摇摆试验台

技术领域

本发明涉及摇摆试验技术领域，具体涉及一种摇摆试验台。

背景技术

摇摆试验台主要用于模拟安装在船舶、水上飞机等装备上的环境，以对各类机械、电工、电子产品做摇摆和倾斜试验，考核产品所经受规定的严酷等级；或者用于测试汽车主要部件对倾斜与摇摆环境的适应能力；或者对核反应堆中的控制棒进行摇摆模拟试验以检验其可靠性和稳定性。

常规形式的摇摆试验台一般采用多组液压缸支撑台面和机架，台面与机架通过解耦机构联接，台面在液压缸的驱动下进行三轴向的倾斜、摇摆动作。由于该结构类型的摇摆试验台的机架通常设置在台面的中心的下方，因而此种结构形式的摇摆台不适用于大型长杆状试件的摇摆试验。

发明内容

本发明的目的在于提供一种摇摆试验台，以适用于大型长杆状试件的摇摆试验的进行。

本发明为解决上述问题所采用的技术方案为：

一种摇摆试验台，用于对试件进行摇摆试验，其特征在于，包括：

底座、摇摆框架、台面和驱动装置；

所述摇摆框架为由若干边框组成的框架结构，其中，

所述摇摆框架包含有相对设置的两个第一边框、以及相对设置的两个第二边框，两个第一边框均向外延伸有第一转轴，两个第二边框均向外延伸有第二转轴，两个第一转轴同轴线，两个第二转轴同轴线，第一边框和第二边框不相同；当所述摇摆框架摇摆至水平面时，第一转轴沿左右方向延伸，第二转轴沿前后方向延伸；

所述台面位于摇摆框架的上方，且所述台面分别与两个第一转轴转动连接；

所述两个第二边框的外侧均对应设置有支撑架，且两个第二转轴均与对应的支撑架的上端部转动连接，所述支撑架的下端部固定连接到所述底座；

所述驱动装置能够驱动所述台面绕第一转轴转动，以及驱动摇摆框架绕第二转轴转动；

所述台面上设置有贯穿上下端面的安装孔，在水平方向上，所述摇摆框架的若干边框均位于所述安装孔的外侧。

进一步具体地，所述驱动装置包括：设置在第二边框的外侧的若干第一油缸，和设置在第一边框上的若干第二油缸；

所述第一油缸和第二油缸的下端部和底座通过球形铰链铰接，所述第一油缸的上端部和台面通过球形铰链铰接，所述第二油缸的上端部和第一边框通过球形铰链铰接。

进一步具体地，所述第一油缸数量均等地分布于支撑架的左右两侧。

进一步具体地，所述第二油缸数量均等地分布于安装孔的前方和后方。

进一步具体地，所述支撑架包括两个支撑柱，每个支撑柱的下端部均固定连接到底座，两个支撑柱的上端部相互固定连接；在左右方向上，两个支撑柱的下端部分别位于安装孔的左方和右方。

进一步具体地，所述支撑柱内部镂空。

进一步具体地，所述摇摆框架为由四个边框组成的矩形框架结构。

进一步具体地，第一边框的外侧面的中心点连接到第一转轴，第二边框的外侧面的中心点连接到第二转轴。

进一步具体地，所述摇摆框架中相邻的边框之间均设置有加强梁，在水平面上，所述加强梁位于所述安装孔的外侧。

进一步具体地，所述安装孔成柱形，所述摇摆框架的中心点与安装孔的中心点在同一竖线上。

本发明所具有的有益效果为：

将常规摇摆台中心支撑结构改进为两侧的支撑架形式，水平台面采用中心开孔结构便于长杆状试件的安装，以实现大型长杆状之间的摇摆试验的进行。水平台面与摇摆框架使用嵌套结构实现水平台面两自由度的倾斜和摇摆动作。

附图说明

图1是安装试件后的摇摆试验台的整体结构示意图；

图2是摇摆试验台的整体结构示意图；

图3是摇摆框架的结构示意图；

图4是台面的结构示意图；

图5是台面和摇摆框架安装在一起时的结构示意图。

其中：1-试件，2-底座，3-支撑架，4-摇摆框架，41-第一边框，42-第二边框，411-第一转轴，421-第二转轴，43-加强梁，5-水平台面，51-安装孔，52-外部框架，521-横向加强筋，522-纵向加强筋，53-水平板，6-支架，61-第一支架，62-第二支架，71-第一油缸，72-第二油缸，711-第一油缸上端球形铰链，712-第一油缸下端球形铰链，721-第二油缸上端球形铰链，722-第二油缸下端球形铰链，8-第一轴承组件，9-第二轴承组件。

