專利名稱：一種多維振動(dòng)試驗(yàn)用永磁球頭連接裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種多維振動(dòng)試驗(yàn)用永磁球頭連接裝置，特別是涉及一種通過調(diào)節(jié)永磁鐵間距提高傳遞特性，并不需要增加油源等附加裝置的多維振動(dòng)試驗(yàn)用永磁球頭連接裝置。
背景技術(shù)：
振動(dòng)試驗(yàn)是強(qiáng)度環(huán)境試驗(yàn)的重要方法，在國(guó)防領(lǐng)域不僅為新型武器系統(tǒng)和裝備提供重要的設(shè)計(jì)依據(jù)，而且作為武器裝備的主要測(cè)試手段，用于裝備性能、可靠性、臨戰(zhàn)狀態(tài)的考核與驗(yàn)收，可有效縮短研制周期，節(jié)省人力和財(cái)力消耗。單維振動(dòng)試驗(yàn)無(wú)法暴露試驗(yàn)件的某些方向振動(dòng)特性，而且多次單維試驗(yàn)可能造成過試驗(yàn)，對(duì)于大型器件由于傳遞特性不一致，可能造成局部過實(shí)驗(yàn)或欠試驗(yàn)。多維振動(dòng)環(huán)境試驗(yàn)是指用幾個(gè)振動(dòng)臺(tái)同時(shí)激勵(lì)一個(gè)試件，并按試驗(yàn)條件控制試件與激勵(lì)系統(tǒng)界面的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)，使試件做多維空間運(yùn)動(dòng)，以考核試件結(jié)構(gòu)的動(dòng)強(qiáng)度和儀器設(shè)備的可靠性。多軸振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于振動(dòng)臺(tái)的運(yùn)動(dòng)部件或驅(qū)動(dòng)桿與工作平臺(tái)的連接裝置的設(shè)計(jì)，連接裝置在能很好的傳遞一個(gè)方向的振動(dòng)時(shí)，還應(yīng)允許其它方向的運(yùn)動(dòng)，這樣才能實(shí)現(xiàn)工作平臺(tái)的多方向運(yùn)動(dòng)解耦。目前工作平臺(tái)與振動(dòng)臺(tái)連接裝置有自潤(rùn)滑球型接頭和液壓球型聯(lián)軸器兩種結(jié)構(gòu)形式。自潤(rùn)滑球形型接頭的局限性在于其傳遞特性差，較適用于低頻振動(dòng)。液壓球形聯(lián)軸器適用面廣，但需要配備高壓液壓油源，不利于系統(tǒng)整體布局，且存在一定危險(xiǎn)性。針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，亟需提供一種新型的多維振動(dòng)試驗(yàn)用永磁球頭連接裝置。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種運(yùn)動(dòng)過程中無(wú)摩擦力的作用，不需要增加油源等附加裝置的多維振動(dòng)試驗(yàn)用永磁球頭連接裝置。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型一種多維振動(dòng)試驗(yàn)用永磁球頭連接裝置，包括對(duì)稱設(shè)置的上、下連接基座，對(duì)稱設(shè)置的上、下內(nèi)半球，對(duì)稱設(shè)置的通過球連接螺栓連接的頂球與底球，以及具有對(duì)稱結(jié)構(gòu)的基座；上連接基座與上內(nèi)半球連接并保持間隙，頂球保持間隙地位于上連接基座與上內(nèi)半球形成的腔體內(nèi)；下連接基座與下內(nèi)半球連接并保持間隙，底球保持間隙地位于下連接基座與下內(nèi)半球形成的腔體內(nèi)；上、下內(nèi)半球保持間隙地對(duì)稱的位于基座內(nèi)；球連接螺檢芽過基座的基座通孔；頂球上設(shè)置有頂球磁環(huán),底球上設(shè)置有底球磁環(huán)；上、下連接基座與頂球、底球相對(duì)的表面上設(shè)有連接基座磁環(huán)；上、下內(nèi)半球與頂球、底球相對(duì)的表面上設(shè)有內(nèi)半球內(nèi)磁環(huán)；上、下內(nèi)半球與基座相對(duì)的表面上設(shè)有內(nèi)半球外磁環(huán)，基座與內(nèi)半球外磁環(huán)相對(duì)應(yīng)的位置上設(shè)有基座磁環(huán)；相鄰的磁環(huán)均為同磁極相對(duì)。