专利名称：自支撑且自对准的振动激发器的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于对诸如汽车车体部件的物体的振动行为进行测量的 设备。在上下文中，被检查的物体，在下文中称作测量物体，进行振动， 且可以例如测量该部件发射出多大的声音。测量物体通过在明确限定的 位置施加振荡或至少动态作用力而进行振动。为了更好地描述振动行为， 希望人们精确地知道测量物体承受的是哪个力，即，该力的方向和该力 的大小随时间的波动。
本发明尤其涉及一种用于使被检査的测量物体以受控的方式承受明 确限定的振动作用力的设备。在这一领域，这种设备，在下文中称为"振
动激发器(vibration excitator)"，通常由英文词"shaker (摇荡器)" 来表示。因为振动激发器本身是已知的，在此不需要过多地讨论。
背景技术：
振动激发器包括主体，该主体具有较大的质量，且打算用作配重和/ 或被支撑，例如被固定的外界支撑，或被被检査的测量物体支撑。而且， 振动激发器包括用于在振动激发器和被检査的测量物体之间通过施加振 动作用力而建立激发联接的动态部件。这一动态部件，通常用英文词 "stinger (剌激器)"来表示，它能相对于该主体运动，且具有弹性，
以避免被检査的测量物体的振动行为被干扰。而且，振动激发器包括驱 动部件，例如电力机械转换器、液压机械转换器、气动机械转换器，该 驱动部件致使该主体和刺激器根据控制信号互相相对运动，至少在该主 体和刺激器上施加共同的作用力。
为了能精确地测量施加的作用力有多大、和/或能精确地测量在作用 力的位置测量物体的位移/加速度有多大，所以设置一个或多个传感器， 它们可以安装在刺激器内。
现有的振动激发器具有一些缺点和/或限制。
第一个限制涉及可以传递的作用力的大小。希望能传递更大的作用 力，但为达到这一目的需要使主体更大，且使刺激器的振动幅度相对于 主体更大，这需要更大的空间。因为摇荡器用于测试现有的结构，经常 仅可利用有限的空间，所以希望摇荡器的尺寸尽可能地小。
而且，希望振动激发器可用于所有的位置和方位。大多数现有的振 动激发器仅可用于一个或小数目的方位，且不能或仅能以复杂的方式， 将现有的振动激发器以任何方位和在任何位置加装到测量物体上。好的 振动激发器是高价格的精密仪器。可用于多个位置和任何方位的振动激 发器意味着成本有相当大的节省。在本文中，振动激发器自身的主体承 受重力是个问题。尤其是，对于自支撑的振动激发器，即仅通过刺激器 连接于测量物体且主体没有支撑于固定外界上或测量物体上的振动激发 器，这是个问题。因此，在这种情况下，主体的重量被刺激器承载，结 果刺激器可能变形，其中变形取决于方位。因为这种变形，所以可能出 现施加的作用力不再正确地对准，这可能有各种各样的不希望的效果，
可能不利地影响检查结果。为了防止这种变形，人们将主体通过附加的 加装装置加装到测量物体上，但这种附加的加装装置的使用具有缺点， 即振动激发器的安装更复杂且在被检査的测量物体上施加了不希望的影 响。
应当指出的是存在着自支撑但没有刺激器的振动激发器，所以它们 在重力的影响下不(或几乎不)偏斜(脱离位置)。然而，在这种情况下， 被检查的测量物体不能自由地振动，且被检査的测量物体的振动行为受 振动激发器的影响。
剌激器应当这样设计，即它可以传递振动方向上的振荡压力和拉力，
且它在所有其他自由度(诸如横向上平移；和所有转动方向)上是柔性 的，以便在执行自由振动的过程中阻止测量物体在涉及的方向上尽可能 地小，且以便使所涉及的那些方向上的力的分量最小。因此，振动激发 器是易受影响的。在使用过程中，剌激器的作用力传递端通过胶水或通 过螺钉连接或其他连接固定在测量物体上。在安装过程中，和后来去除 振动激发器时，刺激器承受可能损害刺激器和/或振动激发器主体的内部 结构的作用力。
