CN115728033B - 波浪模拟测试平台 - Google Patents
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Abstract
本公开公开了一种波浪模拟测试平台,包括:测试安装座,用于安装固定待测试的目标对象;以及波浪模拟驱动机构,与测试安装座连接,用于模拟波浪驱动测试安装座进行位移以及姿态变换。
Description
技术领域
本公开涉及一种惯性测量技术领域,特别是涉及一种波浪模拟测试平台。
背景技术
惯性测量单元(IMU)安装于车辆、无人机以及潜航器等载具,用于实时测量载具的姿态以及加速度。为了测量由于海浪引起的船舶姿态的变化,惯性测量单元安装于船舶上以便测量船舶在海上的姿态信息。但是为了保证测量结果的准确性,在安装于船舶之前,需要测试惯性测量单元在海上环境的准确度。目前IMU等海上用精密仪器测试均要到海上进行测试,极大地增加了测试成本和人员安全风险。
针对上述的现有技术中存在的海上用精密仪器测试均要到海上进行测试,极大地增加了测试成本和人员安全风险的技术问题,目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本公开提供了一种波浪模拟测试平台,以至少解决现有技术中存在的海上用精密仪器测试均要到海上进行测试,极大地增加了测试成本和人员安全风险的技术问题。
根据本公开的实施例,提供了一种波浪模拟测试平台,包括:测试安装座,用于安装固定待测试的目标对象;以及波浪模拟驱动机构,与测试安装座连接,用于模拟波浪驱动测试安装座进行位移以及姿态变换。
综上,利用本公开提供的波浪模拟测试平台,无需再将惯性测量单元部署在海上环境也可以测试惯性测量单元在海上环境的准确度。从而解决了现有技术中存在的海上用精密仪器测试均要到海上进行测试,极大地增加了测试成本和人员安全风险的技术问题。
根据下文结合附图对本公开的具体实施例的详细描述,本领域技术人员将会更加明了本公开的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本公开的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解,这些附图未必是按比例绘制的。附图中:
图1是根据本公开实施例的波浪模拟测试平台的示意图;
图2A和图2B示出了根据本公开实施例的波浪模拟测试平台的示意图;
图2C和图2D分别示出了根据本公开实施例的波浪模拟测试平台在不同视角下的侧视图;
图2E示出了根据本公开实施例的波浪模拟测试平台的俯视图;
图3A进一步示出了根据本公开实施例所述的推板组件以及水平旋转机构的示意图;
图3B示出了根据本公开实施例所述的推板组件以及水平旋转机构的俯视图;
图3C示出了根据本公开实施例所述的推板组件以及水平旋转机构的剖视图;
图4A示出了本公开实施例所述的水平位移机构的示意图;
图4B示出了本公开实施例所述的水平位移机构的俯视图;
图4C示出了本公开实施例所述的水平位移机构的底视图;
图4D示出了图4B所示的水平位移机构的俯视图中按照A_A方向的剖视图;
图4E示出了图4B所示的水平位移机构的俯视图中按照B_B方向的剖视图;
图4F示出了水平位移机构300中的滑动框的示意图;以及
图5示出了本公开所述的波浪模拟测试平台的模块示意图
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本公开。
为了使本技术领域的人员更好地理解本公开方案,下面将结合本公开实施例中的附图,对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本公开一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本公开保护的范围。
需要说明的是,本公开的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换,以便这里描述的本公开的实施例。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
