CN105758601B - 用于模拟蔗地复杂激励的振动系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于模拟蔗地复杂激励的振动系统，包括：激振台，其包括：下承重板；上承重板，其设于下承重板的上方，且两者之间设有弹性支撑机构以使该上承重板能够全方位摆动；以及两个激振液压缸，两个该激振液压缸的活塞杆分别与上承重板的一个侧部的底部相抵；比例换向阀，两个激振液压缸通过比例换向阀与动力系统连接；路谱输入模块；以及控制单元，其分别与比例换向阀和路谱输入模块连接，用于接收蔗地路谱信号，并根据蔗地路谱信号控制比例换向阀的阀门开启程度及方向，从而驱动上承重板摆动的幅度和方向。本发明用于模拟蔗地复杂路面激励，对甘蔗收获机台架等大质量被振试件的激振试验研究,降低了收获机的研制成本。

Description

用于模拟蔗地复杂激励的振动系统
技术领域
本发明涉及模拟甘蔗地路面激励的领域，特别涉及一种用于模拟蔗地复杂激励的振动系统。
背景技术
振动实验台是模拟产品在于制造，组装运输及使用执行阶段中所遭遇的各种环境，用以鉴定产品是否忍受环境振动的能力，适用于电子、机电、光电、汽机车、玩具……等各行各业的研究、开发、品管、制造。
现有中国各地区糖业综合竞争力却相当低，不得不承受其他WTO蔗糖产国对其巨大的冲击。究其原因，主要是甘蔗生产成本高、机械化水平偏低,特别是甘蔗收获这一重要环节占了甘蔗生产劳动量的55％，我国现阶段研制的收获机普遍存在砍蔗质量低的问题，这使得全区甘蔗机械收获作业率不到0.1％，基本都还采用人工收获的落后生产方式。因此，甘蔗收获成为影响我区糖业发展最薄弱的瓶颈环节，实现和推广机械化甘蔗收获已成为当前中国各地区甘蔗生产迫切需要解决的重要问题。
甘蔗收获机由于受蔗地不平度的影响，整车振动较大，进而会影响到收获机重要零部件的使用寿命和甘蔗的收割质量。在我国，特别是甘蔗收获质量，较高的破头率严重影响甘蔗来年的产量，这已是甘蔗收获机研制领域里及需解决的一个重要问题。采集蔗地路谱，在实验室对收获机台架进行路谱激励振动实验，将进一步了解收获机的振动特性，提高其动态性能，从而降低破头率，提高砍蔗质量。
现有的振动实验设备振动系统复杂，虽能能实现多个方向复杂的振动，但是价格昂贵。现实性能检测中，主要了解收获机在竖直方向的受振性能。市场上存在一些小型的振动实验台，但通常存在着激振力不够，试件重量为几公斤到几十公斤的、振动频率和幅值范围小的问题。蔗地路谱频率较低，振幅较大，收获机试验台架质量较大，所以研制出适合较大激振力、频率和幅值范围较大的激振设备是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于模拟蔗地复杂激励的振动系统，从而克服现有振动实验台存在着激振力不够，振动频率和幅值范围小的缺点。
为实现上述目的，本发明提供了一种用于模拟蔗地复杂激励的振动系统，包括：激振台，其包括：下承重板，其用于固定地面；上承重板，其设于所述下承重板的上方，且两者之间设有弹性支撑机构以使该上承重板能够全方位摆动，该上承重板用于安装被测试件；以及两个激振液压缸，两个该激振液压缸的活塞杆分别与所述上承重板的一个侧部的底部相抵，用于驱动所述上承重板上下摆动；比例换向阀，两个所述激振液压缸通过所述比例换向阀与动力系统连接；路谱输入模块，用于获取蔗地路谱信号；以及控制单元，其分别与所述比例换向阀和所述路谱输入模块连接，用于接收所述蔗地路谱信号，并根据所述蔗地路谱信号控制所述比例换向阀的阀门开启程度及方向，从而驱动所述上承重板摆动的幅度和方向。
优选地，上述技术方案中，还包括激振传感器，该激振传感器设于所述上承重板的监测点处，并与所述控制单元连接，用于将所述上承重板的振动信号反馈至所述控制单元，所述控制单元根据所述振动信号对所述蔗地路谱信号进行校正。
优选地，上述技术方案中，还包括功放模块以及数模转换模块，所述控制单元、所述数模转换模块、所述功放模块以及所述比例换向阀依次连接。
优选地，上述技术方案中，所述弹性支撑机构包括大减震支撑弹簧以及两个小支撑弹簧，所述大减震支撑弹簧的一端与所述上承重板的中心点相抵，另一端穿过所述下承重板以支撑地面，两个所述小支撑弹簧分别设于所述上承重板与所述下承重板之间的上侧、下侧。
优选地，上述技术方案中，所述大减震支撑弹簧的外侧安装有圆柱状套筒。
优选地，上述技术方案中，所述上承重板开设有安装孔。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1.本发明由激振液压缸在竖直方向给激振台架提供了较大的激振力，结合弹性支撑机构可有效模拟收获机轮胎及悬架的减震作用，且液压元件可保证足够宽的振幅以及频率范围，提高模拟的可靠性。
2.本发明针对收获机试验台架激振研究，结合收获机动态性能提供了一个切实可靠、易于加工和使用的可在竖直方向激振的激振系统。
附图说明
图1是根据本发明用于模拟蔗地复杂激励的振动系统的结构图。
图2是根据本发明激振台的结构图。
主要附图标记说明：
11-下承重板，12-上承重板，13-大减震支撑弹簧，14-小减震支撑弹簧，15-安装孔，16-激振液压缸。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
如图1至图2所示，根据本发明具体实施方式的用于模拟蔗地复杂激励的振动系统，包括：激振台1、比例换向阀4、功放模块6、数模转换模块5、路谱输入模块3、控制单元2以及激振传感器；激振台1包括：下承重板11、上承重板12以及两个激振液压缸16；下承重板11用于固定地面；上承重板12设于下承重板11的上方，上承重板12开设有安装孔15，用于安装被测试件，上承重板12与下承重板11之间设有弹性支撑机构以使该上承重板12能够全方位摆动，具体为，弹性支撑机构包括大减震支撑弹簧13以及两个小支撑弹簧14，大减震支撑弹簧13的一端与上承重板12的中心点相抵，另一端穿过下承重板11以支撑地面，大减震支撑弹簧13的外侧安装有圆柱状套筒，可防止杂物卡在弹簧丝中，影响工作质量；两个小支撑弹簧14分别设于上承重板12与下承重板11之间的上侧、下侧；两个该激振液压缸16安装于下承重板11上，两个该激振液压缸16的活塞杆分别与上承重板的左、右侧部的底部相抵，用于驱动上承重板12上下摆动，模拟试件在蔗地竖直方向的受震；两个激振液压缸16通过比例换向阀4与动力系统连接，激振液压缸16推力大小以及激振力方向通过比例换向阀4控制，保证足够大的激振力。且通过比例换向阀4和减震支撑弹簧13、14，可保证激振系统足够宽的频率和幅值调节范围；路谱输入模块3用于获取蔗地路谱信号，即提供给系统执行机构一个信号基准；控制单元2分别与比例换向阀4和路谱输入模块3连接，用于接收蔗地路谱信号，并根据蔗地路谱信号控制比例换向阀4的阀门开启程度及方向，从而驱动上承重板12摆动的幅度和方向；进一步地，控制单元2、数模转换模块5、功放模块6以及比例换向阀4依次连接，控制单元2输出的控制信号由数模转换模块5输入，经过功率放大后，再输送至比例换向阀4进行控制。
继续参考图1，激振传感器设于上承重板12的监测点处，并与控制单元2连接，用于采集激振台监测点振动信号，将上承重板12的振动信号经数模转换模块5后反馈至控制单元2，控制单元2根据振动信号更新蔗地路谱信号(对蔗地路谱信号进行校正)，保证振动的准确性。
使用时，将试件安装于上承重板12上，将蔗地的路谱信息转换为数字信号通过路谱输入模块3输入，经控制单元2后变为控制信号传输至比例换向阀4，由比例换向阀4控制激振液压缸16结合激振台模拟蔗地在竖直方向的振动情况。
综上，本发明由激振液压缸在竖直方向给激振台架提供了较大的激振力，结合弹性支撑机构可有效模拟收获机轮胎及悬架的减震作用，且液压元件可保证足够宽的振幅以及频率范围，提高模拟的可靠性。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (5)