现有这样的振动激发器，其中测量由测量物体执行的振动运动的振 动传感器加装到靠近刺激器的测量物体上。因为这种传感器仅对其加装 点位置的振动敏感，所以这种振动传感器的安装的缺点是它不能测量被 刺激器承载的位置的振动行为。还有这样的振动激发器，其中振动传感 器安装在刺激器的端部。然而，在这种情况下，该振动激发器受被刺激 器施加的作用力的影响，这影响传感器的测量信号。
发明内容
本发明的目的是提供一种改进的振动激发器。
尤其是，本发明旨在提供一种可以快速且容易地加装在被检査的测 量物体上的振动激发器，在任何位置和以任何方位，其中不需要从外部 支撑振动激发器。
尤其是，本发明旨在提供一种振动激发器，其能沿精确地已知的方 向和精确地已知的位置施加精确地已知的作用力。
尤其是，本发明旨在提供一种能精确地测量施加的作用力和测量物 体的感应振动运动的振动激发器。
根据本发明的第一方面。主体相对于固定外界或被检査的测量物体 没有支撑，且主体的全部重量由刺激器承载。刺激器这样设计，即施加 的作用力的至少一个参数总是明确限定且已知的、且对应于设计标准。 该参数例如可以是作用力的方向、或作用点。由于没有外部支撑部件， 除了节省成本之外，还降低了空间需求。而且，由于这一原因，安装振 动激发器变得更简单，因为不需要执行安装和加装到这些支撑部件上的 动作。
根据本发明的第二方面，刺激器的作用力传递端设有传感器，且设 有通过主要在传感器周围的刺激器将作用力转换成施加在测量物体上的 装置。因此，该传感器可以更精确地提供测量数据。
本发明的这些和其他方面、特征和优点将通过下面参照附图的描述 进一步解释，其中相同的附图标记表示相同或类似的部件，其中 图1和2A—B示意地示出了已知的振动激发器的原理； 图3A—D示意地示出了弹性中心点的限定； 图4A—B示意地示出了本发明的振动激发器的几个方面； 图5A示意地示出了带有传感器的刺激器端部的已知结构； 图5B—E示意地示出了带有本发明提出的集成传感器的刺激器端部 的结构细节；
图5F示意地示出了为改善拾取器和测量物体之间的接触使用高粘性 物质；
图5G示意地示出了在拾取器80的前面81上使用特殊形状的接触点；
以及
图6A—6D示出了本发明的其他实现形式。
具体实施例方式
图1示意地示出了已知设计的振动激发器1，用于对测量物体V进行 振动检査。振动激发器1包括较重的主体2，该主体2通过加装部件4a 加装到测量物体V上、和/或通过加装部件4b加装到固定外界上。而且， 振动激发器1包括刺激器3，该刺激器适于在被称为工作方向的方向上向 测量物体V传递振动力，其中在图中，工作方向为水平方向。为此，振 动激发器1包括驱动部件5，在下文中也称作致动器，该致动器接合到主 体2上、并且接合到刺激器3的第一端3a上，且适于在所述工作方向上
向主体2和刺激器3施加相互作用力。致动器5可以例如是电动机械转 换器、或液压机械转换器、或气动机械转换器、或其他适当的类型。施 加的力取决于致动器所接收到的控制信号，为了简化，图中没有示出控 制信号。如果控制信号是振荡的，那么作用力将振荡，刺激器3和主体2 将会在工作方向上互相相对振动。为了使这种相对的振动运动成为可能， 振动激发器1包括引导部件6。
与第一端3a相对的刺激器3的第二端3b与测量物体V直接接触或 经由传感器7接触。致动器5诱发的作用力被刺激器3传递到测量物体V (如箭头Fe所示)，导致测量物体振动；测量与振动作用力Fe的工作方 向平行的该振动的分量，在图中如箭头X所示。布置在测量物体V上靠 近刺激器3的振动传感器示为80。
为了能够很好地传递作用力Fe，刺激器3在工作方向上是相对刚性 的。在两个横向方向上以及所有转动方向上，刺激器3是相对柔性的， 以防止引发工作方向以外的其他方向上的作用力、以及防止测量物体V 的振动行为被整个振动激发器的质量和刚度干扰。
