CN210852854U - 一种大负载水下四自由度摇摆装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种大负载水下四自由度摇摆装置，涉及水下模拟试验设备领域，该装置包括自上而下顺次连接的回转机构、升降机构和摇摆机构，所述升降机构包括绞盘机构和若干顺次套接的伸缩杆；相邻的伸缩杆之间设置有滑动副部件和间隙调节件，所述滑动副部件包括滑块和导轨，所述间隙调节件用于调整相对应的滑块和导轨之间的间隙大小；所述回转机构包括回转底座和回转电机，所述回转底座上设置有顺次连接的回转支承轴承，回转大齿轮和回转小齿轮，所述回转小齿轮与回转电机通过减速机连接。本实用新型不仅具有较强的负重能力，而且能够精确的反馈摇摆角度。
Description
技术领域
本实用新型涉及水下模拟试验设备领域，具体涉及一种大负载水下四自由度摇摆装置。
背景技术
在舰船水下设备的研制过程中，为提高设备的可靠性，在设备正式交付前，通常需要根据设备使用环境的工况进行模拟测试，为了提高模拟试验环境的真实性和实验的准确性，需要将设备放入水下环境进行回转、纵摇、横摇以及垂直升降等功能的试验，目前进行实验时，通常需要通过相应的设备提供回转、纵摇、横摇以及垂直升降等功能。
公开号为CN 104865565 B的专利文献公开了一种水下舰壳声呐自动升降回转摇摆检测装置，包括支撑座，支撑座的下部设有升降导向机构和位于升降导向机构底部的回转及摇摆机构，被测部件安装在回转及摇摆机构的下方；升降导向机构包括至少两级升降台，每级升降台由相应的伸缩导向杆驱动，处于最底层的升降台上安装的回转及摇摆机构；回转及摇摆机构包括上底板和下底板，上底板固定在升降台下部，上下底板之间铰接有驱动下底板摆动的动作器，下底板底部活动安装有转盘，被测部件固定在转盘上，该检测装置为具有四级升降台的升降回转摇摆机构。
但是，但该装置只能用于10吨及以下舰壳声呐不同水深、水平方向回转角度及水下摇摆姿态的测试，负重能力较差，且采用六自由度摇摆台形式实现摇摆运动，难以精确的反馈摇摆角度。
实用新型内容
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大负载水下四自由度摇摆装置，不仅具有较强的负重能力，而且能够精确的反馈摇摆角度。
为达到以上目的，本实用新型采取的技术方案是：
一种大负载水下四自由度摇摆装置，包括自上而下顺次连接的回转机构、升降机构和摇摆机构，所述升降机构包括绞盘机构和若干顺次套接的伸缩杆；
相邻的伸缩杆之间设置有滑动副部件和间隙调节件，所述滑动副部件包括滑块和导轨，所述间隙调节件用于调整相对应的滑块和导轨之间的间隙大小；
所述回转机构包括回转底座和回转电机，所述回转底座上设置有顺次连接的回转支承轴承，回转大齿轮和回转小齿轮，所述回转小齿轮与回转电机通过减速机连接。
进一步的，所述绞盘机构包括卷筒、驱动电机和钢丝绳，所述钢丝绳缠绕在卷筒上，所述驱动电机用于驱动卷筒转动，进而实现钢丝绳的收放，所述绞盘机构与位于最下端的伸缩杆连接，用于将伸长的伸缩杆拉回。
进一步的，所述卷筒的轴端设置有第一编码器，所述第一编码器用于采集卷筒轴承的旋转角度，并计算所有伸缩杆的总伸缩量。
进一步的，所述回转支承轴承上设置有第二编码器，所述第二编码器用于采集回转支承轴承的回转角度。
进一步的，所述摇摆机构包括相互连接的摇摆支座和安装座，所述摇摆支座的顶部与升降机构连接，所述安装座用于连接待测试设备。
进一步的，所述摇摆机构包括纵向摇轴系、横向摇轴系、第一电动缸和第二电动缸，所述第一电动缸用于驱动纵向摇轴系纵向摇摆，所述第二电动缸用于驱动横向摇轴系横向摇摆，所述纵向摇轴系、横向摇轴系均与安装座连接，用于带动安装座所连接的待测试设备摇摆。
进一步的，所述摇摆支座和安装座通过十字铰链连接。