图1是根据本公开实施例的波浪模拟测试平台的示意图。参见图1所示,波浪模拟测试平台包括:测试安装座10,用于安装固定待测试的目标对象;以及波浪模拟驱动机构20,与测试安装座10连接,用于模拟波浪驱动测试安装座10进行位移以及姿态变换。
从而在使用惯性测量单元前,可以将惯性测量单元安装在测试安装座10上,然后利用波浪模拟驱动机构20通过测试安装座10驱动惯性测量单元进行位移以及姿态变换,模拟惯性测量单元在海浪环境下的运动状态,从而替代惯性测量单元的海上测试,在波浪模拟测试平台模拟的环境下测试惯性测量单元的准确度。因此,利用本公开提供的波浪模拟测试平台,无需再将惯性测量单元部署在海上环境也可以测试惯性测量单元在海上环境的准确度。从而解决了现有技术中存在的海上用精密仪器测试均要到海上进行测试,极大地增加了测试成本和人员安全风险的技术问题。关于波浪模拟驱动机构20,将在下文中详细说明。
可选地,参考图1所示,波浪模拟驱动机构20包括:摇摆机构400,与测试安装座10连接,用于驱动测试安装座10进行摇摆动作,从而模拟波浪的横摇和/或纵摇;水平位移机构300,与摇摆机构400连接,用于在水平面内驱动测试安装座10进行位移,从而模拟波浪的横荡和/或纵荡;水平旋转机构200,与水平位移机构300连接,用于在水平面内旋转测试安装座10,从而模拟波浪的艏摇;以及垂直位移机构100,与水平旋转机构200连接,用于在垂直方向驱动测试安装座10进行线性位移,从而模拟波浪的垂荡。
从而,本公开通过垂直位移机构100驱动测试安装座10在垂直方向位移,从而可以模拟海浪的垂荡,通过水平位移机构300驱动测试安装座10在水平面的位移可以模拟海浪的纵荡和横荡,通过水平旋转机构200驱动测试安装座10在水平面内旋转可以模拟海浪的艏摇,通过摇摆机构400可以模拟海浪的横摇、纵摇和复合摇摆。从而通过控制垂直位移机构100、水平位移机构300、水平旋转机构200以及摇摆机构400,可以更加准确地模拟目标对象在海浪环境下的运动状态。并且通过分别控制不同的机构,可以实现对海浪的不同分量的模拟。例如通过单独控制垂直位移机构100和水平位移机构300可以仅仅模拟海浪的垂荡、纵荡以及横荡。通过单独控制水平旋转机构200,可以单独模拟海浪的艏摇。通过单独控制摇摆机构400,可以单独模拟海量的纵摇、横摇以及复合摇摆。从而提高了测试的灵活性。
此外,图2A和图2B也示出了根据本公开实施例的波浪模拟测试平台的示意图,图2C和图2D分别示出了根据本公开实施例的波浪模拟测试平台在不同视角下的侧视图,图2E示出了根据本公开实施例的波浪模拟测试平台的俯视图。
可选地,参考图2A~图2E所示,垂直位移机构100包括机架110以及推板组件120。其中机架110包括:底座111;垂直设置于底座111上的直线电机定子112a、112b;以及垂直设置于底座111上的导向柱113a、113b。
此外,图3A进一步示出了根据本公开实施例所述的推板组件120以及水平旋转机构200的示意图;图3B示出了根据本公开实施例所述的推板组件120以及水平旋转机构200的俯视图;图3C示出了根据本公开实施例所述的推板组件120以及水平旋转机构200的剖视图。参考图3A~图3C所示,推板组件120包括:推板121;设置于推板121并且与直线电机定子112a、112b耦合的直线电机动子滑块122a、122b;以及设置于推板121并且与导向柱113a、113b配合的轴承123a、123b。
从而本公开通过直线电机以及导向柱,能够确保测试的目标对象能够准确地在垂直方向移动,从而模拟海浪的垂荡。并且直线电机可以通过控制器进行准确地控制,从而可以准确拟合垂直方向的位移。此外,参考图2B~图2D所示,机架110还包括设置于直线电机定子112a、112b和导向柱113a、113b上方的顶板114。从而底座111和顶板114一起,对直线电机定子112a、112b和导向柱113a、113b进行固定。此外底座111和顶板114例如为矩形,并且直线电机定子112a、112b沿对角线设置,导向柱113a、113b沿另一对角线设置。
