有限角大转矩激振器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种有限角大转矩激振器，特别是一种用于角振动环境试验的有限角大转矩激振器。
【背景技术】
[0002]角振动是振动测试领域的重要组成部分，众所周知，汽车、内燃机和机床的传动轴在运动过程中会发生角振动现象，为了分析传动轴机械结构的动态特性，需要对其进行角振动试验。
[0003]现有的角振动激振器一般采用力矩电机作为驱动源，传动轴与工作台面作为运动部件，精密轴承作为运动部件的支撑部件。当力矩电机中通有交变电流时产生交变力矩，从而使工作台面输出角振动。由于电机电气时间常数的影响，其工作频率范围较窄；为了实现工作台面绕平衡位置来回转动，一般需采用角度编码器检测角位移，因此增加了设备的复杂程度，提高了使用成本。由于该角振动激振器是在力矩电机的基础上改造而成，存在结构复杂、占用空间大、成本高的问题。
【发明内容】
[0004]为了克服现有技术的上述缺点，本发明提供了一种结构简单、绕线方便、成本低廉的有限角大转矩激振器。
[0005]本发明包括由工作台面、动圈基体和动圈线圈构成的运动部件，由转台轴承和环形外壳构成的运动支撑部件，由圆柱杆和弹簧构成的平衡姿态保持部件，由内磁芯、内永磁体、中间磁环、外永磁体和外磁环构成的磁路部件，以及固定磁路部件的底座，运动部件固定于运动支撑部件上，运动支撑部件固定于磁路部件上，磁路部件固定于底座上。
[0006]进一步，磁路部件提供径向气隙磁场，为了实现大转矩输出，采用双气隙径向磁路结构，由内磁芯、内永磁体和中间磁环形成内气隙磁场，由中间磁环、外永磁体和外磁环形成外气隙磁场，内永磁体固定在内磁芯上，外永磁体固定在外磁环上，内、外永磁体沿轴线均勾分布且圆周方向相互对齐，内、外永磁体为径向充磁方向，在径向方向上相互对齐的内、外永磁体充磁方向相反，在圆周方向上相邻内、外永磁体充磁方向相反。
[0007]进一步，转台轴承一端与运动部件固定，另一端与环形外壳固定，环形外壳固定在外磁环上；当运动部件转动时，转台轴承起到润滑的作用，转台轴承不仅提供径向力，还能提供轴向力，约束运动部件的径向运动、上下运动自由度，使得运动部件绕轴心转动。
[0008]进一步，平衡姿态保持部件的弹簧固定在环形外壳的扇形凹槽内，弹簧的一端与扇形凹槽固定，另一端与圆柱杆固定，圆柱杆固定于工作台面下端部的环形侧面上，当运动部件向顺时针或逆时针转动时，与圆柱杆固定的两根弹簧，一根被压缩，另一根就被拉伸，两根弹簧均能提供运动部件恢复到平衡位置上的力；从对称性和平衡性角度考虑，圆柱杆采用偶数个，且沿圆周均匀分布。
[0009]进一步，运动部件的动圈基体和动圈线圈固定于工作台面下端部，且沿圆周方向均匀分布，工作台面的上端部用于安装被检试件，动圈线圈缠绕在动圈基体上，动圈线圈位于磁路部件的气隙磁场内，同一动圈线圈的轴向导线分别处于外气隙磁场和内气隙磁场中，圆周相邻动圈线圈轴向导线的电流方向相反。
[0010]本发明的有益效果:
1、本发明采用双气隙径向磁路结构，动圈线圈轴向导线分别位于内气隙磁场和外气隙磁场的两个气隙磁场中，充分发挥线圈导线在磁场中的作用长度，使得运动部件具有更大地输出力矩
2、。本发明采用在动圈基体上缠绕动圈线圈，形成类似矩形线包，具有绕线均匀、结构可靠等优点。
[0011 ] 3、本发明采用模块化结构设计，拆装方便，结构简单，成本低廉。
【附图说明】
[0012]图1是本发明的整体结构示意图。
[0013]图2是本发明的动圈结构示意图。
[0014]图3是本发明的平衡位置结构示意图。
[0015]图4是本发明的磁路结构示意图。
【具体实施方式】
[0016]以下结合附图对本发明做进一步说明:
如图1所示，本实施例包括由工作台面1、动圈基体2和动圈线圈3构成的运动部件，由转台轴承4和环形外壳5构成的运动支撑部件，由圆柱杆6和弹簧6-1构成的平衡姿态保持部件，由内磁芯7、内永磁体8、中间磁环9、外永磁体10和外磁环11构成的磁路部件，以及固定磁路部件的底座12。其中运动部件固定于运动支撑部件上，运动支撑部件固定于磁路部件上，磁路部件固定于底座上。
[0017]如图2所不，运动部件的动圈基体2和动圈线圈3固定于工作台面I下端部，且沿圆周方向均匀分布，工作台面I的上端部用于安装被检试件，动圈线圈3缠绕在动圈基体2上，动圈线圈3位于磁路组件的气隙磁场内，同一动圈线圈3的轴向导线分别处于外气隙磁场和内气隙磁场中，圆周相邻动圈线圈3轴向导线的电流方向相反。
[0018]运动支撑部件的转台轴承4 一端与运动部件固定，另一端与运动部件支撑件的环形外壳5固定，环形外壳5固定在磁路组件的外磁环上；当运动部件转动时，转台轴承4起到润滑的作用，转台轴承4不仅提供径向力，还能提供轴向力，约束运动部件的径向运动、上下运动自由度，使得运动部件绕轴心转动。
