专利名称：基于柔性铰链机构的角振动测试台的制作方法
技术领域：
本实用新型主要涉及到振动测试设备领域，特指一种基于柔性铰链机构的角振动测试台。
背景技术：
工业生产中的各种材料、零部件、构件以至整机或整个建筑物都需要经过振动试 验才能确定它们的力学性能。振动测试台作为一种在实验室内提供典型振动条件或模拟 再现环境，用以检验和评价各类工程装置或设备机械力学性能的标准试验设备，在国民经 济发展中占有相当重要的地位，它的发展水平在某种程度上反映了一个国家的工业发展水 平。振动测试台的应用领域很广泛，可以用于传感器的校准，用于产品的例行振动试验，可 以用于地震模拟，还可以用于军事和土木工程等多个领域。用于振动试验的振动测试台系统从激振方式上可分为三类机械式振动测试台、 电液式振动测试台和电磁式振动测试台。机械式振动测试台的特点1)优点结构简单、容 易安装、造价较低、运用及维修简单、可以进行较长时间的试验；2)缺点频率范围小、波形 失真大、不能采用反馈控制、很难实现随机振动及几个机械式振动测试台同步运行。电液 振动测试台的特点1)优点激振力大(可高达IOOOOkN)，承载能力大、振幅大(位移可达 2. 5m)、工作频率的下限可以达到零赫兹，而且在很低的频率下可得到很大的激振力；2)缺 点高频性能较差，上限工作频率低，仅使用于在低频区及中频区进行振动试验。电磁式振 动测试台的特点1)优点工作频率范围大，可达10kHz，波形失真小，控制方便，可以采用 反馈控制，实现定值振动和随机振动，几个电磁振动测试台进行同步运行；2)缺点单台的 激振力及振幅不够大，台面有漏磁现象的影响，价格贵，维修复杂。由于角振动测试的运动 特殊性，上述振动台不适用于角振动测试，现有的角振动测试台的测试带宽受到限制。

实用新型内容本实用新型要解决的技术问题就在于针对现有技术存在的技术问题，本实用新 型提供一种结构简单紧凑、成本低廉、装配简单、工作稳定可靠、测试精度高的基于柔性铰 链机构的角振动测试台。为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案。一种基于柔性铰链机构的角振动测试台，其特征在于包括底座以及固定于底座 上的两个音圈电机、柔性铰链机构和振动测试工作台，所述两个音圈电机对称布置于柔性 铰链机构的两侧，所述振动测试工作台支承于柔性铰链机构上，所述音圈电机的输出端与 振动测试工作台底部相连。作为本实用新型的进一步改进所述柔性铰链机构为圆弧形柔性铰链件。所述圆弧形柔性铰链件的铰链宽度尺寸b大于铰链最小厚度处的尺寸t。所述底座上装设有检测振动测试工作台位置变化的电涡流传感器。[0011 ] 所述音圈电机包括音圈电机动子和音圈电机定子，所述底座上开设有用来安装音 圈电机定子的电机安装孔，所述音圈电机动子通过连接架与振动测试工作台相连。与现有技术相比，本实用新型的优点就在于 1、本实用新型基于柔性铰链机构的角振动测试台，结构简单紧凑、成本低廉、装配 简单、工作稳定可靠、测试精度高，其具有沿柔性铰链机构的轴线转动的功能，角振动测试 带宽能达到IOOHz以上，能够实现高频范围内的速率陀螺的固有频率测试、高频振动下的 漂移测试、挠性陀螺的二倍频试验以及其他高精度元器件高频振动性能的测试。2、本实用新型基于柔性铰链机构的角振动测试台，具有许多传统刚性机构不具有 的优点，如具有无空回、无摩擦、无间隙、无噪声、耗能低、无磨损、空间尺寸小、重量轻、易加 工、易装配、运动灵敏度高等许多优点。柔性铰链机构的类型为单自由度圆弧型柔性铰链， 可以确保角转动轴线固定，角转动运动分辨率高。音圈电机传动较传统的传动方式具有明 显的优势，如结构简单、精度高、速度快、噪声低、散热好等。同时，本实用新型基于柔性铰链 机构的角振动测试台具有高带宽、高精度、轻量化的特点。3、本实用新型基于柔性铰链机构的角振动测试台，能够实现单自由度的高频振动 测试，其采用双电机驱动和柔性铰链支撑，并通过电涡流传感器的位置反馈对装置进行伺 服控制，最大行程^ 1° ；幅频带宽^ 250Hz ；角位置分辨率1"。

图1是本实用新型的结构示意图；图2是本实用新型的装配示意图；图3是本实用新型去掉振动测试工作台后的结构示意图；图4是本实用新型纵截面的结构示意图；图5是本实用新型中柔性铰链机构与底座的安装示意图；图6是本实用新型中柔性铰链机构的结构示意图；图7是本实用新型中柔性铰链机构的侧视结构示意图。图例说明1、底座；11、电机安装孔；2、音圈电机；21、音圈电机动子；22、音圈电机定子；3、连 接架；4、电涡流传感器；5、柔性铰链机构；6、振动测试工作台。