上連接基座與上內(nèi)半球之間，下連接基座與下內(nèi)半球之間均設(shè)有防塵罩。頂球與球連接螺栓之間固定連接，底球與球連接螺栓之間通過螺紋連接。本實(shí)用新型使用磁鐵同極性相斥的作用使內(nèi)半球懸浮，在運(yùn)動(dòng)過程中不產(chǎn)生摩擦力的作用，同時(shí)上下兩個(gè)連接基座底面在受力變化時(shí)可保持與初始位置一致，實(shí)現(xiàn)多維解耦。連接基座與內(nèi)半球內(nèi)表面形成半球間隙，基座與內(nèi)半球外表面形成基座間隙，該間隙的大小決定了磁鐵間距的大小?；诖盆F間距越小，同極性互斥力越大的原理，通過調(diào)整磁鐵間距改變連接裝置的傳遞特性。本裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不需配備高壓油源，節(jié)省了系統(tǒng)費(fèi)用，易于布局，且傳遞特性可根據(jù)負(fù)載力大小無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)。

圖1為本實(shí)用新型所提供的一種多維振動(dòng)試驗(yàn)用永磁球頭連接裝置。圖2為連接基座主視圖。圖3為連接基座俯視圖。圖4為連接基座仰視圖。圖5為內(nèi)半球主視圖。圖6為內(nèi)半球俯視圖。圖7為內(nèi)半球仰視圖。圖8為基座王視圖。圖9為基座仰視圖。圖中:1為連接基座，2為連接螺紋，3為沉頭孔，4為連接基座磁環(huán)，5為連接孔，6為連接基座防塵螺紋，7為連接基座防塵螺栓，8為防塵罩，9為基座防塵螺栓，10為基座防塵螺紋，11為半球間隙，12.為內(nèi)半球間隙調(diào)節(jié)螺紋，13為基座間隙，14為內(nèi)半球內(nèi)磁環(huán)，15為內(nèi)半球，16為內(nèi)半球外磁環(huán)，17為內(nèi)半球通孔，18為基座，19為基座磁環(huán)，20為基座通孔，21為底球，22為底球磁環(huán)，23為底球螺紋，24為球連接螺栓，25為頂球，26為頂球磁環(huán)，27為半球連接螺栓。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有液壓球頭需要配備高壓油源系統(tǒng)，妨礙整體布局，以及自潤(rùn)滑球形接頭傳遞特性受限的缺點(diǎn)，提出一種永磁球頭連接裝置，該裝置通過永磁體同極性相斥的作用原理，使組成部件相對(duì)懸浮，在運(yùn)動(dòng)過程中無(wú)摩擦力的作用。同時(shí)，通過調(diào)節(jié)永磁鐵間距以提高傳遞特性，并不需要增加油源等附加裝置。具體來(lái)說本實(shí)用新型包括:對(duì)稱設(shè)置的上、下連接基座1，對(duì)稱設(shè)置的上、下內(nèi)半球15，對(duì)稱設(shè)置的通過球連接螺栓24連接的頂球25與底球26，以及具有對(duì)稱結(jié)構(gòu)的基座18。頂球25上設(shè)置有頂球磁環(huán)26，底球21上設(shè)置有底球磁環(huán)22 ;上、下連接基座I與頂球25、底球21相對(duì)的表面上設(shè)有連接基座磁環(huán)4 ;上、下內(nèi)半球15與頂球25、底球21相對(duì)的表面上設(shè)有內(nèi)半球內(nèi)磁環(huán)14 ;上、下內(nèi)半球15與基座18相對(duì)的表面上設(shè)有內(nèi)半球外磁環(huán)16，基座18與內(nèi)半球外磁環(huán)16相對(duì)應(yīng)的位置上設(shè)有基座磁環(huán)19 ;相鄰的磁環(huán)均為同磁極相對(duì)。