一种真空高低温环境大压缩比升降旋转运动测试台

1.本发明涉及真空高低温环境测试技术领域，具体为一种真空高低温环境大压缩比升降旋转运动测试台。


背景技术：

2.电控送样系统用于真空容器内试验件的高度、转动角度、水平位置的三维调节。送样系统可沿导轨进出真空容器，并能在容器导轨上任意位置锁定，送样系统包括带电机助力的高度可调节机构，真空低温下可电动控制角度的转台。电控送样系统(以下简称“送样系统”)使用的测试台要满足在高真空环境下的高精度运动，而现有的送样测试台的运动精度较低，在真空高低温环境下其运动精度达不到测试要求。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种真空高低温环境大压缩比升降旋转运动测试台，具有较高的运动精度，满足真空高低温环境下的精度要求。
4.本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种真空高低温环境大压缩比升降旋转运动测试台，包括设置在真空舱内的送样检测机构，所述送样检测机构可沿着所述真空舱的轴线移动，所述送样检测机构包括旋转平台、升降平台和升降连杆机构，所述升降平台设置在所述升降连杆机构上，所述旋转平台转动设置在所述升降平台上；
5.所述升降连杆机构包括u型座、正反螺纹丝杠、升降组件和两组螺母座，两组所述螺母座间隔设置在所述u型座的u型口内，所述正反螺纹丝杠上设有两段螺纹旋向相反的螺纹段，两组所述螺母座分别螺纹连接在两段所述螺纹段上，两组所述螺母座上均设置有所述升降组件，所述升降组件包括上升降臂和下升降臂，所述上升降臂与所述下升降臂上下对称设置，所述上升降臂的一端与所述升降平台铰接，另一端与对应的所述螺母座铰接，所述下升降臂的一端与所述u型座铰接，另一端与对应的所述螺母座铰接。
6.进一步地，所述升降连杆机构设置有两组，两组所述升降连杆机构中的正反螺纹丝杠通过联轴器连接。
7.进一步地，两组所述升降连杆机构中的u型座通过横梁连接，所述横梁平行于所述正反螺纹丝杠，所述横梁设置有两组，两组所述横梁分别连接在所述u型座u型开口的两端。
8.进一步地，所述横梁的底部沿自身长度方向间隔转动设置有四个移动滚轮，所述真空舱内设置有两组导轨，两组所述横梁上的移动滚轮分别滑动适配两组所述导轨。
9.进一步地，所述横梁上螺纹连接有螺杆，所述螺杆的顶部固定有手轮，所述螺杆的底部转动连接有锁紧块，所述锁紧块的底部开设有与所述导轨截面形状相适配的锁紧槽。
10.进一步地，所述正反螺纹丝杠的两侧均设置有导杆，所述导杆平行于所述正反螺纹丝杠，所述导杆通过直线轴承与所述螺母座滑动适配。
11.进一步地，其中一所述正反螺纹丝杠的一端连接有驱动机构，所述驱动机构包括伺服电机、蜗轮蜗杆副和减速器，所述伺服电机的输出轴与所述减速器的输入轴传动连接，
所述减速器的输出轴与所述蜗轮蜗杆副的蜗杆传动连接，所述蜗轮蜗杆副的输出轴与对应的所述正反螺纹丝杠传动连接。
12.进一步地，所述旋转平台的底部固定有旋转轴，所述旋转轴通过交叉辊子轴承与所述升降平台转动连接，所述旋转轴远离所述旋转平台的一端设置有蜗轮，所述升降平台上转动设置有蜗杆，所述蜗轮与所述蜗杆啮合，所述蜗杆的一端传动连接有减速机，所述减速机传动连接有电机。
13.进一步地，上升降臂与下升降臂的两端均活动穿设有两个铰接轮，两个铰接轮沿着垂直于正反螺纹丝杠轴线的方向间隔设置，铰接轮上固定穿设有铰接轴，上升降臂一端的铰接轴与升降平台转动连接，另一端的铰接轴与u型座铰接，下升降臂一端的铰接轴与升降平台转动连接，另一端的铰接轴与u型座铰接。
14.本发明的有益效果是：
15.由于上升降臂和下升降臂的设置，使正反螺纹丝杠在转动时，螺母座不跟随正反螺纹丝杠转动，只沿着正反螺纹丝杠的轴向做直线运动，由于升降连杆机构的两个螺母座分别螺纹连接在正反螺纹丝杠的两段螺纹旋向相反的螺纹段上，从而使两个螺母座的移动方向相反，通过螺母座的移动使上升降臂和下升降臂发生偏转，从而通过下升降臂将螺母座和升降平台抬升或降下，通过上升降臂支撑升降平台升降，实现测试台的升降调节，通过丝杠副与升降臂的组合对升降平台的高度进行调节，使升降平台的升降范围更小，便于进行精度更高的调节，以适应真空高低温环境下的精度调节要求。
