本發明涉及離心機，具體涉及一種多因素耦合的二自由度測試裝置及離心機。

背景技術：

1、二自由度離心機滾轉框是一種關鍵的機械裝置，用于在離心機運行過程中提供平衡和穩定性。它通過兩個獨立的旋轉軸（通常是俯仰軸和橫滾軸）進行調整，確保離心機在高速旋轉時的平衡，從而減少振動和噪音，提高分離效率和設備壽命，廣泛應用在航空、航天、航海、兵器和醫療等領域的測試設備。

2、現有的二自由度離心機滾轉框有如下特點：

3、(1)結構設計：滾轉框采用高強度結構鋼板焊接成型，其框架是由外蒙皮、內蒙皮及蓋板圍成的八邊形環形腔體。這種八邊形結構設計旨在解決在高g值加速度場下使用時由偏心產生的偏心力矩問題，確保滾轉軸與俯仰軸的交點與滾轉框的理論質心重合。

4、(2)安裝孔配置：框架上對稱設置有兩個滾轉軸安裝孔，并在這些孔內設置了小軸套；垂直于這兩個滾轉軸安裝孔連線的側壁上對稱設置有兩個俯仰軸安裝孔，孔內設有大軸套。這樣的配置保證了裝置的前后左右對稱性。

5、(3)內部布局：外蒙皮與內蒙皮之間的腔體內設置了多根穿線管以及多個固定筋板，固定筋板上設有安裝孔。腔體被水平設置的隔板分為上下均勻的兩層，每層腔體內對稱布置有穿線管，這不僅實現了系統強弱電隔離布線，還保持了外觀的美觀整潔。

6、(4)增強剛性和穩定性：通過在轉角處設置圓倒角，提高了結構的安全性和耐用性。同時，在大軸套和小軸套外部設置階梯筒狀結構及其相應的筋板，進一步增強了抗扭轉剛度和局部力學性能。

7、(5)減重措施：在不影響結構強度的前提下，采用了多種減重措施，比如在固定筋板、隔板、大軸套的臺階上、內蒙皮加強板、蓋板加強板等位置設置減重孔，以減輕整個框架的重量。

8、上述二自由度離心機滾轉框的結構與授權公告號為cn110823619b的中國發明專利所公開的一種用于高g值三自由度離心機的滾轉框結構類似，在實際使用時將被測物體安裝在滾轉框內，通過控制滾轉框的滾轉運動、被測物體的俯仰運動來模擬被測物體在不同g值下的性能。但是，對于實際應用中，特別是在航空航天、軍事裝備、汽車工程等領域，產品需要承受復雜的力學環境，如高溫低溫交替、高過載、低氣壓等，僅測試產品在不同g值這一單一因素下的性能時，很難全面反映產品在實際應用中的表現，測試結果的可靠性較低。因此需要設計一種能夠模擬多種極端條件的裝置，以對待測物體進行全方位測試。

技術實現思路

1、本發明的目的在于提供一種多因素耦合的二自由度測試裝置及離心機，以解決現有的裝置僅能測試被測物體在單一因素下的性能，難以全面反映被測物體實際性能，測試結果可靠性的技術問題。

2、為解決上述問題，本發明提供的一種多因素耦合的二自由度測試裝置采用如下技術方案：

3、一種多因素耦合的二自由度測試裝置，包括滾轉框，其特征在于，所述滾轉框上設有x向安裝孔和y向安裝孔，x向安裝孔處轉動裝配有高低溫箱，滾轉框內設有驅動裝置，驅動裝置與高低溫箱之間設有傳動機構以驅動高低溫箱繞x向安裝孔的軸線轉動；y向安裝孔用于連接外部驅動設備以實現滾轉框和高低溫箱繞y向安裝孔的軸線轉動，高低溫箱內用于放置待測產品。

4、本發明的有益效果是：本發明通過將滾轉框外連驅動設備，即可與驅動裝置配合實現高低溫箱在x向、y向的姿態調整，同時高低溫箱可以在溫度方面進行精確的控制，具備單獨工作和組合工作的能力，既可以測試溫度這一單一因素的影響，也可以與滾轉框結合，至少能夠測試溫度和加速度共同作用的效果，同時在實際應用時，還可將高低溫箱與其他設備進行結合，實現多因素耦合測試。本發明將二自由度的滾轉框與高低溫箱集成設計，可以通過多物理耦合控制，實現極端環境下的綜合測試能力，全面反映被測物體實際性能，保證了測試結果的可靠性。

5、進一步的，所述滾轉框為對稱式結構，具有u字型對稱口，所述高低溫箱部分位于u字型對稱口內，高低溫箱的箱門位于u字型對稱口外；所述x向安裝孔對稱設置在u字型對稱口的兩側且位于u字型對稱口末端的位置。

