CN105115689A - 一种脉冲激振装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种脉冲激振装置，属于振动测试领域，用来进行传递函数分析、模态阵型识别等振动测试。所述装置包括定簧纽扣；弹簧片，一端固定在定簧纽扣上，并自该端缠绕所述定簧纽扣；曲柄滑块机构，其曲柄一端转动连接在转动轴上，并可绕所述转动轴旋转，所述曲柄滑块机构的曲柄的中部固定连接所述弹簧片的另一端，所述转动轴与所述定簧纽扣同轴，所述曲柄的另一端连接所述曲柄滑块机构的连杆；激励源，连接所述曲柄滑块机构的连杆的另一端，由所述连杆驱动运动；控制机构，与所述激励源连接，并能够控制所述激励源运动。本发明提供的脉冲激振装置能够在振动测试过程中提供固定的冲击能量并能有效克服在振动测试过程中发生连击的缺陷。

Description

一种脉冲激振装置

技术领域

本发明涉及振动测试领域，特别是涉及一种脉冲激振装置。

背景技术

振动测量，是指在现场或实验室对振动系统的实物或模型进行响应测量、动态特性参数测定以及载荷识别。激振器是附加在某些机械和设备上用以产生激励力的装置，是利用机械振动的重要部件。激振器能使被激物件获得一定形式和大小的振动量，从而对物体进行振动和强度试验，或对振动测试仪器和传感器进行校准。目前振动测试领域中，使用力锤作为脉冲激振装置用来进行传递函数分析、模态阵型识别等振动测试十分广泛，与其他激振装置相比，力锤激振的优点在于，操作简便，容易携带等，而其缺点在于，每次锤击的冲击能量，难以统一，并且有可能发生连击情况。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种脉冲激振装置，包括定簧纽扣；

弹簧片，所述弹簧片一端固定在定簧纽扣上，并自该端缠绕所述定簧纽扣；

曲柄滑块机构，所述曲柄滑块机构的曲柄一端转动连接在转动轴上，并可绕所述转动轴旋转，所述曲柄滑块机构的曲柄的中部固定连接所述弹簧片的另一端，所述转动轴与所述定簧纽扣同轴，所述曲柄的另一端连接所述曲柄滑块机构的连杆；

激励源，连接所述曲柄滑块机构的连杆的另一端，由所述连杆驱动运动；

控制机构，与所述激励源连接，并能够控制所述激励源运动。

优选的是，所述定簧纽扣为柱状结构，其侧边开槽孔，所述弹簧片的与所述定簧纽扣连接的一端卡接在所述槽孔中，所述定簧纽扣的底端开有凹槽，使所述定簧纽扣能够插接在壳体的凸块上，所述壳体为用于封装所述脉冲激振装置的结构。

在上述方案中优选的是，所述激励源包括锤头、质量块以及传感器，所述质量块一端连接所述曲柄滑块机构的连杆，另一端连接所述锤头，所述传感器可拆卸连接在所述质量块上。

在上述方案中优选的是，所述壳体上设置有供所述质量块运动的滑轨。

在上述方案中优选的是，所述质量块与所述曲柄滑块机构的连杆铰接。

在上述方案中优选的是，所述控制机构包括设置在质量块上的凸块，所述壳体上设置有能够卡住所述凸块的弹性卡。

本发明提出的一种能够在振动测试过程中提供固定冲击能量并有效防止连击的简便的激振装置，通过一端固定的张紧的弹簧提供冲击所需要的能量，变换弹簧的种类与张紧量可提供多个固定的能量值，用于不同的测量范围，在需要激振的时候，对弹性卡施加并保持作用力，释放质量块，开始进行冲击，冲击结束质量块回到初始位置后，取消对弹性卡施加的作用力，质量块被重新卡住，此时可以重新张紧弹簧，为下次试验做准备。

