CN103712764A - 电磁力锤 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种电磁力锤，包括力锤导管和锤头，其中，所述力锤导管为多段，每一段力锤导管均包括外部绝缘体和内部导体，相邻的力锤导管之间通过绝缘弯管连接，从而首尾相连，形成沿力锤导管延伸方向分段导通的导通体；所述锤头为导体，并设置于导通体内部，所述锤头的外部均布电磁力。本发明对操作员的要求较低，可根据实际需求，通过控制电磁铁的电压和力锤导管内不同段导体的上端导体和下端导体之间的电压，对同一点进行多次不同冲击量级的且量级可控的锤击实验，操作灵活，在一些特殊的环境下，能够在狭小的工作空间内工作。对于冲击试验，也可以实现大量级的冲击试验。
Description
技术领域
本发明涉及航天技术领域的一种力锤装置，具体是一种用于模态试验等锤击类试验的电磁力锤。
背景技术
目前，公知的力锤是由人工敲击的，在结构的模态的试验时，通过实验人员敲击特定的一系列点，测得结构的模态。在冲击试验中，需要大量级的冲击，但是，通过试验人员敲击的方法，需要试验人员能够准确地控制力锤的敲击方向和大小，对实验人员要求很高，且无法实现大量级的冲击；同时，由于力锤敲击需要一定的空间，在一些空间狭小的点，就无法使用力锤敲击。
发明内容
为了克服现有的力锤对试验人员的极高要求，同时狭小空间无法进行锤击试验的不足，本发明提供一种电磁力锤，该电磁力锤对操作员的要求较低，对同一点进行多次不同冲击量级的且量级可控的实验，操作灵活，能够在狭小的工作空间内工作，环保无污染。
本发明是通过以下技术方案实现的。
一种电磁力锤，包括力锤导管和锤头，其中，所述力锤导管为多段，每一段力锤导管均包括外部绝缘体和内部导体，相邻的力锤导管之间通过绝缘弯管连接，从而首尾相连，形成沿力锤导管延伸方向分段导通的导通体；所述锤头为导体，并设置于导通体内部，所述锤头的外部均布电磁力。
优选地，所述内部导体包括上端导体和下端导体，所述上端导体和下端导体之间通过绝缘体连接。
优选地，所述导通体的一端为起始端，导通体的另一端为锤头出口端，所述起始端和锤头出口端均包裹有绝缘层。
优选地，所述起始端的端口设有阀门。
优选地，所述阀门和与其相邻的力锤导管之间设有夹角。
优选地，所述力锤导管的内部导体正负极接电方式为：根据电磁力方向，始终保证锤头处于加速运动状态。
优选地，所述电磁力通过电磁铁产生。
本发明提供的电磁力锤，其电磁铁产生均匀磁场，力锤导管为绝缘材料，力锤导管内部设有多段导体段，任意一段导体段都分上下两块，上下两块之间填充绝缘材料。在准备进行锤击试验时，将锤头放置在起始端，将锤头出口端放在击打点的位置，通过合理地设置力锤导管内两块导体之间的电势差，保证在锤头从起始端向击打点运动的过程中，通电时始终受到正向的加速度，最终以高速入射冲击实验对象，达到试验的目的。
与现有技术相比，本发明具有以下技术特点：
能够在较小的空间内，实现大速率的冲击，同时在狭小的空间内进行冲击或模态锤击试验。本发明通过控制输入电压准确地控制力锤冲击力的大小，能够在狭小的空间内工作，适用于模态试验等锤击类试验，尤其是结构复杂的航天领域。
本发明对操作员的要求较低，可根据实际需求，通过控制电磁铁的电压和力锤导管内不同段导体的上端导体和下端导体之间的电压，对同一点进行多次不同冲击量级的且量级可控的锤击实验，操作灵活，在一些特殊的环境下，能够在狭小的工作空间内工作。对于冲击试验，也可以实现大量级的冲击试验。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明结构示意图；
图2为力锤导管剖面图；
图中：1为开关K1，2为开关K2，3为开关K3，4为开关K4，C为起始端，D为阀门，M为锤头，X为电磁铁产生的磁场，5为上端导体，6为下端导体，7为绝缘体。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
本实施例提供了一种电磁力锤，包括力锤导管和锤头，其中，所述力锤导管为多段，每一段力锤导管均包括外部绝缘体和内部导体，相邻的力锤导管之间通过绝缘弯管连接，从而首尾相连，形成沿力锤导管延伸方向分段导通的导通体；所述锤头为导体，并设置于导通体内部，所述锤头的外部均布电磁力。
