一种单轴多自由度电液式振动台

1.本实用新型涉及震动测试台技术领域，尤其涉及一种单轴多自由度电液式振动台。


背景技术：

2.振动台的分类方法有很多，单从振动台的工作原理分为三种：机械式振动台、电动式振动台以及电液式振动台。电液式振动台具有较大的推力和位移，较宽的频率范围，较小的波形失真度，这些优点促使电液式振动台具有很大的研究价值。虽说目前技术有限，很难在需要高的工作频率的振动试验下工作，但只要突破技术难关，便能够提供大的激振力、振幅，给大型、重型构件做振动试验，在未来的振动试验中将占主要的地位。
3.近些年，我国在物流行业发展迅速。运输是物流的一个重要环节，而在运输过程中，商品难免会产生碰撞、振动，影响其正常工作性能，严重的甚至会造成重大事故。例如，玻璃、陶瓷制品在运输过程中耐不住振动产生破损，其他像仪器，家电破损更为严重；车内安装的电子元件可能在频繁的振动下无法正常使用，还可能使驾驶员的精神健康受到不同程度的伤害，因此需要振动台进行振动试验。
4.专利cn208060117u公开了一种三自由度震动测试台，它涉及震动测试台技术领域。它包含下底座、立柱机构、中平台、焊接支架、支撑杆、上平台、电动缸室机构、球角、球角套、关节、底座方位连接座、中平台方位连接座，所述下底座上表面圆心位置设置有立柱机构，立柱机构上端设置有中平台，中平台上表面前后方以及右侧均设置有焊接支架，中平台上表面左侧设置有支撑杆，焊接支架上端、支撑杆上端均与上平台下表面固定连接，下底座上方右侧以及后方均设置有电动缸室机构。
5.上述专利中存在的缺点：该款三自由度震动测试台用于驱动的部件多且结构复杂，制造成本高，因此存在改进空间。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的是为了克服现有技术存在的缺点和不足，而提供一种单轴多自由度电液式振动台。
7.为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：一种单轴多自由度电液式振动台，包括振动台、底座、设置于两者之间的支撑机构和升降机构，所述支撑机构与振动台连接的一端或支撑机构与底座连接的一端设置有第一铰接部件，所述升降机构可驱动振动台相对底座或支撑机构进行上下摆动，所述升降机构的一端与振动台连接，所述升降机构的另一端与底座之间设置有传动机构，所述传动机构包括设置于升降机构上的电机和第一齿轮，所述电机的输出轴固定设置有第一齿轮，所述底座上设置有与第一齿轮啮合构成传动的第二齿轮，所述振动台和升降机构在传动机构的驱动下以底座为中心进行周向转动。
8.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述升降机构包括液压杆和固定板，所述液压杆的活塞杆与振动台底部连接，所述电机和第二齿轮设置于固定板上。
9.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述固定板下方设置有若干滑轮，所述底座顶部设置有环形导轨，所述滑轮分别与环形导轨的内外两侧滑动连接。
10.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述环形导轨的内外两侧分别设置有径向向内延伸和径向向外延伸的导向部，所述导向部的横截面为锐角三角形结构，所述滑轮的侧壁设置有与导向部外壁贴合并且形状与导向部相适配的导向槽。
11.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述振动台底部设置有环形挡圈且环形挡圈朝向液压杆的一侧端面开设有环形滑槽，所述液压杆的活塞杆滑动安装于环形滑槽内，并且环形滑槽内设置有限位件，当液压杆转动至限位件位置时受其阻挡即可驱动振动盘同步进行周向转动。
12.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述液压杆的活塞杆端部设置有滑动安装于环形滑槽内的第二铰接部件，所述第二铰接部件包括设置于活塞杆端部的第二铰接座、转动安装于第二铰接座的第二转动杆以及固定连接于第二转动杆上的t形滑杆，所述t形滑杆滑动安装于环形滑槽内，所述环形滑槽的横截面呈t形。
13.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述振动台与支撑机构之间设置有第一铰接部件，所述第一铰接部件包括第一铰接座、第一转动杆、第一连接轴以及第二连接轴，所述第一转动杆转动安装于第一铰接座，所述第一连接轴固定连接于第一转动杆且两者之间呈t形，所述第二连接轴转动连接于第一连接轴远离第一转动杆的一侧端面。
14.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述第一铰接座朝向振动台的一侧端面开设有矩形开口。
15.综上所述，本实用新型的有益效果是：通过在升降机构上设置传动机构，进行振动测试时启动电机使第一齿轮和第二齿轮啮合构成传动，即可驱动振动台和升降机构以底座为中心进行周向转动，同时升降机构可以驱动转动台上下摆动，从而实现振动台三自由度转动，相比于传动复杂的三自由度振动测试台，本技术结构更加精简，制造成本低。
附图说明
16.图1是本实施例的立体图；
17.图2是本实施例中去掉振动台的立体图；
18.图3是本实施例中环形滑槽的局部剖视图；
19.图4是本实施例中第二铰接部件的结构示意图；
20.图5是本实施例中第一铰接部件的结构示意图；
21.图6是本实施例中滑轮配合底座的结构示意图；
22.图7是本实施例中底座的剖视图。
