一种振动摇摆复合运动平台的制作方法

1.本实用新型涉及设备测试平台领域，具体涉及一种振动摇摆复合运动平台。


背景技术：

2.随着舰载设备的不断发展，对舰载设备的产品质量要求也不断提高，由于船舰在运行过程中会遇到风浪并产生颠簸和摆动，因此，舰载设备需要有抗振动和摇摆的能力，在出厂前，需要对舰载设备进行抗振动和摇摆测试，目前的测试平台通常需要两台设备，一台进行振动测试，另一台进行摇摆测试，成本较高，且进行振动测试时，使用电机带动振动台随机振动，对电机的要求较高，且难以控制振动幅度，准确度较低。


技术实现要素：

3.针对现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种振动摇摆复合运动平台，不仅成本较低，而且能够控制振动幅度，提高测试准确度。
4.一种振动摇摆复合运动平台，包括运动平台，所述运动平台包括振动平台和摇摆平台，所述摇摆平台通过摇摆气缸驱动进行上下摇摆；
5.所述振动平台包括x轴滑台和y轴滑台，所述x轴滑台的底部通过x滑块连接在x轴导轨连接，所述x轴导轨固定在底座的顶部，所述x轴滑台的两端均设置有x复位弹簧，所述x轴滑台的底部设置有x驱动电机；所述y轴滑台的的底部通过y滑块连接在y轴导轨连接，所述y轴导轨固定在x轴滑台的顶部，所述y轴滑台的两端均设置有y复位弹簧，所述y轴滑台的底部设置有y驱动电机。
6.本实施例中，本实用新型使用直线电机驱动相应的振动台在导轨上滑动，使振动台沿给定方向振动，与现有的随机振动相比，振动全过程受控，通过在振动方向两端设计专用的悬臂片弹簧作为复位弹簧，组成谐振系统，减小直线电机出力，降低了对直线电机驱动能力的要求，进而降低了成本。
7.进一步地，所述x驱动电机和y驱动电机均为直线电机。
8.进一步地，所述直线电机为水冷型直线电机，所述水冷型直线电机通过冷水管道与冷却机构连接。
9.进一步地，所述x复位弹簧和y复位弹簧均为悬臂片簧。
10.进一步地，所述悬臂片簧的弹性模数e为210gpa，许用应力为430mpa，最大工作变形为2.8mm，悬臂长度为125～130mm，片簧厚度为8mm，工作负荷为300kg，其中25kg为预压力
11.进一步地，所述运动平台还包括控制机构和冷却机构，所述控制机构和冷却机构均与运动平台相连接。
12.进一步地，所述运动平台还包括底座，所述x轴滑台设置在底座上。
13.与现有技术相比，本实用新型的优点在于：
14.(1)本实用新型中的振动摇摆复合运动平台，其包括振动平台和摇摆平台，摇摆平台连接在振动平台的上方，摇摆平台能够实现横摇和纵摇，且振动平台使用直线电机驱动
相应的振动台在导轨上滑动，使振动台沿给定方向振动，与现有的随机振动相比，振动全过程受控，通过在振动方向两端设计专用的悬臂片弹簧作为复位弹簧，组成谐振系统，减小直线电机出力，降低了对直线电机驱动能力的要求，进而降低了成本，提高了振动精度。
附图说明
15.图1为本实用新型实施例中振动摇摆复合运动平台的结构示意图；
16.图2为运动平台的结构示意图；
17.图3为振动平台的剖视图；
18.图4为图3的左视图。
19.图中：1
‑
运动平台，2
‑
控制机构，3
‑
冷却机构，4
‑
振动平台，5
‑
摇摆平台，6
‑
底座，7
‑
x轴滑台，71
‑
x滑块，72
‑
x轴导轨，73
‑
x复位弹簧，74
‑
x驱动电机，8
‑
y轴滑台，81
‑
y滑块，82
‑
y轴导轨，83
‑
y复位弹簧，84
‑
y驱动电机，9
‑
冷水管道。
具体实施方式
20.以下结合附图对本实用新型的实施例作进一步详细说明。
21.参见图1所示，本实用新型实施例提供一种振动摇摆复合运动平台，包括运动平台1、控制机构2和冷却机构3，控制机构2和冷却机构3均与运动平台1相连接。
