專利名稱：六個(gè)自由度變位移自適應(yīng)協(xié)調(diào)加載方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于機(jī)械工程技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在機(jī)械工程中，很多設(shè)備是受三個(gè)方向力和三個(gè)方向力矩的作用，由此相應(yīng)的產(chǎn)生了六個(gè)方向的位移和彈性變形。由于一個(gè)方向力有變化，就會(huì)產(chǎn)生該方向上的位移變化， 有了這個(gè)方向位移變化又會(huì)引起其它五個(gè)力和力矩的作用方向的變化，這樣就引起這些力和力矩加載產(chǎn)生偏差。如果三個(gè)方向的力同時(shí)加載，則它們之中的每個(gè)力不僅在該力作用方向上產(chǎn)生位移，而且它還在其它力的同時(shí)作用下，改變自己的加載方向。另外這些力和力矩在加載過(guò)程中，它們的大小也是隨機(jī)變化的，因此，承載機(jī)構(gòu)的加載點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡是極其復(fù)雜的。在國(guó)內(nèi)外，真實(shí)、隨機(jī)地模擬這個(gè)加載點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡與加載機(jī)構(gòu)支持點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡的協(xié)調(diào)，是至今仍沒(méi)有真正解決的難題。本發(fā)明就是針對(duì)這一難題進(jìn)行研究的。

發(fā)明內(nèi)容
成功地創(chuàng)造出一種可以實(shí)現(xiàn)六自由度變位移自適應(yīng)協(xié)調(diào)加載的新方法。該方法不需要另外附加多個(gè)作動(dòng)器推動(dòng)加載機(jī)構(gòu)的各支持點(diǎn)進(jìn)行變位移協(xié)調(diào)，而是靠獨(dú)特的構(gòu)思和巧妙的設(shè)計(jì)，把多個(gè)加載機(jī)件的支持點(diǎn)與有復(fù)雜運(yùn)動(dòng)軌跡的承載機(jī)件組成一個(gè)整體，使X、 Y、Z三個(gè)方向上的加載機(jī)構(gòu)支持點(diǎn)隨機(jī)地與承載機(jī)件的變位移協(xié)調(diào)。用該方法研制的設(shè)備， 只要施加一個(gè)方向的力，承載機(jī)件產(chǎn)生位移、其它方向上作動(dòng)器的支持點(diǎn)就能自動(dòng)跟隨。
具體實(shí)施方案1.研發(fā)出與實(shí)現(xiàn)上述方法相對(duì)應(yīng)的如下組合機(jī)構(gòu)①組合加載機(jī)構(gòu)。它的一部分機(jī)構(gòu)只施加力，不傳彎矩，另一部分機(jī)構(gòu)只傳彎矩， 不傳力。這兩部分機(jī)構(gòu)組合起來(lái)，除能施加力和彎矩外，還具有加載器支持點(diǎn)的導(dǎo)向和變位移的協(xié)調(diào)功能。這是一種受力合理、有多種用途的獨(dú)特機(jī)構(gòu)。②加載支持點(diǎn)位移隨動(dòng)組合機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方法。該機(jī)構(gòu)的一部分與加載器的術(shù)端鉸接，使它能支持和傳遞加載器的力；另一部分支持在變位移協(xié)調(diào)機(jī)構(gòu)上，使它隨承載機(jī)件變位移同步隨機(jī)協(xié)調(diào)。③加載方向保持機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方法。它在承受任何力時(shí)，始終保持與地面平行狀態(tài)，一部分構(gòu)件與X、Y、Z方向的加載機(jī)構(gòu)相連接，使水平加載機(jī)構(gòu)始終保持水平，垂直加載機(jī)構(gòu)始終垂直。另一部分機(jī)構(gòu)與萬(wàn)向鉸相連，使承載機(jī)件的變位移通過(guò)它隨機(jī)地帶動(dòng)各加載機(jī)構(gòu)支持點(diǎn)移動(dòng)。2.組合裝配。將加工好的各組合機(jī)構(gòu)和相應(yīng)的支持機(jī)構(gòu)以及各種連接件，組裝成一個(gè)完整的六個(gè)自由度變位移自適應(yīng)協(xié)調(diào)加載設(shè)備。3.進(jìn)行調(diào)試。用組裝好的設(shè)備進(jìn)行單獨(dú)或組合施加三個(gè)方向的力(Px、Py、Pz)和力矩 (MpMpMz),檢驗(yàn)六個(gè)變位移自動(dòng)協(xié)調(diào)(自適應(yīng))情況，調(diào)試至六個(gè)變位移完全自動(dòng)協(xié)調(diào)為止。
