一种往复式旋转激励台架系统的制作方法_2

文档序号:9726035阅读:来源:国知局
效果体现在:
[0039] 1、本发明能够针对旋转式执行器,尤其是大扭矩有限转角执行器进行往复激励测 试,解决了目前对于大扭矩旋转执行器和有限转角执行器无法进行有效、快速的实验测试 和性能评价的问题。
[0040] 2.本发明通过激振控制模块配合往复式旋转激励系统可行成一种激振安全控制 系统,能有效的防止实验过程中可能出现的振动过大W及过载等行为,保证系统测试的安 全性和运行稳定。
[0041] 3本发明通过激振控制模块配合减速器、运动转换装置W及附加弹黃可形成一种 振动控制系统,能进一步完成基于被动/主动/半主动旋转式执行器的振动控制系统在给定 的条件下的振动控制实验,直接得出有关实际工程应用的效果。
[0042] 4、本发明的运动转换装置可W是滚珠丝杆配合连接套筒形式或为齿轮齿条机构 形式,滚珠丝杆配合连接套筒形式承载能力大且无侧向分力;齿轮齿条机构形式结构简单 易于实现并且传递效率较高。
【附图说明】
[0043] 图1为本发明结构示意图;
[0044] 图2为图1所示系统的安全控制方式示意图;
[0045] 图3a为本发明中运动转换装置中连接套筒主视结构示意图;
[0046] 图3b为图3a的俯视示意图;
[0047] 图3c为图3a的仰视示意图;
[0048] 图4为本发明中另一实施方式结构示意图;
[0049] 图5为本发明中又一实施方式结构示意图;
[0050] 图6为图5所示系统的振动控制方式示意图;
[0051] 图中标号:1龙口架,2质量块导向台,2a竖向导柱,2b限位杆,3激振控制模块,4变 向增扭装置,5运动转换装置,5a顶盘,5b底盘,6线性激振台,7光轴,8扭矩传感器,9大扭矩 有限转角执行器,10减速器,11弹黃。 具体实施方案
[0052] 实施例1:本实施例中往复式旋转激励台架系统的结构设置为:
[0053] 由两侧立柱W及连接在两侧立柱之间的顶部水平梁构成龙口架1;质量块导向台2 设置在水平梁上,质量块导向台2是W水平梁为支承,并且可沿竖向导柱2a升降,在质量块 导向台2的顶部台面与水平梁之间设置有限位杆2b,质量块导向台2的底部台面位于水平梁 的下方;在质量块导向台2的底部台面的底面设置激振控制模块3,激振控制模块3的底面与 变向增扭装置4刚性连接。
[0054] 变向增扭装置4的输入轴竖直向下,并与位于变向增扭装置4底部的运动转换装置 5相连接,运动转换装置5的底部端面固定在线性激振台6的顶端;变向增扭装置4的输出端 与水平光轴7的一端通过柔性联轴器相连,水平光轴7的另一端依次与扭矩传感器8W及大 扭矩有限转角执行器9的旋转轴相连接,大扭矩有限转角执行器9的壳体固定在龙口架1的 一侧立柱上。
[0055] 由线性激振台6、运动转换装置5W及变向增扭装置4构成往复式旋转激励系统,往 复式旋转激励系统中是由运动转换装置5将线性激振台6形成的竖向往复线性激励转变为 竖向往复旋转激励,由变向增扭装置4将竖向往复旋转激励转换为水平往复旋转激励,并且 水平往复旋转激励的扭矩大小和转动行程能够在变向增扭装置4中分别得到增加和减小; 由激振控制模块3中的内置力传感器和内置位移传感器同时测量往复式旋转激励系统的振 动幅值与线性激振力。