为了良好操作，在垂直于工作方向的方向上，朿微器3具有足够的 弹性是非常重要的。参照附图l，如前所述，刺激器3的第一端3a通过 引导部件6和致动器5联接到主体2，并且在垂直于工作方向的方向上， 引导部件6和致动器5可以提供一些弹性，但这些通常是不足的。因此， 希望刺激器3本身在其两端3a和3b之间是以这样的方式实施，即第二 端3b可以相对于刺激器的第一端3a弹性移动。因此，剌激器3优选在 其两端3a和3b之间包括至少一个弹性元件，例如直径相对较小的杆、
弹性体联接块等。
主体2可以用通常的方式加装到被检査的测量物体V和/或固定的外 界(参见图l，加装装置4a， 4b)。然而，加装主体2和刺激器3是相当 费力的。根据本发明的第一方面，仅将刺激器3加装到被检査的测量物 体V就足够了。这样，主体2不受测量物体V和环境的约束，主体2的 全部重量由刺激器3承载。这在图2A中示意地示出，考虑到支撑4a和 4b被省略，图2与图1是可以比较的。振动激发器1的重心指示为G; 重力用箭头Fz所示。
在图2A中，所施加的作用力的工作方向是水平的，且振动激发器l 示为处于无重力的位置上。在加装点61处，刺激器3的第二端3b固定 到被检查的测量物体V的竖直平面Vv上。竖直平面Vv上通过所述加装 点61的垂直线指示为62。刺激器3的纵向轴线与垂直线62对准。当致 动器5通电时，由刺激器3施加在测量物体V上的作用力F将接合于所 述点61处，且将沿所述垂直线62的方向。
然而，在现实中，振动激发器1不是无重力的。作为主体2的重量 由刺激器3承载的结果，刺激器3将会变形。在引导部件6和致动器5 处或多或少也会发生变形。这在图2B中示出。图2B还示出了一种状态， 其中刺激器3在其整个长度上沿同一方向弯曲。由剌激器所施加的作用 力具有由致动器5的方位确定的方向63，该方向与设定的方向(垂直线 62)呈一角度并且在点64处与竖直平面Vv相交，点64相对于设定的作 用点61偏移。
本发明旨在提供一种解决这一问题的方案。为此，根据本发明，外
罩这样设计，即无论是否与在该振动激发器中的引导部件和致动器的弹 性行为组合，其平衡适于刺激器的弹性行为。
在这一方面的下述说明中，弹性刺激器、引导部件和致动器的组合
将称作刺激器组合30。该刺激器组合30在图4A—B中被简化为杆，将被 视为具有弹性中心点Me的弹性体。主体2将被示为具有重心G的刚性体， 重心G的位置相对于主体2是静止的。在第一近似中，弹性中心点Me的 位置被认为相对于刺激器组合30是静止的。主体2由剌激器组合30在 支撑点B上支撑。
参照图3A—D，弹性体301的弹性中心点Me定义如下。弹性体301 设有刚性的作用面302，且在303处连接到固定外界。较小的作用力F沿 力的作用线304作用于刚性作用面302上。如果力的作用线304与弹性 中心点Me相交，那么作用力F导致作用面302的平移(图3B和3C)。如 果力的作用线304不与弹性中心点Me相交，那么作用力F导致作用面302 平移和转动(图3D)。
在图4A中，与图2A相比，振动激发器1示为处于中性位置。从弹 性中心点Me到加装点61之间的距离示为Ll (在上下文中，刺激器3和 刺激器组合30的形状并不严格，同样，弹性杆或其他弹性装置的结构也 不严格)。从支撑点B到加装点61之间的距离(即，刺激器组合30的长 度)示为L2。从重心G到加装点61之间的距离示为L3。
刺激器组合30具有在竖直方向上平移的刚度Kx[N/m]，且刺激器组 合30具有在角向偏转的刚度Kp[N/m]。
在重力Fz的作用下，加装点B将根据下式下沉距离XB:
XB=Fz/Kx (1)
重力Fz根据下式在剌激器组合30上施加弯曲力矩M: M=Fz. (L3—L1) (2) 在弯曲力矩M的作用下，主体将根据下式转动角cp: cp=M/Kp (3)