进一步的，所述回转机构上连接有一控制柜。
进一步的，所述伸缩杆的截面为多边形。
与现有技术相比，本实用新型的优点在于：
(1)本实用新型中的大负载水下四自由度摇摆装置，包括顺次连接的回转机构、升降机构和摇摆机构，回转机构能够进行360°的旋转，升降机构能够带动摇摆机构上下运动，而摇摆机构能够带动待测设备横向和纵向摆动，进而实现多自由度摇摆，同时，各机构的连接方式使得其负重能力较强，能够负载10t及以上的重量。
(2)本实用新型中的大负载水下四自由度摇摆装置，包括第一编码器、第二编码器和第三编码器，能够提供准确的回转、升降和摇摆数据，测量精度较高。
(3)本实用新型中的大负载水下四自由度摇摆装置，相邻的伸缩杆之间设置有滑动副部件和间隙调节件，滑动副部件包括滑块和导轨，间隙调节件用于调整相对应的滑块和导轨之间的间隙大小，能够避免滑块与导轨发生卡滞现象，能够提高导向定位准确度。
附图说明
图1为本实用新型实施例中大负载水下四自由度摇摆装置的结构示意图；
图2为本实用新型实施例中升降机构伸长的结构示意图；
图3为本实用新型实施例中伸缩杆的剖视图；
图4为本实用新型实施例中回转机构的剖视图；
图5为本实用新型实施例中绞盘机构的结构示意图；
图6为本实用新型实施例中摇摆机构的结构示意图。
图中：1-回转机构，2-升降机构，3-摇摆机构，4-伸缩杆，5-绞盘机构，6-滑动副部件，7-回转电机，8-卷筒，9-驱动电机，10-钢丝绳，11-回转底座，12-回转支承轴承，13-回转大齿轮，14-回转小齿轮，15-摇摆支座，16-安装座，17-第一电动缸，18-第二电动缸，19-控制柜。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的实施例作进一步详细说明。
参见图1和图2所示，本实用新型实施例提供一种大负载水下四自由度摇摆装置，包括自上而下顺次连接的回转机构1、升降机构2和摇摆机构3，回转机构1上连接有一控制柜19，升降机构2包括绞盘机构5和若干顺次套接的伸缩杆4，绞盘机构5连接在回转机构1上。
参见图3所示，相邻的伸缩杆4之间设置有滑动副部件6和间隙调节件，滑动副部件6包括滑块和导轨，间隙调节件用于调整相对应的滑块和导轨之间的间隙大小；本实施例中的伸缩杆4的截面为多边形，多边形结构能够增强刚度、便于传递扭矩。
参见图4所示，回转机构1包括回转底座11和回转电机7，回转底座11上设置有顺次连接的回转支承轴承12，回转大齿轮13和回转小齿轮14，回转小齿轮14与回转电机7通过减速机连接，回转支承轴承12上设置有第二编码器，第二编码器用于采集回转支承轴承12的回转角度。
参见图5所示，绞盘机构5包括卷筒8、驱动电机9、钢丝绳10、升降定滑轮20和绞盘支座21，钢丝绳10通过升降定滑轮20与绞盘支座21连接，绞盘支座21与伸缩杆4通过法兰连接，钢丝绳10缠绕在卷筒8上，驱动电机9用于驱动卷筒8转动，进而实现钢丝绳10的收放，绞盘支座21与位于最下端的伸缩杆4连接，用于将伸长的伸缩杆4拉回，卷筒8的轴端设置有第一编码器，第一编码器用于采集卷筒8轴承的旋转角度，并计算所有伸缩杆4的总伸缩量。
本实用新型为了保证卷筒8转动过程中钢丝绳10为单层排线缠绕，设计了燕尾形导轨及梯形丝杆组成的滑动机构，卷筒8与梯形丝杆传动比1:4(梯形丝杆导程为5mm)，从而保证卷筒8旋转一圈，滑动机构移动20mm，带动绞盘底座21运动20mm。
参见图6所示，摇摆机构3包括相互连接的摇摆支座15、安装座16、纵向摇轴系、横向摇轴系、第一电动缸17和第二电动缸18，摇摆支座15的顶部与升降机构2连接，安装座16用于连接待测试设备，摇摆支座15和安装座16通过十字铰链连接，第一电动缸17用于驱动纵向摇轴系纵向摇摆，第二电动缸18用于驱动横向摇轴系横向摇摆，纵向摇轴系、横向摇轴系均与安装座16连接，用于带动安装座16所连接的待测试设备摇摆，同时，通过第三编码器测定摇摆角度。
