專利名稱：三軸搖擺模擬試驗裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及模擬試驗設備技術(shù)領域，具體的來說涉及一種航海設備試驗 用的一種三軸搖擺模擬試驗裝置。
背景技術(shù)：
一種三軸搖擺模擬試驗裝置是用于對各種航海儀器，及各類陸用、船用 儀器，儀表進行模擬搖擺試驗，以檢測其抗震抗搖擺的性能和使用壽命。
但是現(xiàn)有的一種三軸搖擺模擬試驗裝置，結(jié)構(gòu)比較龐大，其底盤轉(zhuǎn)動過 程中容易晃動，和產(chǎn)生噪音，使得試驗過程不夠精確，不能夠準確的模擬各 種海上陸地航行狀態(tài)。
而且原來的一種三軸搖擺模擬試驗裝置，不能精確控制某一個方向進行 搖擺，其它方向搖擺歸零比較慢，沒有相應的機構(gòu)對各個方向的搖擺進行控制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一 種新型的一種三軸搖擺模擬試驗裝置，本試驗臺可以橫向、縱向和偏航三個 方向做搖擺試驗，既可以做單個方向的搖擺試驗，也可以兩個、三個方向的 復合搖擺試驗。
為了解決上述問題本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣的-
一種三軸搖擺模擬試驗裝置，包括一個圓形底板，圓形底板上設置有可 以相對圓形底板偏航方向搖擺的圓形底盤，圓形底盤上固定設置有一個支撐 架，支撐架上設置有一相對支撐架橫向搖擺的框架，所述框架上設置有一個 相對框架可以縱向搖擺的主軸，主軸上端設置有裝載試驗物品的試驗臺。
圓形底板上設置有一驅(qū)動圓形底盤偏航搖擺的曲柄搖桿機構(gòu)，支撐架上 設置有一驅(qū)動框架橫向搖擺的曲柄搖桿機構(gòu)，框架上設置有一驅(qū)動主軸縱向搖擺的曲柄搖桿機構(gòu)；所述圓形底盤相對圓形底板搖擺轉(zhuǎn)動。
圓形底板軸心上設置有一固定軸，圓形底盤套于固定軸上并圍繞固定軸
轉(zhuǎn)動，圓形底板內(nèi)部設置有一圈鋼球，底盤上設置有相對鋼球滑動的軸瓦，
鋼球與軸瓦設置在底盤與底板之間。
所述各曲柄搖桿機構(gòu)各連接一驅(qū)動其擺動的減速機，減速機連接驅(qū)動其
轉(zhuǎn)動的變頻電機。
所述曲柄為長度可調(diào)曲柄，曲柄包括一曲柄桿，曲柄桿內(nèi)設置有一絲桿， 絲桿連接一與曲柄桿垂直的連桿，連桿通過一可在絲桿上移動的螺母連接絲 桿。當需要改變曲柄長度時，轉(zhuǎn)動絲桿帶動螺母移動，即改變了曲柄的長度。
所述各曲柄搖桿機構(gòu)還各連接一鎖定裝置，所述鎖定裝置包括一個殼體， 殼體內(nèi)部設置有可滑動的定位銷，定位銷一端連接曲柄搖桿機構(gòu)，定位銷另 一端連接一拉手，殼體內(nèi)部設置有一使定位銷復位的彈簧，殼體外部設置有 可以卡住拉手的錐銷。
本發(fā)明所述的一種三軸搖擺模擬試驗裝置具有以下優(yōu)點
1、 三個方向的搖擺，由三相變頻調(diào)速電機經(jīng)減速器帶動曲柄搖桿機構(gòu)來 實現(xiàn)。三相變頻電機可以無級調(diào)速，減速器采用標準減速器，具有體積小、 重量輕、散熱快、美觀耐用、輸出扭矩大、傳動平穩(wěn)、噪聲小和可適用全方 位安裝等特點。曲柄搖桿機構(gòu)中的曲柄采用絲桿螺母機構(gòu)，可以任意調(diào)節(jié)在 設定范圍內(nèi)的曲柄長度，從而達到搖擺角度的任意變化。
2、 偏航方向的搖擺是通過偏航底板在底座上的回轉(zhuǎn)來實現(xiàn)的，本發(fā)明中 采用中心定位，近周邊采用鋼球支撐，并在回轉(zhuǎn)時滾動來達到運轉(zhuǎn)平穩(wěn)且摩 擦小，無噪聲的目的。
