CN109752176B - 一种自平衡倾斜摇摆试验台 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种自平衡倾斜摇摆试验台，所述的试验台包括台体，所述的台体包括机架、设置在机架上的台面、连接所述的机架和所述的台面的解耦机构，所述的台面与所述的解耦机构相转动连接，所述的试验台还包括多个能够在上下方向驱动台面的作动器，所述的作动器的上端部与所述的台面相转动连接，所述的台面还悬挂有多个质量和数量可调整的配重装置。本发明的一种自平衡倾斜摇摆试验台，通过在台面四周通过悬索串联设置配重块，试验时根据台面位置能够自动改变配重质量，从而自动平衡倾斜和摇摆试验时试件产生的作用力，作动器较小的输出就能实现大型试件的倾斜摇摆试验，降低了能耗。

Description

一种自平衡倾斜摇摆试验台
技术领域
本发明涉及力学环境试验设备领域，尤其涉及一种适用于大型试件试验的倾斜摇摆试验台。
背景技术
倾斜摇摆试验台主要用于进行倾斜摇摆试验。倾斜与摇摆是安置在水上装备(包括船舶、水上飞机、海洋石油勘探平台)上的机械、电工、电子产品的一种基本环境，各类安置在水上装备上的机械、电工、电子产品都要经受该环境的作用。除舰船上倾斜与摇摆以外，在其他有倾斜与摇摆环境下对安装精度、工作精度和电子仪器误差要求高的产品，都必须进行倾斜摇摆试验。
倾斜摇摆试验台，台体主要结构包括：台面、解耦机构、作动器、机架等部分。台面通过解耦机构安装在机架上方，作动器连接机架和台面，使台面能够绕解耦机构的轴心进行多自由度转动，从而实现倾斜摇摆试验功能。
随着科研和生产对可靠性要求的提高，试件的体积和质量不断增大，因此在试验过程中试件产生的作用力越来越大，对倾斜摇摆试验台的台体强度要求越来越高。倾斜摇摆试验台由于台体结构原因，强度不能无限增大，因此目前的倾斜摇摆试验台仅适用于中小型试件的倾斜摇摆试验。
因此开发一种适用于大型试件进行倾斜摇摆试验的倾斜摇摆试验台成为业界长期以来渴望解决的难题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种自平衡倾斜摇摆试验台。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种自平衡倾斜摇摆试验台，所述的试验台包括台体，所述的台体包括机架、设置在机架上的台面、连接所述的机架和所述的台面的解耦机构，所述的台面与所述的解耦机构相转动连接，所述的试验台还包括多个能够在上下方向驱动台面的作动器，所述的作动器的上端部与所述的台面相转动连接，所述的台面还悬挂有多个质量和数量可调整的配重装置。
优选地，所述的配重装置包括多个沿上下方向排列设置的配重块、将多个所述的配重块串联的悬索。配重块的数量和质量能够根据需要调整，位于最上侧的配重块与所述的台面之间也通过悬索相连接。
优选地，所述的解耦机构与所述的台面通过一十字轴式结构多自由度转动连接。
优选地，所述的配重装置的多个配重块之间通过所述的悬索可拆卸的连接。为了满足不同试件，能够通过拆卸，更换不同质量的配重块，以达到效果最佳。
优选地，所述的配重块的上端面和下端面上分别设置有用于连接所述的悬索的悬挂点。
优选地，所述的配重块具有盘放所述的悬索的空腔。当配重块处于落地状态时，相邻的两个落地状态的配重块之间的悬索被容纳在下侧配重块的空腔内。
优选地，多个所述的配重装置分别位于所述的台面的四周。配重装置的数量也能够根据不同试件进行调整。
优选地，所述的机架安装在地基上。
优选地，所述的试验台具有水平平衡状态和倾斜平衡状态，当所述的试验台位于水平平衡状态时，所述的台面位于水平位置，每个所述的配重装置中至少有一部分配重块处于悬吊状态。
所述悬吊状态，是配重块在其上端面的悬索作用下，其下端面不与其它配重块或地基接触的状态。所述落地状态，是配重块不受其上端面的悬索作用，其下端面与其它配重块或地基接触的状态。
本发明的一种自平衡倾斜摇摆试验台，通过在台面四周通过悬索串联设置配重块，试验时根据台面位置能够自动改变配重质量，从而自动平衡倾斜和摇摆试验时试件产生的作用力，作动器较小的输出就能实现大型试件的倾斜摇摆试验，降低了能耗。
附图说明
附图1是本发明一较佳实施例中的一种自平衡倾斜摇摆试验台的台体结构示意图；
附图2是本发明一较佳实施例中的一种自平衡倾斜摇摆试验台的工作过程示意图；
附图3(a)、(b)、(c)是本发明一较佳实施例中的一种自平衡倾斜摇摆试验台进行大型试件偏载安装的工作过程示意图。
1：试件；2：台体；21：台面；22：解耦机构；23：作动器；24：机架；3：悬索；4：配重块；5：地基。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
如图1所示，是本发明一较佳实施例中的一种自平衡倾斜摇摆试验台的台体结构示意图。台面21通过解耦机构22安装在机架24上方，作动器23连接机架24和台面21，组成台体2，并固定在地基5上。台面21周边安装悬索3，悬索3与多个配重块4连接，各个配重块4之间用悬索3连接。当台体2处于零位时，即水平平衡位置时，台面21保持水平，两端处于悬吊状态的配重块4数量和总质量相等，实现平衡。试件1安装在台面21上。配重块4的数量和质量能够根据需要调整，位于最上侧的配重块4与所述的台面21之间也通过悬索3相连接。所述的解耦机构22与所述的台面21通过一十字轴式结构多自由度转动连接。多个配重块4之间通过所述的悬索可拆卸的连接，为了满足不同试件1，能够通过拆卸，更换不同质量的配重块4，以达到效果最佳。
参阅附图2，是本发明一较佳实施例中的一种自平衡倾斜摇摆试验台的工作过程示意图。台体2工作时，在作动器23的作用下，通过解耦机构22，台面21发生转动：台面21的Ⅰ端下降，Ⅱ端上升。试件1的重心m偏离台体2的中心，并向Ⅰ端偏移，使试件1产生的作用力施加到台面21的Ⅰ端。台面21的Ⅰ端由于位置降低，使原本处于悬吊状态的配重块4逐一转变为落地状态。Ⅱ端由于位置升高，使原本处于落地状态的配重块4逐一转变为悬吊状态。此时，Ⅱ端的配重块4产生的拉力逐渐大于Ⅰ端的配重块4产生的拉力，并与试件1对台面21产生的作用力相抵消，实现自动平衡。所述的配重块4具有盘放所述的悬索3的空腔。当配重块4处于落地状态时，相邻的两个落地状态的配重块4之间的悬索3被容纳在下侧配重块4的空腔内。
如图3所示，是本发明一较佳实施例中的一种自平衡倾斜摇摆试验台进行大型试件偏载安装的工作过程示意图。实际试验工作中，试件1在台面21上处于偏载安装，即试件1的重心m与台体2的中心不重合，靠近台面21的Ⅱ端位置。此时，需调整两侧配重块4的质量，使Ⅰ端处于悬吊状态的配重块4总质量大于Ⅱ端处于悬吊状态的配重块4总质量，实现零位时，试件1和台面21处于平衡状态，如附图3(a)。
台体2工作时，当Ⅰ端下降、Ⅱ端上升时，试件1的重心m从Ⅱ端通过台体2的中心向Ⅰ端偏移。Ⅰ端原本处于悬吊状态的配重块4逐一转变为落地状态；Ⅱ端原本处于落地状态的配重块4逐一转变为悬吊状态，如附图3(b)。
当Ⅰ端上升、Ⅱ端下降时，试件1的重心m向Ⅱ端偏移。Ⅰ端原本处于落地状态的配重块4逐一转变为悬吊状态；Ⅱ端原本处于悬吊状态的配重块4逐一转变为落地状态，如附图3(c)。因此，在整个工作过程中，配重块4对台面21的作用力与试件1对台面21的作用力相互抵消，实现大型试件偏载安装的自动平衡。
本实施例中可根据试件1质量和重心位置在台面四周设置多组串联配重块4。
本实施例通过在台面21四周利用悬索3串联设置配重块4，试验时根据台面21位置能够自动改变配重质量，从而自动平衡倾斜和摇摆试验时试件1产生的作用力，作动器较小的输出就能实现大型试件的倾斜摇摆试验，降低了能耗，特别适合应用于大型试件偏载安装的倾斜摇摆试验。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (7)

