44] 比较式⑴与式⑵可知，式⑵中取消了弹性元件，利用放大倍数K、机电耦合系 数G、位移计灵敏度Sx的乘积组合KGSx代替弹性元件刚度k在振动台传递函数中的作用， KGSx完全由电路参数决定，由弹性元件带来如非线性失真、增加结构复杂性、局部共振等不 利因素得到抑制。
[0045] 在一个可选实施例中，该激振器包括：底座、永磁体、内磁极、外磁极、外套、线圈 架、漆包线；如图2所示，永磁体101为圆柱状结构，该永磁体101的轴心具有安装用通孔， 该永磁体101固定在底座103上。内磁极102为圆柱状结构，设置在永磁体101的上表面， 内磁极102的轴心具有安装用螺纹通孔，且螺纹通孔的直径小于永磁体101的通孔的直径。 底座103为圆柱状结构，底座103的轴心具有安装用通孔，所述底座103上表面的中心具 有用于安装永磁体101的圆柱形凹槽。在所述底座103的下表面沿周向具有用于安装外套 105的轴向沉头通孔。通过中心固定螺栓108依次可将底座103、永磁体101、内磁极102固 定连接。
[0046] 外套105为圆筒状上下开口的结构，外套105上表面沿周向具有用于安装外套105 的轴向螺纹通孔，且由外套固定螺栓109连接到底座103上。所述外套105套于永磁体101 的外圆外面，且外套105的底面与底座103的上表面接触，上表面与永磁体101上表面平 齐。外套105和永磁体101之间形成有环形空间。所述外套105外圆周具有双向的径向突 出薄板，在所述突出薄板的表面具有与基座2连接的基座安装固定孔111。
[0047] 外磁极104为圆筒状上下开口的结构，所述外磁极104套于内磁极102的外圆外 面，且与内磁极102轴向长度一致。所述外磁极104通过螺栓与外套105连接，使外磁极104 下表面与外套105上表面接触。当然，外磁极104也可以采用其他方式与外套105连接，比 如粘接。内磁极102的外圆和外磁极104的内圆之间形成有环形间隙。
[0048] 线圈架107为圆筒状下部中心开口的结构，所述线圈架107外圆具有用于缠绕漆 包线106的凹槽。线圈架107的带有漆包线106的部分插入到内磁极102和外磁极104之 间的环形间隙内，且有部分穿过环形间隙插入到外套105和永磁体101的环形空间内。漆 包线106通过导线与位于激振器1的外圆周上的电压信号输入端口 14连接。当漆包线内 通过电流时，根据电磁感应原理，处于内磁极102和外磁极104间隙中的线圈架107会受到 相应的激振力，从而产生位移。通过动导轨5的位移及速度反馈，该控制电路控制该激振器 1的电压信号来控制该激振器1的振动。
[0049] 在一个可选实施例中，在该动导轨5和该静导轨6之间通以空气，形成空气气模， 该动导轨5依靠该空气气膜悬浮。动导轨5和静导轨6之间的摩擦系数小，且对振动具有 高直线度的导向作用。
[0050] 上述永磁体101可以由多种材料制成，下面对此进行举例说明。在一个可选实施 例中，永磁体101使用铝镍钴材料，可以保证磁路具有较好的稳定性，进而保证振动台激振 力具有较强的稳定性。
[0051] 上述线圈架107也可以由多种材料制成，下面对此进行举例说明。在一个可选实 施例中，线圈架107使用玻璃钢材料，可以保证线圈架107不产生涡流。
[0052] 在一个可选实施例中，该位移计8具有位移计定位环9,该位移计定位环9套于该 位移计8的外围，该位移计定位环9与该动导轨5通过位移计与动轨连接件10连接，位移 计定位环9可随动导轨5沿位移计8外围滑动，位移计8可通过位移计定位环9检测动导 轨5的位移量。
[0053] 在一个可选实施例中，该激振器1的该线圈架107上具有连接杆螺纹孔110,该线 圈架107通过安装在该连接杆螺纹孔110中的连接杆3与该动导轨5连接。
[0054] 在一个可选实施例中，该位移计8和该速度计7具有外罩板11，用于保护该位移计 8和该速度计7不受磕碰。
[0055] 在一个可选实施例中，通过调整该第一放大器和/或该第二放大器的放大倍数， 方便的调整乘积组合KGSx的大小，进而调整振动台等效刚度的大小。通过合理而紧凑的 设计，振动台的重量控制在40kg以内，体积小于700mmX300mmX300mm，低频振动台可以工 作在0.IHz(速度）和0.5Hz(加速度），可以产生120N以上的激振力，运动行程可以达到 20mm〇
[0056] 综上所述，通过本发明的振动台实现了以下技术效果：
[0057] 1.振动台结构简单，设计紧凑，体积重量较小，便于搬运，在保持一定运动行程的 条件下，具有便携式的特点；
[0058] 2.振动台及激振器取消了弹性元件，简化了振动台和激振器的结构，消除了弹性 元件对振动台带来的不利影响；
[0059] 3.动导轨与静导轨之间有空气气膜，动导轨依靠空气气膜压力悬浮，这种导轨具 有直线度高、摩擦系数小的优点。
[0060] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技 术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修 改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种振动台，其特征在于：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。2. 根据所述权利要求1所述的振动台，其特征在于，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口。3. 根据权利要求2所述的振动台，其特征在于，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。4. 根据权利要求1所述的振动台，其特征在于，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。5. 根据权利要求1所述的振动台，其特征在于，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。6. 根据权利要求5所述的振动台，其特征在于，所述永磁体使用铝镍钴材料。7. 根据权利要求5所述的振动台，其特征在于，所述线圈架使用玻璃钢材料。8. 根据权利要求5所述的振动台，其特征在于，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。9. 根据权利要求1至8中任一项所述的振动台，其特征在于，所述位移计和所述速度计 具有外罩板。
【专利摘要】本发明提供了一种振动台，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，激振器安装于基座上，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；动导轨套装在静导轨上，动导轨的一端与激振器连接；台面位于动导轨上，用于固定实验对象；速度计安装在基座上，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；位移计安装在基座上，用于检测动导轨的位移，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。通过本发明解决了相关技术中振动台中的弹性元件导致的非线性失真、结构复杂、产生局部共振等问题。
【IPC分类】G01M7/02
【公开号】CN105222971
【申请号】CN201510639500
【发明人】匙庆磊, 杨学山, 杨立志, 高峰, 董玲, 王南
【申请人】中国地震局工程力学研究所, 匙庆磊, 杨学山
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2015年9月30日