[发明专利]一种新型三轴摇摆台

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型三轴摇摆台，尤其涉及一种新型三轴摇摆台台体，适用于惯性导航器件及系统的摇摆精度测试。

背景技术

三轴摇摆台是具有摇摆功能的三轴转台，可提供空间三维摇摆运动，主要用于仪表动态性能和动态精度的测试。测试时，三轴摇摆台的三个框架由插销确定起始零位，做摇摆运动时从框架上拔出插销，然后摇摆台根据工控机指令做规定参数的摇摆运动。现有三轴摇摆台主要有三种：第一种是刚性台面由六个丝杠支撑并驱动；第二种是驱动电机与回转轴同轴安装，直接驱动型；第三种是采取外驱的形式，驱动电机安装在框架外侧，通过齿轮传动。由六个丝杠支撑并驱动的刚性台面形式的三维摇摆台制造成本高、功耗大；驱动电机与回转轴同轴安装的摇摆台，在同样负载和运动指标条件下，由于转动力臂小，所需电机力矩大，而大力矩电机的体积、功率和重量会增大很多，框架体积和转动惯量随其增加，具有功耗大、台体体积大的特点；齿轮传动的摇摆台，由于齿轮传动的固有特点，传动间隙大，传动效率低、回程误差大，传动噪音和振动较大。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种新型三轴摇摆台，实现了任意单轴、任意双轴、三轴摇摆运动；制造成本低、功耗小、台体体积小、回程误差小、传动效率高、运动平稳、生产周期短、后期维护方便。

本发明的技术解决方案为：

一种新型三轴摇摆台，其特征在于包括：基座、外框架、中框架、内框架、外轴系、中轴系、内轴系、外框丝杠、中框丝杠、内框丝杠、外框电机、中框电机、内框电机、外框摆杆、中框摆杆、内框摆杆、外框联接铰链、中框联接铰链、内框联接铰链、外框插销、中框插销和内框插销；

外框架为U形框架结构，中框架和内框架均为O形框架结构；

外框架通过外轴系与基座连接，外轴系的安装轴线为Z轴，外框架绕着Z轴旋转；

内框架位于中框架内部，内轴系分为两部分，两部分同轴安装且安装轴为X轴，内轴系的两部分分别穿过中框架X轴方向的两个端面与内框架X轴方向对应的两个端面连接，实现中框架与内框架的连接，内框架绕着X轴旋转；

中框架位于外框架的内部，中轴系分为两部分，两部分同轴安装且安装轴为Y轴，中轴系的两部分分别穿过外框架Y轴方向的两个端面与中框架Y轴方向对应的两个端面连接，实现外框架与中框架的连接，中框架绕着Y轴旋转；

内框联接铰链固定安装在中框架的下端面上，内框丝杠的输入端与内框电机固定连接，将内框电机的旋转运动转化为沿Y轴方向的往复直线运动；内框丝杠的缸体穿过内框联接铰链并与内框联接铰链活动连接，使得内框丝杠的缸体绕着内框联接铰链在垂直于Z轴的平面内摆动，内框丝杠的输出端与内框摆杆活动连接，内框摆杆沿Z轴方向与内框架固定连接，内框摆杆的安装轴线与X轴在同一个平面内且与X轴垂直；内框丝杠输出端的往复直线运动通过内框摆杆的传动，使得内框架绕着X轴旋转；

中框联接铰链固定安装在外框架U形结构的底部侧面上，中框丝杠的输入端与中框电机固定连接，将中框电机的旋转运动转化为沿Z轴的往复直线运动；中框丝杠的缸体穿过中框联接铰链并与中框联接铰链活动连接，使得中框丝杠的缸体绕着中框联接铰链在垂直于Y轴的平面内摆动；中框丝杠的输出端与中框摆杆活动连接，中框摆杆沿X轴向与中框架固定连接，中框摆杆的安装轴线与Y轴在同一个平面内且与Y轴垂直；中框丝杠输出端的往复直线运动通过中框摆杆的传动，使得中框架绕着Y轴旋转；中框架的旋转带动内框联接铰链和内轴系运动，从而带动内框架一起运动；

外框联接铰链固定安装在基座上，外框丝杠的输入端与外框电机固定连接，将外框电机的旋转运动转化为平行于Y轴的往复直线运动；外框丝杠的缸体穿过外框联接铰链并与外框联接铰链活动连接，使得外框丝杠的缸体绕着外框联接铰链在垂直于Z轴的平面内摆动，外框丝杠的输出端与外框摆杆活动连接，外框摆杆沿X轴向与外框架固定连接，外框摆杆的安装轴线与Z轴在一个平面内且与Z轴垂直；外框丝杠输出端的往复直线运动通过外框摆杆的传动，使得外框架绕着Z轴旋转；外框架的旋转带动中框架联接铰链和中轴系运动，从而带动中框架一起运动，中框架的运动带动内框架一起运动；

外框电机、中框电机和内框电机同时工作，带动外框架、中框架和内框架分别绕Z轴、Y轴和X轴往复转动，从而实现三维摇摆运动；

基座的上端面和外框架的U形结构的底部均设置有圆孔，零位状态下两圆孔的轴线重合，外框插销穿过外框架U形结构底部的圆孔，插入基座上端面的圆孔中，使得基座和外框架不发生相对运动；