附图说明

图1是按照本发明脉冲激振装置的一优选实施例的结构示意图。

图2是按照本发明图1所示实施例的壳体结构示意图。

图3是按照本发明图1所示实施例的定簧纽扣结构示意图。

其中，1为滑轨，2为锤头，3为质量块，4为传感器，5为连杆，6为曲柄，7为弹簧片，8为壳体，9为定簧纽扣，10为弹性卡，11凸块。

具体实施方式

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

如图1所示，本发明脉冲激振装置主要包括动力部分、传动部分、冲击部分以及复位部分。

其中，动力部分主要包括定簧纽扣9和弹簧片7，定簧纽扣9连接弹簧片7，用以对弹簧片7施加张紧力，使弹簧片7拥有张紧力，而弹簧7的另一端连接至传动部分，用以对传动部分施加旋转力，在本实施例中，图3给出了定簧纽扣9的结构示意图，定簧纽扣9为柱状结构，其侧边开槽孔，所述弹簧片7的与所述定簧纽扣9连接的一端卡接在所述槽孔中，并自该端缠绕所述定簧纽扣9，这样，当对定簧纽扣9进行旋转时，如果弹簧片7的另一端被固定，则会对弹簧片7形成弹性张紧力。

为此，需要对定簧纽扣9进行限动，本实施例中通过卡接的连接关系来实现该目的，参考图3，所述定簧纽扣9的底端开有凹槽，使所述定簧纽扣9能够插接在壳体8的凸块上，所述壳体8为用于封装所述脉冲激振装置的结构，壳体8的凸块适配与所述的定簧纽扣9底端的凹槽。这样，当将定簧纽扣9向外拉，即将定簧纽扣9向远离其底端的凹槽的方向拉动时，此时，定簧纽扣9将仅与插接在其中部槽孔中的的弹簧片7的一端连接，进而，可以对定簧纽扣9进行旋转，本实施例中，壳体8的凸块是对应于定簧纽扣9底部的凹槽的，然而，可以想到的是，壳体8的凸块的数量可以多于定簧纽扣9底部的凹槽的数量，并且，壳体8的凸块在壳体上的分布以及定簧纽扣9底部的凹槽在定簧纽扣9底部的分布都是均匀的，这样，对定簧纽扣9旋转的一定角度后在插回壳体8的时候，这里的一定角度将会有更多的选择，比如，壳体8的凸块分布有两个，定簧纽扣9底部的凹槽也对称分布有两个，此时，定簧纽扣9在旋转180度的倍数时，才能重新插入壳体8中，再比如，当定簧纽扣9底部的凹槽对称分布有两个，而壳体8的凸块沿周向均布有4个，此时，定簧纽扣9在旋转90度的倍数时，即能重新插入壳体8中。

另外需要说明的是，本发明通过一端固定在壳体上张紧的弹簧提供冲击所需要的能量，变换弹簧的种类与张紧量可提供多个固定的能量值，用于不同的测量范围。

本实施例中的传动部分为驱动连杆机构，或者称为驱动滑块机构，其用于将弹簧片7的转动转换为滑块的直线运动，进而完成脉冲激振的功能，如图1所示，所述曲柄滑块机构用曲柄和滑块来实现转动和移动相互转换的平面连杆机构，也称曲柄连杆机构。曲柄滑块机构中与机架构成移动副的构件为滑块，即本实施例的激励源，后面详细描述，曲柄滑块机构的曲柄6一端转动连接在转动轴上，并可绕所述转动轴旋转，所述曲柄滑块机构的曲柄6的中部固定连接所述弹簧片7的另一端，所述转动轴与所述定簧纽扣9同轴，比如，将定簧纽扣9自设置在壳体上的一面的孔槽中，而转动轴设置在壳体的另一面的孔槽中，而两个孔槽相对分布。所述曲柄6的另一端连接所述曲柄滑块机构的连杆5，这样，当滑块在没有其它组件限制其运动时，滑块的动力装置就仅为曲柄滑块机构的曲柄6，而曲柄6又是由弹簧片7施加旋转力的，所以，本实施例中，当弹簧片7具备张紧力时，将会作用在滑块上，使滑块进行移动。

需要说明的是，所述滑块与所述曲柄滑块机构的连杆铰接，本实施例中，特指滑块中的质量块3与所述曲柄滑块机构的连杆5铰接。

本实施例中的冲击部分即为所述的曲柄连杆机构的滑块，实际上也是本实施例中的激励源，激励源，连接所述曲柄滑块机构的连杆5的另一端，由所述连杆5驱动运动，其包括锤头2、质量块3以及传感器4，所述质量块3一端连接所述曲柄滑块机构的连杆5，另一端连接所述锤头2，所述传感器4可拆卸连接在所述质量块3上。释放弹簧(这里指当弹簧的张紧力开始工作时)，驱动曲柄6，在传动部分的曲柄6与连杆7之间成180°角时，质量块滑到最远端，即远离定簧纽扣9的位置，锤头2探出壳体8实施冲击。质量块3上连接的锤头2和传感器4可更换以适应不同测试的冲击需要。因此，锤头2和传感器4均可拆卸连接在质量块上，比如螺栓连接。

