实验室动态系统测试装置及方法转让专利

申请号 : CN201610967683.7

文献号 : CN106814663B

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法律信息:

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发明人 : 李冬至

申请人 : 沈阳工业大学

摘要 :

本发明提供一种实验室动态系统测试装置,包括真空腔体,还包括动态模拟台、数据采集台及相对调节基台;所述动态模拟台包括:至少两个圆环状载物台、承载及控制载物台的动台、承载该动台的背板;所述数据采集台相对动态模拟台也设置有载物台、动台及背板;相对调节基台包括两根平行并列设置的动丝杠和静丝杠。本发明所述的实验室动态系统测试装置及方法具有以下优点:将相对运动、相对旋转运动、相对摆动运动等多种工作模式集成到同一台设备中,多动态模拟的兼容性好,设备结构简单、成本低,动态模拟准确可控,实验周期短,重复性好。

权利要求 :

1.实验室动态系统测试装置,包括真空腔体,其特征在于:还包括动态模拟台、数据采集台及相对调节基台;

所述动态模拟台包括:至少两个圆环状载物台、承载及控制载物台的动台、承载该动台的背板;

所述载物台外侧设有三个支撑台,该支撑台呈120度分布设置,所述载物台上表面设有环状转台,该环状转台表面设置有三个连接轴,三个连接轴对应设置在支撑台上方且三个连接轴呈120度分布设置,所述连接轴的底部与转台固定,所述连接轴的顶部通过槽轮与三分杆连接,三分杆绕槽轮可自由旋转,三个支撑台上沿凸出方向设有齿状轨道,三分杆通过摆轴设置在齿状轨道上,摆轴底部设有与齿状轨道相配适的行走齿轮,摆轴顶部通过一个槽轮与三分杆连接,每个三分杆的外端均设有源座,所述载物台的中心处还设有一个源座;

所述转台通过第一电机控制往复摆动,当第一电机控制转台顺时针转动时,摆轴沿齿状轨道至多运行至轨道底端,当第一电机控制转台逆时针转动时,摆轴沿齿状轨道运行至轨道顶端后再运行至轨道底端,根据齿状轨道的规格三分杆的摆动范围是正负60°,所述齿状轨道通过卡槽可拆卸安装在支撑台上;

所述载物台底部设有内凹安装槽,所述内凹安装槽与座轴连接,所述座轴通过四向调节盘设置在动台上,所述四向调节盘通过四个调节螺栓控制座轴与动台的相对位置,四个方向的调节范围是10毫米,所述座轴穿过四向调节盘的背面设有蜗轮,所述蜗轮抵压在动台的高度调节凸台上,所述蜗轮旋转控制座轴及载物台沿动台表面的垂直运动,蜗轮控制座轴及载物台的运动范围是5毫米,蜗轮通过第二电机控制旋转动作,所述座轴通过第三电机控制载物台的旋转动作,座轴端部通过轴承与蜗轮连接;

所述动台穿过背板与推进杆连接,第一液压机通过推进杆控制动台沿水平方向运动,所述第一电机、第二电机、第三电机及第一液压机通过动态模拟控制器控制,所述动态模拟控制器包括中央处理器、时钟电路;

所述数据采集台相对动态模拟台也设置有载物台、动台及背板,所述载物台表面设有转台,该转台通过第四电机控制往复摆动,载物台通过第五电机控制蜗轮旋转动作、载物台通过第六电机控制旋转动作,动台通过第二液压机控制水平方向运动,所述载物台的表面设有数据传感器,所述数据传感器接收源座上的测试源发出的信号并将信号存储在存储器中,所述第四电机、第五电机、第六电机及第二液压机通过数据采集控制器控制,所述数据采集控制器包括中央处理器、时钟电路和存储器;

相对调节基台包括两根平行并列设置的动丝杠和静丝杠,所述动态模拟台的背板通过线性滑轨与动丝杠连接,所述数据采集台的背板通过线性滑轨与静丝杠连接,动电机控制动态模拟台沿水平方向运动,静电机控制数据采集台沿水平方向运动;

动电机、静电机、动态模拟控制器及数据采集控制器与系统控制器连接,所述系统控制器包括中央处理器、时钟电路。

2.根据权利要求1所述的实验室动态系统测试装置,其特征在于:所述每个源座上设有基准罩,所述基准罩包括罩体,该罩体包覆源座并在朝向数据采集台的方向设有平面,该平面上设有均匀的格栅槽。

