可全方位移動的三軸轉(zhuǎn)臺的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及移動測試轉(zhuǎn)臺，具體地說是一種可全方位移動的三軸轉(zhuǎn)臺，包括彼此轉(zhuǎn)動連接的轉(zhuǎn)臺及移動平臺，轉(zhuǎn)臺包括轉(zhuǎn)桿、中環(huán)及外環(huán)，移動平臺包括底座、支桿及萬向輪，外環(huán)轉(zhuǎn)動安裝在底座上，底座上沿周向均布有多個支桿，每個支桿均連接有萬向輪，通過萬向輪實現(xiàn)水平方向前后、左右兩個平移自由度；中環(huán)轉(zhuǎn)動安裝在外環(huán)內(nèi)，轉(zhuǎn)桿作為被測對象的載體轉(zhuǎn)動安裝在中環(huán)內(nèi)，通過轉(zhuǎn)桿相對于中環(huán)轉(zhuǎn)動、中環(huán)相對于外環(huán)轉(zhuǎn)動及外環(huán)相對底座轉(zhuǎn)動實現(xiàn)三個旋轉(zhuǎn)自由度。本實用新型不需要驅(qū)動元件，結(jié)構(gòu)簡便實用，共擁有五個自由度，可以根據(jù)測試情況選擇；根據(jù)需要還可以更換底部萬向輪，使轉(zhuǎn)臺使用更方便。
【專利說明】可全方位移動的三軸轉(zhuǎn)臺
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及移動測試轉(zhuǎn)臺，具體地說是一種可全方位移動的三軸轉(zhuǎn)臺。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著時代的進步，科技的發(fā)展，作為航空、航天研究中的關(guān)鍵地面設(shè)備三維轉(zhuǎn)臺是導(dǎo)航制導(dǎo)設(shè)備的關(guān)鍵，所以轉(zhuǎn)臺的技術(shù)研究一直受到發(fā)達國家航空航天領(lǐng)域的高度重視。三軸轉(zhuǎn)臺是用于飛機，導(dǎo)彈，飛船等其他飛行器及地面半實物仿真的關(guān)鍵設(shè)備，它可在實驗室環(huán)境內(nèi)實時地模擬復(fù)現(xiàn)飛行器在空中的動力學(xué)特性和飛行器在空間進行中滾轉(zhuǎn)、俯仰、偏航等的運動姿態(tài)，轉(zhuǎn)臺技術(shù)廣泛應(yīng)用于航空、航海、國防建設(shè)領(lǐng)域中。
[0003]目前，各國研究制作的轉(zhuǎn)臺都是帶有驅(qū)動機構(gòu)的大型控制轉(zhuǎn)臺，這些測試轉(zhuǎn)臺無論是機械結(jié)構(gòu)還是測量控制系統(tǒng)都極其復(fù)雜，轉(zhuǎn)臺的制作使用成本昂貴，操作復(fù)雜；而且，這些平臺大多是不可自由移動的。這對于一些需要在地面自由移動的小型簡易的實驗飛行器和其他一些需要低成本半實物仿真的設(shè)備，顯然是不適合。而針對這種在地面自由移動，低成本，使用、操作方便的飛行器設(shè)備實驗仿真測試平臺目前較為罕見。
實用新型內(nèi)容
[0004]針對上述存在的技術(shù)問題，本實用新型的目的在于提供一種可全方位移動的三軸轉(zhuǎn)臺。該三軸轉(zhuǎn)臺具有移動和旋轉(zhuǎn)五個自由度，適用于一些飛行器實驗?zāi)M測試。
[0005]本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的:
[0006]本實用新型包括彼此轉(zhuǎn)動連接的轉(zhuǎn)臺及移動平臺，其中轉(zhuǎn)臺包括轉(zhuǎn)桿、中環(huán)及外環(huán)，所述移動平臺包括底座、支桿及萬向輪，所述外環(huán)轉(zhuǎn)動安裝在底座上，該底座上沿周向均布有多個支桿，每個支桿均連接有萬向輪，通過所述萬向輪實現(xiàn)水平方向前后、左右兩個平移自由度；所述中環(huán)轉(zhuǎn)動安裝在外環(huán)內(nèi)，所述轉(zhuǎn)桿作為被測對象的載體轉(zhuǎn)動安裝在中環(huán)內(nèi)，通過所述轉(zhuǎn)桿相對于中環(huán)轉(zhuǎn)動、所述中環(huán)相對于外環(huán)轉(zhuǎn)動及所述外環(huán)相對底座轉(zhuǎn)動實現(xiàn)三個旋轉(zhuǎn)自由度。
