专利名称：一种高低温环境下的五轴测试台的利记博彩app
技术领域：
本发明属于环境测试技术领域，涉及一种高低温环境下的五轴测试台。
技术背景高速战斗机在飞行时，其座舱内温度会经历很大的温差变化，往往可达土5(TC左右，这就会给飞行员的头盔瞄准系统带来很大的影响，因此飞行员 的头盔瞄准系统在研发时必须放在环境试验箱内做高低温试验，以检验其在 高、低温和常温环境下的稳定性和精确度，环境试验箱的试验温度要求设置 在土65。C。对高低温环境下五轴测试台的要求是装卡头盔后，被测头盔在空间要 实现五个自由度，即三个直线轴X、 Y、 Z和两个转动轴a、 P，五个轴各有其直线位移行程或角度转动范围的要求。五个轴配合起来实现头盔在空间数 个确定位置。在测试台的上方安装有光电瞄准器的工装，要求头盔在每一个 确定的位置时光电瞄准器要对准头盔上的感应器，以此判断和确定飞行员的 目视目标。为了分离出头盔瞄准光电系统由于温度影响带来的误差，要求测 试台分别在高、低温和常温环境下的重复定位误差都很小(每个测试点分别 要在高、低温和常温环境下三次测量)，还要求测试台重量较轻，因为要经 常把测试台搬入环境试验箱内。目前的传感器的精度虽然可以满足测试台定位精度，但是所有位置和角 度传感器(包括电动机)几乎都只能在常温环境下工作，因此不能借助传感器实现头盔在空间的精确定位。另外由于金属的线膨胀系数很大，如碳钢线膨胀系数在2(TC 10(TC范围内是0. 000012左右，这会给测试台的位置精度 和重复性定位精度带来极大的影响。因此研究在士65tH式验环境的条件下的 五轴的测试方法并制造出相关装置就成为迫切的需求。 发明内容本发明的目的是提供一种高低温环境下的五轴测试台，解决了现有技术 在土65TH式验环境条件下没有合适传感器，以及由于金属的线膨胀导致的位 置精度和重复性定位精度不够的难题。本发明所采用的技术方案是， 一种高低温环境下的五轴测试台，包括机 架，机架上设置有水平的X—Y轴的定位板，定位板上设置有方箱，在方箱 中安装有Z轴装置，Z轴装置与方箱之间设置有Z轴的调整和定位结构，在 Z轴装置的上端面上设置有a轴的调整和定位结构，在a轴调整和定位结构 上设置有e轴调整和定位结构；在机架上设置有工装。本发明的五轴测试台的特点还在于，定位板上设置有定位孔，该定位孔每一组有两个， 一个为主定位孔，另 一个为辅助定位孔。Z轴的调整和定位结构是，包括在方箱的内壁安装有一对垂直设置的滚 动导轨，在滚动导轨中安装有Z轴装置的Z轴，Z轴可以上下移动，Z轴装 置的Z轴表面沿轴向设置有Z齿条，Z齿条与齿轮连接，齿轮与蜗轮减速器 连接，蜗轮减速器与手轮连接；在Z轴的下端面中心设置有定位销a，在方 箱的底板上设置有定位销b;在Z轴上还安装有一根Z轴标尺，Z轴标尺上 设置有若干定位锥孔，在方箱的侧壁设置有定位销c。a轴的调整和定位结构，包括转动盘，转动盘上设置有a轴，转动盘设置在固定盘的上面，转动盘与固定盘同轴安装，固定盘与Z轴装置的上端连接；转动盘上还设置有定位销d，固定盘上设置有相应的按照a角度坐标做 出的定位锥孔。e轴的调整和定位结构是，在转动盘上还设置有两个立板，两个立板之 间安装有可转动的P轴；在一侧的立板上安装有两个圆盘， 一个是固定圆盘， 与该侧立板固连，固定圆盘上设置有按照e角度坐标做出的定位锥孔，另一 个圆盘是转动圆盘，转动圆盘与固定圆盘同轴设置，转动圆盘上面设置有定 位销e，转动圆盘与^轴同轴连接；5轴上设置有一安装平台。定位销都采用提拉式的定位销方式定位。各零、部件的材质相同。本发明的有益效果是结构简单，调整及操作方便，定位误差符合要求， 测量精度高、制作成本低。
图1是本发明的测试台的总体结构示意图；图2是本发明的测试台的局部结构示意图，其中，a是Z轴装置调整和 定位结构的连接示意图，b是Z轴装置与方箱3的定位连接示意图，c是ci 轴和3轴部分的调整和定位结构的连接示意图。图中，l.机架，2.定位板，3.Z轴装置，4.a轴，5.P轴，6.工装，7.Z轴， 8.滚动导轨，9.齿条，IO.手轮，11.蜗轮减速器，12.齿轮，13.定位销a， 14. 定位销b， 15.Z轴标尺，16.定位销c， 17.固定盘，18.转动盘，19.定位销d， 20.固定圆盘，21.转动圆盘，22.定位销e， 23.安装平台。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式
