專利名稱：一種新型的多軸力控振動試驗夾具的制作方法
技術領域：
本發明涉及衛星多軸力控振動試驗夾具，尤其是屬于多軸振動、力控振動試驗、夾具的設計領域，具體涉及一種新型的多軸力控振動試驗夾具。
背景技術：
目前航天領域中地面力學振動試驗主要是單方向的加速度響應控制方法，該方法比較容易實現，且成本低廉，因此廣泛應用于航天器力學振動試驗中，但是試驗過程中難以避免欠試驗和過試驗。為了克服欠試驗和過試驗，確保產品可靠性，多軸、力控振動試驗技術正逐步得到應用。多軸振動試驗技術是在單軸振動試驗不能完全模擬衛星在發射過程中所遭受的振動環境的前提下，采用多點多向激勵方式模擬衛星實際的振動環境，目的是揭示衛星在單軸振動試驗中未能發現的潛在故障，提升產品對力學環境的適應性和可靠性。力限振動試驗技術是在加速度控制的同時限制界面力，當界面力達到規定量時控制加速度 主動下凹，從而避免過試驗，這是一種加速度控制與力的響應控制相結合的控制方式，可以有效解決單一的加速度控制的缺陷。而多軸力控制振動試驗夾具是多軸、力限振動試驗的主要部件，它起到了傳遞和測量界面力的作用。而設計出能同時完成衛星多軸、力控振動試驗的夾具是非常困難的，要求夾具能同時承受多個方向的振動試驗，具有高強度、大剛度，一階共振頻率高于衛星的一階共振頻率3-5倍，使得夾具在振動試驗過程中安全、可靠。
發明內容
針對現有技術中的缺陷，為了解決衛星與振動臺接口不匹配，且要求測量試驗過程中衛星與夾具的界面力，實現力限控制等問題，本發明了提供一種新型的多軸力限振動試驗夾具。利用本發明提供的技術方案，可同時進行衛星多軸、力控振動試驗。根據本發明的一個方面，提供一種新型的多軸力控振動試驗夾具，結構為分離式，包括通過螺釘連接為一個整體的上夾具、3向力傳感器、以及下夾具，其中，所述上夾具和3向力傳感器設置于所述下夾具上，所述上夾具連接所述3向力傳感器上，所述下夾具包括下夾具底部接口 ；所述3向力傳感器用于測量衛星多軸振動試驗過程中衛星與夾具間的三個方向的界面力，然后反饋給測量系統，實現多軸振動試驗下的力限控制。優選地，所述下夾具設置有中心通孔，所述中心通孔使得多軸力控振動試驗夾具一階振動頻率為935Hz。優選地，所述3向力傳感器在所述下夾具上對稱分布。優選地，所述上夾具為工字形，高度為73mm。優選地，所述3向力傳感器的數量為4個，所述下夾具上平面有4個方形凸臺，所述3向力傳感器安裝于所述方形凸臺上，下夾具與3向力傳感器之間通過3向力傳感器的傳感器螺紋孔和下夾具的下夾具通孔使用沉頭螺釘形式安裝。優選地，中心通孔的尺寸為Φ 280mm。優選地，下夾具底部接口包括底部Φ 558. 8mm接口。
優選地，下夾具底部接ロ包括底部￠406. 4mm接ロ。優選地，質量為160Kg,高度為250mm,最大外形尺寸為660mm。優選地，所述上夾具上表面設置有4個￠6的產品安裝孔。與現有技術相比，本發明解決了衛星多軸、力控振動試驗夾具設計的技術難點，采用分離式夾具結構形式，使得夾具的ー階共振頻率高于衛星的3-5倍，高強度、大剛度為衛星的多軸、力控振動試驗的安全實施提供了保障。
通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發明的其它特征、目的和優點將會變得更明顯圖1為根據本發明提供的ー種新型的多軸カ控振動試驗夾具的結構示意圖； 圖2為圖1所示新型的多軸カ控振動試驗夾具的零件的結構示意圖。圖中I為振動試驗夾具，2為上夾具，3為3向カ傳感器，4為下夾具，5為傳感器螺紋孔，6為下夾具通孔，7為下平面，8為方形凸臺，9為中心通孔，10為下夾具底部接ロ。
具體實施例方式下面結合具體實施例對本發明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技術人員進一歩理解本發明，但不以任何形式限制本發明。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本發明的保護范圍。如圖1和圖2所示，根據本發明提供的振動試驗夾具I主要用于衛星多軸カ控振動試驗中將衛星與振動臺連接，且能測量試驗過程中衛星與夾具的界面力，實現カ限控制。具體地，振動試驗夾具I采用分離式，通過螺釘連接為ー個整體，主要由上夾具2、3向カ傳感器3、下夾具4組成。為了加強夾具的剛度，上夾具2結構采用エ字形，上夾具2立柱的尺寸小于上板的設計形式是為了便于夾具與產品螺釘連接，對稱分布的4個3向力傳感器3用于測量衛星多軸振動試驗過程中衛星與夾具間的界面力，然后反饋給測量系統，實現多軸振動試驗下的カ限控制。