应当理解的是，所述壳体8上设置有供所述质量块3运动的滑轨，保证了对质量块3力的稳定性，不会因摩擦过大而产生较大的误差。

本实施例还包括一个重要的控制机构，或者复位部分，控制机构与所述激励源连接，并能够控制所述激励源运动，参考图2，所述控制机构包括设置在质量块3上的凸块，所述壳体8上设置有能够卡住所述凸块的弹性卡10。本实施例中，质量块3在滑轨上运动，其前部设置有锤头2，后部除了连接连杆之外，还带有传感器，另外，在质量块的两侧各向外凸出一部分，即凸块，凸块可以在壳体外部运动，因此，需要在壳体8上开长槽，这样，当质量块在滑轨上运动时，凸块通过长槽伸出壳体，并沿长槽运动，在长槽的起始端，设置有弹性卡10，这里所说的起始端，是指质量块3运动过程中，靠近定簧纽扣9的一端，比如，将弹簧片的张紧力设置为旋转360度时的弹性变量产生的力，当弹簧片7储存张紧力时，质量块3恰好位于起始端，当弹簧片7将张紧力释放完全时，质量块3也恰好位于起始端，在壳体8的起始端设置的弹性卡10分为前后两部分，前端能够接触质量块，其设置成带钩形式的装置，能够钩住质量块两侧的凸块，弹性卡10后端设置成具有弹性的装置，当保持弹性力时，弹性卡10前端钩住质量块两侧的凸块，当后端施加力时，前端的钩住结构向外分开，释放质量块。

比如，在质量块3等待冲击的时候，弹性,10后端翘起，前端向内夹紧，卡住质量块3的凸块，使得质量块不能移动，在需要激振的时候，用手捏住弹性卡10，弹性卡10前端翘起，质量块开始滑动，实施冲击，冲击结束后质量块3回到弹性卡10的位置后，松开弹性卡10，质量块3被重新卡住，此时将壳体上与驱动弹簧相连的定簧纽扣向外拉，然后旋转，将驱动弹簧上紧后推回壳内卡住。将壳体上与驱动弹簧相连的定簧纽扣向外拉，然后旋转，将驱动弹簧上紧后将定簧纽扣推回壳内卡住。为下一次冲击做好准备。

最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种脉冲激振装置，其特征在于，包括：

定簧纽扣(9)；

弹簧片(7)，所述弹簧片(7)一端固定在定簧纽扣(9)上，并自该端缠绕所述定簧纽扣(9)；

曲柄滑块机构，所述曲柄滑块机构的曲柄(6)一端转动连接在转动轴上，并可绕所述转动轴旋转，所述曲柄滑块机构的曲柄(6)的中部固定连接所述弹簧片(7)的另一端，所述转动轴与所述定簧纽扣(9)同轴，所述曲柄(6)的另一端连接所述曲柄滑块机构的连杆(5)；

激励源，连接所述曲柄滑块机构的连杆(5)的另一端，由所述连杆(5)驱动运动；

控制机构，与所述激励源连接，并能够控制所述激励源运动。

2.如权利要求1所述的脉冲激振装置，其特征在于：所述定簧纽扣(9)为柱状结构，其侧边开槽孔，所述弹簧片(7)的与所述定簧纽扣(9)连接的一端卡接在所述槽孔中，所述定簧纽扣(9)的底端开有凹槽，使所述定簧纽扣(9)能够插接在壳体(8)的凸块上，所述壳体(8)为用于封装所述脉冲激振装置的结构。

3.如权利要求2所述的脉冲激振装置，其特征在于：所述激励源包括锤头(2)、质量块(3)以及传感器(4)，所述质量块(3)一端连接所述曲柄滑块机构的连杆(5)，另一端连接所述锤头(2)，所述传感器(4)可拆卸连接在所述质量块(3)上。

4.如权利要求3所述的脉冲激振装置，其特征在于：所述壳体(8)上设置有供所述质量块(3)运动的滑轨。

5.如权利要求4所述的脉冲激振装置，其特征在于：所述质量块(3)与所述曲柄滑块机构的连杆(5)铰接。

6.如权利要求5所述的脉冲激振装置，其特征在于：所述控制机构包括设置在质量块(3)上的凸块，所述壳体(8)上设置有能够卡住所述凸块的弹性卡(10)。