3、 橫向、縱向和偏航三個方向均裝有一個鎖定裝置，使其在搖擺結(jié)束后 能正確的定位在起始位置上。該鎖定裝置上還裝有電氣安全裝置，在定位銷 插入定位塊時，該方向的搖擺不能啟動。


下面結(jié)合附圖和具體實施方式
來詳細說明本發(fā)明；
圖1為本發(fā)明所述的一種三軸搖擺模擬試驗裝置的結(jié)構(gòu)示意4圖2為圖1的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖3為本發(fā)明所述的一種三軸搖擺模擬試驗裝置的底盤局部剖開結(jié)構(gòu)示 意圖4為本發(fā)明所述的一種三軸搖擺模擬試驗裝置的曲柄結(jié)構(gòu)示意圖5為本發(fā)明所述的一種三軸搖擺模擬試驗裝置的鎖定裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了 解，下面結(jié)合具體圖示，進一步闡述本發(fā)明。
一種三軸搖擺模擬試驗裝置橫向、縱向、偏航方向的運動均采用曲柄搖 桿機構(gòu)，曲柄的回轉(zhuǎn)運動通過連桿傳遞給搖桿，使搖桿作周期性的往復偏擺 運動，搖擺角度的大小決定于搖桿長度和曲柄的偏心距離，隨著搖擺角度的 改變，連桿長度作相應變化以保證擺幅對稱。
參看圖l和圖2
本試驗臺橫搖、縱搖、偏航可作單獨搖擺試驗，也可作復合搖擺試驗。 橫搖
啟動橫搖電機l，通過二根0型三角皮帶傳動給減速箱2，并使安裝于其 上的曲柄5作回轉(zhuǎn)運動，通過連桿6、搖桿3帶動橫搖軸4，使框架12、工作 臺10、主軸11、配重塊17以及縱搖機構(gòu)一起做橫向搖擺運動。搖擺振幅大 小由刻度盤14和指針13顯示。搖擺周期通過三相異步變頻調(diào)速電機1無級 調(diào)速達到。配重塊17形成配重力矩，使之與載荷力矩平衡，保證運動過程平 穩(wěn)省力。
縱搖
縱搖電機18和減速箱19安裝在框架12上，隨同框架一起做橫向搖擺， 啟動縱搖電機18通過二根O型三角皮帶傳動給減速箱19，裝于其上的曲柄 20作回轉(zhuǎn)運動，通過連桿21、縱搖銷25、牽動主軸ll、工作臺10、配重塊 17作縱向搖擺運動，搖擺振幅大小由刻度盤27、指針26顯示，搖擺周期通 過電機18的無級調(diào)速來達到。
偏航請結(jié)合參看圖3，橫、縱搖機構(gòu)、偏航機構(gòu)等均安裝于偏航底板43上， 偏航底板43與底座44的聯(lián)接由周邊一百二H"^—粒鋼球42和軸承41組成，這 里軸承41起定心作用，偏航底板43及裝其上面的機構(gòu)、零件，可在底座44 上任意轉(zhuǎn)動，且底板43和底座44將鋼球42和軸承41蓋在內(nèi)部，且底座44 部分鏤空，以減輕重量。啟動偏航電機30通過二根O型三角皮帶傳動減速箱 31帶動裝于其上的曲柄32作回轉(zhuǎn)運動，通過連桿33作用力于固定在滑塊50 上的角鐵40使偏航底板43與底座44作相對運動，而獲得偏航擺動?；瑝K50 用螺釘51固定在底座上，松開螺釘51，可以使滑塊50和角鐵40在底座44 的T型槽內(nèi)作360。范圍內(nèi)移動，在任何位置固定以達到偏航零位指向可360 °任意調(diào)節(jié)。偏航振幅大小由刻度盤38和指針37顯示，偏航周期通過偏航 電機30的無級調(diào)速來實現(xiàn)。
請結(jié)合參看圖4，調(diào)整曲柄5、 20、 32結(jié)構(gòu)相同，下面以曲柄5為例，敘 述曲柄構(gòu)成。曲柄5包括一個曲柄桿500，曲柄桿500內(nèi)設置有一絲桿501， 絲桿501連接一與曲柄桿垂直的連桿502，連桿502通過一可在絲桿501上移 動的螺母503連接絲桿501。當需要改變曲柄長度時，轉(zhuǎn)動絲桿501帶動螺母 503移動，即改變了曲柄的長度。