權(quán)利要求
1.本發(fā)明技術(shù)特征，它研發(fā)出一種可以隨機(jī)模擬六個(gè)自由度的承載機(jī)件與加載機(jī)構(gòu)變位移自動(dòng)協(xié)調(diào)的新方法。該方法不需要另外附加多個(gè)作動(dòng)器推動(dòng)加載機(jī)構(gòu)的各支持點(diǎn)進(jìn)行變位移協(xié)調(diào)，而是靠獨(dú)特的構(gòu)思和巧妙的設(shè)計(jì)，把多個(gè)加載機(jī)件的支持點(diǎn)與有復(fù)雜運(yùn)動(dòng)軌跡的承載機(jī)件組成一個(gè)整體，使X、Y、Z三個(gè)方向上的加載機(jī)構(gòu)支持點(diǎn)隨機(jī)地與承載機(jī)件的變位移協(xié)調(diào)。用該方法研制的設(shè)備，只要施加一個(gè)方向的力，承載機(jī)件產(chǎn)生位移，其它方向上作動(dòng)器的支持點(diǎn)就能自動(dòng)跟隨，真正是“牽一發(fā)動(dòng)全身”，這在國(guó)內(nèi)外尚無(wú)先例。本發(fā)明申請(qǐng)保護(hù)的范圍，是六個(gè)自由度變位移自適應(yīng)協(xié)調(diào)加載方法①組合加載機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方法。它的一部分機(jī)構(gòu)只施加力，不傳彎矩，另一部分機(jī)構(gòu)只傳彎矩，不傳力。這兩部分機(jī)構(gòu)組合起來(lái)，除能施加力和彎矩外，還具有加載器支持點(diǎn)的導(dǎo)向和變位移的協(xié)調(diào)功能。這是一種受力合理、有多種用途的獨(dú)特機(jī)構(gòu)。②加載支持點(diǎn)位移隨動(dòng)組合機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方法。該機(jī)構(gòu)的一部分與加載器的末端鉸接，使它能支持和傳遞加載器的力；另一部分支持在變位移協(xié)調(diào)機(jī)構(gòu)上，使它隨承載機(jī)件變位移同步隨機(jī)協(xié)調(diào)。③加載方向保持機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方法。它在承受任何力時(shí)，始終保持與地面平行狀態(tài)，一部分構(gòu)件與X、Y、Z方向的加載機(jī)構(gòu)相連接，使水平加載機(jī)構(gòu)始終保持水平，垂直加載機(jī)構(gòu)始終垂直。另一部分機(jī)構(gòu)與萬(wàn)向鉸相連，使承載機(jī)件的變位移通過(guò)它隨機(jī)地帶動(dòng)各加載機(jī)構(gòu)支持點(diǎn)移動(dòng)。
全文摘要
本發(fā)明屬機(jī)械工程技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明成功地創(chuàng)造出一種可以實(shí)現(xiàn)六自由度變位移自適應(yīng)協(xié)調(diào)加載的新方法。該方法不需要另外附加多個(gè)作動(dòng)器推動(dòng)加載機(jī)構(gòu)的各支持點(diǎn)進(jìn)行變位移協(xié)調(diào)，而是靠獨(dú)特的構(gòu)思和巧妙的設(shè)計(jì)，把多個(gè)加載機(jī)件的支持點(diǎn)與有復(fù)雜運(yùn)動(dòng)軌跡的承載機(jī)件組成一個(gè)整體，使X、Y、Z三個(gè)方向上的加載機(jī)構(gòu)支持點(diǎn)隨機(jī)地與承載機(jī)件的變位移協(xié)調(diào)。用該方法研制的設(shè)備，只要施加一個(gè)方向的力，承載機(jī)件產(chǎn)生位移、其它方向上作動(dòng)器的支持點(diǎn)就能自動(dòng)跟隨，這在國(guó)內(nèi)外尚無(wú)先例。
文檔編號(hào)B23Q1/25GK102192387SQ201010115588
公開(kāi)日2011年9月21日 申請(qǐng)日期2010年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月2日
發(fā)明者張福澤 申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍空軍裝備研究院航空裝備研究所