具体实施方式

以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。

如果本发明在表述的时候涉及方位(例如，上、下、左、右、前、后、外、内等)，则需要对涉及到的方位进行定义，例如“为清楚地表达本发明内所描述的位置与方向，以器械操作者作为参照，靠近操作者的一端为近端，远离操作者的一端为远端。”或者以纸面作为参照、以冰箱深度方向作为参照等进行定义。当然，如果在后续描述时，是通过相互参照来定义两者之间的位置关系的，则可不在此定义。

本发明的目的在于提供一种摇摆试验台，以适用于大型长杆状试件的摇摆试验。

下面以图1～5给出的一种实施例来对本发明的技术方案作详细说明。

定义方位“上方”为图1中标注的“上”，即水平台面5相对底座2所在的方向，定义方位“下方”为图1中标注的“下”，即底座2相对水平台面5所在的方向。

定义方位“左方”为图1中标注的“左”，定义方位“右方”为图1中标注的“右”。

定义方位“前方”为图3中标注的“前”，定义方位“后方”为图3中标注的“后”。

如图1、图2所示，一种摇摆试验台，所述摇摆试验台用于对试件1进行摇摆试验，包括底座2、支撑架3、摇摆框架4、台面和驱动装置。

所述底座2用于承载所有部件，所述底座2上固定有相对设置的2个支撑架3，所述支撑架3以安装孔51为中心对称设置。所述安装孔51成柱形，所述摇摆框架4的中心点与安装孔51的中心点在同一竖线上。

所述支撑架3包括两个支撑柱，每个支撑柱的下端部均固定连接到底座2，两个支撑柱的上端部相互固定连接。在左右方向上，两个支撑柱的下端部分别位于安装孔51的左方和右方。所述支撑柱内部镂空。

这种支撑架3的结构，在给试件1提供摇摆空间的同时，减少了自身重量，节约了生产成本，也保证了支撑的稳固性。

所述驱动装置用于提供动力。所述驱动装置能够驱动所述台面绕第一转轴411转动，以及驱动摇摆框架4绕第二转轴421转动。

所述驱动装置包括：设置在第二边框42的外侧的若干第一油缸71，和设置在第一边框41上的若干第二油缸72。所述第一油缸71用于直接驱动台面作横向摇摆运动，所述第二油缸72用于驱动摇摆框架4作纵向摇摆运动。

所述第一油缸71和第二油缸72的下端部和底座2通过球形铰链铰接，所述第一油缸71的上端部和台面通过球形铰链铰接，所述第二油缸72的上端部和第一边框41通过球形铰链铰接。

所述第一油缸71数量均等地分布于支撑架3的左右两侧。

所述第二油缸72数量均等地分布于安装孔51的前方和后方。

在本实施例中，第一油缸71的活塞杆上端设置有第一油缸上端球形铰链711，第一油缸71的缸体下端设置有第一油缸下端球形铰链712。第二油缸72的活塞杆上端设置有第二油缸上端球形铰链721，第二油缸72的缸体下端设置有第二油缸下端球形铰链722。

所述第一油缸71为4个，支撑架3的左右两侧分别设置两个第一油缸71，且每两个第一油缸上端球形铰链711与一个第二支架62铰接。所述第二油缸72为4个，安装孔51的前方和后方分别设置两个第二油缸72，且每两个第二油缸上端球形铰链721与一个第一边框41铰接。

这种设置方式为试件1提供了较大的摆动空间。

如图3所示，所述摇摆框架4为由若干边框组成的框架结构，在本实施例中，所述摇摆框架4为由四个边框组成的矩形框架结构。

所述摇摆框架4包含有相对设置的两个第一边框41、以及相对设置的两个第二边框42，第一边框41、第二边框42不相同。两个第一边框41的中部均向外延伸有第一转轴411，两个第二边框42的中部均向外延伸有第二转轴421，两个第一转轴411同轴线，两个第二转轴421同轴线，第一转轴411的轴线与第二转轴421的轴线不平行，所述两个第一转轴411的轴线和两个第二转轴421的轴线处于同一平面内，其交点即为本摇摆试验台横摇和纵摇的中心点。当所述摇摆框架4摇摆至水平面时，第一转轴411沿左右方向延伸，第二转轴421沿前后方向延伸。