橫搖、縱搖、偏航的擺幅可分別調(diào)整曲柄5、 20、 32螺母偏心量來改變 振幅的大小。操作步驟為松開固定連桿一頭與曲柄螺母上的一內(nèi)六角螺釘； 旋轉(zhuǎn)曲柄1上桿使曲柄螺母移動而改變偏心距即可調(diào)節(jié)振幅，調(diào)節(jié)到所需振幅 后，旋緊內(nèi)六角螺釘。
擺幅調(diào)好后，如土不對稱，可調(diào)節(jié)連桿的長度使土對稱。操作步驟松 開連桿中的鎖緊螺母，橫搖為8、 9;縱搖為24、 23;偏航為35、 36擰動調(diào) 節(jié)螺母(橫搖7;縱搖22;偏航34)來改變連桿長度，調(diào)至士對稱后，旋緊鎖 緊螺母。
橫搖、縱搖、偏航的周期分別旋動電氣控制箱上的橫搖、縱搖、偏航變 頻旋鈕變輸入橫搖、縱搖、偏航電機電源的頻率而改變轉(zhuǎn)速，達到調(diào)節(jié)周期 之目的。
搖擺初始角度歸零，在調(diào)整完畢或試驗結(jié)束后，可分別將橫搖鎖定裝置 15、縱搖鎖定裝置28、偏航鎖定裝置39的手柄拉出，旋轉(zhuǎn)90°后插入定位孔內(nèi)即已回至搖擺的初始位置，如停車后插不下可分別轉(zhuǎn)動減速箱上的手輪
16(橫搖)、29(縱搖)、52(偏航)。轉(zhuǎn)動至初始位置時鎖定裝置手柄拉出旋轉(zhuǎn)90 ° (脫開位置)。否則開不出車，因為鎖定裝置與電機互鎖。
請結(jié)合參看圖5，橫搖鎖定裝置15、縱搖鎖定裝置28、偏航鎖定裝置39 結(jié)構(gòu)相同，下面以橫搖鎖定裝置15為例，敘述鎖定裝置結(jié)構(gòu)，鎖定裝置15 包括一個殼體151，殼體151內(nèi)部設置有可滑動的定位銷152，定位銷152 — 端用于鎖定曲柄搖桿機構(gòu)，定位銷152另一端連接一拉手153，殼體150內(nèi)部 設置有一使定位銷復位的彈簧154,殼體外部設置有可以卡住拉手153的錐銷 155。當拉手153拉出時，卡于錐銷155上，次時錐銷155觸動一電器開關， 是該方向的電機處于停車狀態(tài)，當拉手回位到殼體151內(nèi)部時，錐銷155脫 離此電器開關，此方向的電機處于可以開機的狀態(tài)。
平衡配重塊17由一定配重和鉛制動配重塊2件，為便于裝拆每件動配重 塊分成2塊。調(diào)整時松開螺母45改變動配重塊數(shù)量，來改變其重量。旋轉(zhuǎn) 螺母46可改變配重塊在主軸11上的上下位置可調(diào)節(jié)平衡力矩之力臂大小， 調(diào)節(jié)完畢后，將螺母45旋緊。根據(jù)試驗儀器的重量和重心高度，配置合適 的平衡配重塊和配重塊在主軸11上的上下適當位置，使平衡配重塊所產(chǎn)生 平衡力矩稍大于工作臺試驗儀器所產(chǎn)生的載荷靜力矩，以達到運轉(zhuǎn)平衡且省 力之目的。
安裝本試驗臺時，將試驗臺置于六只墊腳47上，墊腳47放于地平面上， 松開螺母48，調(diào)節(jié)螺栓49,校正臺面水平度，使橫搖、縱搖、偏航均指于零 位置偏差不大于1 / 1000mm，然后擰緊螺母48。
試車時先進行空載試車，首先分別啟動橫搖、縱搖、偏航電機進行單搖 試車，然后同時啟動三個電機進行復搖試車。
裝夾試驗物品時，試驗物盡可能對稱安置在工作臺的中心，或者試驗物 的重心位于工作臺的中心，在極限搖擺幅值時，即橫搖45° ，縱搖15° ，試 驗物應在臺面尺寸范圍內(nèi)，小于極限搖擺幅值時可酌情決定。
配置平衡配重塊，使其產(chǎn)生的平衡靜力矩稍大于載荷靜力矩。起動橫搖、 縱搖、偏航變頻電機時，應將調(diào)頻旋鈕旋到最小位置，按啟動按扭后，再慢 慢旋大調(diào)頻按扭，使電機轉(zhuǎn)速逐漸加快至所需周期。停車時，先將調(diào)頻旋扭旋至最小位置，然后按停止按扭。
