振动台的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种振动装置，具体地说，涉及一种振动台。
【背景技术】
[0002] 在模拟产品实际工况考核和结构强度试验中，常需要振动台作为校准或振动试验 的振源。比如在一些振动试验中，需要使用振动台产生指定的振动信号，如地震波信号，以 确定试验对象在该激励下的响应，进而确定试验对象的参数。振动台也常应用于仪器校准， 比如，在拾振器校准时，振动台产生振动激励信号输入给拾振器的传感器，通过测量传感器 的输入与输出，得到传感器的参数。随着技术的发展，很多振动试验需要频率较低的振动激 励信号，目前的振动台在产生低频振动信号时存在以下问题：
[0003] 1.低频标准振动台和试验振动台通常体积重量较大，结构复杂，不具备便携式的 特点；
[0004] 2.当振动台工作在低频段时，由于弹性元件的非线性，低频运动信号的质量非常 差，一般5Hz时，振动台加速度运动信号的失真度会达到10%，频率更低时，加速度信号失 真度会超过30%甚至更大；
[0005] 3.弹性元件是限制振动台运动行程的因素之一，而一定的运动行程对于低频振动 台比较重要，因为大运动行程意味着较高的信噪比。目前振动台中常用的如蝶型弹簧、网状 弹簧、板簧、U型簧、悬挂簧片等、其运动行程一般都不大，要增加运动行程只能靠增加弹性 元件体积或优化弹性元件参数，技术困难且效果有限；
[0006] 4.弹性元件的存在，会增加振动台制造工艺的复杂程度，某些弹性元件的局部共 振还会造成振动台在某个频率点或某个频率段的运动信号质量急剧下降。
[0007] 针对相关技术中，振动台中的弹性元件所导致的非线性失真、结构复杂、产生局部 共振等问题，还未提出有效的解决方案。
【发明内容】
[0008] 本发明提供了一种振动台，以至少解决相关技术中振动台中的弹性元件所导致的 非线性失真、结构复杂、产生局部共振等问题。
[0009] 根据本发明的一个方面，提供了一种振动台，包括激振器、基座、静导轨、动导轨、 台面、位移计、速度计、控制电路；其中，所述激振器安装于所述基座的一端，所述激振器上 设置有用于驱动所述激振器振动的电压信号输入端口；所述静导轨安装于所述基座上，用 于支撑所述动导轨；所述动导轨套装在所述静导轨上，所述动导轨的一端与所述激振器连 接；所述台面位于所述动导轨之上，用于安装固定实验对象；所述速度计安装在所述基座 上，用于检测所述动导轨的移动速度，并将速度计电压输出信号反馈至所述控制电路的相 对速度计反馈信号输入端口；所述位移计安装在所述基座上，用于检测所述动导轨的位移， 并将位移计电压输出信号反馈至所述控制电路的位移计反馈信号输入端口。
[0010] 可选地，所述控制电路包括：第一放大器、第二放大器、第一减法器、第二减法器、 功率放大器；所述速度计电压输出信号经过所述第一放大器放大后与信号源电压输出信 号共同输入至所述第一减法器，所述第一减法器的输出信号与经过所述第二放大器放大后 的所述位移计电压输出信号共同输入至所述第二减法器，所述第二减法器的输出信号输入 至所述功率放大器，所述功率放大器的输出信号输入至所述激振器的所述电压信号输入端 □〇
[0011] 可选地，所述激振器包括：底座、永磁体、内磁极、外磁极、外套、线圈架、漆包线； 通过所述控制电路控制所述激振器的电压信号来控制所述激振器的振动。
[0012] 可选地，在所述动导轨和所述静导轨之间通以空气，形成空气气模，所述动导轨依 靠所述空气气膜悬浮。
[0013] 可选地，所述永磁体使用铝镍钴材料。
[0014] 可选地，所述线圈架使用玻璃钢材料。
[0015] 可选地，所述位移计具有位移计定位环，所述位移计定位环套于所述位移计的外 围，所述位移计定位环与所述动导轨连接。
[0016] 可选地，所述激振器的所述线圈架上具有连接杆螺纹孔，所述线圈架通过安装在 所述连接杆螺纹孔中的连接杆与所述动导轨连接。
[0017] 可选地，所述位移计和所述速度计具有外罩板。
[0018] 可选地，通过调整所述第一放大器和/或所述第二放大器的放大倍数，调整所述 振动台等效刚度的大小。
