倾斜与摇摆试验台设计

倾斜摇摆试验台（倾斜摇摆试验机）厂家技规书机器名称：倾斜摇摆试验台也叫倾斜摇摆试验机机器用途：倾斜摇摆试验台（倾斜摇摆试验机）主要用于模拟在船舶、航母、潜艇、水上飞机等多种装备的摇摆试验和倾斜试验，以确定产品经受规定严酷等级摇摆和倾斜能力。

机器厂家：东莞市环仪仪器科技有限公司机器参数：名称500kg摇摆台1000kg摇摆台1500kg摇摆台2000kg摇摆台3000kg摇摆台5000kg摇摆台8000kg摇摆台1000kg摇摆台六自由度转台系统最大载荷（kg）500 1000 1500 2000 3000 5000 8000 10000 6000 试品重心高（mm）500 600 1000 首摇角位移（沿Z 轴）±7.5°平动转动±.5m±36°横摇角位移（沿X 轴）45°平动转动±.5m±25°纵摇角位移（沿Y 轴）30°平动转动±.5m±25°横倾斜位移45°线运动速度不小于0.2m/s纵倾斜30°角运动位移 速度 不大于10°/S 周期（s ） 3～14 台面尺寸（mm ） 1350×1000 1500×12001500×12001600×14001800×16002000×18002500×22003000×25004000×5000电源及消耗功率 AC380V 45KVA AC380V 55KVA AC380V 55KVA AC380V 75KVA AC380V 75KVA AC380V 80KVA AC380V 110KVA AC380V 150KVA AC380V 40KVA 重量（kg ） 2000300035004000500060008000100008000满足要求 GJB150 GB/2423（备注：以上指标仅供选型参考，实际参数以产品说明书为准）。

用Solidworks设计摇摆试验台在现代的机械设计中，三维设计以其直观性而使得传统的二维机械设计逐步向其转化。

在设计摇摆试验台这类计算工作量大的复杂产品时应用三维软件，不仅避免了试制过程中大量的设计更改，而且大大地提高了生产效率，缩短了开发周期。

本文系统介绍了应用SolidWorks软件进行摇摆试验台设计的过程和方法，对此类的设计有一定的参考价值。

一、引言近几年，计算机三维CAD/CAE/CAM软件的应用与普及，使得传统的二维机械设计逐步向三维设计转化。

设计构思的表达由原来的二维图纸演变成直接用计算机模拟三维实体模型的虚拟产品。

SolidWorks软件是美国SolidWorks公司基于Windows开发的全参数化三维实体造型软件。

该软件可与Cosmos/Works工程师设计分析软件、Cosmos/Motion三维运动仿真软件等无缝结合。

三维设计软件的功能在于：装配和干涉检查;有限元分析与优化设计(CAE);机构运动仿真;工艺规程生成(CAPP);数控加工(CAM);由三维直接自动生成二维工程图纸;产品数据共享与集成等。

这种形象化的三维设计具有直观、精确、快速的特点。

摇摆试验台是一种集机械、电气自动控制、仪表、计算机技术于一体的物理仿真试验设备，可以模拟舰船在给定条件下的摇摆运动，为被试设备提供摇摆环境，同时又可输出摇摆角真值，是舰载武器或仪器设备陆上试验的关键设备之一。

常用的试验摇摆台为两自由度、三自由度或多自由度。

高精度摇摆台一般采用串联型结构，即将二自由度复合运动分解为二个单自由度的运动，每个自由度单独液压驱动或电机驱动，并单独测角。

摇摆试验台机械结构设计是整个试验设备设计最复杂、最关键环节之一。

下面就以二自由度摇摆试验台为例介绍应用SolidWorks软件进行摇摆试验台机械结构设计的过程和方法。

二、过程流程图过程流程图如图1所示。

图1 过程流程图三、三维实体设计1.设计要求机械台体结构要求：具有一定的刚度，台面的变形较小;在满足刚度、强度的前提下，台体的重量要轻，回转体的转动惯量尽量小;重心一定要在回转轴下方的一定范围内;计算出转轴的驱动力矩。

单轴重载倾斜与摇摆试验台设计与分析在恶劣海况下,倾斜将使船用设备承受诱发的静态力,摇摆将使船用设备承受诱发的动态力,通过人工模拟船舶的倾斜和摇摆环境条件,可测试船用设备的工作适应性和结构完好性。

