CN103056097B - 电动式振源发生器 - Google Patents

Abstract

一种电动式振源发生器，包括台体、动圈以及下台面，其特征在于：台体与下台面之间由至少三组弹性导向组合支撑结构进行支撑，各组在台体水平外围周向均匀布置，每组由导向柱、支撑弹簧、导座和直线滚珠轴承组成，所述导向柱竖直布置并且固定在下台面上，导座固定在台体，导座上安装有直线滚珠轴承，直线滚珠轴承套装在导向柱上，支撑弹簧套装在导向柱上并支撑在台体与下台面之间。本方案设计合理，构思巧妙，解决了现有振源发生装置在导向支撑结构等方面存在的问题，提高了台体与动圈及下台面之间的导向支撑性能。

Description

电动式振源发生器

技术领域

本发明涉及一种电动式振源发生器。这种电动式振源发生器可以地层、地基、铁路、公路以及建筑物（桥梁、房屋、隧道、水坝、墙体等）施加一个按正弦或随机波形振动的激振力或冲击力，使激振对象发生相应的振动，从而用来检测激振对象的抗振能力（比如来自汽车和火车经过时产生的振动等）和抗地震能力，以及地层和地基是否有下沉及下沉量等缺陷。

背景技术

随着科技进步，对地层、地基、铁路、公路以及建筑物（桥梁、房屋、隧道、水坝、墙体等）等对象进行抗震性能的研究越来越重视。要研究这些对象的抗震性能离不开一种可以产生振动的振源发生器。

中国专利CN2814437Y公开了一件名称为《电动式地震振源装置》的实用新型专利。该专利如图1所示，主要由台体组件1、穿心支撑轴组件2、上导轮组件3、下导轮组件4、下台面支撑组件5和移动滚轮组件6组成。这种设计尽管可以使用，但在台体组件1与下台面支撑组件5的导向性能方面存在缺陷，因此产生振动的波形和激振力受到限制。其原因是在该专利中，虽然采用了上、下两组导轮的导向结构，但是这两组导轮都靠近支撑轴的中心位置，因此导向的强度和刚度都较低，导向难于平稳。除此而外，采用圆柱弹簧支撑台体组件1，由于圆柱弹簧在制造时，其刚性的精度很低，装配完成后难以保证台体组件1在上下方向上处于中心位置，而且也提供专门的中心位置调节机构。因此，如何针对上述不足来改进设计是本发明解决的问题。

发明内容

本发明提供一种电动式振源发生器，其目的是要解决现有振源发生装置在导向支撑结构等方面存在的问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种电动式振源发生器，包括台体、动圈以及下台面，台体主要由励磁线圈和导磁回路构成，动圈主要由驱动线圈和骨架构成，驱动线圈固定绕制在骨架的上部，并且对应励磁线圈和导磁回路设置，下台面固定在骨架的下部，下台面的作用面朝下设置，其创新在于：台体与下台面之间由至少三组弹性导向组合支撑结构进行支撑，各组弹性导向组合支撑结构在台体水平外围周向均匀布置，其中每组弹性导向组合支撑结构主要由导向柱、支撑弹簧、导座和直线滚珠轴承组成，所述导向柱竖直布置，导向柱的下端相对下台面固定连接，所述导座相对台体固定连接，导座上设有导向孔，导向孔中安装有直线滚珠轴承，直线滚珠轴承套装在导向柱上；所述支撑弹簧套装在导座与下台面之间的导向柱上，支撑弹簧相对作用在台体与下台面之间。

上述技术方案中的有关内容解释如下：

1. 上述方案中，为了增加导向性可以在台体内部设有中心导柱，中心导柱布置在台体的竖直中心线位置上，中心导柱与所述骨架固定连接，中心导柱的周围设有至少三个导向轮，导向轮相对台体支承连接。