[0007]其中:所述轉(zhuǎn)桿與中環(huán)之間以及中環(huán)與外環(huán)之間分別通過轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動連接，所述轉(zhuǎn)軸上設(shè)有防止轉(zhuǎn)軸脫落的軸用卡簧；所述轉(zhuǎn)桿兩端分別通過轉(zhuǎn)軸與中環(huán)轉(zhuǎn)動連接，所述中環(huán)的兩側(cè)分別通過轉(zhuǎn)軸與外環(huán)轉(zhuǎn)動連接；所述轉(zhuǎn)桿和中環(huán)之間的兩轉(zhuǎn)軸之間的連線與中環(huán)和外環(huán)之間的兩轉(zhuǎn)軸之間的連線垂直且共面；所述外環(huán)與轉(zhuǎn)軸之間為過盈配合，所述中環(huán)與轉(zhuǎn)軸之間為間隙配合；所述外環(huán)通過底軸與底座轉(zhuǎn)動連接，所述底軸的一端連接于外環(huán)的底部，另一端通過角接觸軸承與所述底座轉(zhuǎn)動連接；所述外環(huán)的底部開有供底軸一端插接的通孔，并在所述通孔的兩側(cè)分別開有用于實現(xiàn)與底軸連接的螺紋孔，所述底軸的一端通過螺釘與外環(huán)的底部固接；所述底軸的另一端與底座之間的角接觸軸承為兩個，采用背對背的安裝方式，兩個角接觸軸承的接觸線交點在軸承外側(cè)，并通過卡簧固定；所述各支桿的一端分別通過銷釘連接于底座的側(cè)表面，各支桿的另一端分別固接于萬向輪的連接塊上；所述萬向輪可由牛眼輪替換。[0008]本實用新型的優(yōu)點與積極效果為:
[0009]1.本實用新型結(jié)構(gòu)簡便，不需要驅(qū)動機構(gòu)，沒有復(fù)雜的控制系統(tǒng)，使用操作方便，制作成本低。
[0010]2.本實用新型適用性強，適合各種小型飛行器和被測對象；實驗對象可以和轉(zhuǎn)桿連接，也可以借助轉(zhuǎn)軸與中環(huán)直接連接。
[0011]3.本實用新型可以實現(xiàn)地面上的全方位的移動，底部萬向輪可以鎖死，也可以根據(jù)需要更換各種類型的萬向輪。
[0012]4.本實用新型可實現(xiàn)三個旋轉(zhuǎn)自由度和兩個移動自由度調(diào)節(jié)。
[0013]5.本實用新型中的轉(zhuǎn)臺通過卡簧和轉(zhuǎn)軸連接，拆裝方便。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為本實用新型與四旋翼飛行器安裝完畢狀態(tài)示意圖；
[0016]圖3A為本實用新型支桿與萬向輪相連的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖3B為本實用新型支桿與牛眼輪相連的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖4A為本實用新型支桿與連接塊連接的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖4B為圖4A的A—A首I]視圖；
[0020]圖5A為本實用新型外環(huán)與中環(huán)之間轉(zhuǎn)軸處的局部放大圖；
[0021]圖5B為本實用新型中環(huán)與轉(zhuǎn)桿之間轉(zhuǎn)軸處的局部放大圖；
[0022]圖6A為本實用新型底座處的結(jié)構(gòu)剖視圖；
[0023]圖6B為圖6A中I處的局部放大圖；
[0024]圖7為本實用新型的結(jié)構(gòu)原理圖；
[0025]其中:1為轉(zhuǎn)桿，2為中環(huán)，3為外環(huán)，4為軸用卡簧，5為轉(zhuǎn)軸，6為軸用卡簧，7為支桿，8為連接塊,9為萬向輪固定螺釘,10為萬向輪,11為銷釘，12為底座，13為角接觸軸承，14為孔用卡簧，15為底軸，16為外環(huán)固定螺釘，17為四旋翼飛行器，18為四旋翼飛行器固定螺釘，19為牛眼輪，20為支桿底部連接螺釘，21為軸用卡簧。