本文根据某大型船用设备的试验技术要求,研究开发了一种新型单轴重载倾斜与摇摆试验平台,开展了针对试验平台承载结构形式、驱动方式和控制策略等关键技术研究,为研制新型大型船用设备提供了必要的试验条件,具有重要的理论意义和工程应用价值。

在分析某大型船用设备的倾斜与摇摆试验要求的基础上,提出采用一种新型吊篮式承载结构,用于安装试验设备的矩形平台两端通过吊耳、转轴、轴承和轴承座固定于两端支架之上,为确定具体结构尺寸,采用ANSYS有限元软件对结构强度和刚度开展了仿真分析,使最终平台结构具有承载能力强、设备安装面尺寸大、通用性强、综合重心低、安全性高等特点。

针对平台摇摆周期短和摇摆角度大的要求,在分析不同驱动方式优缺点的基础上,提出采用双齿条齿轮摆动油缸作为平台倾斜和摇摆运动的驱动单元,在液压控制中对比分析了阀控和泵控液压伺服控制技术的优缺点,提出采用变量泵提供高压油和伺服比例阀控制来实现系统对节能和动态响应快的要求。

为满足平台摇摆角度与时间的函数关系式,首先,基于ANEsim软件建立了平台机电液系统的联合仿真模型,开展了基于PID控制策略的仿真研究,同时确定了液压回路各元件参数,取得了较好的控制效果,其次,将该控制策略应用于试验平台的PLC控制程序设计中,开展了带载条件下平台系统的试验研究,最后,试验结果表明系统运行平稳无卡阻,满足某大型船用设备的倾斜与摇摆试验要求。

cb 1146.8—1996 舰船设备环境试验与工程导则倾斜和摇摆1. 引言1.1 背景：随着现代舰船的发展，舰船设备环境试验与工程导则成为保证舰船设备正常运行和安全的重要手段之一。

在实际使用过程中，倾斜和摇摆是常见的环境因素，对舰船设备的性能和可靠性产生影响。

因此，对倾斜和摇摆进行相关试验分析变得至关重要。

1.2 目的：本文旨在深入研究cb 1146.8—1996（舰船设备环境试验与工程导则）中有关倾斜和摇摆的规定，并分析其关键要点。

通过对这些内容的梳理和总结，希望能够提供给读者一个清晰而详尽的指引，使其能够更好地理解该标准中倾斜和摇摆试验的要求与方法。

1.3 研究意义：倾斜和摇摆是舰船设备运行过程中常见的环境因素，直接影响着设备的工作效果以及人员的安全。

通过对cb 1146.8—1996标准中关于倾斜和摇摆试验内容的梳理分析，不仅能够帮助我们更好地了解这些试验的目的和方法，还能为舰船设计者、制造商以及使用者提供一份可靠的参考，以确保舰船设备在各种倾斜和摇摆环境下正常运行，并为其安全性能提供保障。

这对于提高舰船设备的质量和可靠性具有重要意义，也在一定程度上推动了相关领域的技术发展和应用研究。

通过本文对cb 1146.8—1996标准中关于倾斜和摇摆试验要点分析的详细介绍，读者将能够更全面地了解该标准，在实际工作中更加准确地进行试验设计与操作，并能够根据试验结果提出相应的改进措施。

同时，本文还将通过实践案例分享与结论总结部分，向读者展示实际应用该标准所取得的成果，并对未来研究方向及发展趋势进行展望。

2. cb 1146.8—1996简介：2.1 标准内容概述《cb 1146.8—1996 舰船设备环境试验与工程导则》是中国船级社于1996年发布的一项标准，旨在规范舰船设备环境试验的方法和流程，以确保舰船设备在各种环境条件下的正常运行和稳定性。

