[发明专利]一种高水压环境下三自由度运动的试验装置

说明书

技术领域

本发明涉及水下机械运动试验技术领域，具体涉及一种高水压环境下三自由度运动的试验装置。

背景技术

随着我国水下作业技术的不断发展，对水下机械的要求也越来越高。为了使水下机械的各项性能达到一定的要求，各种水下机械运动试验装置也应运而生。在水下环境中，水下机械运动试验装置通过带动试验对象运动，不断变换试验对象的测试角度和位置，来达到测试试验对象各项性能的目的。

目前，现有的水下机械运动试验装置多采用电机带动减速器，然后通过减速器带动一丝杆进行运动。但该类型的试验装置只能实现单个自由度的运动，且运动精度不高，试验效果不够全面、精准。另外，该试验装置仅能在一定水压下进行试验，不能满足高水压环境下的要求，适用范围窄。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种高水压环境下三自由度运动的试验装置，能在高水压环境下实现三自由度运动，且运动精度高，保证了实验效果的全面性和精确性。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：提供一种高水压环境下三自由度运动的试验装置，包括机壳，所述机壳内水平固定有支撑杆，所述支撑杆活动套设有集成螺母，所述机壳内还设有三个驱动装置，每个驱动装置的一端设有输出轴，另一端与外置的电气控制柜连接。

第一驱动装置与支撑杆平行设置，并固定于机壳侧壁，所述第一驱动装置的输出轴通过一传动组件连接第一丝杆，所述第一丝杆与支撑杆平行设置，并穿过集成螺母，且第一丝杆通过转动，带动集成螺母实现水平方向的平动。

第二驱动装置竖直设置于集成螺母的上方，所述第二驱动装置的输出轴向下设置，并连接第二丝杆，所述第二丝杆垂直穿过集成螺母，且第二丝杆通过转动，带动第二驱动装置实现竖直方向的平动。

第三驱动装置竖直设置于集成螺母的一侧，所述第三驱动装置与第二驱动装置连接，所述第三驱动装置的输出轴向下设置，并连接试验件，所述试验件通过该输出轴的带动，以竖直方向为轴心实现360°旋转。

在上述技术方案的基础上，每个驱动装置包括依次连接的减速器、步进电机和编码器。所述减速器的轴即为驱动装置的输出轴，所述编码器的一端通过编码器引出线与外置的电气控制柜连接。

在上述技术方案的基础上，每个驱动装置的外部还设有耐压舱盖和耐压舱体。所述耐压舱盖与减速器固接，且减速器的轴穿出耐压舱盖；所述耐压舱体套于减速器、步进电机和编码器的外部，且耐压舱体的一端与耐压舱盖固接，另一端设有供编码器引出线穿出的电缆接口。

在上述技术方案的基础上，所述电缆接口内设有密封芯，密封芯的顶部、底部分别设有上压板、下压板，所述上压板的顶部设有压紧螺母，侧部设有定位销；且密封芯、上压板、下压板对应开设有多个供编码器引出线穿出的通孔。

在上述技术方案的基础上，所述耐压舱体内还设有用于检测漏水并自动报警的漏水传感器。

在上述技术方案的基础上，所述耐压舱盖与减速器的轴之间设有多个防漏水的动密封圈，所述动密封圈由衬环和套于衬环的O型圈组成。

在上述技术方案的基础上，所述耐压舱盖与减速器的轴之间设有减小摩擦的滑动衬套。

在上述技术方案的基础上，所述滑动衬套采用塑料材质制成。

在上述技术方案的基础上，所述传动组件包括同步带和两个同步带轮，一个同步带轮安装于第一驱动装置的输出轴，另一个同步带轮安装于第一丝杆，两个同步带轮通过同步带连接。

在上述技术方案的基础上，所述机壳的宽度不大于550mm；所述第一丝杆、第二丝杆的长度大于200mm，小于550mm。

本发明的有益效果在于：

1、本发明设计有三个驱动装置，分别用于实现水平方向的平动、竖直方向的平动和以竖直方向为轴心的360°旋转，达到了三自由度运动，使得试验效果更加全面。

2、本发明中，每个驱动装置均设计有进行闭环控制的编码器，能够将平动精度控制在±0.5mm、转动精度控制在±1°，使得运动精度高，保证了实验效果的精确性。

3、本发明中，每个驱动装置的外部设有耐压舱盖和耐压舱体，耐压舱盖和耐压舱体形成了耐压密封舱，能对驱动装置进行很好的保护，从而使整套试验装置能在22MPa的高水压环境下进行操作。

4、本发明中，耐压舱体内还设有漏水传感器。当耐压舱体内出现进水时，漏水传感器能检测到漏水并自动报警，能更好的保证驱动装置的正常运行。