此外,参考图2A和图2B所示,推板121设置直线电机定子112a、112b的矩形直角被切去。并且直线电机定子112a、112b对称设置于切去矩形直角的斜边上。从而通过这种方式,能够将直线电机定子112a、112b更加稳固地设置于推板121。
可选地,参考图3A~图3C所示,水平旋转机构200包括设置于推板121的电机220以及与电机220的输出轴连接的转台210。并且参考图2A~图2E所示,水平位移机构300设置于转台210上。
从而本公开通过设置于推板121上的电机220以及与电机220连接的转台210,可以将垂直方向的位移与水平面内的旋转相结合,从而模拟海浪引起的垂荡和艏摇。并且优选地,电机220可以是伺服减速电机,从而可以通过控制器准确地控制转台210的旋转。
此外,推板121例如在中心设置有圆孔,从而伺服减速电机220与推板121的中心孔同心固连。伺服减速电机220的输出轴与推板121的中心孔有间隙(或相对于中心孔滑动转动,或与中心孔通过轴承连接)。伺服减速电机220的输出轴与转台210同心固连,且转台210与推板121之间有一定间隙。
此外,图4A示出了本公开实施例所述的水平位移机构的示意图;图4B示出了本公开实施例所述的水平位移机构的俯视图;图4C示出了本公开实施例所述的水平位移机构的底视图;图4D示出了图4B所示的水平位移机构的俯视图中按照A_A方向的剖视图;图4E示出了图4B所示的水平位移机构的俯视图中按照B_B方向的剖视图;图4F示出了水平位移机构300中的滑动框320的示意图。
可选地,参考图4A~图4E所示,水平位移机构300包括:基座310;滑动框320;以及滑块组件330。其中,基座310与转台210连接,并且基座310沿第一水平方向(例如Y轴方向)延伸的一对侧壁上分别设置有沿第一水平方向延伸的第一导向槽311a、311b。滑动框320设置有与第一导向槽311a、311b配合的第一凸起323a、323b,并且滑动框320沿第二水平方向(例如X轴方向)延伸的一对侧壁上分别设置有沿第二水平方向延伸的第二导向槽322a、322b,其中第二水平方向与第一水平方向垂直。并且,滑块组件330包括滑板331以及设置于滑板331下方的滑块333,其中滑块333还设置有与第二导向槽322a、322b配合的第二凸起334a、334b,滑板331上设置有与摇摆机构400连接的连接件332a~332d。并且,基座310和滑块组件330还设置有驱动滑块组件330沿第一水平方向和/或第二水平方向移动的位移驱动机构。
具体地,参考图3A所示,基座310是一个没有封顶的方盒,沿第一水平方向延伸的一对侧壁设有对称的第一导向槽311a、311b。其中第一导向槽311a、311b例如可以是长孔滑槽。此外,参考图4F所示,滑动框320为窄长方形,其窄边设置有第一凸起323a、323b(例如可以是带导向耳),沿第二水平方向延伸的长边侧壁设有第二导向槽322a、322b。其中第二导向槽322a、322b例如可以是对称长孔滑槽。从而第一凸起323a、323b与基座310的第一导向槽311a、311b间隙配合且可沿着第一导向槽311a、311b往复移动。参考图4C和图4E所示,滑块333是一个“几”型合金盒,顶部设有方形挡边并且无底,两侧分别设有第二凸起334a、334b(例如可以是长耳滑块)。第二凸起334a、334b与滑动框320的第二导向槽322a、322b间隙配合且可沿着第二导向槽322a、322b往复运动。
从而通过本公开的技术方案,通过基座310和滑块组件330的位移驱动机构,可以驱动滑块组件330在第一水平方向和第二水平方向移动,从而模拟海浪的纵荡和横荡。
可选地,参考图4C~图4E所示,位移驱动机构包括:第一永磁体312、第二永磁体336、多个第一导线335a以及多个第二导线335b。其中,第一永磁体312设置于基座310,并位于第一导向槽311a、311b下方;多个第一导线335a平行设置于滑块333内,并沿着第二水平方向延伸;多个第二导线335b平行设置于滑块333内,并沿着第一水平方向延伸;第二永磁体336设置于滑块333内,并位于多个第一导线335a和多个第二导线335b的上方,并且第一永磁体312与第二永磁体336的相对侧的极性不同。