附图说明
16.图1为本发明一种真空高低温环境大压缩比升降旋转运动测试台中升降连杆机构的立体图；
17.图2为本发明一种真空高低温环境大压缩比升降旋转运动测试台的立体图；
18.图3为本发明中旋转平台与升降平台的连接示意图；
19.图中，1-真空舱，2-旋转平台，3-升降平台，4-u型座，5-正反螺纹丝杠，6-螺母座，7-上升降臂，8-下升降臂，9-横梁，10-移动滚轮，11-螺杆，12-手轮，13-锁紧块，14-锁紧槽，15-导杆，16-直线轴承，17-伺服电机，18-蜗轮蜗杆副，19-减速器，21-蜗轮，22-蜗杆，23-减速机，24-电机，25-铰接轮，26-铰接轴。
具体实施方式
20.下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
21.如图1至图3所示，一种真空高低温环境大压缩比升降旋转运动测试台，包括设置在真空舱1内的送样检测机构，送样检测机构可沿着真空舱1的轴线移动，送样检测机构包括旋转平台2、升降平台3和升降连杆机构，升降平台3设置在升降连杆机构上，旋转平台2转动设置在升降平台3上，以真空舱1直筒段中心为原点定义坐标系，x轴沿竖直方向向上，z轴为舱体轴线方向，y轴满足右手定则，其中，送样检测机构在真空舱1内的移动为z轴方向，升降平台3的升降方向为x轴方向，旋转平台2的旋转方向为y轴方向，从而使送样检测机构具有三个方向的自由度，能适应真空舱1内复杂的使用环境；升降连杆机构包括u型座4、正反
螺纹丝杠5、升降组件和两组螺母座6，两组螺母座6间隔设置在u型座4的u型口内，正反螺纹丝杠5上设有两段螺纹旋向相反的螺纹段，两组螺母座6分别螺纹连接在两段螺纹段上，两组螺母座6上均设置有升降组件，升降组件包括上升降臂7和下升降臂8，上升降臂7与下升降臂8上下对称设置，上升降臂7的一端与升降平台3铰接，另一端与对应的螺母座6铰接，下升降臂8的一端与u型座4铰接，另一端与对应的螺母座6铰接，由于上升降臂7和下升降臂8的设置，使正反螺纹丝杠5在转动时，螺母座6不跟随正反螺纹丝杠5转动，只沿着正反螺纹丝杠5的轴向做直线运动，由于升降连杆机构的两个螺母座6分别螺纹连接在正反螺纹丝杠5的两段螺纹旋向相反的螺纹段上，从而使两个螺母座6的移动方向相反，通过螺母座6的移动使上升降臂7和下升降臂8发生偏转，从而通过下升降臂8将螺母座6和升降平台3抬升或降下，通过上升降臂7支撑升降平台3升降，实现测试台的升降调节，丝杠传动具有较高的传动精度，起正反螺纹丝杠5旋转一周，螺母座6移动一个螺距，为提高升降平台3的升降稳定性，在丝杠传动的基础上加设升降组件，将螺母座6的移动转化为上升降臂7和下升降臂8的偏转运动，由升降组件的偏转抬升升降平台，同时，升降组件包括上升降臂7和下升降臂8，采用对称式结构，保证运行的稳定性，从而提高了运动精度和运动平温度，通过丝杠副与升降臂的组合对升降平台3的高度进行调节，使升降平台3的升降范围更小，便于进行精度更高的调节，以适应真空高低温环境下的精度调节要求。优选的，升降连杆机构设置有两组，两组升降连杆机构中的正反螺纹丝杠5通过联轴器9连接，两组升降连接机构分别连接在升降平台3的两端，从而使测试台整体呈对称结构，具有较高的强度和运行平温度，同时提高了结构刚性和低温适应性。
