CN103008221B - 机械控制可调式精密水平振动台 - Google Patents
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Abstract
一种机械控制可调式精密水平振动台，包括底座（1），导向部件，振动台面板（12），传动装置，电机（2），所述传动装置的一端与电机（2）连接、传动装置的另一端与连接振动台面板（12）连接，所述振动台面板（12）的下部通过由水平滑块（14）和直线导轨（13）组成的导向部件与底座（1）可移动连接，所述传动装置包括传动带（4）、传动轴承（5）、多级可调式偏心传动圆盘（7）、传动细杆（8）、推力臂（9）、矩形滑块（10）、转动轴承（11），所述电机（2）与传动轴承（5）通过传动带（4）连接，所述传动轴承（5）上固定设置一对多级可调式偏心传动圆盘（7），所述传动细杆（8）固定在多级可调式偏心传动圆盘（7）上，在传动细杆（8）上设有矩形滑块（10）、转动轴承（11），所述推力臂（9）的一端与振动台面板（12）固定，推力臂（9）的另一端上还设有的垂直通槽，并通过传动细杆（8）、矩形滑块（10）、转动轴承（11）在垂直通槽上的移动从而带动振动台面板（12）产生水平方向的移动。本发明的振动台在工作过程中可保证高精度的水平振动。
Description
技术领域
本发明属于振动台与冲击台振动领域，具体的说就是一种机械控制可调式精密水平振动台。
背景技术
在机械式水平振动台的设计研究过程中，振动台的传动机构和其振动过程中保持水平的精度一直是业界十分关注并且一直未能很好解决的问题。水平振动台水平精度的高低和其振动的运动轨迹是评价一个机械式水平振动台水平高低的重要参考。在现阶段的机械式水平振动台由底座，支撑杆，振动面板，传动杆，电机组成（如图1所示），这种机械式振动台存在四个方面的不足。一是，传统的机械式振动台由于其传动机构的的局限性，很难保证在其振动的加速度是对称的，而本振动台巧妙设计了传动机构，使其在水平方向的振动轨迹为正弦曲线，其振动的速度方程为： ，加速度方程为： 。其中v为振动台水平方向线速度；R为转动圆盘的档位半径；ω为转动圆盘转动的角速度；φ为初始相位；t振动台运行时间。二是，传统的机械式振动台的振动幅值是不可调的，本振动台使用了可调节档位的偏心转动圆盘，从而使振动台的振动幅值可根据实验要求进行多档调节。三是，传统机械式振动台的传动机构中多是使用普通滑块传动，销杆在滑块中的转动是面接触，会有很大的摩擦力。本振动台在滑块中嵌入了转动轴承，销杆在滑块中的转动就由面滑动改作轴承的滚动了，之间的摩擦力基本得到消除。四是，传统的机械式水平振动台在振动过程中很难保持水平和垂直方向的精度，并且有很大的竖直方向的位移。本振动台采用了保证振动台面板做直线运动水平和垂直方向精度达0.01mm的直线导轨滑块机构，避免了振动台振动过程中竖直方向的振动，使其达到精密水平振动。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足提供一款可调节振幅、频率和标准正弦运动轨迹的高精度水平机械振动台。
本发明的技术方案是：
一种机械控制可调式精密水平振动台，包括底座，导向部件，振动台面板，传动装置，电机，所述传动装置的一端与电机连接、所述传动装置的另一端与连接振动台面板连接，所述振动台面板的下部通过由水平滑块和直线导轨组成的导向部件与底座可移动连接，所述传动装置包括传动带、传动轴承、多级可调式偏心传动圆盘、传动细杆、推力臂、矩形滑块、转动轴承，所述电机与传动轴承通过传动带连接， 所述传动轴承上固定设置一对多级可调式偏心传动圆盘，所述传动细杆固定在多级可调式偏心传动圆盘上，在传动细杆上设有矩形滑块、转动轴承，所述推力臂的一端与振动台面板固定，推力臂另一端上还设有的垂直通槽，通过传动细杆、矩形滑块、转动轴承在垂直通槽上的移动从而带动振动台面板产生水平方向的转动。
本发明中所述支撑部件包括设置在底座上的可调节角度和高度的高度调节平台，在高度调节平台的上部设置有能够使得振动台面板产生水平方向震动的直线导轨、水平滑块，在所述直线导轨上还设有限位卡。
本发明中所述的传动轴承上还设有使得传动轴承的高度与电机的高度相适应的轴承支架。
本发明中所述底座上还设有能够控制电机开启与运转速度的电机控制仪。
本发明的效果和益处是：
这种新的机械控制可调式精密水平振动台的特点在于：振动台在工作过程中可保证高精度的水平振动（竖直和水平方向的位移不超过0.01mm），并且其振动的位移和速度是严格的对称正弦轨迹,加速度是严格的对称余弦轨迹。这些都是以往机械式振动台所没有解决的。
附图说明
图1为现有机械式振动台示意图。
图2为机械控制可调式紧密水平振动台整体结构示意图。
图3为机械控制可调式紧密水平振动台整体结构俯视图。
图4为本发明的传动细杆，矩形滑块及转动轴承结构示意图。
图5为本发明的直线导轨与水平滑块的结构示意图。