参考图4C~图4E所示,基座310的底部安装若干块第一永磁体312,第一永磁体312的N极在上S极在下。滑块333的盒内贴紧挡边固连若干块第二永磁体336,第二永磁体336的N极在上S极在下。从而第一永磁体312和第二永磁体336相对侧的极性不同(第一永磁体312的上侧为N极,第二永磁体336的下侧为S极)。第二永磁体336下方有连续并排的若干矩形截面的第二导线335b,其中第二导线335b沿第一水平方向(即Y轴方向)延伸并穿过滑块333的侧壁。在第二导线335b下方有连续并排的若干矩形截面的第一导线335a,第一导线335a沿着垂直于第二导线335b的第二水平方向(即X轴方向)延伸,并滑块333的侧壁。
从而当第一导线335a通电时,根据安培力原理,第一导线335a在磁场中受到安培力作用,使滑动框320沿第一水平方向移动,以模拟海浪纵荡。同理,当第二导线335b通电时,使滑块333沿第二水平方向移动,以模拟海浪横荡。
从而本公开通过安培力电机创新设计,实现了滑块333在X方向和Y方向(即第一水平方向和第二水平方向)的移动。矩形截面导线使功率密度更大,并且本公开的导线并排排布,端面采用镀银端子将其并联,而后通过一根电缆接到电路中,从而与现有的音圈电机相比,可以有效避免功率损失,从而提高了电机效率。
此外尽管在本实施例中,第一永磁体312和第二永磁体336均设置为N极在上S极在下,但是第一永磁体312和第二永磁体336也可设置为S极在上N极在下,只要第一永磁体312和第二永磁体336相对侧的极性相反即可。
可选地,第一导线335a以及第二导线335b分别与电源连接。
可选地,第二导线335b在第一导线335a上方,并且第二永磁体336与第二导线335b之间间隔有小于0.5mm的间隙;并且第二导线335b与第一导线335a之间间隔有小于0.5mm的间隙。
可选地,摇摆机构400包括多个可伸缩的推杆401~404,推杆401~404的一端与测试安装座10可旋转的连接,另一端与滑板331上相应的连接件332a~332d可旋转地连接。具体地,参考图2A所示,推杆401~404优选地为伺服电动推杆,从而可以通过控制器准确控制每个推杆的伸缩量。从而,测试安装座10在4个推杆401~404可在设计角度范围内朝任意方向倾斜,以模拟海浪横摇、纵摇或复合摇摆。
可选地,参考图4B所示,连接件332a~332d包括:耳座3321a~3321d以及轴销3322a~3322d,其中耳座3321a~3321d沿滑板331的周缘均匀分布,轴销3322a~3322d设置于相应的耳座3321a~3321d,并且相邻的轴销彼此垂直设置。并且,推杆401~404的一端以万向节的形式与测试安装座10的下部可旋转地连接,推杆401~404的另一端通过耳座与轴销3322a~3322d可旋转地连接。具体地,参考图4B所示,滑板331例如为圆形滑板,在滑板331上沿周缘均匀分布4个耳座3321a~3321d。彼此相邻的耳座上的轴销垂直设置,例如轴销3322a与轴销3322b垂直设置,轴销3322b与轴销3322c垂直设置以及轴销3322c与轴销3322d垂直设置。彼此相对的耳座上的轴销平行设置,例如轴销3322a与轴销3322c平行设置,轴销3322b与轴销3322d平行设置。从而4个推杆401~404的一端以万向节的形式与测试安装座10的下部可旋转地连接,并且4个推杆401~404的另一端通过耳座与轴销3322a~3322d可旋转地连接。
从而测试安装座10在4个推杆401~404可在设计角度范围内朝任意方向倾斜,以模拟海浪横摇、纵摇或复合摇摆。并且,通过以上布署,无论推杆401~404的怎样动作,测试安装座10仅仅在固定位置进行姿态的变换(例如横摇、纵摇或复合摇摆),而不会产生位置上的偏移。从而不会对垂荡、纵荡和横荡的海浪模拟构成干扰。
此外,图5示出了本公开所述的波浪模拟测试平台的模块示意图。参考图5所示,波浪模拟测试平台还包括处理器30,该处理器30分别与垂直位移机构100的垂直电机动子滑块122a~122b、水平旋转机构200的电机220、水平位移机构300中的导线335a和335b的电流源以及摇摆机构400的推杆401~404通信连接,用于驱动以上机构从而模拟海浪运动的效果。
其中处理器30模拟海浪的方法如下:
S02:接收用户输入的与模拟的海浪运动相关的波形参数
具体地,处理器30接收用户输入的与模拟的海浪运动相关的参数,该参数包括:海浪波面运动的振幅和频率。
S04:根据用户输入的波形参数确定所模拟的海浪运动的波形函数:
具体地,海浪波面运动的随机过程具有时间与空间上统一的一致性,海浪波面η可表示为无限个斜向余弦波的叠加,从而处理器30根据用户输入的参数确定如下式所示的波形函数:
η(x,y,t)=∑kakcos(k(xcosθk+ysinθk)-ωtεk)(1)
其中,η(x,y,t)为波形函数;ω表示海浪波面运动的频率;k为与频率ω对应的波数;θk表示海浪波面运动的第k个组成波的波向;ak表示与第k个组成波对应的振幅;εk表示与第k个组成波对应的相位。以上参数可以根据用户输入的参数确定。对传感器在海面的实测数据与波形函数进行拟合,得到各参数的对应关系,在输入不同振幅和频率时可得到对应的其他参数。
S06:确定各个驱动机构的运动函数
具体地,处理器30根据上面所述的公式(1),确定以下各机构的运动函数:垂直位移机构100的垂直电机动子滑块122a~122b、水平旋转机构200的电机220、水平位移机构300中滑动框320和滑块333以及摇摆机构400的推杆401~404。其中公式(1)~(9)中相同的参数表达的含义相同,不再赘述。
具体地,垂直电机动子滑块122a~122b的运动函数如下:
η0(t)=∑kh0(k)eiωt(2)
其中,h0(k)表示对公式(1)做欧拉公式变形后提出频率和相位得到的复振幅。
水平旋转机构200的电机的运动函数如下:
其中,i表示虚数单位,kθ表示角速度方向波数的分量。
水平位移机构300的滑块333(即横向运动)的运动函数如下:
其中kx表示水平面X方向波数的分量。
水平位移机构300的滑动框320(即纵向运动)的运动函数如下:
其中ky表示水平面Y方向波数的分量。
并且其中,推杆401~404的运动函数如下:
其中,θk(x,y)表示某一坐标在第k个组成波对应的波向函数,(x1,y1)表示推杆401在水平面的坐标。
其中,(x2,y2)表示推杆402在水平面的坐标。
其中,(x3,y3)表示推杆403在水平面的坐标。
其中,(x4,y4)表示推杆404在水平面的坐标。
S08:确定各个驱动机构的驱动电流
由于驱动电流与公式(2)~(9)中的运动函数的二阶导数成正比,因此处理器30可以在公式(2)~(9)的基础上求二阶导数,从而确定垂直电机动子滑块122a~122b、电机220、第二导线335b与第一导线335a以及推杆401~404的驱动电流。
从而通过这种方式,处理器30控制垂直电机动子滑块122a~122b、电机220、第二导线335b与第一导线335a以及推杆401~404的驱动电流,从而可以模拟海浪的运动。
综上,利用本公开提供的波浪模拟测试平台,无需再将惯性测量单元部署在海上环境也可以测试惯性测量单元在海上环境的准确度。从而解决了现有技术中存在的海上用精密仪器测试均要到海上进行测试,极大地增加了测试成本和人员安全风险的技术问题。
除非另外具体说明,否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。同时,应当明白,为了便于描述,附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论,但在适当情况下,技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中,任何具体值应被解释为仅仅是示例性的,而不是作为限制。因此,示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
为了便于描述,在这里可以使用空间相对术语,如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等,用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是,空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如,如果附图中的器件被倒置,则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而,示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位),并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