連接基座I與內(nèi)半球15通過半球連接螺栓27相連，其中半球連接螺栓27穿過連接基座I上的沉頭孔3與內(nèi)半球15上的內(nèi)半球間隙調(diào)節(jié)螺紋12相連，通過調(diào)節(jié)半球連接螺栓27與內(nèi)半球間隙調(diào)節(jié)螺紋12的連接長(zhǎng)度可以調(diào)節(jié)半球間隙11的大小，從而調(diào)節(jié)連接基座磁環(huán)4與頂球磁環(huán)26之間的間距及內(nèi)半球內(nèi)磁環(huán)14與頂球磁環(huán)26之間的間距。頂球25與底球21通過球連接螺栓24連接，其中頂球25與球連接螺栓24之間固定連接，該固定連接方式可以為螺紋連接、銷連接、鉚接或焊接，球連接螺栓24之間與底球21上的底球螺紋23螺紋聯(lián)結(jié)。通過改變球連接螺栓24之間與底球21的螺紋連接長(zhǎng)度調(diào)節(jié)基座磁環(huán)4與頂球磁環(huán)26之間的間距、內(nèi)半球內(nèi)磁環(huán)14與頂球磁環(huán)26之間的間距及基座間隙13的大小。球連接螺栓24穿過基座通孔20及內(nèi)半球通孔17連接頂球25及底球21。防塵罩8通過連接基座防塵螺栓7與連接基座I的連接基座防塵螺紋6相連，且防塵罩8通過基座防塵螺栓9與基座18的基座防塵螺紋10相連。防塵罩8的作用在于可以防止沙塵進(jìn)入半球間隙11及基座間隙13已破壞磁極。連接基座I的結(jié)構(gòu)如圖2、圖3及圖4所示，連接螺紋2及連接孔5均呈環(huán)形布置，且均位于連接基座I的底面。連接螺紋2及連接孔5的作用在于提供試驗(yàn)件與本實(shí)用新型永磁球頭連接裝置的連接。連接基座磁環(huán)4與連接基座I固定連接，其連接方式可以為粘結(jié)、螺紋連接等。內(nèi)半球15的結(jié)構(gòu)如圖5、圖6、圖7所示，內(nèi)半球間隙調(diào)節(jié)螺紋12呈環(huán)形布置，內(nèi)半球內(nèi)磁環(huán)14及內(nèi)半球外磁環(huán)16與內(nèi)半球15固定連接,其連接方式可以為粘結(jié)、螺紋連接等?；?8的結(jié)構(gòu)如圖8、圖9所示，基座防塵螺紋10位于基座18的側(cè)壁靠近底面位置，基座磁環(huán)19與基座18固定連接，其連接方式可以為粘結(jié)、螺紋連接等。該裝置工作時(shí)，一端連接基座I與激振設(shè)備相連，另一端連接基座I與試驗(yàn)件相連。通過改變球連接螺栓24之間與底球21的螺紋連接長(zhǎng)度調(diào)節(jié)基座磁環(huán)4與頂球磁環(huán)26之間的間距、內(nèi)半球內(nèi)磁環(huán)14與頂球磁環(huán)26之間的間距及基座間隙13的大小。通過調(diào)節(jié)半球連接螺栓27與內(nèi)半球間隙調(diào)節(jié)螺紋12的連接長(zhǎng)度可以調(diào)節(jié)半球間隙11的大小，從而調(diào)節(jié)連接基座磁環(huán)4與頂球磁環(huán)26之間的間距及內(nèi)半球內(nèi)磁環(huán)14與頂球磁環(huán)26之間的間距。該間距及間隙大小決定了相對(duì)磁極間的互斥力，也即決定了本裝置的傳遞特性。因?yàn)榇艠O間均為互斥力，底球21與頂球25浮動(dòng)于連接基座I與內(nèi)半球15形成的封閉空間內(nèi)，內(nèi)半球15浮動(dòng)于對(duì)應(yīng)底球21或頂球25與基座18之間。由此，振動(dòng)過程中，各磁極間存在間隙，確保磁極不會(huì)碰撞。隨著作用力方向的改變，本實(shí)用新型可自由調(diào)整轉(zhuǎn)動(dòng)角度，保證兩連接基座I底面平行，從而實(shí)現(xiàn)多維力對(duì)同一點(diǎn)施力的解耦。