【具體實施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步詳述。
[0027]如圖1所示，本實用新型包括彼此轉(zhuǎn)動連接的轉(zhuǎn)臺及移動平臺，其中轉(zhuǎn)臺包括轉(zhuǎn)桿1、中環(huán)2及外環(huán)3，移動平臺包括底座12、支桿7、連接塊8及萬向輪10 ;轉(zhuǎn)桿I作為被測對象的載體，兩端分別通過轉(zhuǎn)軸5轉(zhuǎn)動連接于中環(huán)2內(nèi)，中環(huán)2的兩側(cè)分別通過轉(zhuǎn)軸5轉(zhuǎn)動連接于外環(huán)3內(nèi)，轉(zhuǎn)桿I和中環(huán)2之間的兩轉(zhuǎn)軸5之間的連線與中環(huán)2和外環(huán)3之間的兩轉(zhuǎn)軸5之間的連線垂直且共面。外環(huán)3與轉(zhuǎn)軸5之間為過盈配合(緊配合)，中環(huán)2與轉(zhuǎn)軸5之間為間隙配合(松配合)，中環(huán)2與轉(zhuǎn)桿I之間轉(zhuǎn)軸5的配合與之相同，這樣保證了轉(zhuǎn)臺部分的靈活轉(zhuǎn)動。如圖5A、圖5B所示，轉(zhuǎn)桿I與中桿2之間的轉(zhuǎn)軸5上設(shè)有軸用卡簧6卡緊固定，防止轉(zhuǎn)軸5脫落，并保證轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)動平穩(wěn)；中環(huán)2與外環(huán)3之間的轉(zhuǎn)軸5上設(shè)有軸用卡簧4、6卡緊固定，防止轉(zhuǎn)軸5脫落，并保證轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)動平穩(wěn)。
[0028]如圖6A、圖6B所示，外環(huán)3的底部開有供底軸15 —端插接的通孔，并在通孔的兩側(cè)分別開有用于實現(xiàn)與底軸15連接的螺紋孔，底軸15的一端通過螺釘與外環(huán)3的底部固接。底軸15的另一端與底座12之間安裝兩個角接觸軸承13支撐連接，保證轉(zhuǎn)臺部分平穩(wěn)靈活的轉(zhuǎn)動；兩個角接觸軸承13采用背對背的安裝方式，該安裝方式下的兩個角接觸軸承13的接觸線交點在軸承外側(cè)，穩(wěn)定性好，可以承受傾覆力矩。兩個角接觸軸承13通過孔用卡簧14及軸用卡簧21固定，兩個角接觸軸承13實現(xiàn)了底軸15的靈活轉(zhuǎn)動，并有效地防止了晃動。
[0029]如圖3A、圖4A及圖4B所示，底座12的側(cè)表面上沿周向均布有多個支桿7，本實施例的底座12具有四個側(cè)面，每個側(cè)面連接一個支桿7 ;每個支桿7的一端分別通過銷釘11固接于底座12的側(cè)表面上，支桿7的另一端通過螺釘固接于萬向輪10的連接塊8上。連接塊8上開有四個螺紋孔，通過螺釘實現(xiàn)與萬向輪10的連接，帶有剎車的萬向輪10可以固定轉(zhuǎn)臺。連接塊8上可以連接各種類型的萬向輪，如圖3B所示，萬向輪10可由牛眼輪19替換。
[0030]如圖7所示，本實用新型的三軸轉(zhuǎn)臺具有水平方向前后、左右兩個平移自由度，通過轉(zhuǎn)桿I相對于中環(huán)2繞Y軸轉(zhuǎn)動、中環(huán)2相對于外環(huán)3繞X軸轉(zhuǎn)動及外環(huán)3相對底座12繞Z軸轉(zhuǎn)動具有三個旋轉(zhuǎn)自由度。
[0031]本實用新型的工作原理為:
[0032]如圖2所示，轉(zhuǎn)桿I可以和四旋翼飛行器17通過四旋翼飛行器固定螺釘18固定實現(xiàn)連接，四旋翼飛行器17可以在轉(zhuǎn)臺中自由旋轉(zhuǎn)。考慮試驗對象的多樣性，可以把轉(zhuǎn)桿I取下，被測對象也可以直接通過轉(zhuǎn)軸5與中環(huán)2連接在一起。