该标准主要包括了倾斜和摇摆两个方面的试验内容。

倾斜试验是通过模拟舰船在海上遭遇大角度倾斜情况时对设备造成的影响进行测试，而摇摆试验则是模拟舰船在海上受到波浪影响时产生的晃动情况对设备性能的影响进行测试。

倾斜摇摆试验标准
摇摆试验是一项常用的试验方法，用于评估物体在倾斜或摇摆环境中的稳定性。

倾斜摇摆试验标准是为了确保试验的准确性和可靠性，以及保证试验结果的可比性而制定的规范。

以下是倾斜摇摆试验的一般标准：
1.试验目的和范围：明确试验的目的和适用范围，例如评估产品在船舶、飞机或车辆运输过程中的稳定性。

2.试验装置和条件：详细描述试验所需的装置和条件，包括试验台、试验角度、振动频率等。

确保试验装置的稳定性和重复性。

3.样品准备：说明样品的选取和准备方法，确保样品符合试验要求，并消除可能的影响因素。

4.试验步骤：逐步描述试验的具体步骤，包括将样品放置在试验装置上、设定试验条件、开始试验等。

5.数据采集和分析：说明试验过程中所需采集的数据类型和采集方法，并给出数据分析的步骤和方法。

6.结果评定：根据试验结果给出评定标准，例如判断样品是否通过试验、评估样品的稳定性等。

7.安全注意事项：提醒试验人员在进行试验时需要注意的安全事项，以确保试验的安全进行。

8.记录和报告：要求试验人员详细记录试验过程中的关键信息，并编写试验报告，以备后续分析和参考。

总之，倾斜摇摆试验标准是为了确保试验的可靠性和可比性而制定的规范。

遵循这些标准，能够保证试验结果的准确性，并为相关领域的研究和应用提供参考依据。

摇摆试验台摘要本次设计的主要部分为摇摆试验台。

它在工业，机械，军事等方面有着很大的地位。

摇摆试验台一般用在船用、车用或者机用设备的调试与进行模拟训练，再者可以用于工厂化，自动化，机械化以与军事化的实验设备。

一般来说可以通过摇摆试验台来进行各方面模拟训练，以与实际操作。

其主要功能主要有有以下三个方面：1.位姿模拟、正弦波模拟、单自由度运动、多自由度复合运动。

2.路谱滤波处理，随机波复现，路谱、海浪谱、飞行谱复现等功能。

3.可以提供同步、外同步数据输出控制接口。

第一，我们可以依据摇摆试验台地工作地情况以与记忆性能，初步的来进行X 轴Y轴Z轴的结构分析重量计算，然后进行设计控制系统。

还有软件以与硬件的结构；第二，一般来说可以针对其主要模拟来进行数据分析。

这样的话就对后续地摇摆试验台地设计打下了基础。

以与对各支撑伸缩杆所受到地复杂化以与负载地干扰从而进行系统化深刻化地研究；第三，通过对摇摆试验台整体结构分析地参数以与位置来对输出地误差问题，从而来建立了补偿模型，这样的话即从理论上明确的提出了位置误差地补偿方法；最后，针对摇摆试验台机动性高，系统稳定等特点，本设计总结提出了一种两种控制相结合的控制策略，并进行实验推导以与理论实验验证。

