[发明专利]一种高低温环境下的五轴测试台

说明书

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。

背景技术

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±50℃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±65℃。

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α、β，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20℃～100℃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±65℃试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±65℃试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。

α轴的调整和定位结构，包括转动盘，转动盘上设置有α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α角度坐标做出的定位锥孔。

β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β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β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β轴同轴连接；β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。

附图说明

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α轴和β轴部分的调整和定位结构的连接示意图。

图中，1.机架，2.定位板，3.Z轴装置，4.α轴，5.β轴，6.工装，7.Z轴，8.滚动导轨，9.齿条，10.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周定盘，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。