对本发明进行详细说明。如图1所示，本发明的测试台的总体结构是，包括机架l，机架l上设置有水平的X—Y轴定位板2，定位板2上设置有方箱3，在方箱3中安装 有Z轴装置，Z轴装置与方箱3之间设置有Z轴调整和定位结构，在Z轴装 置的上端面上设置有a轴4的调整和定位结构，在a轴4的调整和定位结构 上设置有P轴5的调整和定位结构；在机架1上设置有对应于光电瞄准器的 工装6。X-Y轴坐标是设置在一个定位板2来实现，定位板2上按照X—Y轴测 试坐标制造出锥型的定位孔，该定位孔每一组有两个， 一个为主定位孔，另 一个为辅助定位孔，以保证在定位板2上建立的X-Y轴与a轴4和P轴5的正交性。在头盔瞄准系统的测量中，对系统的测试实质是要测试目标在指定空间 中相对的位置，而不是绝对位置，即使测试空间随温度变化而成比例变化， 但被测对象在指定空间中的相对位置不变即能满足对测试装置的要求，因此 本发明的测试台的各部件，全部都使用同一种金属材料制作，以使线膨胀系数一致。如图2a所示，是本发明实施例的Z轴装置调整和定位结构的连接示意 图。在方箱3的内壁安装有一对垂直设置的滚动导轨8，在滚动导轨8中安 装有Z轴装置的圆柱型的Z轴7， Z轴7可以上下移动，Z轴装置的Z轴7 表面沿轴向设置有齿条9，齿条9与齿轮12连接，齿轮12所在的传动轴与 蜗轮减速器ll连接，蜗轮减速器11与手轮IO连接；在Z轴7的下端面中 心设置有定位销a13，在方箱3的底板上设置有提拉式的定位销b14。通过手轮IO摇动蜗轮减速器11 (附在方箱3外部)，通过齿轮12 (附 在方箱3内)带动齿条9移动，从而带动Z轴7上下移动。随着Z轴7的下移，定位销al3插入X—Y定位板2上的主定位孔进行X—Y定位；定位销 b14插入X_Y定位板2上的辅助定位孔，实现了 X-Y轴与a轴4和3轴5 的正交性。Z轴7可以保证实验的头盔样品一直位于Z轴装置的最高处，保 证了光或电路射线不会被阻挡。如图2b所示，是本发明实施例的Z轴装置与方箱3的定位连接示意图。 在Z轴7上还固定安装有一根Z轴标尺15，在Z轴标尺15上设置有若干定 位锥孔，在方箱3的侧壁安有定位销c16。使用时，先把定位销c16拔出，待Z轴标尺15上的定位锥孔移到指定 的位置时，压下定位销c16,锁住Z轴标尺15，即可实现Z轴7的上下定位。如图2c所示，是本发明实施例的a轴和e轴的调整和定位结构的连接 示意图。在Z轴装置的上端连接有a轴的调整和定位结构，包括固定盘17， 固定盘17的上面设置有可水平转动的转动盘18，转动盘18与固定盘17同 轴安装，转动盘18上设置有a轴4，转动盘18上还设置有定位销d19，固 定盘17上设置有相应的按照a角度坐标做出的定位锥孔，定位销d19可以 实现转动盘18在固定盘17上的a轴4的定位作用；在转动盘18上还设置有P轴的调整和定位结构，包括设置在转动盘18 上的两个立板，两个立板之间安装有可垂直转动的e轴5， ^轴5上设置有 一安装平台23，安装平台23的中心O点即为X—Y—Z轴的原点，在一侧 的立板上安装有两个圆盘， 一个是固定圆盘20，与该侧立板固连，不能转动， 固定圆盘20上有按照e角度坐标做出的定位锥孔；另一个圆盘是转动圆盘 21，转动圆盘21与固定圆盘20同轴设置，转动圆盘21上面安有定位销e22， 转动圆盘21与0轴5同轴连接。当定位销e22插入固定圆盘20上的某个定 位锥孔时，可以实现P轴5的角度定位。本发明的所有的定位销都采用提拉式定位销方式定位。本发明装置的定位原理是当Z轴7定位在X — Y轴平面定位板2的原点，并且Z轴标尺15定位在Z轴7原点时，P轴5上的安装平台23的中心 O点为X—Y—Z轴的原点，其次可以通过a轴4和3轴5的转动实现a轴4 和P轴5的调整和定位。