[0056] 如图1所示,本实施例中运动转换装置5的结构设置为滚珠丝杆组件为输入端, W连接套筒为输出端;如图3曰、图3b和图3c所示,在连接套筒的底端固联有底盘加,滚珠丝 杆中螺母固定设置在底盘5b上,与螺母配合设置的丝杆呈竖向,丝杆的底端固定设置在线 性激振台6的顶端;在连接套筒的顶端固联有顶盘5曰,在顶盘5a中设置与变向增扭装置4的 输入轴的轴端相匹配的台阶和键槽,利用台阶承受竖向力,利用键槽传动旋转激励。
[0057] 本实施例中设置往复式旋转激励台架系统的输入与输出关系式如式①和式②所 示:
[0060]其中;
[0061 ] Μ为变向增扭装置4的输出旋转激励;
[0062] F为线性激振台6的竖向激振力;
[0063] d为运动转换装置5中滚珠丝杆的直径;
[0064] α为运动转换装置5中滚珠丝杆的导程角;
[0065] β为运动转换装置5中滚珠丝杆的当量摩擦角;
[0066] Θ为变向增扭装置4的输出端转角;
[0067] i为变向增扭装置4输入轴与输出轴的变速比;
[0068] L为线性激振台6的竖向位移。
[0069] S为运动转换装置5中滚珠丝杆的导程;
[0070] 利用式①确立变向增扭装置4的输出旋转激励Μ与竖向激振力F的关系;
[0071] 利用式②确立变向增扭装置4的输出转角Θ与线性激振台6的竖向位移L的关系。
[0072] 如图4所示,本实施例中运动转换装置5也可W设置为齿轮齿条结构,齿轮齿条结 构中的齿轮安装于变向增扭装置4的输入轴的轴端,齿轮齿条结构中齿条的驱动端固定设 置在线性激振台6的顶端,由齿轮齿条机构将线性激振台6形成的往复线性激励转换为往复 旋转激励。采用齿轮齿条机构,利用齿轮齿条机构将往复线性激励转换为往复旋转激励,较 滚珠丝杆而言具有较小的初始静摩擦力,其结构简单,旋转激励大小与转角行程的转换方 程更为简单。
[0073] 图2所示为本实施例系统的安全控制方式,由质量块导向台2、激振控制模块3W及 往复式旋转激励系统共同组成激振安全控制系统,用于防止实验过程中可能出现的振动过 大W及过载行为。若旋转激励台架振动的振幅A超过了设定值ει,则减小输入激励,保持稳 定运作;若旋转激励台架整体受力超过了质量块导向台2的设定质量G使得质量块导向台2 发生大位移移动,则立即停止运作。
[0074] 实施例2:本实施例中往复式旋转激励台架系统的结构设置为:
[0075] 参见图5,由两侧立柱W及连接在两侧立柱之间的顶部水平梁构成龙口架1;质量 块导向台2设置在水平梁上,质量块导向台2是W水平梁为支承,并且可沿竖向导柱2a自由 升降,质量块导向台2的底部台面位于水平梁的下方;在质量块导向台2的底部台面的底面 设置激振控制模块3,激振控制模块3的底面与大扭矩有限转角执行器9的壳体刚性连接。
[0076] 大扭矩有限转角执行器9的旋转轴竖直向下,并与位于大扭矩有限转角执行器9底 部的减速器10的输出轴相连接,减速器10的壳体与导向台2的底部台面固定连接;
[0077] 设置运动转换装置5,是W滚珠丝杆组件为输入端,W连接套筒为输出端;在连接 套筒的底端固联有底盘5b,滚珠丝杆中螺母固定设置在底盘化上,与螺母配合设置的丝杆 呈竖向,丝杆的底端固定设置在线性激振台6的顶端;在连接套筒的顶端固联有顶盘5a,在 顶盘5a中设置与减速器10的输入轴的轴端相匹配的台阶和键槽,利用台阶承受竖向力,利 用键槽传动旋转激励;在线性激振台6的顶端与减速器12的壳体之间设置弹黃11,弹黃11在 运动转换装置5的外围均匀分布,与运动转换装置5形成并联形式。
[0078] 图6示出了本实施例系统的振动控制方式:由质量块
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