[0019] 通过本发明，采用振动台，包括激振器、基座、静导轨、动导轨、台面、位移计、速度 计、控制电路；其中，激振器安装于基座的一端，激振器上设置有用于驱动激振器振动的电 压信号输入端口；静导轨安装于基座上，用于支撑动导轨；动导轨套装在该静导轨的外围， 动导轨的一端与该激振器连接；台面位于该动导轨之上，用于安装固定实验对象；速度计 安装在该基座上，用于检测动导轨的移动速度，并将速度计电压输出信号反馈至控制电路 的相对速度计反馈信号输入端口；位移计安装在该基座上，用于检测该动导轨的位移，并将 位移计电压输出信号反馈至控制电路的位移计反馈信号输入端口。解决了相关技术中振动 台中的弹性元件所导致的非线性失真、结构复杂、产生局部共振等问题。
【附图说明】
[0020] 通过结合下面附图对其实施例进行描述，本发明的上述特征和技术优点将会变得 更加清楚和容易理解。
[0021] 图1是根据本发明实施例的振动台整体结构图；
[0022] 图2是根据本发明实施例的激振器剖面图；
[0023] 图3是根据本发明实施例的振动台系统信号流程框图。
【具体实施方式】
[0024]下面将参考附图来描述本发明所述的振动台的实施例。本领域的普通技术人员可 以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式或其组合对所 描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求 的保护范围。此外，在本说明书中，附图未按比例画出，并且相同的附图标记表示相同的部 分。
[0025] 如图1所示的振动台，主要部件包括激振器1、基座2、静导轨6、动导轨5、台面4、 位移计8、速度计7 ;其中，该激振器1通过激振器安装立板12、激振器安装底板13安装于该 基座2的一端，该激振器1上设置有用于驱动该激振器1振动的电压信号输入端口 14 ;该静 导轨6安装于该基座2上，用于支撑该动导轨5 ;该动导轨5套装在该静导轨6上，该动导 轨5的一端与该激振器1通过连接杆3连接，且随激振器1的振动在静导轨6上往复运动， 动导轨5和静导轨6共同构成了振动台的支撑定向部分；该台面4固定在该动导轨5之上， 用于安装固定实验对象；该速度计7安装在该基座2上，用于检测该动导轨5的移动速度， 并将速度计电压输出信号反馈至控制电路的相对速度计反馈信号输入端口；该位移计8安 装在该基座2上，用于检测该动导轨5的位移，并将位移计电压输出信号反馈至控制电路的 位移计反馈信号输入端口。
[0026] 通过上述振动台，将位移计电压输出信号和速度计电压输出信号反馈至该控制电 路的反馈信号输入端口，从而推动振动台运动，不再使用弹性元件，解决了相关技术中振动 台中的弹性元件所导致的非线性失真、结构复杂、产生局部共振等问题。
[0027] 上述振动台涉及到将位移计电压输出信号和速度计电压输出信号反馈至该控制 电路的反馈信号输入端口，在一个可选实施例中，控制电路包括：第一放大器、第二放大器、 第一减法器、第二减法器、功率放大器。如图3所示，速度计电压输出信号经过第一放大器 放大后与信号源电压输出信号共同输入至第一减法器，第一减法器的输出信号与经过第二 放大器放大后的位移计电压输出信号共同输入至第二减法器，第二减法器的输出信号输入 至功率放大器，该功率放大器的输出信号输入至该激振器的该电压信号输入端口 14。从而 可以更好的通过处理之后的电压信号推动振动台的运动。
[0028] 下面结合以下公式来进一步阐述该振动台的原理及优点。
[0029] -般振动台系统的传递函数为：
[0031] 本可选实施例中，振动台的传递函数表达式为：
[0033] 式⑴和式⑵中各参数的意义如下：
[0034]X一一振动台可动部分运动位移；
[0035] e--信号源电压输出信号；
[0036] G一一激振器机电耦合系数，磁场强度与漆包线绕线长度的乘积；
[0037] m一一振动台可动部分质量；
[0038]L 激振器线圈等效电感；
[0039]R一一激振器线圈欧姆电阻；
[0040] K--放大器放大倍数；
[0041 ]k--弹性兀件刚度；
[0042] Sx--位移计灵敏度；
[0043] s一一拉普拉斯算子。
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