22.参见图2所示，运动平台1包括振动平台4和摇摆平台5，摇摆平台5通过摇摆气缸驱动进行上下摇摆，所述摇摆平台5通过连接杆连接在振动平台4的上方，摇摆平台5能够进行横摇和纵摇，横摇的幅度为
±
30
°
(连续可调)，摇摆周期为6～14s(连续可调)；纵摇的幅度为
±
20
°
(连续可调)，摇摆周期为5～10s(连续可调)，且摇摆平台5的上述功能根据现有技术可实现，本实施例在此不进行详细描述。
23.参见图3和图4所示，振动平台4与底座6连接，振动平台4与包括x轴滑台7和y轴滑台8，x轴滑台7的底部通过x滑块71连接在x轴导轨72连接，x轴导轨72固定在底座6的顶部，x轴滑台7的两端均设置有x复位弹簧73，x轴滑台7的底部设置有x驱动电机74，x驱动电机74用于驱动x轴滑台7沿x轴导轨72滑动并压缩x复位弹簧73，压缩量和压缩速度通过x驱动电机74的运行速度和时间控制。
24.y轴滑台8的的底部通过y滑块81连接在y轴导轨82连接，y轴导轨82固定在x轴滑台7的顶部，y轴滑台8的两端均设置有y复位弹簧83，y轴滑台8的底部设置有y驱动电机84，y驱动电机84用于驱动y轴滑台8沿y轴导轨82滑动并压缩y复位弹簧83，压缩量和压缩速度通过y驱动电机84的运行速度和时间控制。
25.本实施例中，x驱动电机74和y驱动电机84均选用水冷型直线电机，水冷型直线电机通过冷水管道9与冷却机构3连接，水冷型直线电机包括相互连接的直线电机转子和直线电机定子。
26.本实用新型使用直线电机驱动相应的振动台在导轨上滑动，使振动台沿给定方向振动，与现有的随机振动相比，振动全过程受控，通过在振动方向两端设计专用的悬臂片弹簧作为复位弹簧，组成谐振系统，减小直线电机出力，降低了对直线电机驱动能力的要求，进而降低了成本。
27.x复位弹簧73和y复位弹簧83均选用悬臂片簧。
28.本实用新型对水冷型直线电机进行选择时，先按照技术要求，建立了两维振动台的三维模型，经三维测量得到了y轴方向振动部分的质量约为800kg包括200kg负载，x轴方向振动部分的质量约为1100kg包括200kg负载，按照按最大加速度1g的要求。
29.经计算y轴方向惯性力约为：f
y
＝ma＝800
×
9.8≈8000n。
30.经计算x轴方向惯性力约为：f
x
＝ma＝1100
×
9.8≈11000n。
31.复位弹簧的复位力按照惯性力的一半设计，则x轴驱动电机74需要的最大驱动力为：5500n，把正弦交变的驱动力等效转换为持续力，则需要的驱动力为：3900n。
32.根据所需驱动力的大小，确定选用科尔摩根直线电机作为驱动电机，为保持设计的通用性，x轴驱动电机74和y轴驱动电机84选择的电机相同。
33.对x复位弹簧73、y复位弹簧83的选择：
34.由于空气弹簧的弹性系数太小，基本上处于恒力状态，需要改变气囊的压力，弹性力在过中位时改变较大、较快；而橡胶弹簧、金属压缩弹簧的抗疲劳性较弱和寿命有限，因此最终决定选用悬臂片簧作为复位弹簧。
35.片弹簧的特点是只有一个方向—最小刚度平面容易弯曲，而在另一个方向上具有大的拉伸刚度及弯曲刚度，因此，片弹簧适宜用来作检测仪表或自动装置中的敏感元件、弹性支撑、定位装置和挠性连接。
36.选用悬臂片弹簧作为谐振弹簧，由于其弹性力为双向的，还可以通过改变悬臂长度来改变弹簧刚性，因此，便于根据实际需要进行调整。
37.本实施例中选用的悬臂片弹簧采用硅锰钢60si2mn制成，弹性模数e为210gpa，许用应力为430mpa，最大工作变形为2.8mm，悬臂长度为125～130mm，片簧厚度为8mm，工作负荷为300kg，其中25kg为预压力。
38.本实用新型不仅局限于上述最佳实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本实用新型相同或相近似的技术方案，均在其保护范围之内。