图中标号名称：（1）底座，（2）电机，（3）电机控制仪，（4）传动带，（5）传动轴承，（6）轴承支架，（7）多级可调式偏心传动圆盘，（8）传动细杆，（9）推力臂，（10）矩形滑块，（11）转动轴承，（12）振动台面板，（13）直线导轨，（14）水平滑块，（15）限位卡，（16）高度调节平台。
具体实施例：
如图所示， 一种机械控制可调式精密水平振动台，设置底座1，在底座1上设置电机2、底座1上还设置有电机控制仪3能够控制电机2开启与运转速度，传动带4连接电机2和传动轴承5，通过传动带4驱动传动轴承5，传动轴承5上固定设置一对多级可调式偏心传动圆盘7，传动细杆8固定在可调式偏心传动圆盘7上，在传动细杆8上设置矩形滑块10、转动轴承11，推力臂9的一端与振动台面板12固定，推力臂9的另一端上设有一个垂直通槽，通过传动细杆8在偏心圆盘上转动带动矩形滑块10和转动轴承11在垂直通槽上的移动从而带动振动台面板12产生水平方向的转动。
在本发明的底座1上振动台面板12的下部还设置有一个可调节角度和高度的高度调节平台16，在高度调节平台16的上部设置有能够使得振动台面板12产生水平方向震动的直线导轨13、水平滑块14，通过直线导轨13和水平滑块14的相对滑动使得振动台面板12能够在推力臂9的作用下，产生水平方向的振动，直线导轨13上还设有限位卡15，限位卡15可以保证振动台面扳在运转过程中的运动区域，防止振动台在运转的过程中发生失控和脱位时出现危险。
在本发明的传动轴承5上还设有使得传动轴承5的高度与电机2的高度相适应的轴承支架6，通过轴承支架6的安装，传动带4可将电机的动力传输到传动轴承5，传动轴承5带动设置在其上的多级可调式偏心传动圆盘7转动，通过在多级可调式偏心传动圆盘7上安装的传动细杆8及矩形滑块10、转动轴承11、推力臂9上设有的垂直通槽的共同作用下，传动装置吸收了垂直方向的位移，通过推力臂9的一端与振动台面板12固定从而将传动系统的水平位移传递给振动台面板12。本发明可以通过调节多级可调式偏心传动圆盘7来实现振幅和最大加速度的改变。
本发明中的传动带4、传动轴成5、轴承支架6、可调式转动圆盘7、传动细杆8、推力臂9矩形滑块10、转动轴承11组成保证振动台成正弦曲线振动的传动机构，它可将电机所作的匀速转动，转换成振动台正弦水平振动。其振动方程如下：
其中v为振动台水平方向线速度；R为转动圆盘7的档位半径；ω为转动圆盘7转动的角速度；φ为初始相位；t振动台运行时间;a为振动台水平方向线加速度。
本发明中的传动机构中的可调式偏心转动圆盘7，可根据实验需要通过改变传动档位来实现振动幅值的改变，从而实现振动过程中的最大加速度改变。本发明中的传动机构中滑块10嵌入转动轴承11，从而可减少滑快10与传动细杆8之间的相对转动时的摩擦。
本发明的工作过程：
一种机械控制可调式精密水平振动台，在底座1上安装有一台可任意调整角度和高度的平台16，电机控制仪3运行并控制电机2，通过传动带4驱动传动轴承5，使多级可调式偏心传动圆盘7转动，从而使插于传动圆盘中的传动细杆8带动带有转动轴承11的矩形滑块10上下移动并且推动推力臂9，使振动台面板12通过滑块14在直线导轨13上做高精度正弦轨迹的水平往复振动。
Claims (4)
1.一种机械控制可调式精密水平振动台，包括底座（1），导向部件，振动台面板（12），传动装置，电机（2），所述传动装置的一端与电机（2）连接、传动装置的另一端与振动台面板（12）连接，其特征在于：所述振动台面板（12）的下部通过由水平滑块（14）和直线导轨（13）组成的导向部件与底座（1）可移动连接，所述传动装置包括传动带（4）、传动轴承（5）、多级可调式偏心传动圆盘（7）、传动细杆（8）、推力臂（9）、矩形滑块（10）、转动轴承（11），所述电机（2）与传动轴承（5）通过传动带（4）连接， 所述传动轴承（5）上固定设置一对多级可调式偏心传动圆盘（7），所述传动细杆（8）固定在多级可调式偏心传动圆盘（7）上，在传动细杆（8）上设有矩形滑块（10）、转动轴承（11），所述推力臂（9）的一端与振动台面板（12）固定，推力臂（9）的另一端上还设有的垂直通槽，并通过传动细杆（8）、矩形滑块（10）、转动轴承（11）在垂直通槽上的移动从而带动振动台面板（12）产生水平方向的移动。
2.如权利要求1 所述的机械控制可调式精密水平振动台，其特征在于：还包括设置在底座（1）上的可调节角度和高度的高度调节平台（16），在高度调节平台（16）的上部设置有能够使得振动台面板（12）产生水平方向移动的直线导轨（13）和水平滑块（14），在所述直线导轨（13）上还设有限位卡（15）。
3.如权利要求1 或2 所述的机械控制可调式精密水平振动台，其特征在于：所述的传动轴承（5）上还设有使得传动轴承（5）的高度与电机（2）的高度相适应的轴承支架（6）。
4.如权利要求3 所述的机械控制可调式精密水平振动台，其特征在于：所述底座（1）上还设有能够控制电机（2）开启与运转速度的电机控制仪（3）。
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