由于摇摆机构3位于水中，第一电动缸17、第二电动缸18、十字铰链两端的铰链以及电动缸活塞杆等均采用动密封设计，驱动电机采用静密封设计，第一电动缸17、第二电动缸18内部采用管路连通，以适应运动过程中内腔空间变化带来的压力变化。
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。
Claims (9)
1.一种大负载水下四自由度摇摆装置，包括自上而下顺次连接的回转机构(1)、升降机构(2)和摇摆机构(3)，其特征在于：所述升降机构(2)包括绞盘机构(5)和若干顺次套接的伸缩杆(4)，所述绞盘机构(5)与伸缩杆(4)连接，用于拉回伸长的伸缩杆(4)；
相邻的伸缩杆(4)之间设置有滑动副部件(6)和间隙调节件，所述滑动副部件(6)包括滑块和导轨，所述间隙调节件用于调整相对应的滑块和导轨之间的间隙大小；
所述回转机构(1)包括回转底座(11)和回转电机(7)，所述回转底座(11)上设置有顺次连接的回转支承轴承(12)，回转大齿轮(13)和回转小齿轮(14)，所述回转小齿轮(14)与回转电机(7)通过减速机连接。
2.如权利要求1所述的一种大负载水下四自由度摇摆装置，其特征在于：所述绞盘机构(5)包括卷筒(8)、驱动电机(9)和钢丝绳(10)，所述钢丝绳(10)缠绕在卷筒(8)上，所述驱动电机(9)用于驱动卷筒(8)转动，进而实现钢丝绳(10)的收放，所述绞盘机构(5)与位于最下端的伸缩杆(4)连接，用于将伸长的伸缩杆(4)拉回。
3.如权利要求2所述的一种大负载水下四自由度摇摆装置，其特征在于：所述卷筒(8)的轴端设置有第一编码器，所述第一编码器用于采集卷筒(8)轴承的旋转角度，并计算所有伸缩杆(4)的总伸缩量。
4.如权利要求3所述的一种大负载水下四自由度摇摆装置，其特征在于：所述回转支承轴承(12)上设置有第二编码器，所述第二编码器用于采集回转支承轴承(12)的回转角度。
5.如权利要求1所述的一种大负载水下四自由度摇摆装置，其特征在于：所述摇摆机构(3)包括相互连接的摇摆支座(15)和安装座(16)，所述摇摆支座(15)的顶部与升降机构(2)连接，所述安装座(16)用于连接待测试设备。
6.如权利要求5所述的一种大负载水下四自由度摇摆装置，其特征在于：所述摇摆机构(3)包括纵向摇轴系、横向摇轴系、第一电动缸(17)和第二电动缸(18)，所述第一电动缸(17)用于驱动纵向摇轴系纵向摇摆，所述第二电动缸(18)用于驱动横向摇轴系横向摇摆，所述纵向摇轴系、横向摇轴系均与安装座(16)连接，用于带动安装座(16)所连接的待测试设备摇摆。
7.如权利要求6所述的一种大负载水下四自由度摇摆装置，其特征在于：所述摇摆支座(15)和安装座(16)通过十字铰链连接。
8.如权利要求1所述的一种大负载水下四自由度摇摆装置，其特征在于：所述回转机构(1)上连接有一控制柜(19)。
9.如权利要求1所述的一种大负载水下四自由度摇摆装置，其特征在于：所述伸缩杆(4)的截面为多边形。
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| CN201921144391.9U CN210852854U (zh) | 2019-07-19 | 2019-07-19 | 一种大负载水下四自由度摇摆装置 |
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN111855143A (zh) * | 2020-08-04 | 2020-10-30 | 朱军 | 船模横摇运动激励装置及船模横摇阻尼测量方法 |
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