这也是由刺激器组合30施加的激发作用力Fe相对于设定方向的角 (参见图2B)。
这一激发作用力Fe的作用点64相对于设定的作用点61根据下式向 上移动距离XF:
<formula>formula see original document page 16</formula> (4)
在图4B中，力的方向63与设定方向62的交点在65处示出；人们
可以清楚地看到交点65位于测量物体V前面，即在测量物体V面对主体
2的前面一侧。
移动激发作用力Fe的作用点64和转动力的方向63导致产生测量误 差。根据情况，作用点64移动的影响可能大于力的方向63转动的影响， 或大致相反。如果激发作用力Fe的力的方向63的转动是最重要的误差 来源，那么本发明提供了优化，其中激发方向63总是与设定方向62保 持平行。为此，在根据本发明的振动激发器的第一实施例变体中，所有 的部件包括致动器5都牢固地连接在主体2上的结构是这样设计的，即 在刺激器组合30无负载的情况下这一结构的重心位于经过弹性中心点Me
的竖直平面内，该竖直平面垂直于刺激器的纵向轴线。这一平面将称为 "弯曲中心平面"。在这种情况下，根据公式2和3， L1=L3，且cp-O。
所述的交点65将位于无穷处，在测量物体V之外。激发作用力的作用点 64将向下移动距离XB。
优选地，重心位于经过弹性中心点Me的竖直线上，该线位于所述竖 直弯曲中心平面内、或在仅偏离所述竖直线小的水平距离的位置。为了 可用于从完全水平到完全竖直的所有方位，所述重心G优选与弹性中心 点Me重合。
如果刺激器3为均匀的杆，且引导部件和致动器的弹性变形可忽略 地小，对于最佳和理想的结构来说，其中交点65位于无穷远处，那么L2 =2 L3。
如果激发作用力F的作用点64移动是最重要的误差来源，那么本发 明提供了最优化，其中激发力F的作用点64总是与设定的作用点61重 合。为此，在根据本发明的振动激发器的第二实施例变体中，刺激器的 结构这样设计，即弹性中心点Me位于遵从下式的位置
<formula>formula see original document page 17</formula>
在这种情况下，根据公式4， XF=0。
所述交点65将与测量物体V的前面重合。这样，激发力Fe的作用 点64不移动。
如果刺激器3为均匀的杆，且引导部件和致动器的弹性变形可忽略 地小，对于最佳和理想的结构来说，其中交点65与所述前面重合，那么 L2-1.5 L3.
除了所述优化之外，本发明已经提供了改进，如果激发力Fe的作用
点64向下移动几乎等于Xb的距寓。在这种情况下，所述交点65将总是 位于测量物体V的前面之外，即在测量物体V远离主体2的前面一侧。 因此，在这种情况下，通常是下式
<formula>formula see original document page 18</formula>
如前文所指出，为了检査测量物体V，经常需要为它设置拾取器，以 便能测量由测量物体在激发位置和激发方向实际进行的振动运动。拾取 器可包括绝对或相对加速度拾取器、速度拾取器、位移拾取器等。这样 的拾取器可位于刺激器3附近(如图1所示)，但这种配置方式的缺点是 在偏离设定测量位置的测量位置即刺激器3接合的位置进行测量。而且， 两个部件必须连接于被检査的测量物体是个缺点。
所以，将拾取器集成到刺激器3的端部3b本身是公知的，且甚至可 把它与测量振动激发器施加的作用力的作用力拾取器集成。图5A示意地 示出了具有测量物体V、刺激器端部3b和位于它们之间的拾取器6的已 知配置方式，该拾取器固定在测量物体V上和剌激器端部3b的头端面3c 上，所以拾取器6跟随测量物体V和刺激器端部3b的运动。然而，这种 已知构造的问题在于拾取器承受由刺激器端部3b施加在测量物体V上的 压力和拉力，这可能影响拾取器6产生的测量信号。
