一种单向脉冲力发生器的制作方法

本发明涉及一种单向脉冲力发生器，属于惯性激振器振动与动力学技术领域。

背景技术：

惯性激振器利用偏心块回转能产生正弦形式的输出力，由于偏心块的存在，在高速旋转时激振器能产生很大的离心力，因而在工业生产中有重要的应用。例如在用以对物料的输送、筛分、密实、成型和土壤砂石的捣固、路面的压实，以及在科研中模拟某种工况的振动等。但在某些工程应用方面，例如柔性机械臂的振动抑制问题，由于柔性机械臂做低频振动，惯性激振器一般做高速旋转。惯性激振器的输出力在一个回转周期内为一个完整的正弦波，其在一个回转周期内的作用力效果为零，即其在一个回转周期内对外界做功为零。如果能将惯性激振器输出力波形屏蔽掉半个周期，即让激振器只产生单方向的激振力，则激振器输出力方向与机械臂振动方向相反时就可以抑制机械臂的振动。

目前激振器的定向振动主要是在某一个方向上的来回振动，如已公开的专利“具有定向振动和圆周振荡的多功能振动轮及其调节方法”（cn103758014b），并没有实现单方向的振动。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述不足，提出一种能产生单向脉冲力发生器的装置。

本发明提出的一种单向脉冲力发生器装置中，包含机架1，电机3通过马蹄板4固定在机架1上，电机输出轴通过联轴器2与右传动轴5.1相连，右传动轴5.1通过轴承15.1可在机架1上旋转，同时右传动轴5.1可通过轴肩与盖板14.1对轴承15.1限位，右传动轴5.1在旋转时可通过右齿轮键17.1带动右齿轮16.1旋转，右齿轮16.1由轴用挡圈18.1限位，右传动轴5.1另一端通过圆管键13.1可带动右圆管12.1旋转，右圆管12.1内部有上滑块ⅰ11.1和下滑块ⅰ11.1.1可以在管内滑动，上滑块ⅰ11.1顶部通过上轮轴ⅰ10.1安装有上滚轮ⅰ9.1，下滑块ⅰ11.1.1顶部通过下轮轴ⅰ10.1.1安装有下滚轮ⅰ9.1.1，当右圆管12.1在旋转时，上滚轮ⅰ9.1和下滚轮ⅰ9.1.1可以在内部开有环形沟槽的右圆盘8.1滚道里滚动，右圆盘8.1与一对内l型板ⅰ7.1固定，右圆盘8.1与右传动轴5.1存在偏心距，内l型板ⅰ7.1与外l型板ⅰ6.1固定，外l型板ⅰ6.1与机架1固定；装置左边部分与右边部分结构和安装方式相同，其中左齿轮16.2与右齿轮16.1啮合传动，左齿轮16.2通过左齿轮键带动左传动轴5.2和以右传动轴5.1相反的方向等速旋转，左传动轴5.2通过左圆管键带动左圆管12.2旋转，左圆管12.2内有上滑块ⅱ11.2和下滑块ⅱ11.2.1，上下两个滑块可以在管内滑动，上滑块ⅱ11.2顶端通过上轮轴ⅱ10.2安装上滚轮ⅱ9.2和下滑块ⅱ11.2.1顶端通过下轮轴ⅱ10.2.1安装有下滚轮ⅱ9.2.1可以在内圈开有环形沟槽的左圆盘8.2滚道里滚动，左圆盘8.2与一对内l型板ⅱ7.2固定，左圆盘8.2与左传动轴5.2存在偏心距且和右圆盘8.1与右传动轴5.1存在的偏心距相同，内l型板ⅱ7.2与外l型板ⅱ6.2固定，外l型板ⅱ6.2与机架1固定。

本发明结构简单，与现有的装置相比，可以产生单向脉冲输出力，对柔性机械臂的振动抑制等，有较大的应用价值和应用空间。

说明书附图。

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的主剖视图。

图3为本发明的左视图。

图4为本发明的俯视图。

图5为本发明的上滑块ⅰ部分剖视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施案例对本发明作进一步描述。

本发明装置主要包括：机架1、联轴器2、电机3、右齿轮16.1、左齿轮16.2、右传动轴5.1、左传动轴5.2、右圆盘8.1、左圆盘8.2、上滑块ⅰ11.1、下滑块ⅰ11.1.1、上滑块ⅱ11.2、下滑块ⅱ11.2.1。该单向脉冲力发生器装置中左边部分结构和安装方式与右边部分结构和安装方式完全相同组成，目的是为了抵消左右两边装置输出力的水平分量，剩下竖直方向。因而对右侧装置作详细描述，左边装置同理。