3.根据权利要求1所述的实验室动态系统测试装置,其特征在于:根据齿状轨道的规格,源座可实现往复摆动的角度范围有10°、20°、30°、40°、50°及60°。

4.根据权利要求1所述的实验室动态系统测试装置,其特征在于:所述三分杆通过小摆杆与源座连接,所述小摆杆的外端与源座固定连接,所述小摆杆的内端通过小转轴与三分杆的端部连接,第七电机控制源座沿小轴座旋转。

5.根据权利要求1所述的实验室动态系统测试装置,其特征在于:所述支撑台底部通过锁体连接有台座,该台座为弹性防震块。

6.根据权利要求1所述的实验室动态系统测试装置,其特征在于:所述源座表面设有多个测试源安装槽,所述多个测试源安装槽沿源座的中心环绕均匀设置。

7.一种采用权利要求1-6任一项所述的实验室动态系统测试装置的测试方法,其特征在于:

系统控制器控制动态模拟台与数据采集台之间的相对运动并得到相对运动速度;

系统控制器控制动态模拟台的载物台及数据采集台的载物台之间的相对旋转运动并得到相对旋转速度;

系统控制器控制动态模拟台的转台及数据采集台的转台之间的相对摆动速度并得到相对摆动速度;

系统控制器控制动态模拟台的源座与数据采集台的数据传感器之间的距离并得到相对距离;

测试源通过动态模拟台与数据采集台的相对运动实现相对运动、相对旋转运动、相对摆动运动的三种工作模式综合到同一台测试装置上。

8.根据权利要求7所述的测试方法,其特征在于:动态模拟台上设有两个载物台,载物台在三分杆端部的源座上设置测试源,系统控制器控制转台往复运动实现六个测试源的往复摆动运动,系统控制器控制动态模拟台与数据采集台相对静止,数据采集台上的数据传感器相对载物台静止并记录测试源的信号。

9.根据权利要求7所述的测试方法,其特征在于:动态模拟台上设有三个载物台,载物台在三分杆端部的源座上设置测试源,系统控制器控制转台静止,系统控制器控制动态模拟台与数据采集台相对运动,系统控制器控制动态模拟台的三个载物台匀速旋转,系统控制器控制数据传感器相对载物台静止并记录测试源的信号。

10.根据权利要求7所述的测试方法,其特征在于:动态模拟台上设有两个载物台,载物台在其中一个三分杆的源座上设置测试源,系统控制器控制源座绕小转轴匀速旋转,系统控制器控制载物台匀速旋转,系统控制器控制动态模拟台与数据采集台相对静止,系统控制器控制数据传感器相对载物台静止并记录测试源的信号。

说明书 :

实验室动态系统测试装置及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及科研实验室室内动态测试技术领域,特别涉及实验室动态系统测试装置及方法。

背景技术

[0002] 现有的实验室研究工作中,经常需要对动态目标源的运动进行模拟,同时要对动态目标源的发射结果进行跟踪测试及结果分析。在动态目标源的模拟过程中,通常对常用动态模式均设置特定的模拟装置,但是,这些装置都存在共同的缺陷:首先,对动态模式的兼容性不高,即多种动态模式通常需要多套模拟装置,占用大量的实验空间和成本;其次,对动态模式的测试需要重新设计制作,加长了实验周期和实验成本;另外,对一些辅助运动模式的成本过于复杂导致实验成本过高,甚至需要实验外包,使得实验周期和可行性均受到极大局限。
[0003] 这些动态测试装置的局限性的解决方案是将多种动态模式的模拟装置集成到同一设备中,但是在动态模式的集成过程中,最重要的是解决多种动态模式的实验测试需要同步配套,因此动态模式的集成及动态模式的测试需要集中进行分析和解决。