在本公开的描述中,需要理解的是,方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本公开和简化描述,在未作相反说明的情况下,这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本公开保护范围的限制;方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
以上所述,仅为本公开较佳的具体实施方式,但本公开的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此,本公开的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种波浪模拟测试平台,其特征在于,包括:
测试安装座(10),用于安装固定待测试的目标对象;
波浪模拟驱动机构(20),与所述测试安装座(10)连接,用于模拟波浪驱动所述测试安装座(10)进行位移以及姿态变换,其中
所述波浪模拟驱动机构(20)包括:摇摆机构(400),与所述测试安装座(10)连接,用于驱动所述测试安装座(10)进行摇摆动作,从而模拟波浪的横摇和/或纵摇,其中所述摇摆机构(400)包括可伸缩的第一推杆(401)、第二推杆(402)、第三推杆(403)和第四推杆(404);
水平位移机构(300),与所述摇摆机构(400)连接,用于在水平面内驱动所述测试安装座(10)进行位移,从而模拟波浪的横荡和/或纵荡;
水平旋转机构(200),与所述水平位移机构(300)连接,用于在水平面内旋转所述测试安装座(10),从而模拟波浪的艏摇;以及
垂直位移机构(100),与所述水平旋转机构(200)连接,用于在垂直方向驱动所述测试安装座(10)进行线性位移,从而模拟波浪的垂荡,
所述波浪模拟驱动机构(20)还包括:处理器(30)以及多个驱动机构,其中所述处理器(30)分别与所述波浪模拟驱动机构(20)中的各个驱动机构连接,并且其中所述处理器(30)配置用于执行以下操作:
接收用户输入的与模拟波浪运动相关的波形参数;
根据用户输入的波形参数确定所模拟的波浪运动的波形函数,其中所述波形函数的计算公式如下:
其中,η(x,y,t)为所述波形函数,ω表示海浪波面运动的频率,k为与频率ω对应的波数,θk表示海浪波面运动的第k个组成波的波向,ak表示与第k个组成波对应的振幅,εk表示与第k个组成波对应的相位;
根据所述波形函数,确定所述各个驱动机构的运动函数,其中与所述垂直位置机构对应的运动函数如下:
其中,h0(k)表示对所述波形函数做欧拉公式变形后提出频率和相位得到的复振幅;
与所述水平旋转机构对应的运动函数如下:
其中,i表示虚数单位,kθ表示角速度方向波数的分量;
与所述水平位移机构的横向运动对应的运动函数如下:
其中,kx表示水平面X方向波数的分量;
与所述水平位移机构对应的纵向运动对应的运动函数如下:
其中,ky表示水平面Y方向波数的分量;
与所述第一推杆(401)对应的运动函数如下:
其中,θk(x,y)表示任意一坐标在第k个组成波对应的波向函数,(x1,y1)表示所述第一推杆401在水平面的坐标;
与所述第二推杆(402)对应的运动函数如下:
其中,(x2,y2)表示所述第二推杆402在水平面的坐标;
与所述第三推杆(403)对应的运动函数如下:
其中,(x3,y3)表示所述第三推杆403在水平面的坐标;
与所述第四推杆(404)对应的运动函数如下:
其中,(x4,y4)表示所述第四推杆404在水平面的坐标;以及
根据所述各个驱动机构的运动函数,确定所述各个驱动机构的驱动电流。
2.根据权利要求1所述的波浪模拟测试平台,其特征在于,所述垂直位移机构(100)包括机架(110)以及推板组件(120),其中
