CN104588306B - 用于标准振动台的簧片悬架结构 - Google Patents
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Abstract
用于标准振动台的簧片悬架结构，包括多个簧片悬架单元和连接簧片悬架单元与振动台运动部件的连接环，连接环固定于振动台运动部件上，连接环与振动台运动部件同轴；每个簧片悬架单元包含各自的一对水平向簧片，簧片支块和侧簧片；一对水平向簧片分别固定于簧片支块的两端，水平向簧片的另一端固定于连接环上，簧片支块沿振动台轴向设置；侧簧片固定于簧片支块上，侧簧片与簧片支块正交，侧簧片两端相对振动台基座固定，侧簧片与振动台之间有允许侧簧片沿振动台径向形变的空间；振动台运动部件振动时，每个簧片悬架单元均匀受力。本发明具有能够同时对标准振动台运动部件实现精确导向及线性支撑的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种适用标准振动台的簧片悬架结构。
技术背景
振动传感器是获取各类振动信号的主要途径，广泛应用于人类生产生活的多个领域。为使振动传感器更加准确地将机械振动信号转化为电信号，以便于信号的检测、分析和存储，必须对振动传感器进行精确的校准，以保证获取的振动信号的精度。所以，建立振动校准系统具有重要意义，而标准振动台作为整个振动校准系统的核心，其输出振动激励信号的质量及造价直接关系到振动校准系统的校准精度及制造成本。
传统标准振动台多采用气浮导轨和普通机械式弹簧作为运动部件的导向和支撑机构，为保证气浮导轨具有足够好的导向特性，其零部件的加工精度要求较高，且造价昂贵，而普通机械式弹簧线性特性差，造成振动台的输出波形失真度大。因此，研制一种可同时对标准振动台运动部件实现精确导向及线性支撑的新型悬架结构对提高标准振动台输出振动激励信号的精度及减小标准振动台的制造成本具有重要意义。
发明内容
为提高标准振动台输出振动激励信号的精度及减小标准振动台的制造成本，本发明提供了一种可同时对标准振动台运动部件实现精确导向及线性支撑的簧片悬架结构。
用于标准振动台的簧片悬架结构，包括多个簧片悬架单元和连接簧片悬架单元与振动台运动部件的连接环，连接环固定于振动台运动部件上，连接环与振动台运动部件同轴；
每个簧片悬架单元包含各自的一对水平向簧片，簧片支块和侧簧片；一对水平向簧片分别固定于簧片支块的两端，水平向簧片的另一端固定于连接环上，簧片支块沿振动台轴向设置；侧簧片固定于簧片支块上，侧簧片与簧片支块正交，侧簧片两端相对振动台基座固定，侧簧片与振动台之间有允许侧簧片沿振动台径向形变的空间；振动台运动部件振动时，每个簧片悬架单元均匀受力。
具体的，侧簧片两端相对振动台的磁路基体固定，侧簧片与磁路基体之间有允许侧簧片沿振动台径向形变的空间。
以单个簧片悬架为例，当振动台运动部件沿轴线向下振动时，水平向簧片与连接环固定的一端受到沿振动台轴向向下的外力，水平向簧片沿振动台的径向被拉伸。在水平向簧片的回复力作用下，水平向簧片将簧片支块向靠近振动台轴线的方向拉。而侧簧片两端与磁路基体固定，磁路基体为固定件，因此，侧簧片的两端不动，中部在簧片支块的作用下向振动台的轴线方向拱。当振动台运动部件复位时，侧簧片复位，水平向簧片复位。当振动台运动部件向上振动时，水平向簧片与连接环固定的一端受到沿振动台轴向向上的外力，水平向簧片沿振动台的径向被拉伸。在水平向簧片的回复力作用，水平向簧片将簧片支块向靠近振动台轴线的方向拉，侧簧片的两端不动，中部在簧片支块的作用下向振动台的轴线方向拱。当振动台运动部件复位时，侧簧片复位，水平向簧片复位。所谓振动台运动部件复位，指的是振动台运动部件从极限位置回到零位移。
振动台运动部件振动时，每个簧片悬架单元都均匀受力，因此每个簧片悬架单元对振动台运动部件的反作用力也相同，振动台运动部件始终沿其轴线上下振动。