在说明书附图中，电机3通过联轴器2将输出扭矩传递给右传动轴5.1，带动右传动轴5.1旋转，右传动轴5.1通过轴承15.1安装在机架1上并由轴肩和盖板14.1对轴承15.1进行限位，右传动轴5.1中部通过右齿轮键17.1和右齿轮16.1连接，右齿轮16.1被轴用挡圈18.1限位，右传动轴5.1另一端通过圆管键13.1与右圆管12.1连接，右圆管12.1内部有上滑块ⅰ11.1、下滑块ⅰ11.1.1两个滑块，上滑块ⅰ11.1顶部通过上轮轴ⅰ10.1安装有上滚轮ⅰ9.1，下滑块ⅰ11.1.1顶部通过下轮轴ⅰ10.1.1安装有下滚轮ⅰ9.1.1，当右传动轴5.1旋转时，右圆管12.1也跟随旋转，在离心力的作用下，上滑块ⅰ11.1顶端的上滚轮ⅰ9.1和下滑块ⅰ11.1.1顶端的下滚轮ⅰ9.1.1可以在内圈开有环形沟槽的右圆盘8.1滚道里滚动，由于右圆盘8.1的轴心和右传动轴5.1的轴心存在偏心距，如附图所示，当上滑块ⅰ11.1、下滑块ⅰ11.1.1处于水平面时，由于两个滑块离旋转中心距离相同，根据离心力公式可以得出两个滑块的离心力也相同，由力的相互作用关系，右圆盘8.1对上滑块ⅰ11.1、下滑块ⅰ11.1.1的作用力大小相同、方向相反，此时右圆盘受到合外力为零；当两个滑块转动到不在水平面时，若上滑块ⅰ11.1在水平面以上，下滑块ⅰ11.1.1在水平面以下，则上滑块ⅰ11.1距离旋转中心比下滑块ⅰ11.1.1距离旋转中心远，在相同的转速下，上滑块ⅰ11.1受到的离心力比下滑块ⅰ11.1.1受到的离心力大，即右圆盘8.1在竖直方向，上部受到的力比下部受到的大，竖直方向上合力向上；若上滑块ⅰ11.1在水平面以下，下滑块ⅰ11.1.1在水平面以上，则可以得出，上滑块ⅰ11.1受到的离心力比下滑块ⅰ11.1.1受到的离心力小，即右圆盘8.1在竖直方向，上部受到的的力比下部受到的力大，竖直方向上合力向上；因此可以得出，在右传动轴5.1的整个旋转周期内，右圆盘8.1在竖直方向上受到一个向上的脉冲式的力，由于左齿轮16.2和右齿轮16.1啮合传动，因而左传动轴5.2和右传动轴5.1做等速反方向旋转，左圆盘8.2在竖直方向上受到一个和右圆盘8.1等大的向上的脉冲式的力，在水平方向上，两个圆盘受到的力大小相等，方向相反，在水平方向上合力为零。由于右圆盘8.1和左圆盘8.2固定在机架1上，因而机架1可输出一个向上的脉冲式的力。

整个装置通过结构创新和设计，提出一种能输出单向脉冲力的装置，对柔性机械臂振动抑制问题，具有重要的价值和意义。

技术特征：

技术总结
本发明公开一种单向脉冲力发生器，该发生器由左右两部分完全相同的离心装置、电机、机架等构成。右部分装置中当右传动轴带动右圆管转动时，右圆管内上下两个滑块在离心力的作用下，滑块顶端的滚轮在右圆盘滚道内滚动，由于右传动轴轴心在右圆盘轴心下方，在水平面上的滑块距右传动轴的旋转半径总是比水平面下的滑块大，则在竖直方向上，水平面上的滑块受到离心力总是大于下面的滑块，左边的装置和右边的装置通过相同齿轮传动做等速反方向转动，则左边的装置产生的离心力在竖直方向上和右边装置相同，在水平方向上与右边装置等大反向，所以该发生器产生的合力在水平方向上为零，在竖直方向上有向上的脉冲力，实现单向脉冲力的输出。

技术研发人员：余峰;陈新元;俞志鹏;张鹏;刘晓滨;郭凯;詹小辉
受保护的技术使用者：武汉科技大学
技术研发日：2016.03.24
技术公布日：2017.10.03