CN105772381A - 小型惯性式激振器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种小型惯性式激振器，直流电机(1)通过固定于底盘上，安装在电机输出轴上的减速齿轮副(4)将动力传送给同置于底盘上的传动轴(2)，传动轴(2)通过支架同置于底盘上，其两端对称设置有两个激振机构；激振机构由立于底盘上的转轴(3)和套置在转轴上并随之同步转动的偏心转子(6)构成，转轴(3)与传动轴(2)垂直并处于同一水平面上；传动轴(2)和转轴(3)间通过伞齿轮副(5)实现动力变向传递。本发明结构简易，在产生模态测量、动力性能分析等试验所需的激振力的同时，利用PWM调速器旋钮转速实现对电机的连续转速控制，具有控制方便、体积微小且更容易连接在不同的试验对象上的新特性，具有更高的灵活性。

Description

小型惯性式激振器

技术领域

本发明涉及激振器技术领域以及动力学实验领域，具体地说，动力学模态分析中涉及作为激励源，或提供控制力的激振器设备或装置。

背景技术

激振器是附加在某些机械和设备上用以产生激励力的装置。用于结构激励模态实验的基本可以分为接触式和非接触式。常用的接触式激振器有机械式、电磁式以及电液式。这类激振器通常体积较大，且与模型相比，其质量不可忽略。在进行试验时通常放置并固定于地面或者试验台上，通过一根刚性连接杆将周期性变换的激振力传递到被测物体，使其发生受迫振动，通过信号采集器得到被测结构点处位移时间变换关系，从而进行计算分析。上述结构中采用的连接杆使得在被测结构上形成附加刚度与限制振动位移幅值的附加支撑，易引起数据采集时的误差，使得计算结果难以满足模态测试的精度要求，影响试验结果。

目前模态测试实验若采用激振器作为激励源，其大多须与激振对象连接，从而对被测结构形成附加刚度及附加支撑，在某些场合下导致试验所得模态参数误差较大，难以满足模态测试的精度要求。

发明内容

本发明的目的是克服现有实验室激振器的不足，提供一种可以调频、对被测结构不产生附件刚度和附件阻尼的、方便布置的、适用于刚度较小及频率较低结构物模态测试的小型惯性式激振器。

本发明采用的技术方案如下：一种小型惯性式激振器，由电力系统和机械激振系统组成。直流电机1通过固定于底盘上，安装在电机输出轴上的减速齿轮副齿8将动力传送给同置于底盘上的传动轴2，传动轴2通过支架同置于底盘上，其两端对称设置有两个激振机构；激振机构由立于底盘上的转轴3和套置在转轴上并随之同步转动的偏心质量块6构成，转轴3与传动轴2垂直并处于同一水平面上。传动轴2和转轴3间通过伞齿轮副5实现动力变向传递。

进一步地，直流电机与电机电源间设置有用于控制电机转速的PWM直流电机调速装置。

进一步地，两个激振机构的偏心转子安装在同一垂直面上。

进一步地，转轴3上安装有用于指示当前转子实际转速测速码盘。

这样，在工作时，控制系统控制直流电机，利用齿轮与传动杆带动两个可调质量的偏心质量块反向旋转，得到与直接接触的试验对象相同自振频率的一对等大反向激振力，从而进行模态试验。

在一种具体实施方式中，偏心质量转子可以嵌入附加质量块，增加激振力的相对大小，使激振效果达到最优使作动器更具有普适性。

本发明所提供的装置体积小、质量轻，放置在作用对象上对模型模态参数影响可忽略不计。采用本发明，在产生模态测量、动力性能分析等试验所需的激振力的同时，利用PWM调速器旋钮转速实现对电机的连续转速控制，具有控制方便、体积微小且更容易连接在不同的试验对象上的新特性，具有更高的灵活性

附图说明

图1是激振系统的主视图。

图2是图1的俯视图。

图3是图1的左视图。

图4是控制系统原理框图。

图5是质量可调转子的外观图。

图6是图5的剖视图。

图中：1.电机，2.传动轴，3.转轴，4.减速齿轮副，5.伞齿轮副，6.偏心转子，7.支座，8.联接孔，9.支座。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。

由图1-3可看到，激振系统中直流电机1通过两个固定支架7固定于底盘上，减速齿轮副安装在电机转轴与传动轴2之间，以配合改变电机最大输出转速。传动轴2由两个固结在底盘上的支架9固定。在传动轴2两端各安装一个伞齿轮副5，与两个转轴3改变传动方向，传递一对等大反向激振力。偏心转子6安装在转轴3上，且两个转轴处于同一水平面上，由四个支架9支撑。

在系统静止时，两个偏心转子6重心应通过调节伞齿轮副5使其位于同一水平线，控制两者初相位相同。

由图4可看到，控制系统中PWM直流电机调速装置接在直流电机与电机电源间，控制电机转速。

转轴3上可安装测速码盘，码盘输出信号接在转速表测出当前转子实际转速，可以准确快捷实现模态试验中的扫频工作。作为一种改进，偏心转子上设置有配置不同质量块的联接孔8，转子可插入不同质量块以改变激振力大小，从而适应不同自振频率的模型。

具体实验时，将组装激振器，置于被测模型(比如简支梁模型桥面)中央，与调速装置与电源系统通过电线连接，经理论计算得到一阶自振频率，调节转子转速圆频率达到理论自振频率附近进行模态试验，可方便得到试验一阶自振频率及其他模态参数。

以上对本发明提供的小型激振器进行了详细介绍，应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (5)

1.一种小型惯性式激振器，由电力系统和机械激振系统组成，其特征在于，直流电机(1)通过固定于底盘上，安装在电机输出轴上的减速齿轮副(4)将动力传送给同置于底盘上的传动轴(2)，传动轴(2)通过支架同置于底盘上，其两端对称设置有两个激振机构；激振机构由立于底盘上的转轴(3)和套置在转轴上并随之同步转动的偏心转子(6)构成，转轴(3)与传动轴(2)垂直并处于同一水平面上；传动轴(2)和转轴(3)间通过伞齿轮副(5)实现动力变向传递。

2.根据权利要求1所述的小型惯性式激振器，其特征在于，直流电机(1)与电机电源间设置有用于控制电机转速的PWM直流电机调速装置。

3.根据权利要求1所述的小型惯性式激振器，其特征在于，两个激振机构的偏心转子安装在同一垂直面上。

4.根据权利要求1或2所述的小型惯性式激振器，其特征在于，转轴(3)上安装有用于指示当前转子实际转速测速码盘。

5.根据权利要求1所述的小型惯性式激振器，其特征在于，偏心转子上设置有配置不同质量块的联接孔。