本发明的第二方面涉及由本发明提出的通过刺激器3的第二端3b的 适当结构实现的一种解决这些问题的方案，其中带有集成传感器的该刺 激器的第二端加装在被检查的测量物体上。该第二方面可以独立于前文 论述的第一方面应用。
图5B和5C以大比例示出了该第二方面。在刺激器端部3b的头端面 3c上，布置有凹入的传感器容纳腔82，其中拾取器80这样布置，即传 感器不接触容纳腔。腔82还设有形成拾取器80和刺激器端部3b之间的 连接的弹性装置83;在所示示例中，那些弹性装置83示为布置在加速度 拾取器80和腔82底部之间的弹簧，但这些弹性装置83的各种其他实施 例也是可能的。例如，该弹性装置可包括膜悬挂或弹性垫圈。
传感器和测量物体V之间的接触可以通过例如磁性、胶粘、螺钉或 其他连接形成。剌激器头端面3c与测量物体V的连接可以例如通过磁性、 胶粘、螺钉或其他连接形成。传感器和测量物体V之间的接触也可以通 过压力实现，其中不需要在传感器和测量物体V之间的固定连接。
应当指出的是，拾取器80当然设有一或多个用于与信号处理装置连 接的信号线，但为简单起见在附图中没有示出。
弹性装置83相对于剌激器端部3b这样保持拾取器80，即在无负载 的状态下(图5B)，拾取器80稍从腔82凸出，超出头端面3c。
当如本发明所述实现的刺激器固定到测量物体V上时(图5C)，从腔 82凸出的拾取器80接触测量物体V，且被测量物体V压入腔82内，直 到刺激器头端3c接触测量物体V。在该过程中，因为腔82具有大于拾取 器80的深度(轴向尺寸)，所以拾取器不接触腔82的底部。刺激器3经 腔82的壁84刚性连接于测量物体V。所以，最大部分的动态/振荡作用 力经腔82的壁84从刺激器传递给测量物体V。仅小部分动态/振荡作用 力经弹性装置83传递给拾取器80。
应当指出的是，腔优选具有大于拾取器的横向尺寸，以便如果因为
测量物体V的表面不完全平坦，拾取器在腔82内倾斜，防止拾取器可能 接触腔的壁。
显然，在本发明提出且在图5B—C中示出的构造下，由刺激器3在 测量物体V上施加的作用力经腔82的壁引导，所以不或几乎不加载在拾 取器80上。
优选地，所述构造尤其是剩余端面3c的形状是相对于刺激器3的纵 向轴线转动对称的，且拾取器80基本上相对于该纵向轴线居于中心在 这种情况下，即，由刺激器3施加在测量物体上的作用力F可以认为与 拾取器80的测量位置重合。
实际上，测量物体V的表面不完全平坦也可以。在这种情况下，拾 取器80的前面81 (即，拾取器80面对测量物体V的端面)将不以理想 的方式接触测量物体V的表面，且测量物体V的振动不以正确的或期望 的方式传递给拾取器80。
为了解决或至少减轻这一问题，可以在拾取器80的前面81上施加 相符合的高粘性物质89,诸如液体、浆糊、软性合成材料、胶水等。图 5F以大比例示出了这种高粘性物质89将填充由测量物体V的表面和/或 拾取器80的前面81的可能不平整导致的中间空间，因此将改善向拾取 器80的振动传递。在该图中，可能的不平整的高度差夸大地绘出。
在另一种解决方案中，本发明提出在拾取器80的前面81上设置三 个触点88。触点88优选以等边三角形的模式排列，接近拾取器80的前 面81的边缘，并且每个触点88优选为金字塔或圆锥的形状。图5G示意 地示出了这种结构。由于这些措施，可以保证拾取器80总能以确定的方
式，也就是三点接触的方式接触测量物体V。拾取器80的前面81上可以 设置多个触点，从而在实际中，总是至少有三个触点能够与测量物体V 良好接触，但是，哪些(多少)触点处于工作状态并不总是明确知道的。
如果需要，图5G的结构可以与图5F的高粘性物质组合使用。