所述机架(110)包括:底座(111);垂直设置于所述底座(111)上的直线电机定子(112a、112b);以及垂直设置于所述底座(111)上的导向柱(113a、113b),并且
所述推板组件(120)包括:推板(121);设置于所述推板(121)并且与所述直线电机定子(112a、112b)耦合的直线电机动子滑块(122a、122b);以及设置于所述推板(121)并且与所述导向柱(113a、113b)配合的轴承(123a、123b)。
3.根据权利要求2所述的波浪模拟测试平台,其特征在于,所述水平旋转机构(200)包括设置于所述推板(121)的电机(220)以及与所述电机(220)的输出轴连接的转台(210),并且所述水平位移机构(300)设置于所述转台(210)上。
4.根据权利要求3所述的波浪模拟测试平台,其特征在于,所述水平位移机构(300)包括:基座(310);滑动框(320);以及滑块组件(330),其中
所述基座(310)与所述转台(210)连接,并且所述基座(310)沿第一水平方向延伸的一对侧壁上分别设置有沿所述第一水平方向延伸的第一导向槽(311a、311b);
所述滑动框(320)设置有与所述第一导向槽(311a、311b)配合的第一凸起(323a、323b),并且所述滑动框(320)沿第二水平方向延伸的一对侧壁上分别设置有沿所述第二水平方向延伸的第二导向槽(322a、322b),其中所述第二水平方向与所述第一水平方向垂直;以及
所述滑块组件(330)包括滑板(331)以及设置于所述滑板(331)下方的滑块(333),其中所述滑块(333)还设置有与所述第二导向槽(322a、322b)配合的第二凸起(334a、334b),所述滑板(331)上设置有与所述摇摆机构(400)连接的连接件(332a~332d),并且
所述基座(310)和所述滑块组件(330)还设置有驱动所述滑块组件(330)在水平面内位移的位移驱动机构。
5.根据权利要求4所述的波浪模拟测试平台,其特征在于,所述位移驱动机构包括:第一永磁体(312)、第二永磁体(336)、多个第一导线(335a)以及多个第二导线(335b),其中
所述第一永磁体(312)设置于所述基座(310),并位于所述第一导向槽(311a、311b)下方;
所述多个第一导线(335a)平行设置于所述滑块(333)内,并沿着所述第二水平方向延伸;
所述多个第二导线(335b)平行设置于所述滑块(333)内,并沿着所述第一水平方向延伸;
所述第二永磁体(336)设置于所述滑块(333)内,并位于所述多个第一导线(335a)和所述多个第二导线(335b)的上方,并且所述第一永磁体(312)与所述第二永磁体(336)的相对侧的极性不同。
6.根据权利要求5所述的波浪模拟测试平台,其特征在于,所述第一导线(335a)以及所述第二导线(335b)分别与电源连接。
7.根据权利要求6所述的波浪模拟测试平台,其特征在于,所述第二导线(335b)在所述第一导线(335a)上方,并且
所述第二永磁体(336)与所述第二导线(335b)之间间隔有小于0.5mm的间隙;并且
所述第二导线(335b)与所述第一导线(335a)之间间隔有小于0.5mm的间隙。
8.根据权利要求7所述的波浪模拟测试平台,其特征在于,所述推杆(401~404)的一端与所述测试安装座(10)可旋转的连接,另一端与所述滑板(331)上相应的连接件(332a~332d)可旋转地连接。
9.根据权利要求8所述的波浪模拟测试平台,其特征在于,所述连接件(332a~332d)包括:耳座(3321a~3321d)以及轴销(3322a~3322d),其中所述耳座(3321a~3321d)沿所述滑板(331)的周缘均匀分布,所述轴销(3322a~3322d)设置于相应的耳座(3321a~3321d),并且相邻的轴销彼此垂直设置,并且
所述推杆(401~404)的一端以万向节的形式与所述测试安装座(10)的下部可旋转地连接,所述推杆(401~404)的另一端通过耳座与所述轴销(3322a~3322d)可旋转地连接。
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