进一步地，所述内部导体包括上端导体和下端导体，所述上端导体和下端导体之间通过绝缘体连接。
进一步地，所述导通体的一端为起始端，导通体的另一端为锤头出口端，所述起始端和锤头出口端均包裹有绝缘层。
进一步地，所述起始端的端口设有阀门。
进一步地，所述阀门和与其相邻的力锤导管之间设有夹角。
进一步地，所述力锤导管的内部导体正负极接电方式为：根据电磁力方向，始终保证锤头处于加速运动状态。
进一步地，所述电磁力通过电磁铁产生。
本实施例具体为：
如图1所示，将锤头M放置到力锤导体的起始端C中，然后将阀门D放入起始端C中。接通电磁铁的外接电源，产生磁场；开关K1、开关K2、开关K3、开关K4分别接在外接直流电源的+极、-极、-极、+极上，闭合开关K1、开关K2、开关K3、开关K4，锤头M在电磁力的作用下，在第一段将向左做加速运动，在圆弧段依靠动能继续向前运动，第二段由于电流反向，锤头M将向右做加速运动，依次类推，锤头将在每一段的圆弧段做匀速运动，在平直段做加速运动，直至出口处，撞击试验点。加速段的数量不局限与图1所示的数量，可以根据实际情况增加或减少。对于同一点，可以重复多次试验。通过控制开关K1、开关K2、开关K3、开关K4端的电压、或者电磁铁的电压，实现不同量级的，可控制的冲击或模态试验。
如图2所示，在上端导体与下端导体之间，填充绝缘体，避免上端导体与下端导体之间短路，对电磁力锤造成破坏性损伤。
如图1所示，在电磁力锤的力锤出口端，用绝缘层包裹，放置人员的误操作导致发生触电事故；在起始端也采用同样的处理方式。
如图1所示，导体段的段与段之间通过绝缘材料构成的圆弧连接，充分利用了空间，避免了电磁力锤的力锤导管段空间长度过长，难以携带的缺点。
在本实施例中，电磁铁产生磁场，锤头在力锤导管内，通过特定的电压组合方式，产生确定期望方向的电磁力，使锤头加速运行至出口。电磁力锤内存在导体的力锤导管段，导体分上下两层，层与层之间通过绝缘材料连接。力锤导管的起始端和锤头的出口处，均有绝缘层包裹。力锤导管的起始端阀门与力锤导管的平直段成一定的夹角。力锤导管采用分段导通，段与段之间采用绝缘材料连接，沿力锤导管方向，导通段分段往复。力锤导管内的导体正负极接电方式，根据电磁力方向，始终保证锤头处于加速的运动状态。
本实施例提供的电磁力锤，其锤头为导体，磁铁产生均匀磁场，力锤导管分内外两层，外层为绝缘材料，内层为多段导体，任意一段导体都分上下两块，上下两块之间填充绝缘材料，相邻两段的导体之间采用绝缘材料制成的圆管连接。在准备进行锤击试验时，将锤头放置在起始端，将电磁力锤的另一端放在击打点的位置，通过合理地设置力锤导管内层两块导体之间的电势差，保证在锤头从起始端向击打点运动的过程中，通电时始终受到正向的加速度，最终以高速入射冲击实验对象，达到试验的目的。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。
Claims (7)
1.一种电磁力锤，其特征在于，包括力锤导管和锤头，其中，所述力锤导管为多段，每一段力锤导管均包括外部绝缘体和内部导体，相邻的力锤导管之间通过绝缘弯管连接，从而首尾相连，形成沿力锤导管延伸方向分段导通的导通体；所述锤头为导体，并设置于导通体内部，所述锤头的外部均布电磁力。
2.根据权利要求1所述的电磁力锤，其特征在于，所述内部导体包括上端导体和下端导体，所述上端导体和下端导体之间通过绝缘体连接。
3.根据权利要求1所述的电磁力锤，其特征在于，所述导通体的一端为起始端，导通体的另一端为锤头出口端，所述起始端和锤头出口端均包裹有绝缘层。
4.根据权利要求3所述的电磁力锤，其特征在于，所述起始端的端口设有阀门。
5.根据权利要求4所述的电磁力锤，其特征在于，所述阀门和与其相邻的力锤导管之间设有夹角。
6.根据权利要求1所述的电磁力锤，其特征在于，所述力锤导管的内部导体正负极接电方式为：根据电磁力方向，始终保证锤头处于加速运动状态。
7.根据权利要求1或6所述的电磁力锤，其特征在于，所述电磁力通过电磁铁产生。
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