统15中圆弧滑块通过内六角螺钉6固定连接，圆弧轨道驱动系统15中圆弧轨道与圆弧轨道安装板16通过内六角螺钉6固定连接，圆弧轨道安装板16与蜗轮蜗杆驱动系统17中蜗轮通过内六角螺钉6固定连接，蜗轮蜗杆驱动系统17中蜗轮与底板7构成轴线垂直方向的转动副连接、蜗杆支撑及驱动电机与底板7通过内六角螺钉6固定连接；所述圆弧轨道驱动系统15中圆弧轨道带有内齿轮轮齿，圆弧滑块上固定有小外齿轮和驱动电机，通过内啮合齿轮传动带动圆弧滑块沿圆弧轨道摆动，调节单轴向激振器14的水平仰俯角度大小及其变化规律；所述蜗轮蜗杆驱动系统17通过蜗杆传动调节单轴向激振器14的垂向方位角度大小及其变化规律。
[0014] 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。
【主权项】
1.一种三平移一转动多维振动平台，由振动平台1、球形钢丝绳弹簧2、支架3、三平移一转动串并联机构4、激振机构5、内六角螺钉6、底板7组成。所述振动平台I通过内六角螺钉6固定在球形钢丝绳弹簧2的顶面，球形钢丝绳弹簧2的底面通过内六角螺钉6固定在支架3顶面上，支架3底面通过内六角螺钉6固定在底板7的上表面，使得振动平台I构成六轴向弹性支撑；所述三平移一转动串并联机构4与振动平台I构成圆柱副连接，三平移一转动串并联机构4与支架3构成转动副连接；所述激振机构5与振动平台I构成轴线垂直方向的转动副连接，激振机构5与底板7构成轴线垂直方向的转动副连接。2.根据权利要求1所述的一种三平移一转动多维振动平台，其特征在于:所述的三平移一转动串并联机构4由振动平台1、支架3、并联机构动平台8、销轴9、连杆A 10、连杆B11、锁紧螺母12组成，三平移一转动串并联机构4中串联机构为振动平台I与并联机构动平台8直接接触构成圆柱副连接，具有一转动一移动两自由度，三平移一转动串并联机构4中并联机构为四条结构完全相同的对称均布支链组成，具有两平移一转动自由度，整个三平移一转动串并联机构4构成振动平台I的运动约束，使振动平台I仅具有三平移一转动(垂向转动)振动输出；所述四条结构完全相同的对称均布支链中每条支链均由支架3、并联机构动平台8、销轴9、连杆A 10、连杆B 11、锁紧螺母12组成，其中并联机构动平台8通过销轴9连接连杆A 10并构成转动副，连杆A 10通过销轴9连接连杆B 11并构成转动副，连杆B 11通过销轴9连接支架3并构成转动副，销轴9上端方头、下端带有螺纹并由锁紧螺母12固定。3.根据权利要求1、2所述的一种三平移一转动多维振动平台，其特征在于:所述激振机构5由振动平台1、内六角螺钉6、底板7、激振器连接杆13、单轴向激振器14、圆弧轨道驱动系统15、圆弧轨道安装板16、蜗轮蜗杆驱动系统17组成，其中激振器连接杆13与振动平台I构成轴线垂直方向的转动副连接，激振器连接杆13与单轴向激振器14构成轴线水平方向的转动副连接，单轴向激振器14与圆弧轨道驱动系统15中圆弧滑块通过内六角螺钉6固定连接，圆弧轨道驱动系统15中圆弧轨道与圆弧轨道安装板16通过内六角螺钉6固定连接，圆弧轨道安装板16与蜗轮蜗杆驱动系统17中蜗轮通过内六角螺钉6固定连接，蜗轮蜗杆驱动系统17中蜗轮与底板7构成轴线垂直方向的转动副连接、蜗杆支撑及驱动电机与底板7通过内六角螺钉6固定连接。4.根据权利要求1、2、3所述的一种三平移一转动多维振动平台，其特征在于:所述圆弧轨道驱动系统15中圆弧轨道带有内齿轮轮齿，圆弧滑块上固定有小外齿轮和驱动电机，通过内啮合齿轮传动带动圆弧滑块沿圆弧轨道摆动，调节单轴向激振器14的水平仰俯角度大小及其变化规律；所述蜗轮蜗杆驱动系统17通过蜗杆传动调节单轴向激振器14的垂向方位角度大小及其变化规律。
【专利摘要】本发明涉及空间多维振动平台领域，由振动台面、球形钢丝绳弹簧、支架、三平移一转动串并联机构、激振机构、内六角螺钉、底板组成。通过自动控制单轴向激振器的水平仰俯角度和垂向方位角度大小及其变化规律，实现三平移一转动(垂向转动)方向任意组合的振动环境模拟。本发明为金属和非金属材料的液态成型工艺、金属和非金属材料的粉末态成型工艺、焊接件和铸件应力消除、农产品和化工原材料的筛分、力学环境振动试验等技术领域提供一种结构简单、成本低、维护简单、使用方便、易推广应用的三平移一转动多维振动平台。
【IPC分类】G01M7/06
【公开号】CN105157944
【申请号】CN201510632713
【发明人】陈万荣, 陈修祥, 周维虎, 孙华平, 王成军
【申请人】扬中中科维康智能科技有限公司
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年9月30日