为了有利于把刺激器3安装在测量物体上，刺激器第二端3b优选为 可拆卸的安装部件，如图5D和5E所示。在两图中，剌激器本体的剩余 部分，即没有可拆卸的安装部件3b的剌激器由附图标记3d示出。可拆 卸的安装部件3b具有头端面3c和传感器容纳腔82。与头端面相对，可 拆卸的安装部件3b设有联接部件85，该部件与剌激器剩余部分3d的自 由端上的联接部件86匹配。在适当的实施例中，如图所示，刺激器的剩 余部分3d设有外螺纹86，可拆卸的安装部件3b设有对应的内螺纹85。 或者，可以例如采用卡扣连接、或磁性连接、或任何其他的适当连接。
在图5D所示的实施例中，传感器容纳腔82完全位于可拆卸的安装 部件3b内，且传感器80由可拆卸的安装部件3b保持。在图5E所示的 实施例中，传感器容纳腔82部分位于可拆卸的安装部件3b (82,)内， 部分位于刺激器的剩余部分3d的自由端(822)内，且传感器80由剩余 的刺激器部分3d保持。
这种可拆卸的安装部件的一个重要优点是人们可以首先将该可拆卸 安装部件3b固定在测量物体V上，随后将刺激器3d安装在安装部件3b 上。当需要去除摇荡器时，安装部件3b可以保持装在测量物体V上，在 随后的阶段重新使用。有多个互相相同的安装部件3b也是可行的，这些 部件以预备的状态在不同位置固定在测量物体V上。然后，为了改变测
量位置，人们仅需要从一个安装部件3b上去除刺激器3d,并将其固定到 下一个安装部件3b上。这样，可以更快地进行刺激器的安装和拆卸。 图6A和6D示出了本发明的另一种实施方式。
图6A示意地示出了作用力传递部件90的剖面，该部件包括作用力 传递本体95，该本体具有用于安装在被检查的测量物体(未示出)上的 头端面91、和用于接受作用力的相对端面94。该作用力可以通过刺激器 产生，如前文中所述，但该作用力业可以通过例如锤子提供。传感器容 纳腔92凹入在头端面91内，振动传感器93安装在其中。对于容纳腔92 和振动传感器93，与在前文中关于腔82和传感器80的叙述分别相同， 所以不需要重复。
图6B示意地示出了作用力传递部件90的变体，其中作用力传感器 96容纳在两端面91和94之间，该传感器适用于测量由作用力传递本体 95从作用力接受端面94传递到头部安装端面91的作用力的大小。这种 作用力传递部件90的实施例也称为阻抗传感器。因为具有集成的作用力 传感器的阻抗传感器本身是公知的，所以这里可以省略其更多的广泛描 述。
图6C示意地示出了作为阻抗传感器的可拆卸的安装部件3b的变体，
其中作用力传感器97容纳在其中。
图6D示出作用力传感器98也可以容纳在刺激器3内。 对于本领域的技术人员来说，显然本发明不限于在前文所述的示例
性实施例，而一些变体和改进可能也在如所附权利要求内限定的本发明
的保护范围内。
权利要求
1.一种振动激发器，包括主体(2)；刺激器(3)，所述刺激器适于沿特定的工作方向相对于所述主体(2)运动；与主体(2)和刺激器(3)联接的致动器(5)；其中，所述刺激器(3)具有与所述主体(2)联接的第一端(3a)、和用于加装到被检查物体(V)上的相对的第二端(3b)；所述刺激器(3)具有弹性中心点(Me)；所述主体(2)具有重心(G)；且<math-cwu><![CDATA[<math> <mrow><mi>L</mi><mn>1</mn><mo>≤</mo><mi>L</mi><mn>3</mn><mo>≤</mo><mi>L</mi><mn>1</mn><mo>+</mo><mfrac> <msub><mi>K</mi><mi>P</mi> </msub> <mrow><msub> <mi>K</mi> <mi>X</mi></msub><mo>·</mo><mi>L</mi><mn>2</mn> </mrow></mfrac><mo>,</mo> </mrow></math>]]></math-cwu><!