发明内容

[0004] (一)发明目的:为解决上述现有技术中存在的问题,本发明的目的是提供一种可实现目标源多种动态模式模拟的装置,该装置通过配套测试系统可方便测试目标源在不同动态模式下实验结果,通过测试系统还可以方便的变更实验参数,对动态模拟系统的要求可相应降低。
[0005] (二)技术方案:实验室动态系统测试装置,包括真空腔体,还包括动态模拟台、数据采集台及相对调节基台;
[0006] 所述动态模拟台包括:至少两个圆环状载物台、承载及控制载物台的动台、承载该动台的背板;
[0007] 所述载物台外侧设有三个支撑台,该支撑台呈120度分布设置,所述载物台上表面设有环状转台,该环状转台表面设置有三个连接轴,三个连接轴对应设置在支撑台上方且三个连接轴呈120度分布设置,所述连接轴的底部与转台固定,所述连接轴的顶部通过槽轮与三分杆连接,三分杆绕槽轮可自由旋转,三个支撑台上沿凸出方向设有齿状轨道,三分杆通过摆轴设置在齿状轨道上,摆轴底部设有与齿状轨道相配适的行走齿轮,摆轴顶部通过一个槽轮与三分杆连接,每个三分杆的外端均设有源座,所述载物台的中心处还设有一个源座;
[0008] 所述转台通过第一电机控制往复摆动,当第一电机控制转台顺时针转动时,摆轴沿齿状轨道至多运行至轨道底端,当第一电机控制转台逆时针转动时,摆轴沿齿状轨道运行至轨道顶端后再运行至轨道底端,根据齿状轨道的规格三分杆的摆动范围是正负60°,所述齿状轨道通过卡槽可拆卸安装在支撑台上;
[0009] 所述载物台底部设有内凹安装槽,所述内凹安装槽与座轴连接,所述座轴通过四向调节盘设置在动台上,所述四向调节盘通过四个调节螺栓控制座轴与动台的相对位置,四个方向的调节范围是10毫米,所述座轴穿过四向调节盘的背面设有蜗轮,所述蜗轮抵压在动台的高度调节凸台上,所述蜗轮旋转控制座轴及载物台沿动台表面的垂直运动,蜗轮控制座轴及载物台的运动范围是5毫米,蜗轮通过第二电机控制旋转动作,所述座轴通过第三电机控制载物台的旋转动作,座轴端部通过轴承与蜗轮连接;
[0010] 所述动台穿过背板与推进杆连接,第一液压机通过推进杆控制动台沿水平方向运动,所述第一电机、第二电机、第三电机及第一液压机通过动态模拟控制器控制,所述动态模拟控制器包括中央处理器、时钟电路;
[0011] 所述数据采集台相对动态模拟台也设置有载物台、动台及背板,所述载物台表面设有转台,该转台通过第四电机控制往复摆动,载物台通过第五电机控制蜗轮旋转动作、载物台通过第六电机控制旋转动作,动台通过第二液压机控制水平方向运动,所述载物台的表面设有数据传感器,所述数据传感器接收源座上的测试源发出的信号并将信号存储在存储器中,所述第四电机、第五电机、第六电机及第二液压机通过数据采集控制器控制,所述数据采集控制器包括中央处理器、时钟电路和存储器;
[0012] 相对调节基台包括两根平行并列设置的动丝杠和静丝杠,所述动态模拟台的背板通过线性滑轨与动丝杠连接,所述数据采集台的背板通过线性滑轨与静丝杠连接,所述动电机控制动态模拟台沿水平方向运动,所述静电机控制数据采集台沿水平方向运动;
[0013] 所述动电机、静电机、动态模拟控制器及数据采集控制器与系统控制器连接,所述系统控制器包括中央处理器、时钟电路。
[0014] 优选的,所述每个源座上设有基准罩,所述基准罩包括罩体,该罩体包覆源座并在朝向数据采集台的方向设有平面,该平面上设有均匀的格栅槽。
[0015] 优选的,根据齿状轨道的规格,源座可实现往复摆动的角度范围有10°、20°、30°、40°、50°及60°。
[0016] 优选的,所述三分杆通过小摆杆与源座连接,所述小摆杆的外端与源座固定连接,所述小摆杆的内端通过小转轴与三分杆的端部连接,第七电机控制源座沿小轴座旋转。
[0017] 优选的,所述支撑台底部通过锁体连接有台座,该台座为弹性防震块。
[0018] 优选的,所述源座表面设有多个测试源安装槽,所述多个测试源安装槽沿源座的中心环绕均匀设置。
[0019] 实验室动态系统测试方法,系统控制器控制动态模拟台与数据采集台之间的相对运动并得到相对运动速度;
[0020] 系统控制器控制动态模拟台的载物台及数据采集台的载物台之间的相对旋转运动并得到相对旋转速度;
[0021] 系统控制器控制动态模拟台的转台及数据采集台的转台之间的相对摆动速度并得到相对摆动速度;
[0022] 系统控制器控制动态模拟台的源座与数据采集台的数据传感器之间的距离并得到相对距离。
[0023] 测试源通过动态模拟台与数据采集台的相对运动实现相对运动、相对旋转运动、相对摆动运动的三种工作模式综合到同一台测试装置上。
[0024] 优选的,动态模拟台上设有两个载物台,载物台在三分杆端部的源座上设置测试源,系统控制器控制转台往复运动实现六个测试源的往复摆动运动,系统控制器控制动态模拟台与数据采集台相对静止,数据采集台上的数据传感器相对载物台静止并记录测试源的信号。
[0025] 优选的,动态模拟台上设有三个载物台,载物台在三分杆端部的源座上设置测试源,系统控制器控制转台静止,系统控制器控制动态模拟台与数据采集台相对运动,系统控制器控制动态模拟台的三个载物台匀速旋转,系统控制器控制数据传感器相对载物台静止并记录测试源的信号。
[0026] 优选的,动态模拟台上设有两个载物台,载物台在其中一个三分杆的源座上设置测试源,系统控制器控制源座绕小转轴匀速旋转,系统控制器控制载物台匀速旋转,系统控制器控制动态模拟台与数据采集台相对静止,系统控制器控制数据传感器相对载物台静止并记录测试源的信号。
[0027] (三)有益效果:本发明提供的实验室动态系统测试装置及方法具有以下优点:将相对运动、相对旋转运动、相对摆动运动等多种工作模式集成到同一台设备中,多动态模拟的兼容性好,设备结构简单、成本低,动态模拟准确可控,实验周期短,重复性好。

