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CN108489718B - 一种可调力幅的弹射式激励装置 - Google Patents

一种可调力幅的弹射式激励装置 Download PDF

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CN108489718B CN201810202038.5A CN201810202038A CN108489718B CN 108489718 B CN108489718 B CN 108489718B CN 201810202038 A CN201810202038 A CN 201810202038A CN 108489718 B CN108489718 B CN 108489718B
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North University of China
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Abstract

本发明公开了一种可调力幅的弹射式激励装置，属于激励力测试装置领域；所要解决的技术问题是提供了一种力幅可调，用于测量狭小复杂结构表面，确保激励力的大小和规律一致的弹射式激励装置；解决该技术问题采用的技术方案为：一种可调力幅的弹射式激励装置，包括弹射器，弹射器一侧设置有扳机手柄装置，弹射器内部设置有活动锤头体，可以调节弹射幅度，活动锤头体上设置有ICP力传感器，弹射器外侧设置有数采频响分析装置，数采频响分析装置与ICP力传感器相连，通过定幅度的激励对结构表面进行测量；本发明可广泛应用于激励力测试装置领域。

Description

一种可调力幅的弹射式激励装置
技术领域
本发明一种可调力幅的弹射式激励装置，属于激励力测试装置技术领域。
背景技术
在用试验模态分析技术获取结构的固有特性，例如频率、振型、损耗因子、模态质量和模态刚度等模态参数的过程中，频域法是经典和精度较高的方法，通常需要激励和相应特性已知，需要较好的激励力的时域频域特性，一般使用力锤激励发，由于力锤激励发简单、快捷、廉价，所以得到了广泛的应用，但是人为因素对测量精度影响较大，当期用于微弱的早起故障特征提取时就更显得力不从心。
为能够较好测试狭小空间复杂表面结构的频响特性曲线，需要对运行状态的复杂表面结构进行定幅值的激励，而且脉冲激励不能产生连击，需要保证激励力的频域分布在所关心频段范围近似为平直谱分布，其幅值在一个较小的范围内变化，要求激励力的大小不因人的施力状态而变化波动，因此，为排除人为因素对结构频响特性曲线测试精度的影响，需要设计一种能够忽略人为因素影响的在复杂表面结构且空间狭小情况下能保证激励力变化不大的激励力装置。
发明内容
本发明克服了现有技术存在的不足，提供了一种力幅可调，用于测量狭小复杂结构表面，确保激励力的大小和规律一致的弹射式激励装置。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种可调力幅的弹射式激励装置，包括弹射器，弹射器一侧设置有扳机手柄装置，弹射器内部设置有活动锤头体，活动锤头体前端设置有锤头，锤头后方固定设置有ICP力传感器，弹射器外侧设置有数采频响分析装置，数采频响分析装置与ICP力传感器相连；
活动锤头体外表面设置有锯齿形环形槽，扳机手柄装置上设置有对应活动锤头体锯齿形环形槽的锯齿形卡爪，通过槽与卡爪的配合，可以实现弹簧的多种储能，形成多种确定的锤击激励力。
所述的弹射器包括弹射器壳体，弹射器壳体内部设置有滑槽，弹射器壳体前端设置有前端封盖，后端设置有后端封盖，所述的活动锤头体后端设置有内槽，内槽后方设置有弹簧，弹簧后端设置有调节杆组件。
所述的前端封盖包括端封盖体和橡胶垫，所述的端封盖体和橡胶垫紧密贴合，所述的橡胶垫的内径小于锤头外径，使用时将橡胶垫前端紧贴激励点表面，并产生弹性变形，在锤头与构件撞击瞬间释放弹性能，阻止锤头与构件的二次撞击，保持输出力信号为理想的半正弦脉冲。
所述的ICP力传感器与数采频响分析装置之间的连线为低噪声屏蔽导线。
所述的调节杆组件包括调节杆，调节杆前端面向弹簧的方向依次设置有活动挡片和挡片定位螺帽，活动挡片在调节杆上可倾斜与弹簧螺旋角一致的角度，保证活动挡片沿着弹簧轴向可任意移动位置，达到弹簧的变刚度。
所述的扳机手柄装置包括杠杆式扳机，所述的杠杆式扳机后方设置有片簧，片簧后方设置有手柄。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果。
1、通过活动锤头体和调节杆组件的配合，可以在一定的激励力范围内，任意调整激励力的大小，在激励力确定后，可以保证每次激励不因人为因素改变，确保做出的频响曲线规律性是一致的。
2、ICP力传感器与数采频响分析装置之间通过低噪声屏蔽导线相连，通过传感器内置的分析诊断软件处理出激励力的时域和频域规律，再与输入到数采频响分析装置的响应信号构成跨点频响函数，进而可分析复杂结构的微弱早期故障。
3、本发明结构简单，使用方便，激励结束后锤头与被测试件可以迅速脱离，不会因为振荡产生二次甚至多次激励现象，可以精确的测定被测定结构在激励点处的时域和频域激励力规律，同时锤头可以方便的更换，应用广泛。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步的说明。
图1为本发明的结构示意图。
图中1为弹射器、2为数采频响分析装置、3为扳机手柄装置、4为ICP力传感器、5为活动锤头体、6为调节杆组件、7为弹簧、8为弹射器壳体、9为前端封盖、10为后端封盖、11为端封盖体、12为橡胶垫、13为活动挡片、14为挡片定位螺帽、15为锤头、16为杠杆式扳机、17为芯轴、18为片簧、19为手柄。
具体实施方式
如图1所示，本发明一种可调力幅的弹射式激励装置，包括弹射器1，弹射器1一侧设置有扳机手柄装置3，弹射器1内部设置有活动锤头体5，活动锤头体5前端设置有锤头15，锤头15后方固定设置有ICP力传感器4，弹射器1外侧设置有数采频响分析装置2，数采频响分析装置2与ICP力传感器4相连，活动锤头体5外表面设置有锯齿形环形槽，扳机手柄装置3上设置有对应活动锤头体锯齿形环形槽的锯齿形卡爪，弹射器1包括弹射器壳体8，弹射器壳体8内部设置有滑槽，弹射器壳体8前端设置有前端封盖9，后端设置有后端封盖10，所述的活动锤头体5后端设置有内槽，内槽后方设置有弹簧7，弹簧7后端设置有调节杆组件6，前端封盖9包括端封盖体11和橡胶垫12，所述的端封盖体11和橡胶垫12紧密贴合，所述的橡胶垫12的内径小于锤头15外径，ICP力传感器4与数采频响分析装置2之间的连线为低噪声屏蔽导线，调节杆组件6包括调节杆，调节杆前端面向弹簧的方向依次设置有活动挡片13和挡片定位螺帽14，所述的扳机手柄装置3包括杠杆式扳机16，所述的杠杆式扳机16后方设置有片簧18，片簧18后方设置有手柄19。
本发明在使用时，将橡胶垫12贴紧激励点，通过杠杆式扳机16松开活动锤头体5，通过前端的锤头15撞击构件，橡胶垫12在撞击的瞬间释放弹性能，阻止锤头与构件的二次撞击，保证输出信号为理想的半正弦脉冲，ICP力传感器4将采集到的信号输送给数采频响分析装置2，活动锤头体5的外表面设置有三道锯齿形环形槽，该槽与扳机手柄装置3上设置的对应的锯齿形卡爪配合，可以对活动锤头体后方的弹簧实现多种不同的储能，形成多种不同的锤击激励力，后方的调节杆组件6前端设置的活动挡片13，活动挡片13在调节杆上可以倾斜与弹簧螺旋角一致的角度，保证活动挡片13沿着弹簧轴向可以任意移动位置，达到使用弹簧的变刚度。
上面结合附图对本发明的实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (4)