进一步，簧片支块两端均由簧片压块连接水平向簧片，两片水平向簧片相互平行。
进一步，侧簧片的中部通过中压板与簧片支块固定，侧簧片的两端通过簧片压块连接磁路基体。
进一步，侧簧片与磁路基体之间设置调整垫。调整垫的作用在于：使侧簧片与磁路基体和簧片支块之间具有较好的平行度，当一对水平向簧片将簧片支块向振动台的轴线方向拉的时候，侧簧片均匀受力、向振动台的轴线方向拱。
进一步，簧片悬架单元成对设置，每一对簧片悬架单元的两个簧片悬架单元对称设置；簧片悬架单元对的数量为最少两对。
或者，簧片悬架单元的数量为多个，多个簧片悬架单元沿振动台运动部件圆周方向均匀设置。
进一步，通过调整簧片支块沿振动台运动部件轴线方向的尺寸，以及保证簧片支块与水平向簧片的连接精度，使水平向簧片与簧片支块之间有较好的垂直度关系，从而使簧片支块与振动台轴线之间有较好的平行度；实现一对簧片悬架单元的对称安装，对振动台运动部件有较好的导向、支撑性能。
进一步，水平向簧片与簧片压块、簧片支块、运动部件、内连接环之间以及侧簧片与簧片压块、簧片支块、调整垫之间均采用胶接方式连接，用于减小水平向簧片与侧簧片在运动部件振动时产生的平行于水平向簧片以及侧簧片平面的滑移运动。
当标准振动台运动部件产生振动时，水平向簧片可简化为一端固支的悬臂梁结构，跟随运动部件产生振动，由于水平向簧片沿运动部件径向的尺寸大，而运动部件产生小位移的振动时，可以认为水平向簧片沿振动方向的变形为弹性变形，刚度为常数，水平向簧片对运动部件的支撑力具有较好的线性特性，与此同时，侧簧片在运动部件振动过程中也产生沿运动部件径向的运动，且运动位移方向始终指向运动部件内部，从而增加了水平向簧片对运动部件支撑力的线性范围，在运动部件输出振动信号具有相同精度的条件下，可实现更大位移的振动。与此同时，多组簧片悬架单元沿运动部件左右、前后安装位置具有较好的对称性，从而实现了簧片悬架结构对运动部件较好的线性支撑以及精确的导向。
本发明采用一种簧片悬架结构，可替代传统气浮导轨及机械式弹簧，用于将振动台运动部件与磁路基体连接，水平向簧片可沿振动台运动部件轴线方向产生弹性变形，从而实现对振动台运动部件的线性支撑及精确导向，侧簧片产生了沿振动台运动部件径向的变形，可显著提高水平向簧片变形的线性范围，从而显著提高振动台输出激励信号的精度的同时，减小了标准振动台的制造成本。本发明具有结构简单、安装方便、适用于标准振动台的优点。
附图说明
图1为具有簧片悬架结构的标准振动台示意图。
图2为簧片悬架结构图。
图3为簧片悬架单元变形后示意图。
具体实施方式
如图1所示，用于标准振动台的簧片悬架结构，包括四组簧片悬架单元1和连接簧片悬架单元1与振动台3运动部件4的连接环2，连接环2固定于振动台3运动部件4上，连接环2与振动台3运动部件4同轴；
结合图2，每个簧片悬架单元1包含各自的一对水平向簧片11，簧片支块13和侧簧片12；一对水平向簧片11分别固定于簧片支块13的两端，水平向簧片11的另一端固定于连接环2上，簧片支块13沿振动台3运动部件4轴向设置；侧簧片12固定于簧片支块13上，侧簧片12与簧片支块13正交，侧簧片12两端与振动台3的磁路基体5固定；侧簧片12与磁路基体5之间有允许侧簧片12沿振动台径向形变的空间；振动台3运动部件4振动时，每个簧片悬架单元1均匀受力。
水平向簧片11一端通过簧片压块14与簧片支块13连接，另一端与运动部件4连接；簧片支块13与水平向簧片11在空间位置相互垂直；侧簧片12与水平向簧片11在空间位置也相互垂直，中部通过中压板15与簧片支块13连接，两端通过簧片压块14连接振动台磁路基体5。
簧片支块13两端均由簧片压块14连接水平向簧片11，水平向簧片11的另一端通过连接环2连接运动部件4，并且保证两片水平向簧片11相互平行。