具体实施方式
以下将结合具体实施例和说明书附图对本实用新型做进一步详细说明。如图1、图2、图3、图4和图5所示，本实用新型基于柔性铰链机构的角振动测试 台包括底座1以及固定于底座1上的两个音圈电机2、柔性铰链机构5和振动测试工作台 6，两个音圈电机2对称布置于柔性铰链机构5的两侧，振动测试工作台6支承于柔性铰链 机构5上。参见图6和图7，本实施例中该柔性铰链机构5采用圆弧形柔性铰链件，可以确 保角转动轴线固定，角转动运动分辨率高，通过对其结构尺寸的设计，柔性铰链机构5中柔 性铰链件的铰链宽度尺寸b大于铰链最小厚度处的尺寸t，角转动刚度远小于其他方向的 刚度，而间隙L具有转角行程保护功能。柔性铰链机构5可以采用同一材料整体切割而成。 音圈电机2由音圈电机动子21和音圈电机定子22组成，底座1上开设有用来安装音圈电机定子22的电机安装孔11，音圈电机动子21通过连接架3与振动测试工作台6相连，音圈 电机动子21用来对振动测试工作台6施力。音圈电机2的推力通过连接架3、振动测试工 作台6传递给柔性铰链机构5，转化为柔性铰链机构5的角转动，整个角振动测试台具有沿 柔性铰链机构5的轴线转动的特点。底座1上装设有电涡流传感器4，其布置于音圈电机2 的外侧，通过检测振动测试工作台6与电涡流传感器4的位置变化，提供伺服控制的角位置 反馈信号。 以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于 上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指 出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和 润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
权利要求一种基于柔性铰链机构的角振动测试台，其特征在于包括底座(1)以及固定于底座(1)上的两个音圈电机(2)、柔性铰链机构(5)和振动测试工作台(6)，所述两个音圈电机(2)对称布置于柔性铰链机构(5)的两侧，所述振动测试工作台(6)支承于柔性铰链机构(5)上，所述音圈电机(2)的输出端与振动测试工作台(6)底部相连。
2.根据权利要求1所述的基于柔性铰链机构的角振动测试台，其特征在于所述柔性 铰链机构(5)为圆弧形柔性铰链件。
3.根据权利要求2所述的基于柔性铰链机构的角振动测试台，其特征在于所述圆弧 形柔性铰链件的铰链宽度尺寸b大于铰链最小厚度处的尺寸t。
4.根据权利要求1或2或3所述的基于柔性铰链机构的角振动测试台，其特征在于 所述底座(1)上装设有检测振动测试工作台(6)位置变化的电涡流传感器(4)。
5.根据权利要求1或2或3所述的基于柔性铰链机构的角振动测试台，其特征在于 所述音圈电机(2)包括音圈电机动子(21)和音圈电机定子(22)，所述底座(1)上开设有用 来安装音圈电机定子(22)的电机安装孔(11)，所述音圈电机动子(21)通过连接架(3)与 振动测试工作台(6)相连。
6.根据权利要求4所述的基于柔性铰链机构的角振动测试台，其特征在于所述音圈 电机(2)包括音圈电机动子(21)和音圈电机定子(22)，所述底座(1)上开设有用来安装音 圈电机定子(22)的电机安装孔(11)，所述音圈电机动子(21)通过连接架(3)与振动测试 工作台(6)相连。
专利摘要本实用新型公开了一种基于柔性铰链机构的角振动测试台，包括底座以及固定于底座上的两个音圈电机、柔性铰链机构和振动测试工作台，所述两个音圈电机对称布置于柔性铰链机构的两侧，所述振动测试工作台支承于柔性铰链机构上，所述音圈电机的输出端与振动测试工作台底部相连。本实用新型是一种结构简单紧凑、成本低廉、装配简单、工作稳定可靠、测试精度高的基于柔性铰链机构的角振动测试台。
文档编号G01M7/02GK201600231SQ20102010271
公开日2010年10月6日 申请日期2010年1月27日 优先权日2010年1月27日
发明者周擎坤, 张智永, 张连超, 洪华杰, 范大鹏, 陈峰军 申请人:中国人民解放军国防科学技术大学