[发明专利]一种用于高g值三自由度离心机的滚转框

说明书

本发明涉及离心机领域，具体公开了一种用于高g值三自由度离心机的滚转框，包括环形的框体，所述框体为一体成型的结构，所述框体上同轴线设置有两个俯仰轴安装孔和同轴线设置有滚转轴安装孔，且俯仰轴安装孔的轴线与滚转轴安装孔的轴线垂直；所述的框体的外侧沿框体一周还设置有多个开口的腔体，所述腔体与腔体之间形成加强筋。本发明的优点是采用整体式的结构，可以有更好的加工精度，保证滚转框能够适应更严酷、复杂的使用工况以及减小滚转电机承受的偏心力矩。

技术领域

本发明涉及离心机领域，特别是一种用于高g值三自由度离心机的滚转框。

背景技术

三自由度离心机由转臂、滚转框、滚转电机、俯仰框、俯仰电机、传动单元、主驱动电机以及仪器舱等组成。三自由度离心机是一类利用转臂的旋转运动、滚转框的滚转运动以及俯仰框的俯仰运动来实现三自由度协调运动以模拟加速度与加加速度环境的重要试验设备，可用于航空、航天、航海、兵器、医疗等相关领域的产品测试与基础研究。

其中，滚转框连接转臂与俯仰框，是三自由度离心机的关键承力部件，除需承受结构自身、俯仰电机、俯仰框以及试件等产生的最大的离心载荷外，还需承受滚转电机与俯仰电机产生的扭转力矩，受力严酷且工况复杂。

目前，箱体式滚转框已在低g值三轴/四轴离心机上成熟的应用，如在三轴转台（一种大负载内中空高精度三轴卧式转台，申请号：201711131877.4；一种三轴转台框架轴系装置，申请号：201621308961.X）、三轴载人离心机以及直升机动态飞行模拟器（用于直升机动态飞行模拟器的三自由度转框系统，申请号：201811044735.9）等设备上。箱体式滚转框多采用闭式箱形结构，由多块薄钢板焊接成形，其力学性能不易保证，实际质量、质心也不易控制，很难在对结构力学性能要求高、偏心要求严的高g值三轴离心机上使用。

传统技术的缺点是：

（1）箱体式滚转框焊缝质量不易控制，且焊缝质量缺陷不易检测，力学性能不易保证；

（2）箱体式滚转框质量与质心不易控制。

导致上述缺点的原因是：

箱体式滚转框是由多块薄钢板焊接成封闭箱体，无论怎样优化施焊顺序，总有焊缝不能做到完全清根以确保焊透，尤其针对狭小腔体内的焊缝，很难进行高质量的施焊，且以目前的无损检测手段，很难对所有焊缝的质量缺陷进行有效的检测并做出准确的判断。也就是说，受焊接工艺与检测手段影响，想要完全确保箱体式滚转框的结构力学性能还比较困难。

此外，箱体式滚转框由多块板材焊接成形，实际工艺很难达到对称施焊的要求，箱体式滚转框理论质量、质心不易保证。

因此，传统滚箱体式转框尚不能在高g值三自由度离心机上应用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种用于高g值三自由度离心机的滚转框，其采用一体的结构，具有很好的力学性能，加工精度容易控制。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种用于高g值三自由度离心机的滚转框，包括环形的框体，所述框体为一体成型的结构，所述框体上同轴线设置有两个俯仰轴安装孔和同轴线设置有滚转轴安装孔，且俯仰轴安装孔的轴线与滚转轴安装孔的轴线垂直；所述的框体的外侧沿框体一周还设置有多个开口的腔体，所述腔体与腔体之间形成加强筋。

具体的，所述的框体为八边形结构，且分别关于俯仰轴安装孔轴线和滚转轴安装孔轴线对称。

具体的，所述的腔体的截面为“U”字型。

具体的，所述的框体设置有滚转轴安装孔和俯仰轴安装孔的边为直线设置，且设有滚转轴安装孔和俯仰轴安装孔的边之间相连的边为弧形边，且圆滑过渡。

本发明具有以下优点：