2. 上述方案中，为了便于调整台体在竖直方向上的中心位置，可以在中心导柱的顶部设有空气弹簧，空气弹簧的一端作用在中心导柱上，另一端作用在台体上。

本发明设计原理是：为了解决现有振源发生装置在导向支撑结构等方面存在的问题，提高台体与动圈及下台面之间的导向支撑性能，本方案创新点在于：第一，将导向结构与弹性支撑结构两者组合，从而形成新的弹性导向组合支撑结构；第二，将新的弹性导向组合支撑结构均匀布置在台体水平外围周向；第三，采用直线滚珠轴承与导向柱配合进行导向。

由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有以下优点和效果：

1. 台体与动圈及下台面之间的导向支撑性能大大提高，特别是采用了直线滚珠轴承与导向柱配合的形式进行导向，有利于进一步提高导向精度。

2. 由于弹性导向组合支撑结构均匀布置在台体水平外围周向，在结构上属于外置式导向，相对于现有技术中的上、下内置式导向设计而言，导向性更好，结构更合理，维修调整更加方便。此外，外置式导向还有利于整个机器的平稳。

3. 由于本发明将导向结构与弹性支撑结构两者进行了有效组合，每组弹性导向组合支撑结构中导向结构与弹性支撑共用一个导向柱，从而使得结构更加简单，布置更合理，构思更巧妙。

附图说明

附图1为现有中国专利CN2814437Y的原理图；

附图2为本发明结构原理图；

附图3为本发明实施例俯视图；

附图4为图3的A-A剖视图；

附图5为图3的B-B剖视图。

以上附图中：1. 台体组件；2. 穿心支撑轴组件；3. 上导轮组件；4. 下导轮组件；5. 下台面支撑组件；6. 移动滚轮组件；7. 台体；8. 动圈；9. 下台面；10. 支撑弹簧；11. 励磁线圈；12. 导磁回路；13. 驱动线圈；14. 骨架；15. 导向柱；16. 导座；17. 直线滚珠轴承；18. 中心导柱；19. 导向轮；20. 空气弹簧；21. 上固定座；22. 下固定座；23. 上极板；24. 磁钢环；25. 下极板；26. 中心磁极；27. 上部罩；28. 下部罩；29. 出风口；30. 接地线。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

实施例：一种电动式振源发生器

如图2~5所示，该电动式振源发生器包括台体7、动圈8以及下台面9，台体7主要由励磁线圈11和导磁回路12构成，导磁回路12由上极板23、磁钢环24、下极板25和中心磁极26组成。动圈8主要由驱动线圈13和骨架14构成，驱动线圈13固定绕制在骨架14的上部，并且对应励磁线圈11和导磁回路12设置，下台面9固定在骨架14的下部，下台面9的作用面朝下设置。本发明的创新在于：台体7与下台面9之间由至少三组弹性导向组合支撑结构进行支撑。在本实施例中，采用四组弹性导向组合支撑结构进行支撑（见图3），各组弹性导向组合支撑结构在台体7水平外围周向均匀布置，其中每组弹性导向组合支撑结构由导向柱15、支撑弹簧10、导座16、直线滚珠轴承17、上固定座21和下固定座22组成（见图2、图4和图5）。所述导向柱15竖直布置，导向柱15的下端通过下固定座22与下台面9固定连接，上端通过上固定座21固定连接。所述导座16相对台体7固定连接，导座16上设有导向孔，导向孔中安装有直线滚珠轴承17，直线滚珠轴承17套装在导向柱15上。所述支撑弹簧10套装在导座16与下台面9之间的导向柱15上，支撑弹簧10相对作用在台体7与下台面9之间。

为了保证导向性能，每组弹性导向组合支撑结构采用两个直线滚珠轴承17串联构成（图4和图5）。这样导向行程大，因此导向精度高、导向强度和刚度大。但也可以采用一个或三个直线滚珠轴承17，这些可以根据实际需要来确定。

为了增加导向性可以在台体内部设有中心导柱，所述台体7内部设有中心导柱18，中心导柱18布置在台体7的竖直中心线位置上，中心导柱18与所述骨架14固定连接，中心导柱18的周围设有至少三个导向轮19，导向轮19相对台体7支承连接。