22.进一步地，如图1所示，上升降臂7与下升降臂8的两端均活动穿设有两个铰接轮25，两个铰接轮25沿着垂直于正反螺纹丝杠5轴线的方向间隔设置，铰接轮25上固定穿设有铰接轴26，上升降臂7一端的铰接轴26与升降平台3转动连接，另一端的铰接轴26与u型座4铰接，下升降臂8一端的铰接轴26与升降平台3转动连接，另一端的铰接轴26与u型座4铰接，上升降臂7的两端和下升降臂8的两端均设置有两组铰接轮25，使上升降臂7和下升降臂8呈对称结构设置，使其中一升降连杆机构中的上升降臂7顶部的两端分别作用在升降平台3一端的两侧，另一升降连杆机构中的上升降臂7顶部的两端分别作用在升降平台3另一端的两侧，从而使升降平台3上的升降点呈矩形形状，保证升降平台3升降的统一性与稳定型。
23.进一步地，如图2所示，两组升降连杆机构中的u型座4通过横梁9连接，横梁9平行于正反螺纹丝杠5，横梁9设置有两组，两组横梁9分别连接在u型座4u型开口的两端，横梁9的底部沿自身长度方向间隔转动设置有四个移动滚轮10，真空舱1内设置有两组导轨，两组横梁9上的移动滚轮10分别滑动适配两组导轨，通过移动滚轮10带动整个送样检测机构在导轨上移动，实现送样检测机构沿z轴方向进行位置调整；横梁9上螺纹连接有螺杆11，螺杆11的顶部固定有手轮12，螺杆11的底部转动连接有锁紧块13，锁紧块13的底部开设有与导轨截面形状相适配的锁紧槽14，转动手轮12，使螺杆11带动锁紧块13靠近导轨移动，使锁紧块13的锁紧槽14与导轨适配，并使锁紧块13抵紧在导轨上，从而对送样检测机构的位置进行限位。
24.进一步地，正反螺纹丝杠5的两侧均设置有导杆15，导杆15平行于正反螺纹丝杠5，导杆15通过直线轴承16与螺母座6滑动适配，通过导杆15对螺母座6的移动进行导向，保证整体机构运动一致性；其中一正反螺纹丝杠5的一端连接有驱动机构，驱动机构包括伺服电
机17、蜗轮蜗杆副18和减速器19，伺服电机17的输出轴与减速器19的输入轴传动连接，减速器19的输出轴与蜗轮蜗杆副18的蜗杆传动连接，蜗轮蜗杆副18的输出轴与对应的正反螺纹丝杠5传动连接，通过伺服电机17驱动减速器19运动，减速器19降低伺服电机17的转速后带动蜗轮蜗杆副18运动，通过蜗轮蜗杆副18带动正反螺纹丝杠5转动，具有良好的自锁特性，可以可靠的将升降平台3停在任意位置。
25.进一步地，如图3所示，旋转平台2的底部固定有旋转轴，旋转轴通过交叉辊子轴承20与升降平台3转动连接，旋转轴远离旋转平台2的一端设置有蜗轮21，升降平台3上转动设置有蜗杆22，蜗轮21与蜗杆22啮合，蜗杆22的一端传动连接有减速机23，减速机23传动连接有电机24，通过电机24带动减速机23运行，通过减速机23降低电机24的转速，使减速机23带动蜗杆22转动，通过蜗杆22带动蜗轮21转动，从而带动旋转平台2在升降平台3上转动，实现送样检测机构的y轴运动，利用蜗轮蜗杆的自锁性，使旋转平台2可旋转至任意位置，采用能够同时承受轴向和径向大载荷的交叉辊子轴承20作为旋转支撑元件，提高送样检测机构的整体强度。
26.综上所述，为适应低温环境，在结构设计上尽可能保证同向材料一致性，其送样检测机构的整体材质主要为不锈钢sus316l和锻铝lc4，满足真空高低温环境使用；其中，旋转平台2的直径为1800mm，送样检测机构的整体长度为2770mm，总质量不大于3500kg；旋转平台2的台面最低位置距离真空容器中心的距离为805mm，升降调节行程大于410mm，最高点距离容器中心395mm，旋转平台2可以实现整周连续回转。
27.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“同轴”、“底部”、“一端”、“顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“前部”、“中央”、“两端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；以及本领域普通技术人员可知，本发明所要达到的有益效果仅仅是在特定情况下与现有技术中目前的实施方案相比达到更好的有益效果，而不是要在行业中直接达到最优秀使用效果。
28.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。