在包含五个轴的装置上方，设有一道横梁，上面有 安放光电瞄准器的工装6，它和五轴装置共同形成了一个完整的、特定的测 试空间，无论该空间随着温差膨胀还是縮小，其内部任何一点的相对位置是 不变的。在高低温环境下对头盔瞄准系统进行的测试实质是在一个封闭的、特定 的相对空间中进行，因此本发明使用同一种金属材料，避开因为线膨胀系数 带来的巨大误差而使测试成为可行；本发明的装置通过完全使用金属材料作 为定位元件，不使用任何传感器，用常规的制造手段达到装置的精度要求， 解决了没有合适传感器的难题；所设计的装置利用常见材料制作，在经济上 可行，在目前的制造水平上也容易达到所要求的设计精度。本实施例的测试台结构简单，调整及操作方便，3个直线轴上的定位误 差为士0.02mm， 2个转动轴转角定位误差为±30"，完全满足了实验测量的需 要。
权利要求
1. 一种高低温环境下的五轴测试台，其特征在于包括机架(1)，机架(1)上设置有水平的X-Y轴的定位板(2)，定位板(2)上设置有方箱(3)，在方箱(3)中安装有Z轴装置，Z轴装置与方箱(3)之间设置有Z轴的调整和定位结构，在Z轴装置的上端面上设置有α轴的调整和定位结构，在α轴调整和定位结构上设置有β轴调整和定位结构；在机架(1)上设置有工装(6)。
2、 根据权利要求l所述的测试台，其特征在于所述的定位板(2)上 设置有定位孔，该定位孔每一组有两个， 一个为主定位孔，另一个为辅助定 位孔。
3、 根据权利要求l所述的测试台，其特征在于所述的Z轴的调整和 定位结构是，包括在方箱(3)的内壁安装有一对垂直设置的滚动导轨(8)， 在滚动导轨(8)中安装有Z轴装置的Z轴(7)， Z轴(7)可以上下移动， Z轴装置的Z轴(7)表面沿轴向设置有Z齿条(9)， Z齿条(9)与齿轮(12) 连接，齿轮(12)与蜗轮减速器(11)连接，蜗轮减速器(11)与手轮(10) 连接；在Z轴(7)的下端面中心设置有定位销a (13)，在方箱(3)的底 板上设置有定位销b (14)，在Z轴(7)上还安装有一根Z轴标尺(15)， Z轴标尺(15)上设置有 若干定位锥孔，在方箱(3)的侧壁设置有定位销c (16)。
4、 根据权利要求1所述的测试台，其特征在于所述的a轴的调整和 定位结构，包括转动盘(18)，转动盘(18)上设置有a轴(4)，转动盘(18) 设置在固定盘(17)的上面，转动盘(18)与固定盘(17)同轴安装，固定 盘(17)与Z轴装置的上端连接；转动盘(18)上还设置有定位销d (19)，固定盘(17)上设置有相应的 按照a角度坐标做出的定位锥孔。
5、 根据权利要求1所述的测试台，其特征在于所述的P轴的调整和 定位结构是，在转动盘(18)上还设置有两个立板，两个立板之间安装有可 转动的P轴(5);在一侧的立板上安装有两个圆盘， 一个是固定圆盘(20)， 与该侧立板固连，固定圆盘(20)上设置有按照3角度坐标做出的定位锥孔， 另一个圆盘是转动圆盘(21)，转动圆盘(21)与固定圆盘(20)同轴设置， 转动圆盘(21)上面设置有定位销e (22)，转动圆盘(21)与P轴(5)同 轴连接；P轴(5)上设置有一安装平台(23)。
6、 根据权利要求1所述的测试台，其特征在于所述的定位销都采用 提拉式的定位销方式定位。
7、 根据权利要求1所述的测试台，其特征在于所述各零、部件的材质相同。
全文摘要
本发明公开了一种高低温环境下的五轴测试台，包括设置在机架上的水平的X-Y轴定位板，定位板上设置有方箱，在方箱中安装有Z轴装置，Z轴装置与方箱之间设置有Z轴调整和定位结构，在Z轴装置的上端面上设置有α轴的调整和定位结构，在α轴的调整和定位结构上设置有β轴的调整和定位结构；在机架上设置有工装。本发明的测试台，无论是支撑部件还是定位元件，全部都使用同一种材料制作。本发明的测试台结构简单，调整及操作方便，定位误差符合要求，测量精度高、制作成本低，完全满足了实验测量的需要。
文档编号G01M99/00GK101281090SQ20081001822
公开日2008年10月8日 申请日期2008年5月16日 优先权日2008年5月16日
发明者吕延军, 明 姜, 姜斯亮, 杨光雄 申请人:西安理工大学