通过实验数据得出来实验稳态精度；其最主要的还是是同时克服了作用地影响。

进而使摇摆试验台的系统更加完善更加稳定。

关键词：摇摆试验台位置误差控制借口路谱AbstractThe main part of this design is shaking table. It plays an important role in industry, machinery, military affairs and so on. The swing test platform is generally used for the commissioning and simulation training of marine, automotive or aircraft equipment, and can be used in factory, automation, mechanization and militarization of laboratory equipment. Generally speaking, it is possible to carry out various aspects of simulation training and actual operation by means of a shaking table. Its main functions mainly include the following three aspects:1. pose simulation, sine wave simulation, single degree of freedom motion, multi degree of freedom compound motion.2. channel spectrum filtering, such as random wave repetition, road spectrum, ocean wave spectrum, flight spectrum reappearance and so on.3. can provide internal synchronization and external synchronization data output control interface.First, we can carry out the structural analysis, weight calculation, and design control system of X axis, Y axis, Z axis, based on the shaking table test, the working conditions of the platform and the memory performance. And the software and hardware architecture;Second, in general, data analysis can be carried out for its main simulation. In this way, it laid a foundation for the design of the subsequent rocking test platform. As well as the complexity of the support telescopic rod and the interference of the load, so as to make a systematic and profound study;Third, through the rolling test platform overall structure analysis of parameters and the position of the error output, so as to set up a compensation model, it is clear from the theory put forward position error compensation method;Finally, in view of the high maneuverability and stability of the swing test rig, a control strategy combining two kinds of control is proposed, and the experiment is deduced and the theoretical experiment is verified. The steady-state accuracy of the experiment is obtained by experimental data. The most important thing is to overcome the influence of action simultaneously. And then make the swing test platform more perfect and more stable.Keywords shaking table: positionerror control excuse road spectrum摘要I关键词：IAbstract (II)Keywords shaking table: II绪论11.1 课题研究目的11.2摇摆试验台简介11.3摇摆试验台背景31.4摆试验台国外发展现状41.5课题的来源、目的和意义51.5.1课题的主要研究目的61.5.2课题意义61.6课题容7第２章三自由度摇摆试验台总体设计7２．１引言72.1.1三自由度摇摆试验台的结构方案72.1.2三自由度摇摆试验台的性能指标92.1.3三自由度摇摆试验台的基本组成102.2三自由度摇摆试验台机械本体设计122.2.1三自由度摇摆试验台功能实现132.3三自由度摇摆试验台液压系统设计202.3.1液压系统202.3.2 液压刚的工作202.3.3液压刚的尺寸21第３章三自由度摇摆试验台三维建模与有限元分析223.1引言223.2三自由度摇摆试验台三维实体建模223.2.1三维实体的特点223.3三自由度摇摆试验台关键部件的有限元分析23第4章钢丝234.1钢丝球轴承234.2赫兹理论和椭圆接触区244.3接触单元254.4本章小结25第5章六自由度摇摆试验台位姿误差研究265.1 引言265.2 六自由度摇摆试验台位姿误差分析概述265.3 六自由度摇摆试验台位姿误差数学模型285.4 六自由度摇摆试验台位姿误差补偿305.5 综合分析30结论31参考文献32致36绪论摇摆试验台在近几年的发展中，从最早的航空航天军事发展中，逐渐被工厂化，更多的被用到各类大型机械设备，实验设备，他可以作为模拟海洋的动态性测试的关键设备，主要也用于船舶在海洋上的状态模拟，也可以用来测试各类光电设备，导航设备的性能。

倾斜摇摆试验台工作原理小伙伴们！今天咱们来聊聊一个超酷的东西——倾斜摇摆试验台。

这玩意儿可有意思啦！你可以把倾斜摇摆试验台想象成一个超级调皮的大玩具，不过它可是有着非常重要的使命哦。

它的基本工作原理呢，就像是在模拟各种不同的“姿势”和“动态”。

它有一些特殊的机械结构，就像是人的关节一样，可以灵活地让这个试验台倾斜和摇摆起来。

比如说，它里面可能有液压装置或者电动的驱动系统。

这些就像是它的小肌肉，能给试验台提供力量，让它动起来。

打个比方，就像你想让一个小盒子倾斜或者摇晃，你得用手去摆弄它，而这些装置就是试验台的“手”。

当要进行倾斜动作的时候，它就像是一个慢慢歪着头的小怪兽。

这个倾斜的角度可以根据需要来调整哦。

可能是小小的角度，就像你微微歪一下头，也可能是很大的角度，就像在做一个夸张的瑜伽动作。

这是为了模拟在不同的倾斜情况下，放在试验台上的东西会有什么样的反应。

比如说，要是测试一艘小船模型在不同倾斜度下的稳定性，这个试验台就能派上大用场啦。

它能让小船模型体验到在海上遇到风浪时倾斜的感觉，看看它会不会翻船呢。

而摇摆起来的时候呢，它就像一个在跳舞的大胖子，左摇右晃的。

这个摇摆也是有规律或者没规律的。

有时候是那种很有节奏的摇摆，就像跳慢四步舞一样，稳稳当当的。

这可以用来模拟一些比较稳定的运动状态下的物体情况。

但有时候呢，它又会像一个喝醉了酒的人，毫无规律地乱晃。

这就是为了模拟那些在极端不稳定环境下的情况啦。

像测试一些精密仪器在地震或者颠簸的运输过程中的表现，这种无规律的摇摆就很关键。

这个试验台还有一个很贴心的地方呢，就是它能够精确地控制倾斜和摇摆的幅度、速度还有频率。

这就像是一个很有耐心的老师，能根据不同的“学生”（也就是被测试的物品）的需求，来调整教学的强度（也就是倾斜摇摆的参数）。

比如说，如果是测试一个很脆弱的小电子产品，那它就会用比较温柔的幅度和速度来摇摆，就像轻轻抚摸一样。

但要是测试一个很结实的大型机械部件，那就可以加大力度，像大力士在展示自己的力量一样。