1.一种自平衡倾斜摇摆试验台，所述的试验台包括台体，所述的台体包括机架、设置在机架上的台面、连接所述的机架和所述的台面的解耦机构，所述的台面与所述的解耦机构相转动连接，所述的试验台还包括多个能够在上下方向驱动台面的作动器，所述的作动器的上端部与所述的台面相转动连接，其特征在于，所述的台面还悬挂有多个质量和数量可调整的配重装置；所述的配重装置包括多个沿上下方向排列设置的配重块、将多个所述的配重块串联的悬索；所述的配重块具有盘放所述的悬索的空腔；相邻的两个落地状态的配重块之间的悬索被容纳在下侧配重块的空腔内。
2.如权利要求1所述的一种自平衡倾斜摇摆试验台，其特征在于，所述的解耦机构与所述的台面通过一十字轴式结构多自由度转动连接。
3.如权利要求1所述的一种自平衡倾斜摇摆试验台，其特征在于，所述的配重装置的多个配重块之间通过所述的悬索可拆卸的连接。
4.如权利要求3所述的一种自平衡倾斜摇摆试验台，其特征在于，所述的配重块的上端面和下端面上分别设置有用于连接所述的悬索的悬挂点。
5.如权利要求1所述的一种自平衡倾斜摇摆试验台，其特征在于，多个所述的配重装置分别位于所述的台面的四周。
6.如权利要求1所述的一种自平衡倾斜摇摆试验台，其特征在于，所述的机架安装在地基上。
7.如权利要求1所述的一种自平衡倾斜摇摆试验台，其特征在于，所述的试验台具有水平平衡状态和倾斜平衡状态，当所述的试验台位于水平平衡状态时，所述的台面位于水平位置，每个所述的配重装置中至少有一部分配重块处于悬吊状态。
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