6、有益效果：采用對稱式的滾轉框，能夠確保轉動時離心力的均勻分布，減小偏心量，提高了姿態調整的精度，可降低因過載加速度產生的振動和變形風險；另外，設置u字型對稱口一方面便于高低溫箱箱門的開閉，另一方面，相比于現有技術，在滿足測試要求的情況下，節省滾轉框的尺寸，從而降低滾轉框的制造成本，在實際應用時能夠節省離心機的占用空間。

7、進一步的，所述驅動裝置設有兩套，對稱布置在u字型對稱口的兩側。

8、有益效果：采用對稱布置的兩套驅動裝置，能夠確保整個測試裝置在運行時的平衡性和穩定性，避免因單側驅動導致的不平衡問題，從而提高測試裝置的可靠性和測試精度。

9、進一步的，所述傳動機構為齒輪傳動機構，x向安裝孔內安裝有x向短軸，x向短軸內安裝有液壓滑環；所述齒輪傳動機構包括相互嚙合的主動齒輪和從動齒輪，主動齒輪位于所述u字型對稱口內，驅動裝置包括與主動齒輪傳動連接的電機，液壓滑環的固定端伸入到高低溫箱內并與高低溫箱密封配合，液壓滑環的旋轉端與x向短軸可拆連接；所述從動齒輪的一側與高低溫箱可拆連接，一側與x向短軸可拆連接。

10、有益效果：采用齒輪傳動機構能夠提供高效穩定的動力傳遞，采用液壓滑環既能避免線纜的纏繞，又能夠為高低溫箱補充適當的制冷劑，確保高低溫箱內部環境的穩定，同時實現高低溫箱與齒輪傳動機構的可靠連接。

11、進一步的，所述滾轉框具有與所述u字型對稱口隔開的u字型對稱內腔，u字型對稱內腔內設有上下平行間隔布置的兩層隔板以將u字型對稱內腔均勻分隔成上腔、中腔和下腔，隔板上設有多個過線孔，所述電機固定在中腔，滾轉框上設有與中腔連通的第二穿線孔。

12、有益效果：能夠合理利用滾轉框內部的空間，有利于實現強弱隔離布線，另外，隔板作為支撐結構，能夠增強u字型對稱內腔的整體剛性，特別是在承受較大負載或進行快速轉動時，能夠有效防止框架變形，保持結構的完整性。

13、進一步的，所述滾轉框包括外側板、內側板和蓋板，外側板和內側板均為u形板，蓋板連接在外側板與內側板的頂部和底部，以與外側板和內側板圍成所述u字型對稱內腔；所述隔板與外側板和內側板連接，外側板的轉角處進行倒角處理，內側板的轉角處設有內加強筋板。

14、有益效果：外側板的轉角處采用倒角處理，不僅可以有效分散應力，降低局部應力峰值，提高結構的安全性和耐用性，還減少了在轉動時與空氣所產生的摩擦力；內側板的轉角處設有內加強筋板，內加強筋板能夠顯著增加內側板的剛性，減少偏心量和振動，防止因受力不均而導致的變形或損壞，提高了姿態調整的精度和平穩性。

15、進一步的，所述y向安裝孔處設有y向安裝套，y向安裝套與各層隔板、外側板和內側板連接；u字型對稱內腔中圍繞所述y向安裝套的圓周方向設有多塊y向加強筋板，多塊y向加強筋板分別分布在上腔、中腔和下腔中，每塊y向加強筋板上均開設有貫穿孔。

16、有益效果：增加了整個滾轉框的剛性和強度，進一步提高了滾轉框的抗扭轉能力和整體穩定性；在y向加強筋板上開設貫穿孔，一方面能夠起到減重作用，另一方面也能進行穿線，再者還能作為通氣孔，避免在焊接時形成密封腔，減少焊接變形量和結構強度損失。

17、進一步的，所述外側板上對應電機的位置開設有檢修口，檢修口處可拆連接有檢修蓋。

18、有益效果：檢修蓋能夠對電機進行防護，防止外界異物進入裝置內部，使電機免受惡劣環境的影響，保證電機的正常運行；通過拆開檢修蓋，便于對電機進行檢修。

19、進一步的，所述外側板和/或內側板上設有用于定位安裝蓋板的定位臺階。

20、有益效果：便于滾轉框的快速組裝。

21、本發明的離心機的技術方案是：

22、離心機，包括機體和安裝在機體上的測試裝置，測試裝置采用上述任一技術方案中的多因素耦合的二自由度測試裝置。

23、本發明的離心機的有益效果是：本發明的離心機能在一次實驗中同時或依次施加多種極端條件，模擬產品的真實工作環境，測試多個因素共同作用在產品時的結果，全面反應被測物體的真實性能。