为了便于调整台体在竖直方向上的中心位置，所述中心导柱18的顶部设有空气弹簧20，空气弹簧20的一端作用在中心导柱18上，另一端作用在台体7上。台体7内部的空气弹簧20和台体7外部的支撑弹簧10共同组成弹性支撑系统，其中支撑弹簧10用于支撑运动的台体7。由于支撑弹簧10（圆柱弹簧）的制造精度底，在开始振动前台体7在竖直方向上难于刚好处于振动的中心位置，此时可以通过内部的空气弹簧20气压大小来调节台体7的中心位置。

此外，台体7的上部还设有上部罩27，台体7的下部还设有下部罩28。下部罩28通过出风口29与风管及风机连接，冷风从上部罩27网板进入，并经过台体7内部，最后从出风口29流出，这样可以实现强制风冷（也可以采用水冷结构）。

本实施例操作过程：在运行之前，由于外部的支撑弹簧10的制造精度低，此时就需要通过内部的空气弹簧20来调节台体7在竖直方向的中心位置（振动中心位置）。以上工作完成之后，首先往上、下励磁线圈11中通入恒定的直流电流，这样在台体7内产生恒定磁场，再由控制仪发出控制信号（如正弦或随机信号），通过功率放大器放大，然后输入到驱动线圈13中，驱动线圈13受到垂直方向的作用力，通过骨架14传递给下台面9，最后传递给大地或其他支撑物，如桥梁、隧道等。根据作用力与反作用力原理，台体7中的励磁线圈11也受到来自驱动线圈13的垂直方向的作用力，这样就有了台体7上下振动的现象。此外，由于台体7与骨架14及下台面9之间有相对运动，通过设计这两部分的质量比，在特定的正弦驱动或随机驱动的作用下，运行时下台面9在某些时刻能够脱离地面一定高度，然后马上又冲向地面，从而产生比驱动推力更大的冲击力。在此过程中风机通过风管连接出风口29对上、下励磁线圈11和驱动线圈13进行风冷，而上部罩27和下部罩28则用于防尘。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种电动式振源发生器，包括台体（7）、动圈（8）以及下台面（9），台体（7）主要由励磁线圈（11）和导磁回路（12）构成，动圈（8）主要由驱动线圈（13）和骨架（14）构成，驱动线圈（13）固定绕制在骨架（14）的上部，并且对应励磁线圈（11）和导磁回路（12）设置，下台面（9）固定在骨架（14）的下部，下台面（9）的作用面朝下设置，其特征在于：台体（7）与下台面（9）之间由至少三组弹性导向组合支撑结构进行支撑，各组弹性导向组合支撑结构在台体（7）水平外围周向均匀布置，其中每组弹性导向组合支撑结构主要由导向柱（15）、支撑弹簧（10）、导座（16）和直线滚珠轴承（17）组成，所述导向柱（15）竖直布置，导向柱（15）的下端相对下台面（9）固定连接，所述导座（16）相对台体（7）固定连接，导座（16）上设有导向孔，导向孔中安装有直线滚珠轴承（17），直线滚珠轴承（17）套装在导向柱（15）上；所述支撑弹簧（10）套装在导座（16）与下台面（9）之间的导向柱（15）上，支撑弹簧（10）相对作用在台体（7）与下台面（9）之间。

2.根据权利要求1所述的电动式振源发生器，其特征在于：所述台体（7）内部设有中心导柱（18），中心导柱（18）布置在台体（7）的竖直中心线位置上，中心导柱（18）与所述骨架（14）固定连接，中心导柱（18）的周围设有至少三个导向轮（19），导向轮（19）相对台体（7）支承连接。

3.根据权利要求2所述的电动式振源发生器，其特征在于：所述中心导柱（18）的顶部设有空气弹簧（20），空气弹簧（20）的一端作用在中心导柱（18）上，另一端作用在台体（7）上。