[0019]如图3所示，平衡姿态保持部件的弹簧6-1固定在环形外壳5的扇形凹槽内，弹簧6-1的一端与扇形凹槽固定，另一端与圆柱杆6固定，圆柱杆6固定于工作台面I下端部环形侧面上，当运动部件向顺时针或逆时针转动时，与圆柱杆6固定的两根弹簧，一根被压缩，另一根就被拉伸，两根弹簧均能提供运动部件恢复到平衡位置上的力；从对称性和平衡性角度考虑，圆柱杆6采用偶数个，且沿圆周均匀分布。
[0020]如图4所示，磁路部件提供径向气隙磁场，为了实现大转矩输出，采用双气隙径向磁路结构，由内磁芯7、内永磁体8和中间磁环9形成内气隙磁场，由中间磁环9、外永磁体10和外磁环11形成外气隙磁场，内永磁体8固定在内磁芯7上，外永磁体10固定在外磁环11上，内、外永磁体沿轴线均勾分布且圆周方向相互对齐，内、外永磁体为径向充磁方向，在径向方向上相互对齐的内、外永磁体充磁方向相反，在圆周方向上相邻内(外)永磁体充磁方向相反。
[0021]该装置的工作过程:平衡姿态保持件实现角振动绕某一平衡位置来回转动；运动支撑部件实现运动部件的轴向和径向支撑，同时起到减少与固定件之间摩擦力的作用；磁路部件用来提供恒定的气隙磁场；当位于气隙磁场中的运动部件动圈中通入交变电流时，动圈导线受到安培力的作用而绕轴心某一平衡位置来回转动，从而实现运动部件工作台面有限角振动的输出。
[0022]本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。
【主权项】
1.有限角大转矩激振器，其特征在于:包括由工作台面、动圈基体和动圈线圈构成的运动部件，由转台轴承和环形外壳构成的运动支撑部件，由圆柱杆和弹簧构成的平衡姿态保持部件，由内磁芯、内永磁体、中间磁环、外永磁体和外磁环构成的磁路部件，以及固定磁路部件的底座，运动部件固定于运动支撑部件上，运动支撑部件固定于磁路部件上，磁路部件固定于底座上。2.根据权利要求1所述的有限角大转矩激振器，其特征在于:磁路部件提供径向气隙磁场，为了实现大转矩输出，采用双气隙径向磁路结构，由内磁芯、内永磁体和中间磁环形成内气隙磁场，由中间磁环、外永磁体和外磁环形成外气隙磁场，内永磁体固定在内磁芯上，外永磁体固定在外磁环上，内、外永磁体沿轴线均匀分布且圆周方向相互对齐，内、外永磁体为径向充磁方向，在径向方向上相互对齐的内、外永磁体充磁方向相反，在圆周方向上相邻内、外永磁体充磁方向相反。3.根据权利要求2所述的有限角大转矩激振器，其特征在于:转台轴承一端与运动部件固定，另一端与环形外壳固定，环形外壳固定在外磁环上；当运动部件转动时，转台轴承起到润滑的作用，转台轴承不仅提供径向力，还能提供轴向力，约束运动部件的径向运动、上下运动自由度，使得运动部件绕轴心转动。4.根据权利要求1所述的有限角大转矩激振器，其特征在于:平衡姿态保持部件的弹簧固定在环形外壳的扇形凹槽内，弹簧的一端与扇形凹槽固定，另一端与圆柱杆固定，圆柱杆固定于工作台面下端部的环形侧面上，当运动部件向顺时针或逆时针转动时，与圆柱杆固定的两根弹簧，一根被压缩，另一根就被拉伸，两根弹簧均能提供运动部件恢复到平衡位置上的力；从对称性和平衡性角度考虑，圆柱杆采用偶数个，且沿圆周均匀分布。5.根据权利要求2所述的有限角大转矩激振器，其特征在于:运动部件的动圈基体和动圈线圈固定于工作台面下端部，且沿圆周方向均匀分布，工作台面的上端部用于安装被检试件，动圈线圈缠绕在动圈基体上，动圈线圈位于磁路部件的气隙磁场内，同一动圈线圈的轴向导线分别处于外气隙磁场和内气隙磁场中，圆周相邻动圈线圈轴向导线的电流方向相反。
【专利摘要】本发明公开了一种有限角大转矩激振器。本发明包括由工作台面、动圈基体和动圈线圈构成的运动部件，由转台轴承和环形外壳构成的运动支撑部件，由圆柱杆和弹簧构成的平衡姿态保持部件，由内磁芯、内永磁体、中间磁环、外永磁体和外磁环构成的磁路部件，以及固定磁路部件的底座，运动部件固定于运动支撑部件上，运动支撑部件固定于磁路部件上，磁路部件固定于底座上。本发明采用在动圈基体上缠绕动圈线圈，形成类似矩形线包，具有绕线均匀、结构可靠等优点；本发明采用双气隙径向磁路结构，使得运动部件具有更大地输出力矩；本发明采用模块化结构设计，拆装方便，结构简单，成本低廉。
【IPC分类】H02K16/00
【公开号】CN105119449
【申请号】CN201510583422
【发明人】唐波, 侯德鑫, 叶树亮
【申请人】中国计量学院
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年9月15日