以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行 業(yè)的技術(shù)人員應該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明 書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本 發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍 內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等同物界定。
權(quán)利要求
1、一種三軸搖擺模擬試驗裝置，包括一個圓形底板，圓形底板上設置有可以相對圓形底板偏航方向搖擺的圓形底盤，圓形底盤上固定設置有一個支撐架，支撐架上設置有一相對支撐架橫向搖擺的框架，所述框架上設置有一個相對框架可以縱向搖擺的主軸，主軸上端設置有裝載試驗物品的試驗臺，其特征在于圓形底板上設置有一驅(qū)動圓形底盤偏航搖擺的曲柄搖桿機構(gòu)，支撐架上設置有一驅(qū)動框架橫向搖擺的曲柄搖桿機構(gòu)，框架上設置有一驅(qū)動主軸縱向搖擺的曲柄搖桿機構(gòu)；所述圓形底盤相對圓形底板搖擺轉(zhuǎn)動；圓形底板軸心上設置有一固定軸，圓形底盤套于固定軸上并圍繞固定軸轉(zhuǎn)動，圓形底板內(nèi)部設置有一圈鋼球，底盤上設置有相對鋼球滑動的軸瓦，鋼球與軸瓦設置在底盤與底板之間。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種三軸搖擺模擬試驗裝置，其特征在于，所述各曲柄搖桿機構(gòu)各連接一驅(qū)動其擺動的減速機，減速機連接驅(qū)動其轉(zhuǎn)動的變頻電機。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種三軸搖擺模擬試驗裝置，其特征在于，所述曲柄為長度可調(diào)曲柄，曲柄包括一曲柄桿，曲柄桿內(nèi)設置有一絲桿，絲桿連接一與曲柄桿垂直的連桿，連桿通過一可在絲桿上移動的螺母連接絲桿。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種三軸搖擺模擬試驗裝置，其特征在于，所述各曲柄搖桿機構(gòu)還各連接一鎖定裝置，所述鎖定裝置包括一個殼體，殼體內(nèi)部設置有可滑動的定位銷，定位銷一端連接曲柄搖桿機構(gòu)，定位銷另一端連接一拉手，殼體內(nèi)部設置有一使定位銷復位的彈簧，殼體外部設置有可以卡住拉手的錐銷。
全文摘要
一種三軸搖擺模擬試驗裝置橫向、縱向、偏航方向的運動均采用曲柄搖桿機構(gòu)，曲柄的回轉(zhuǎn)運動通過連桿傳遞給搖桿，使搖桿作周期性的往復偏擺運動，搖擺角度的大小決定于搖桿長度和曲柄的偏心距離，隨著搖擺角度的改變，連桿長度作相應變化以保證擺幅對稱。偏航方向的搖擺是通過偏航底板在底座上的回轉(zhuǎn)來實現(xiàn)的，本發(fā)明中采用中心定位，近周邊采用鋼球支撐，并在回轉(zhuǎn)時滾動來達到運轉(zhuǎn)平穩(wěn)且摩擦小，無噪聲的目的。橫向、縱向和偏航三個方向均裝有一個鎖定裝置，使其在搖擺結(jié)束后能正確的定位在起始位置上。該鎖定裝置上還裝有電氣安全裝置，在定位銷插入定位塊時，該方向的搖擺不能啟動。
文檔編號G01M7/00GK101487766SQ200910046270
公開日2009年7月22日 申請日期2009年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月17日
發(fā)明者張瑞明, 沈文鈞, 陳榮根 申請人:上海航海設備有限責任公司