1.一种用于模拟蔗地复杂激励的振动系统，其特征在于，包括：
激振台，其包括：
下承重板，其用于固定地面；
上承重板，其设于所述下承重板的上方，且两者之间设有弹性支撑机构以使该上承重板能够全方位摆动，该上承重板用于安装被测试件；
以及
两个激振液压缸，两个该激振液压缸的活塞杆分别与所述上承重板的一个侧部的底部相抵，用于驱动所述上承重板上下摆动；
比例换向阀，两个所述激振液压缸通过所述比例换向阀与动力系统连接；
路谱输入模块，用于获取蔗地路谱信号；以及
控制单元，其分别与所述比例换向阀和所述路谱输入模块连接，用于接收所述蔗地路谱信号，并根据所述蔗地路谱信号控制所述比例换向阀的阀门开启程度及方向，从而驱动所述上承重板摆动的幅度和方向；
所述弹性支撑机构包括大减震支撑弹簧以及两个小支撑弹簧，所述大减震支撑弹簧的一端与所述上承重板的中心点相抵，另一端穿过所述下承重板以支撑地面，两个所述小支撑弹簧分别设于所述上承重板与所述下承重板之间的上侧、下侧。
2.根据权利要求1所述的用于模拟蔗地复杂激励的振动系统，其特征在于，还包括激振传感器，该激振传感器设于所述上承重板的监测点处，并与所述控制单元连接，用于将所述上承重板的振动信号反馈至所述控制单元，所述控制单元根据所述振动信号对所述蔗地路谱信号进行校正。
3.根据权利要求1所述的用于模拟蔗地复杂激励的振动系统，其特征在于，还包括功放模块以及数模转换模块，所述控制单元、所述数模转换模块、所述功放模块以及所述比例换向阀依次连接。
4.根据权利要求1所述的用于模拟蔗地复杂激励的振动系统，其特征在于，所述大减震支撑弹簧的外侧安装有圆柱状套筒。
5.根据权利要求1所述的用于模拟蔗地复杂激励的振动系统，其特征在于，所述上承重板开设有安装孔。
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