附图说明

[0028] 图1是本发明实验室动态系统测试装置的结构示意图;
[0029] 图2是本发明实验室动态系统测试装置的结构示意图。
[0030] 10-载物台;11-转台;12-支撑台;13-台座;14-锁体;15-齿状轨道;20-三分杆;21-摆轴;22-连接轴;30-源座;31-小摆杆;32-小转轴;40-座轴;41-蜗轮;50-动台;51-背板;52-推进杆;53-线性滑轨;60-动丝杠;61-静丝杠;62-动电机;63-静电机;70-数据传感器。

具体实施方式

[0031] 下面结合优选的实施例对本发明做进一步详细说明,在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本发明,但是,本发明显然能够以多种不同于此描述的其他方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎,因此不应以此具体实施例的内容限制本发明的保护范围。
[0032] 图1-2是本发明的实施例的示意图,需要注意的是,此附图仅作为示例,并非是按照等比例的条件绘制的,并且不应该以此作为对本发明的实际要求保护范围构成限制。
[0033] 本发明提供一种实验室动态系统测试装置,包括真空腔体,还包括动态模拟台、数据采集台及相对调节基台,如图2所示;
[0034] 所述动态模拟台包括:至少两个圆环状载物台10、承载及控制载物台10的动台50、承载该动台50的背板51,如图1所示;
[0035] 所述载物台10外侧设有三个支撑台12,该支撑台12呈120度分布设置,所述载物台10上表面设有环状转台11,该环状转台11表面设置有三个连接轴22,三个连接轴22对应设置在支撑台12上方且三个连接轴22呈120度分布设置,所述连接轴22的底部与转台11固定,所述连接轴22的顶部通过槽轮与三分杆20连接,三分杆20绕槽轮可自由旋转,三个支撑台
12上沿凸出方向设有齿状轨道15,三分杆20通过摆轴21设置在齿状轨道15上,摆轴21底部设有与齿状轨道15相配适的行走齿轮,摆轴21顶部通过一个槽轮与三分杆20连接,每个三分杆20的外端均设有源座30,所述载物台10的中心处还设有一个源座30;
[0036] 所述转台11通过第一电机控制往复摆动,当第一电机控制转台11顺时针转动时,摆轴21沿齿状轨道15至多运行至轨道底端,当第一电机控制转台11逆时针转动时,摆轴21沿齿状轨道15运行至轨道顶端后再运行至轨道底端,根据齿状轨道15的规格三分杆20的摆动范围是正负60°,所述齿状轨道15通过卡槽可拆卸安装在支撑台12上;
[0037] 所述载物台10底部设有内凹安装槽,所述内凹安装槽与座轴40连接,所述座轴40通过四向调节盘设置在动台50上,所述四向调节盘通过四个调节螺栓控制座轴40与动台50的相对位置,四个方向的调节范围是10毫米,所述座轴40穿过四向调节盘的背面设有蜗轮41,所述蜗轮41抵压在动台50的高度调节凸台上,所述蜗轮41旋转控制座轴40及载物台10沿动台表面的垂直运动,蜗轮41控制座轴40及载物台10的运动范围是5毫米,蜗轮41通过第二电机控制旋转动作,所述座轴40通过第三电机控制载物台10的旋转动作,座轴40端部通过轴承与蜗轮41连接;
[0038] 所述动台50穿过背板51与推进杆52连接,第一液压机通过推进杆52控制动台50沿水平方向运动,所述第一电机、第二电机、第三电机及第一液压机通过动态模拟控制器控制,所述动态模拟控制器包括中央处理器、时钟电路;
[0039] 所述数据采集台相对动态模拟台也设置有载物台10、动台50及背板51,所述载物台10表面设有转台11,该转台11通过第四电机控制往复摆动,载物台10通过第五电机控制蜗轮41旋转动作、载物台10通过第六电机控制旋转动作,动台通过第二液压机控制水平方向运动,所述载物台10的表面设有数据传感器70,所述数据传感器70接收源座30上的测试源发出的信号并将信号存储在存储器中,所述第四电机、第五电机、第六电机及第二液压机通过数据采集控制器控制,所述数据采集控制器包括中央处理器、时钟电路和存储器;