【權(quán)利要求】
1.一種可全方位移動的三軸轉(zhuǎn)臺，其特征在于:包括彼此轉(zhuǎn)動連接的轉(zhuǎn)臺及移動平臺，其中轉(zhuǎn)臺包括轉(zhuǎn)桿(I)、中環(huán)(2)及外環(huán)(3)，所述移動平臺包括底座(12)、支桿(7)及萬向輪(10)，所述外環(huán)(3)轉(zhuǎn)動安裝在底座(12)上，該底座(12)上沿周向均布有多個支桿(7)，每個支桿(7)均連接有萬向輪(10)，通過所述萬向輪(10)實現(xiàn)水平方向前后、左右兩個平移自由度；所述中環(huán)(2)轉(zhuǎn)動安裝在外環(huán)(3)內(nèi)，所述轉(zhuǎn)桿(I)作為被測對象的載體轉(zhuǎn)動安裝在中環(huán)(2)內(nèi)，通過所述轉(zhuǎn)桿(I)相對于中環(huán)(2)轉(zhuǎn)動、所述中環(huán)(2)相對于外環(huán)(3)轉(zhuǎn)動及所述外環(huán)(3)相對底座(12)轉(zhuǎn)動實現(xiàn)三個旋轉(zhuǎn)自由度。
2.按權(quán)利要求1所述可全方位移動的三軸轉(zhuǎn)臺，其特征在于:所述轉(zhuǎn)桿(I)與中環(huán)(2)之間以及中環(huán)(2)與外環(huán)(3)之間分別通過轉(zhuǎn)軸(5)轉(zhuǎn)動連接，所述轉(zhuǎn)軸(5)上設(shè)有防止轉(zhuǎn)軸脫落的軸用卡簧。
3.按權(quán)利要求2所述可全方位移動的三軸轉(zhuǎn)臺，其特征在于:所述轉(zhuǎn)桿(I)兩端分別通過轉(zhuǎn)軸(5)與中環(huán)(2)轉(zhuǎn)動連接，所述中環(huán)(2)的兩側(cè)分別通過轉(zhuǎn)軸(5)與外環(huán)(3)轉(zhuǎn)動連接；所述轉(zhuǎn)桿(I)和中環(huán)(2 )之間的兩轉(zhuǎn)軸(5 )之間的連線與中環(huán)(2 )和外環(huán)(3 )之間的兩轉(zhuǎn)軸(5 )之間的連線垂直且共面。
4.按權(quán)利要求2或3所述可全方位移動的三軸轉(zhuǎn)臺，其特征在于:所述外環(huán)(3)與轉(zhuǎn)軸(5)之間為過盈配合，所述中環(huán)(2)與轉(zhuǎn)軸(5)之間為間隙配合。
5.按權(quán)利要求1所述可全方位移動的三軸轉(zhuǎn)臺，其特征在于:所述外環(huán)(3)通過底軸(15)與底座(12)轉(zhuǎn)動連接，所述底軸(15)的一端連接于外環(huán)(3)的底部，另一端通過角接觸軸承(13 )與所述底座(12 )轉(zhuǎn)動連接。
6.按權(quán)利要求5所述可全方位移動的三軸轉(zhuǎn)臺，其特征在于:所述外環(huán)(3)的底部開有供底軸(15) —端插接的通孔，并在所述通孔的兩側(cè)分別開有用于實現(xiàn)與底軸(15)連接的螺紋孔，所述底軸(15)的一端通過螺釘與外環(huán)(3)的底部固接；所述底軸(15)的另一端與底座(12)之間的角接觸軸承(13)為兩個，采用背對背的安裝方式，兩個角接觸軸承(13)的接觸線交點在軸承外側(cè)，并通過卡簧固定。
7.按權(quán)利要求1所述可全方位移動的三軸轉(zhuǎn)臺，其特征在于:所述各支桿(7)的一端分別通過銷釘(11)連接于底座(12)的側(cè)表面，各支桿(7)的另一端分別固接于萬向輪(10)的連接塊(8)上。
8.按權(quán)利要求7所述可全方位移動的三軸轉(zhuǎn)臺，其特征在于:所述萬向輪(10)可由牛眼輪(19)替換。
【文檔編號】B64F5/00GK203612227SQ201320855831
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2013年12月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月20日
【發(fā)明者】劉金國, 劉志偉, 張陽, 孫澍鋒 申請人:中國科學(xué)院沈陽自動化研究所