1.一种可调力幅的弹射式激励装置，其特征在于：包括弹射器（1），弹射器（1）一侧设置有扳机手柄装置（3），弹射器（1）内部设置有活动锤头体（5），活动锤头体（5）前端设置有锤头（15），锤头（15）后方固定设置有ICP力传感器（4），弹射器（1）外侧设置有数采频响分析装置（2），数采频响分析装置（2）与ICP力传感器（4）相连；
活动锤头体（5）外表面设置有锯齿形环形槽，扳机手柄装置（3）上设置有对应活动锤头体锯齿形环形槽的锯齿形卡爪；
所述的弹射器（1）包括弹射器壳体（8），弹射器壳体（8）内部设置有滑槽，弹射器壳体（8）前端设置有前端封盖（9），后端设置有后端封盖（10），所述前端封盖（9）包括端封盖体（11）和橡胶垫（12），所述的端封盖体（11）和橡胶垫（12）紧密贴合，所述的橡胶垫（12）的内径小于锤头（15）外径；
所述的活动锤头体（5）后端设置有内槽，内槽后方设置有弹簧（7），弹簧（7）后端设置有调节杆组件（6）；所述的调节杆组件（6）包括调节杆，调节杆前端面向弹簧的方向依次设置有活动挡片（13）和挡片定位螺帽（14）。
2.根据权利要求1所述的一种可调力幅的弹射式激励装置，其特征在于：所述的ICP力传感器（4）与数采频响分析装置（2）之间的连线为低噪声屏蔽导线。
3.根据权利要求1所述的一种可调力幅的弹射式激励装置，其特征在于：所述的扳机手柄装置（3）包括杠杆式扳机（16），所述的杠杆式扳机（16）后方设置有片簧（18），片簧（18）后方设置有手柄（19）。
4.根据权利要求1所述的一种可调力幅的弹射式激励装置，其特征在于：所述活动挡片（13）在调节杆上倾斜与弹簧（7）螺旋角一致的角度，使活动挡片（13）沿着弹簧轴向任意移动位置。
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