--img id="icf0001" file="A2006800042840002C1.gif" wi="178" he="43" img-content="drawing" img-format="tif"/-->其中L1是沿所述工作方向测量的在所述弹性中心点(Me)与所述刺激器第二端(3b)之间的距离；L2是沿所述工作方向测量的在所述刺激器第一端(3a)与刺激器第二端(3b)之间的距离；L3是沿所述工作方向测量的所述重心(G)与所述刺激器第二端(3b)之间的距离；Kx表示用于沿竖直方向平移的所述刺激器(3)的刚度[N/m]；以及Kp表示用于角向偏转的所述刺激器(3)的刚度[N/m]。
2. 如权利要求1所述的振动激发器，其特征在于，L1=L3。
3. 如权利要求2所述的振动激发器，其特征在于，所述重心(G) 位于经过所述弹性中心点(Me)的竖直线上、或在仅离所述竖直线小的 水平距离的位置。
4. 如权利要求2所述的振动激发器，其特征在于，所述重心(G) 与所述弹性中心点(Me)重合。
5. 如权利要求2所述的振动激发器，其特征在于，所述刺激器(3) 为均匀的杆，且L2-2 L3。
6. 如权利要求1所述的振动激发器，其特征在于，丄2 = 7 ^.^。(丄3 —丄l)
7. 如权利要求6所述的振动激发器，其特征在于，所述重心(G) 位于与所述刺激器(3)交叉的竖直线上、或在仅离所述竖直线小的水平 距离的位置。
8. 如权利要求6所述的振动激发器，其特征在于，所述刺激器(3) 为均匀的杆，且L2二1.5 L3。
9. 如前述任一权利要求所述的振动激发器，其特征在于，所述刺激 器设有作用力传感器(98)。
10. —种振动激发器，包括 主体(2);刺激器(3)，所述刺激器适于沿特定的工作方向相对于所述主体(2) 运动；与主体(2)和刺激器(3)联接的致动器(5); 其中，所述剌激器(3)具有与所述主体(2)联接的第一端(3a)、 和用于加装到被检查物体(V)上的相对的第二端(3b);所述刺激器的第二端(3b)具有头端面(3c)、以及布置在所述头端 面(3c)内的凹入的传感器容纳腔(82);传感器(80)布置在所述容纳腔(82)内；所述振动激发器设有弹性装置(83)，所述弹性装置适于使所述传感 器(80)与所述容纳腔(82)联接；以及所述传感器(80)不与所述容纳腔(82)的壁和底部接触。
11. 如权利要求10所述的振动激发器，其特征在于，所述弹性装置 (83)相对于所述刺激器第二端(3b)这样保持所述传感器(80)，即在无负载的状态下，所述传感器(80)稍微从所述容纳腔(82)凸出。
12. 如权利要求10或11所述的振动激发器，其特征在于，所述容 纳腔(82)的深度(轴向尺寸)大于所述传感器(80)的深度。
13. 如权利要求10—12任一所述的振动激发器，其特征在于，所述 容纳腔(82)的横向尺寸大于所述传感器(80)的横向尺寸。
14. 如权利要求10—13任一所述的振动激发器，其特征在于，所述 弹性装置(83)适于在所述传感器(80)上施加弹性压力，以便将所述 传感器压在所述测量物体上。
15. 如权利要求10—14任一所述的振动激发器，其特征在于，所述 传感器(80)具有前面(81)，所述前面设有高粘性物质(89)，诸如液 体、浆糊、软性合成材$4、胶水等。
16. 如权利要求10—15任一所述的振动激发器，其特征在于，所述 传感器(80)具有设置至少三个接触点(88)的前面(81)。
17. 如权利要求16所述的振动激发器，其特征在于，所述接触点(88) 的数目等于三，所述接触点优选以等边三角形的模式布置在拾取器(80)的前面(81)的边缘附近，且每个触点优选具有金字塔或圆锥的形状。
18. 如前述任一权利要求所述的振动激发器，其特征在于，所述刺 激器第二端(3b)可拆卸地加装到剩余刺激器部分(3d)上。