[0040] 相对调节基台包括两根平行并列设置的动丝杠60和静丝杠61,所述动态模拟台的背板51通过线性滑轨53与动丝杠60连接,所述数据采集台的背板51通过线性滑轨53与静丝杠61连接,所述动电机62控制动态模拟台沿水平方向运动,所述静电机63控制数据采集台沿水平方向运动;
[0041] 动丝杠60为与动态模拟台连接的丝杠,静丝杠61为与数据采集台连接的丝杠。
[0042] 动电机62为控制动态模拟台运动的电机,静电机63为控制数据采集台运动的电机。
[0043] 所述动电机62、静电机63、动态模拟控制器及数据采集控制器与系统控制器连接,所述系统控制器包括中央处理器、时钟电路。
[0044] 所述每个源座30上设有基准罩,所述基准罩包括罩体,该罩体包覆源座30并在朝向数据采集台的方向设有平面,该平面上设有均匀的格栅槽。
[0045] 根据齿状轨道15的规格,源座30可实现往复摆动的角度范围有10°、20°、30°、40°、50°及60°。
[0046] 所述三分杆20通过小摆杆31与源座30连接,所述小摆杆31的外端与源座30固定连接,所述小摆杆31的内端通过小转轴32与三分杆20的端部连接,第七电机控制源座30沿小轴座旋转。
[0047] 所述支撑台12底部通过锁体14连接有台座13,该台座13为弹性防震块。
[0048] 所述源座30表面设有多个测试源安装槽,所述多个测试源安装槽沿源座30的中心环绕均匀设置。
[0049] 实验室动态系统测试装置将相对运动、相对旋转运动、相对摆动运动等多种工作模式集成到同一台设备中,多动态模拟的兼容性好,设备结构简单、成本低,动态模拟准确可控,实验周期短,重复性好。
[0050] 实验室动态系统测试方法,系统控制器控制动态模拟台与数据采集台之间的相对运动并得到相对运动速度;
[0051] 系统控制器控制动态模拟台的载物台10及数据采集台的载物台10之间的相对旋转运动并得到相对旋转速度;
[0052] 系统控制器控制动态模拟台的转台11及数据采集台的转台11之间的相对摆动速度并得到相对摆动速度;
[0053] 系统控制器控制动态模拟台的源座30与数据采集台的数据传感器70之间的距离并得到相对距离。
[0054] 测试源通过动态模拟台与数据采集台的相对运动实现相对运动、相对旋转运动、相对摆动运动的三种工作模式综合到同一台测试装置上。
[0055] 动态模拟台上设有两个载物台10,载物台10在三分杆20端部的源座30上设置测试源,系统控制器控制转台11往复运动实现六个测试源的往复摆动运动,系统控制器控制动态模拟台与数据采集台相对静止,数据采集台上的数据传感器70相对载物台10静止并记录测试源的信号。
[0056] 动态模拟台上设有三个载物台10,载物台10在三分杆20端部的源座30上设置测试源,系统控制器控制转台11静止,系统控制器控制动态模拟台与数据采集台相对运动,系统控制器控制动态模拟台的三个载物台10匀速旋转,系统控制器控制数据传感器70相对载物台10静止并记录测试源的信号。
[0057] 动态模拟台上设有两个载物台10,载物台10在其中一个三分杆20的源座30上设置测试源,系统控制器控制源座30绕小转轴32匀速旋转,系统控制器控制载物台10匀速旋转,系统控制器控制动态模拟台与数据采集台相对静止,系统控制器控制数据传感器70相对载物台10静止并记录测试源的信号。
[0058] 以上内容是对本发明创造的优选的实施例的说明,可以帮助本领域技术人员更充分地理解本发明创造的技术方案。但是,这些实施例仅仅是举例说明,不能认定本发明创造的具体实施方式仅限于这些实施例的说明。对本发明创造所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明创造构思的前提下,还可以做出若干简单推演和变换,都应当视为属于本发明创造的保护范围。