23.附图标记：1、振动台；2、底座；3、支撑机构；4、升降机构；5、第一铰接部件；6、传动机构；7、电机；8、第一齿轮；9、第二齿轮；10、液压杆；11、固定板；12、滑轮；13、环形导轨；14、导向部；15、导向槽；16、环形滑槽；17、限位件；18、第二铰接部件；19、第二铰接座；20、第二转动杆；21、t形滑杆；22、第一铰接座；23、第一转动杆；24、第一连接轴；25、第二连接轴；26、矩形开口。
具体实施方式
24.为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例和附图，进一步阐述本实用新型，但下述实施例仅仅为本实用新型的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本实用新型的保护范围。
25.下面结合附图描述本实用新型的具体实施例。
26.如图1至7所示的一种单轴多自由度电液式振动台，包括振动台1、底座2、设置于两者之间的支撑机构3和升降机构4，支撑机构3与振动台1连接的一端或支撑机构3与底座2连接的一端设置有第一铰接部件5，升降机构4可驱动振动台1相对底座2或支撑机构3进行上下摆动，升降机构4的一端与振动台1连接，升降机构4的另一端与底座2之间设置有传动机构6，传动机构6包括设置于升降机构4上的电机7和第一齿轮8，电机7的输出轴固定设置有第一齿轮8，底座2上设置有与第一齿轮8啮合构成传动的第二齿轮9，振动台1和升降机构4在传动机构6的驱动下以底座2为中心进行周向转动，本实施例中的第一铰接部件5可采用市售的球铰，但不局限于市面传统球铰结构，可根据实际生产需求设计。
27.通过在升降机构4上设置传动机构6，进行振动测试时启动电机7使第一齿轮8和第二齿轮9啮合构成传动，即可驱动振动台1和升降机构4以底座2为中心进行周向转动，同时升降机构4可以驱动转动台上下摆动，从而实现振动台1三自由度转动，相比于传动复杂的三自由度振动测试台，本技术结构更加精简，制造成本低。
28.升降机构4包括液压杆10和固定板11，液压杆10的活塞杆与振动台1底部连接，电机7设置于固定板11上并且电机7的输出轴贯穿至固定板11底部，第一齿轮8固定连接于电机7的输出轴，驱动单轴（即液压杆10）便可实现振动台1三自由度转动，本实施例中的电机7采用减速电机7，并通过齿轮传动的方式进行驱动，相比于直接通过电机7驱动整体转动的方式而言，不需要选用输出功率很大的电机7，降低制造成本。
29.固定板11下方设置有若干滑轮12，底座2顶部设置有环形导轨13，滑轮12分别与环形导轨13的内外两侧滑动连接。
30.环形导轨13的内外两侧分别设置有径向向内延伸和径向向外延伸的导向部14，导向部14的横截面为锐角三角形结构，滑轮12的侧壁设置有与导向部14外壁贴合并且形状与导向部14相适配的导向槽15。
31.振动台1底部设置有环形挡圈且环形挡圈朝向液压杆10的一侧端面开设有环形滑槽16，液压杆10的活塞杆滑动安装于环形滑槽16内，并且环形滑槽16内设置有限位件17，当液压杆10转动至限位件17位置时受其阻挡即可驱动振动盘同步进行周向转动。
32.振动台1与支撑机构3之间设置有第一铰接部件5，第一铰接部件5包括第一铰接座22、第一转动杆23、第一连接轴24以及第二连接轴25，第一转动杆23转动安装于第一铰接座22，第一连接轴24固定连接于第一转动杆23且两者之间呈t形，第二连接轴25转动连接于第一连接轴24远离第一转动杆23的一侧端面，即第一连接轴24可以相对第二连接轴25周向转动，本实施例中第一铰接部件5区别于现有技术中的球铰，能实现振动台1三自由度转动。
33.液压杆10的活塞杆端部设置有滑动安装于环形滑槽16内的第二铰接部件18，第二铰接部件18包括设置于活塞杆端部的第二铰接座19、转动安装于第二铰接座19的第二转动杆20以及固定连接于第二转动杆20上的t形滑杆21，t形滑杆21滑动安装于环形滑槽16内，
环形滑槽16的横截面呈t形，采用三轴正交设计，一方面t形滑杆21的垂直段始终能够与环形滑槽16的圆周曲线相切，这使得在升降过程中，第二转动杆20与第二铰接座19形成的转动副更容易转动，且第二铰接部件18不会被折断。另一方面t形滑杆21上端水平部分与环形滑槽16的内侧的高度相近，如此嵌于环形滑槽16中，带动振动台1可做圆周运动和上下摆动。
34.第一铰接座22朝向振动台1的一侧端面开设有矩形开口26，使得振动台1上下摆动的角度更大。
35.本发明设计的振动台1主要用于运输过程中，车辆在不平整地面上左右摇晃或者地面光滑，车胎打滑环境下的振动试验，这就需要振动台1不停往复运动，本实施例中液压缸采用双作用液压缸，通过向无杆腔或有杆腔中输入液压油，另外一个输液口输出油液，使得活塞杆作往复直线运动。
36.工作原理：设置环形滑槽16使得升降机构4按既定轨道运动，环形滑槽16内侧上方设有限位件17，当需要振动台1以支撑机构3为中心做圆周运动时，液压杆10上端的第二铰接部件18运动到指定位置并与限位件17接触，由于限位件17的阻挡，可带动振动台1周向转动，振动台1若需要进行上下摆动，则需将液压杆10移动至第一铰接部件5的指定位置，即转动至第一转动杆23与第一铰接座22的摆动方位上，本实施例中限位件17可以采用接触式或者电动等方式，主要目的是通过限位件17与液压杆10上端的第二铰接部件18形成配合关系，此处的配合关系即限位件17与第二铰接部件18接触或限位件17通过电动方式对第二铰接部件18形成挤压将其固定，使液压杆10周向转动时带动振动台1同步进行转动。
37.以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本实用新型的优选例，并不用来限制本实用新型，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内，本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。