由于3向力傳感器3的連接處為傳感器螺紋孔5，若下夾具4還使用螺紋孔將對下夾具的制造精度要求極高，大大增加了裝配難度，故下夾具使用下夾具通孔6，通過下平面7沉頭方式使用螺釘與3向力傳感器3連接，為了減少非安裝面的加工量，在下夾具4上設計了 4個方形凸臺8用于3向力傳感器的安裝，中心通孔9降低了夾具的質量，使得夾具的ー階共振頻率高達935Hz，大大超出衛星多軸カ控振動試驗對夾具的設計指標。更為具體地，如圖1所示，衛星在進行多軸カ限振動試驗時，振動試驗夾具I通過下夾具底部接ロ 10 (包括底部￠558. 8、￠406. 4mm接ロ)安裝在振動臺上，產品通過上夾具2上表面的16個￠6的孔安裝于振動試驗夾具I上。夾具結構采用分離形式，高度為250mm，最大外形尺寸為小660mm，質量為160Kg，ー階共振頻率高達935Hz，大大超過了衛星振動試驗要求的最高頻率。進ー步地，如圖2所示，上夾具2為エ字形，高度為73_，采用此結構形式為了便于產品與上夾具2、3向力傳感器3進行裝配，有效解決了產品與傳感器接ロ不匹配、產品與夾具間干涉的問題，3向力傳感器3用來測量三個方向的界面力，將測量到的力信號反饋給試驗系統，從而實現力限控制，4個3向力傳感器3對稱分布減少偏心，使得每個3向力傳感器3的受力均勻，降低設備損壞的機率，下夾具4的4個方形凸臺8用來安裝3向力傳感器3，減少非安裝面的加工量，下夾具2與3向力傳感器3的安裝使用沉頭螺釘形式，采用通孔和螺紋孔的連接方式大大減少了裝配難度，也降低了對加工精度的要求。根據本發明提供的振動試驗夾具有結構緊湊、強度高、剛度大、承載能力強的優點，解決了衛星多軸力限振動試驗夾具設計的技術難點，制造成本低、適用性強，取得了良好的經濟效應。并且夾具的一階頻率高于衛星的3-5倍，大大提高了衛星多軸力限振動試驗的安全與可靠性。以上對本發明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發明并不局限于上述特定實施方式，本領域技術人員可以在權利要求的范圍內做出各種變形或修改，這并不影響本發明的實質內容。
權利要求
1.一種新型的多軸力控振動試驗夾具，其特征在于，結構為分離式，包括通過螺釘連接為一個整體的上夾具、3向力傳感器、以及下夾具，其中，所述上夾具和3向力傳感器設置于所述下夾具上，所述上夾具連接所述3向力傳感器上，所述下夾具包括下夾具底部接口 ；所述3向力傳感器用于測量衛星多軸振動試驗過程中衛星與夾具間的三個方向的界面力，然后反饋給測量系統，實現多軸振動試驗下的力限控制。
2.根據權利要求1所述的新型的多軸力控振動試驗夾具，其特征在于，所述下夾具設置有中心通孔，所述中心通孔使得多軸力控振動試驗夾具一階振動頻率為935Hz。
3.根據權利要求1所述的新型的多軸力控振動試驗夾具，其特征在于，所述3向力傳感器在所述下夾具上對稱分布。
4.根據權利要求1所述的新型的多軸力控振動試驗夾具，其特征在于，所述上夾具為工字形，高度為73mm。
5.根據權利要求1所述的新型的多軸力控振動試驗夾具，其特征在于，所述3向力傳感器的數量為4個，所述下夾具上平面有4個方形凸臺，所述3向力傳感器安裝于所述方形凸臺上，下夾具與3向力傳感器之間通過3向力傳感器的傳感器螺紋孔和下夾具的下夾具通孔使用沉頭螺釘形式安裝。
6.根據權利要求2所述的新型的多軸力控振動試驗夾具，其特征在于，中心通孔的尺寸為 Φ 280mm。
7.根據權利要求1所述的新型的多軸力控振動試驗夾具，其特征在于，下夾具底部接口包括底部Φ 558. 8mm接口。
8.根據權利要求1所述的新型的多軸力控振動試驗夾具，其特征在于，下夾具底部接口包括底部Φ406. 4mm接口。
9.根據權利要求1所述的新型的多軸力控振動試驗夾具，其特征在于，質量為160Kg， 高度為250mm,最大外形尺寸為Φ 660mm。
10.根據權利要求1所述的新型的多軸力控振動試驗夾具，其特征在于，所述上夾具上表面設置有4個Φ6的產品安裝孔。
全文摘要
本發明提供了一種新型的多軸力控振動試驗夾具，結構為分離式，包括通過螺釘連接為一個整體的上夾具、3向力傳感器、以及下夾具，其中，所述上夾具和3向力傳感器設置于所述下夾具上，所述上夾具連接所述3向力傳感器上，所述下夾具包括下夾具底部接口；所述3向力傳感器用于測量衛星多軸振動試驗過程中衛星與夾具間的三個方向的界面力，然后反饋給測量系統，實現多軸振動試驗下的力限控制。本發明解決了衛星多軸、力控振動試驗夾具設計的技術難點，采用分離式夾具結構形式，使得夾具的一階共振頻率高于衛星的3-5倍，高強度、大剛度為衛星的多軸、力控振動試驗的安全實施提供了保障。
文檔編號G01M7/02GK103017993SQ20121052146
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月6日 優先權日2012年12月6日
發明者王繼虎, 張利, 付國慶, 姚煜中, 宋港 申請人:上海裕達實業公司