侧簧片12两端由簧片压块14与振动台磁路基体5连接，调整垫16安装在侧簧片12与振动台磁路基体5之间，用于调整簧片悬架单元1与运动部件4之间的连接位置。
簧片悬架单元1沿运动部件4轴向左右、前后对称位置布置，连接环2将形成的四组簧片悬架单元1上的水平向簧片11端部与运动部件4连接，通过调整调整垫16以及保证水平向簧片11与簧片支块13之间有较好的垂直度关系，可实现簧片悬架1沿运动部件4轴向左右、前后位置的对称安装，实现对运动部件4较好的导向、支撑性能，四组簧片悬架单元1、两个连接环2即组成了标准振动台簧片悬架结构。
水平向簧片11与簧片压块14、簧片支块13、运动部件4、连接环2之间以及侧簧片12与簧片压块14、簧片支块13、调整垫16之间均采用胶接方式连接，用于减小水平向簧片11与侧簧片12在运动部件4振动时产生的平行于水平向簧片11以及侧簧片12平面的滑移运动。
本发明的工作过程为：当振动台3运动部件4产生振动时，如图3所示，水平向簧片11可简化为一端固支的悬臂梁结构，跟随运动部件4产生振动，由于水平向簧片11沿运动部件4径向的尺寸大，而运动部件4产生小位移的振动时，可以认为水平向簧片11沿振动方向的变形为弹性变形，刚度为常数，水平向簧片11对运动部件4的支撑力具有较好的线性特性，与此同时，侧簧片12在运动部件4振动过程中也产生沿运动部件4径向的运动，且运动位移方向始终指向运动部件4内部，从而增加了水平向簧片12对运动部件4支撑力的线性范围，在运动部件4输出振动信号具有相同精度的条件下，可实现更大位移的振动。与此同时，簧片悬架结构的四组簧片悬架单元1沿运动部件4左右、前后安装位置具有较好的对称性，从而实现了簧片悬架结构对运动部件4较好的线性支撑以及精确的导向。
本发明采用一种簧片悬架结构，可替代传统气浮导轨及机械式弹簧，用于将振动台3运动部件4与磁路基体5连接，水平向簧片11可沿振动台3运动部件4轴线方向产生弹性变形，从而实现对振动台3运动部件4的线性支撑及精确导向，侧簧片产生了沿振动台3运动部件4径向的变形，可显著提高水平向簧片11变形的线性范围，从而显著提高振动台输出激励信号的精度的同时，减小了标准振动台的制造成本。
本说明书实施例内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。
Claims (6)
1.用于标准振动台的簧片悬架结构，其特征在于：包括多个簧片悬架单元和连接簧片悬架单元与振动台运动部件的连接环，连接环固定于振动台运动部件上，连接环与振动台运动部件同轴；
每个簧片悬架单元包含各自的一对水平向簧片，簧片支块和侧簧片；一对水平向簧片分别固定于簧片支块的两端，水平向簧片的另一端固定于连接环上，簧片支块沿振动台轴向设置；侧簧片固定于簧片支块上，侧簧片与簧片支块正交，侧簧片两端相对振动台基座固定，侧簧片与振动台之间有允许侧簧片沿振动台径向形变的空间；振动台运动部件振动时，每个簧片悬架单元均匀受力。
2.如权利要求1所述的用于标准振动台的簧片悬架结构，其特征在于：侧簧片两端相对振动台的磁路基体固定，侧簧片与磁路基体之间有允许侧簧片沿振动台径向形变的空间。
3.如权利要求2所述的用于标准振动台的簧片悬架结构，其特征在于：簧片支块两端均由簧片压块连接水平向簧片，两片水平向簧片相互平行。
4.如权利要求3所述的用于标准振动台的簧片悬架结构，其特征在于：侧簧片的中部通过中压板与簧片支块固定，侧簧片的两端通过簧片压块连接磁路基体。
5.如权利要求4所述的用于标准振动台的簧片悬架结构，其特征在于：侧簧片与磁路基体之间设置调整垫。
6.如权利要求5所述的用于标准振动台的簧片悬架结构，其特征在于：簧片悬架单元成对设置，每一对簧片悬架单元的两个簧片悬架单元对称设置；簧片悬架单元对的数量为最少两对，沿振动台运动部件圆周方向均匀设置。
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