權(quán)利要求1.一種多維振動(dòng)試驗(yàn)用永磁球頭連接裝置，其特征在于:包括對(duì)稱設(shè)置的上、下連接基座，對(duì)稱設(shè)置的上、下內(nèi)半球，對(duì)稱設(shè)置的通過球連接螺栓連接的頂球與底球，以及具有對(duì)稱結(jié)構(gòu)的基座；所述上連接基座與上內(nèi)半球連接并保持間隙，所述頂球保持間隙地位于上連接基座與上內(nèi)半球形成的腔體內(nèi)；所述下連接基座與下內(nèi)半球連接并保持間隙，所述底球保持間隙地位于下連接基座與下內(nèi)半球形成的腔體內(nèi)；所述上、下內(nèi)半球保持間隙地對(duì)稱的位于所述基座內(nèi)；所述球連接螺栓穿過所述基座的基座通孔； 所述頂球上設(shè)置有頂球磁環(huán)，底球上設(shè)置有底球磁環(huán)；所述上、下連接基座與頂球、底球相對(duì)的表面上設(shè)有連接基座磁環(huán)；所述上、下內(nèi)半球與頂球、底球相對(duì)的表面上設(shè)有內(nèi)半球內(nèi)磁環(huán)；所述上、下內(nèi)半球與基座相對(duì)的表面上設(shè)有內(nèi)半球外磁環(huán)，所述基座與內(nèi)半球外磁環(huán)相對(duì)應(yīng)的位置上設(shè)有基座磁環(huán)；所述相鄰的磁環(huán)均為同磁極相對(duì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多維振動(dòng)試驗(yàn)用永磁球頭連接裝置，其特征在于:所述上連接基座與上內(nèi)半球之間，下連接基座與下內(nèi)半球之間均設(shè)有防塵罩。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多維振動(dòng)試驗(yàn)用永磁球頭連接裝置，其特征在于:所述頂球與球連接螺栓之間固定連接，底球與球連接螺栓之間通過螺紋連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種多維振動(dòng)試驗(yàn)用永磁球頭連接裝置，包括對(duì)稱設(shè)置的上、下連接基座，對(duì)稱設(shè)置的上、下內(nèi)半球，對(duì)稱設(shè)置的通過球連接螺栓連接的頂球與底球，以及具有對(duì)稱結(jié)構(gòu)的基座；頂球上設(shè)置有頂球磁環(huán)，底球上設(shè)置有底球磁環(huán)；上、下連接基座與頂球、底球相對(duì)的表面上設(shè)有連接基座磁環(huán)；上、下內(nèi)半球與頂球、底球相對(duì)的表面上設(shè)有內(nèi)半球內(nèi)磁環(huán)；上、下內(nèi)半球與基座相對(duì)的表面上設(shè)有內(nèi)半球外磁環(huán)，基座與內(nèi)半球外磁環(huán)相對(duì)應(yīng)的位置上設(shè)有基座磁環(huán)；相鄰的磁環(huán)均為同磁極相對(duì)。本實(shí)用新型通過調(diào)整磁鐵間距改變連接裝置的傳遞特性，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不需配備高壓油源，節(jié)省了系統(tǒng)費(fèi)用，易于布局，且傳遞特性可根據(jù)負(fù)載力大小無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)。
文檔編號(hào)G01M7/02GK202946528SQ201220542000
公開日2013年5月22日 申請(qǐng)日期2012年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月22日
發(fā)明者嚴(yán)魯濤, 丁洋, 王有杰, 楊志鵬, 李紅 申請(qǐng)人:北京強(qiáng)度環(huán)境研究所, 中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院