19. 如权利要求18所述的振动激发器，其特征在于，所述刺激器第 二端(3b)设有作用力传感器(98)。
20. 如在引用权利要求10时权利要求18或19所述的振动激发器， 其特征在于，所述传感器容纳腔(82)完全位于所述刺激器第二端(3b) 内。
21. 如在引用权利要求10时权利要求18或19所述的振动激发器， 其特征在于，所述刺激器第二端(3b)具有环形外观，且所述传感器容 纳腔(82)至少部分位于剩余刺激器部分(3d)内。
22. 如前述任一权利要求所述的振动激发器，其特征在于，所述剌 激器是细长的、柔性的剌激器(3)，具有与所述工作方向相重合的纵向 轴线。
23. —种用于刺激器(3)的可拆卸的端部件(3b)，所述端部件具 有用于加装到被检查物体(V)上的头端面(3c)、以及布置在所述头端 面(3c)上的凹入的传感器容纳腔(82)，所述容纳腔完全位于所述端部 件(3b)内；其中，在所述容纳腔(82)内布置有传感器(80);所述端部件(3b)设有弹性装置(83)，所述弹性装置适于将所述传 感器(80)联接到所述容纳腔(82)，且所述传感器(80)不与所述容纳 腔(82)的壁和底部接触；以及所述端部件(3b)在其与所述头端面(3c)相对的端部设有用于与 刺激器(3)可拆卸地联接的联接装置(85)。
24. 如权利要求23所述的端部件，其特征在于，还设有作用力传感 器(97)。
25. —种用于剌激器(3)的可拆卸的端部件(3b)，所述端部件具 有用于加装到被检查物体(V)上的头端面(3c)、以及布置在所述头端 面(3c)内的凹入的传感器容纳腔(82)，其中，所述端部件(3b)具有 环形外观；以及所述端部件(3b)在其与所述头端面(3c)相对的端部设有用于与 剌激器(3)可拆卸地联接的联接装置(85)。
26. —种作用力传递部件(90)，包括作用力传递本体(95)，所述 本体具有用于安装在被检査物体(V)上的头端面(91)、和用于接受作 用力的相对端面(94);其中，传感器容纳腔(92)凹入在所述头端面(91)内； 振动传感器(93)布置在所述容纳腔(92)内； 所述作用力传递部件设有弹性装置(83)，所述弹性装置适于将所述 传感器(93)联接到所述容纳腔(92);以及所述传感器(93)不与所述容纳腔(92)的壁和底部接触。
27. 如权利要求26所述的作用力传递部件(90)，其特征在于，作 用力传感器(96)容纳在所述两个端面(91， 94)之间。
28. —种使用如权利要求10—14任一所述的振动激发器的方法，其 中诸如液体、浆糊、软性合成材料、胶水等的高粘性物质(89)涂敷在传感器(80)的前面(81)，随后所述传感器(80)的所述前面(81)接 触测量物体(V)的表面，其中所述高粘性物质(89)填充由测量物体(V) 的表面和/或拾取器(80)的前面(81)的可能的不平整造成的中间空间。
全文摘要
本发明描述了一种振动激发器，包括主体(2)；刺激器(3)，所述刺激器适于沿特定的工作方向相对于所述主体(2)运动；与主体(2)和刺激器(3)联接的致动器(5)；其中所述刺激器(3)具有与所述主体(2)联接的第一端(3a)，和用于加装到被检查物体(V)上的相对的第二端(3b)；所述刺激器(3)具有弹性中心点(Me)；所述主体(2)具有重心(G)；且L1＝L3，其中L1是沿所述工作方向测量的在所述弹性中心点(Me)与所述刺激器第二端(3b)之间的距离；L3是沿所述工作方向测量的所述重心(G)与所述刺激器第二端(3b)之间的距离。
文档编号G01K11/24GK101115980SQ200680004284
公开日2008年1月30日 申请日期2006年2月7日 优先权日2005年2月8日
发明者P·J·G·范德林登 申请人:P·J·G·范德林登