第一边框41的外侧面的中心点连接到第一转轴411，第二边框42的外侧面的中心点连接到第二转轴421。

所述两个第二边框42的外侧均对应与支撑架3连接，具体地，两个第二转轴421均与对应的支撑架3的上端部转动连接，更具体地，所述支撑架3的上部设置有第二轴承组件9，所述第二转轴421通过所述第二轴承组件9与支撑架3的顶端转动连接，在第二油缸72的驱动下，第二转轴421带动摇摆框架4作纵向摇摆运动。

所述摇摆框架4内设置有用于增强摇摆框架4稳定性的加强梁43。在水平面上，所述加强梁43位于所述安装孔51的外侧。

在本实施例中，所述加强梁43倾斜设置在所述摇摆框架4的相邻的两条边上，所述加强梁43用于增强摇摆框架4的稳定性。此外所述加强梁43也可以采用其他设置方式，如内置于摇摆框架4内的横向加强梁或纵向加强梁或横、纵交错设置的加强梁。

如图4、图5所示，所述台面位于摇摆框架4的上方，且所述台面分别与两个第一转轴411转动连接。

所述台面上设置有贯穿上下端面的安装孔51，在水平方向上，所述摇摆框架4的若干边框均位于所述安装孔51的外侧。

所述台面包括水平台面5和设置于水平台面5的下方的支架6，所述水平台面5包括外部框架52，所述外部框架52内设置有若干等间距的横向加强筋521和若干等间距的纵向加强筋522，该种筋梁结构有利于减少水平台面5的重量。

所述外部框架52的镂空处的上方设置有水平板53，以便于安装试件1，本实施例中水平板53为木板。

所述支架6包含有相对设置的两个第一支架61、以及相对设置的两个第二支架62，两个第一支架61同轴线，两个第一支架61关于安装孔51所在的轴线对称分布，两个第二支架62同轴线，两个第二支架62关于安装孔51所在的轴线对称分布，两个第一支架61的轴线与两个第二支架62的轴线不平行。

所述第一支架61上设置有第一轴承组件8，所述第一转轴411通过第一轴承组件8与第一支架61相连接。

所述第二支架62通过第一油缸上端球形铰链711与第一油缸71铰接。所述第二支架62将力矩传递给水平台面5，最终两组第一油缸71的配合动作使得水平台面5产生横摇、横倾动作。

本发明的工作原理为：

试件1安装固定在安装孔51内，支撑架3提供支撑，第一油缸71和第二油缸72提供动力来源，两组伺服油缸产生的推力和拉力在台面上形成相应的力矩，最终转化为纵向和横向的摇摆运动。

两组第一油缸71受高压油液驱动后产生的力矩作用在水平台面5上，使水平台面5绕第一转轴411产生倾斜，做摇摆运动，进而实现试件1的横倾、横摇运动。第一油缸71的两端的球形铰链可随水平台面5位置角度的变化自行调整第一油缸71的倾斜角度，以平衡水平台面5在各横向倾斜角度下的载荷。

两组第二油缸72受高压油液驱动后产生的力矩作用在摇摆框架4上，使摇摆框架4绕第二转轴421产生倾斜、做摇摆运动。由于支架6和摇摆框架4嵌套，支架6又固定在水平台面5上，因而，摇摆框架4的纵向摇摆运动传递至水平台面5以实现水平台面5的纵倾、纵摇运动，进而实现试件1的纵倾、纵摇运动。第二油缸72的两端的球形铰链可随摇摆框架4的位置角度的变化自行调整第二油缸72的倾斜角度，以平衡水平台面5在各纵向倾斜角度下的载荷。

水平台面5纵倾、纵摇运动时，外部控制模块可实时解析水平台面5纵向运动导致的第一油缸71的位移量，并实时调整第一油缸71的动作以配合水平台面5的纵倾、纵摇。

本发明所提供的摇摆试验台，将常规摇摆台中心支撑结构改进为两侧的支撑架3形式，水平台面5采用中心开孔结构便于长杆状试件的安装，水平台面5与摇摆框架4使用嵌套结构实现水平台面5两自由度的倾斜和摇摆动作。本发明所提供的摇摆试验台，可以进行纵、横两个方向耦合倾斜与摇摆试验，也可进行单独一个方向的倾斜与摇摆试验。

由此，可以对大型长杆状试件进行倾斜、摇摆试验，模拟摇摆环境下的动态精度、检测设计可靠性以及环境适应性，指导其结构、工艺的设计与改进。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非是用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围内。