导向台2、激振控制模块3、减 速器10、运动转换装置5、W及附加弹黃11共同组成振动控制系统，用于被动/主动/半主动 旋转式执行器的振动控制系统的振动控制实验，本实施例中W减速器10替代变向增扭装置 4与运动转换装置5和大扭矩有限转角执行器9同轴相连，大扭矩有限转角执行器9为被动执 行器、主动执行器或为半主动执行器，本实施例中系统用于模拟一种悬架振动系统，如汽车 四分之一悬架振动等，其质量块导向台2作为黃上质量可上下往复振动；W-种半主动振动 控制系统为例:若质量块导向台2下端表面的振幅A超过了设定值E2或者质量块导向台2下 端表面的振动速度峰值v〉m，则通过激振控制模块3的反馈信号可对大扭矩有限转角执行器 9的阻尼力进行实时调整，衰减系统的振动，最后通过采集的数据，可推算得大扭矩有限转 角执行器9在一定负载与激励下实现最佳减振效果时的阻尼力大小。本实施例可模拟工程 实际条件进行测试，测试结果对实际工程应用具有重要的意义。
【主权项】
1. 一种往复式旋转激励台架系统，其特征在于： 由两侧立柱以及连接在两侧立柱之间的顶部水平梁构成龙门架（1); 质量块导向台（2)设置在水平梁上，所述质量块导向台（2)是以水平梁为支承，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)，所 述质量块导向台（2)的底部台面位于水平梁的下方； 在所述质量块导向台（2)的底部台面的底面设置激振控制模块(3)，所述激振控制模块 (3)的底面与变向增扭装置(4)刚性连接； 所述变向增扭装置(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，所述运动转换装置(5)的底部端面固定在线性激振台（6)的顶端;所述变向 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，所述水平光轴(7)的另 一端依次与扭矩传感器(8)以及大扭矩有限转角执行器(9)的旋转轴相连接，所述大扭矩有 限转角执行器(9)的壳体固定在所述龙门架(1)的一侧立柱上； 由所述线性激振台（6)、运动转换装置(5)以及变向增扭装置(4)构成往复式旋转激励 系统，所述往复式旋转激励系统是由所述运动转换装置(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，由所述变向增扭装置(4)将所述竖向往复旋转激励 转换为水平往复旋转激励，并且所述水平往复旋转激励的扭矩大小和转动行程能够在所述 变向增扭装置(4)中分别得到增加和减小；由所述激振控制模块(3)中的内置力传感器和内 置位移传感器同时测量所述往复式旋转激励系统的振动幅值与线性激振力。2. 根据权利要求1所述的往复式旋转激励台架系统，其特征在于：所述运动转换装置 (5)的结构设置为：以滚珠丝杆组件为输入端，以连接套筒为输出端;在所述连接套筒的底 端固联有底盘(5b)，滚珠丝杆中螺母固定设置在所述底盘(5b)上，与所述螺母配合设置的 丝杆呈竖向，丝杆的底端固定设置在线性激振台（6)的顶端;在所述连接套筒的顶端固联有 顶盘(5a)，在所述顶盘(5a)中设置与所述变向增扭装置(4)的输入轴的轴端相匹配的台阶 和键槽，利用所述台阶承受竖向力，利用所述键槽传动旋转激励。3. 根据权利要求1所述往复式旋转激励台架系统，其特征在于:设置所述往复式旋转激 励台架系统的输入与输出的关系式如式①和式②：其中： M为变向增扭装置(4)的输出旋转激励； F为线性激振台(6)的竖向激振力； d为运动转换装置(5)中滚珠丝杆的直径； α为运动转换装置(5)中滚珠丝杆的导程角； β为运动转换装置(5)中滚珠丝杆的当量摩擦角； i为变向增扭装置(4)输入轴与输出轴的变速比； Θ为变向增扭装置(4)的输出端转角； L为线性激振台(6)的竖向位移； s为运动转换装置(5)中滚珠丝杆的导程； 利用式①确立变向增扭装置(4)的输出旋转激励M与竖向激振力F的关系； 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。4. 根据权利要求1所述的往复式旋转激励台架系统，其特征在于：所述运动转换装置 (5)设置为齿轮齿条结构，所述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，所述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，由所述齿轮齿 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。5. 根据权利要求1所述的往复式旋转激励台架系统，其特征在于：所述质量块导向台 (2) 、激振控制模块(3)以及所述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以及过载行为。6. -种往复式旋转激励台架系统，其特征在于： 由两侧立柱以及连接在两侧立柱之间的顶部水平梁构成龙门架（1); 质量块导向台（2)设置在水平梁上，所述质量块导向台（2)是以水平梁为支承，并且可 沿竖向导柱(2a)自由升降，所述质量块导向台（2)的底部台面位于水平梁的下方； 在所述质量块导向台（2)的底部台面的底面设置激振控制模块(3)，所述激振控制模块 (3) 的底面与大扭矩有限转角执行器(9)的壳体刚性连接； 所述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，所述减速器（10)的壳体与所述导向台（2)的底部台 面固定连接； 设置运动转换装置(5)，是以滚珠丝杆组件为输入端，以连接套筒为输出端;在所述连 接套筒的底端固联有底盘，滚珠丝杆中螺母固定设置在所述底盘上，与所述螺母配合设置 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;在所述连接套筒的顶端固联 有顶盘，在所述顶盘中设置与所述减速器（10)的输入轴的轴端相匹配的台阶和键槽，利用 所述台阶承受竖向力，利用所述键槽传动旋转激励； 在所述线性激振台（6)的顶端与减速器（12)的壳体之间设置弹簧（11)，所述弹簧（11) 在运动转换装置(5)的外围均匀分布，与所述运动转换装置(5)形成并联形式。7. 根据权利要求6所述的往复式旋转激励台架系统，其特征在于：由所述质量块导向台 (2)、激振控制模块(3)、减速器(10)、运动转换装置(5)、以及附加弹簧(11)共同组成振动控 制系统，用于被动/主动/半主动旋转式执行器的振动控制系统的振动控制实验。
【专利摘要】本发明公开了一种往复式旋转激励台架系统，其特征是由线性激振台、运动转换装置以及变向增扭装置构成往复式旋转激励系统；是由运动转换装置将线性激振台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中分别得到增加和减小；由激振控制模块同时测量往复式旋转激励系统的振动幅值与线性激振力。本发明系统尤其适用于大转矩有限转角执行器的特性测试，还可进行基于被动/主动/半主动旋转式执行器的振动控制实验测试。
【IPC分类】G01M13/02
【公开号】CN105486502
【申请号】CN201511031565
【发明人】白先旭, 邹祺, 沈升, 钱立军
【申请人】合肥工业大学
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年12月30日