CN106345676A - 一种机械式振幅连续可调振动平台 - Google Patents

一种机械式振幅连续可调振动平台 Download PDF

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刘银勋
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    • B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/10—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of mechanical energy
    • B06B1/16—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of mechanical energy operating with systems involving rotary unbalanced masses
    • B06B1/167—Orbital vibrators having masses being driven by planetary gearings, rotating cranks or the like

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Abstract

本发明适用于振动平台领域，提供了一种机械式振幅连续可调振动平台，其包括振动台，其特征在于，所述振动平台还包括第一曲柄滑块机构、第二曲柄滑块机构、横梁以及调相机构，所述振动台与所述横梁铰接，所述第一曲柄滑块机构和第二曲柄滑块机构分别与所述横梁的两端滑动连接，所述第一曲柄滑块机构通过所述调相机构与所述第二曲柄滑块机构相连，所述第一曲柄滑块机构与电机连接，并带动第二曲柄滑块机构反向运动，所述调相机构可静止或以某一转速转动并带动第二曲柄滑块机构超前或滞后第一曲柄滑块机构相应的旋转角度。该调相机构通过自身的相对转动调整第一曲柄滑块机构与第二曲柄滑块机构的相位差，使振动台的振幅随相位差的变化而改变。

Description

一种机械式振幅连续可调振动平台
技术领域
本发明属于振动平台领域，尤其涉及一种机械式振幅连续可调振动平台。
背景技术
目前，一般的振动平台常用普通的曲柄滑块机构，但曲柄滑块机构的振幅最多能在工作前调节，对于需要在工作过程中调节振幅的场合不适用。
针对可调振幅的振动平台需要，现有以下几种技术方案：第一，液压式振动平台，通过液压伺服驱动器和振动阀可产生作用力大、振幅可调的振动。第二，电磁式激振器，利用电磁力作用激振力，通过电流的频繁换向实现振动输出。第三，机械式振动平台，通过曲柄连杆机构实现。
液压式和电磁式振动平台虽然能实现调幅，但由于成本高而不能广泛应用，机械式振动平台主要难点在于曲柄滑块结构之间的变相，实现难度较大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题为提供一种机械式振幅连续可调振动平台，旨在解决现有技术中的机械式振动平台所存在的曲柄滑块结构之间的变相难度大的问题。
为解决上述技术问题，本发明是这样实现的，一种机械式振幅连续可调振动平台，其包括振动台，所述振动平台还包括第一曲柄滑块机构、第二曲柄滑块机构、横梁以及调相机构，所述振动台与所述横梁铰接，所述第一曲柄滑块机构和第二曲柄滑块机构分别与所述横梁的两端滑动连接，所述第一曲柄滑块机构通过所述调相机构与所述第二曲柄滑块机构相连，所述第一曲柄滑块机构与电机连接，并带动第二曲柄滑块机构反向运动，所述调相机构可静止，或以某一转速转动并带动第二曲柄滑块机构超前或滞后所述第一曲柄滑块机构相应的旋转角度。
进一步地，所述第一曲柄滑块机构包括第一曲柄、第一连杆和第一滑块，所述第一连杆的端部开设有通孔，所述第一曲柄的凸轮穿设于所述第一连杆端部的通孔内，所述第一滑块的一端与所述第一连杆铰接，其另一端与所述横梁的一端滑动连接；所述第二曲柄滑块机构包括第二曲柄、第二连杆和第二滑块，所述第二连杆的端部开设有通孔，所述第二曲柄的凸轮穿设于所述第二连杆端部的通孔内，所述第二滑块的一端与所述第二连杆铰接，其另一端与所述横梁的另一端滑动连接。
进一步地，所述第一曲柄通过所述调相机构与所述第二曲柄相连，所述第一曲柄与电机连接，并带动第二曲柄反向旋转，且所述第一曲柄和第二曲柄所在轴线相同，所述第一曲柄和第二曲柄的旋转分别带动所述第一连杆和第二连杆沿各自的长度方向做往复运动，进而带动所述第一滑块和第二滑块分别做往复运动。
进一步地，所述调相机构包括行星齿轮机构和蜗轮蜗杆机构，所述蜗轮蜗杆机构包括相互啮合的蜗轮和蜗杆，所述蜗轮安装在所述行星齿轮机构的一侧，所述蜗杆与可控电机连接，所述蜗杆的旋转带动所述蜗轮与所述行星齿轮机构沿所述第一曲柄和第二曲柄所在轴线旋转。
进一步地，所述行星齿轮机构包括若干对锥齿轮、行星架和若干行星轮轴，所述若干行星轮轴可转动地设置在所述行星架内，所述若干对锥齿轮安装在所述行星架内，所述蜗轮安装在所述行星架的一侧，所述若干对锥齿轮中的其中一对锥齿轮分别与所述第一曲柄和第二曲柄连接，并与其余的锥齿轮对应啮合，所述其余的锥齿轮分别与所述若干行星轮轴连接。
进一步地，所述行星架上开设有若干通孔，所述若干行星轮轴安装在所述若干通孔内。
进一步地，所述第一曲柄的凸轮与第二曲柄的凸轮转向相反。
进一步地，所述振动台的底面呈“V”形，并关于所述振动台的中心线对称，所述横梁的最大倾斜角度不大于所述“V”形底面与水平面所成的角度。
进一步地，所述振动平台还包括若干直线导轨和若干导轨滑块，所述若干导轨滑块设置在所述直线导轨上，并可沿所述直线导轨往复滑动，所述振动台、第一滑块和第二滑块均固定在所述导轨滑块上。
本发明与现有技术相比，有益效果在于：本发明的一种机械式振幅连续可调振动平台，其具有调相机构，所述调相机构通过自身的相对转动带动所述第二曲柄滑块机构超前或滞后所述第一曲柄滑块机构相应的旋转角度。从而调整所述第一曲柄滑块机构和第二曲柄滑块机构之间的相位差，使所述振动台的振幅随所述相位差的变化而相应改变。实现了双曲柄滑块机构的变相调节，提高了机械式振幅连续可调振动平台的可行性。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种机械式振幅连续可调振动平台的结构示意图。
图2是图1的剖面示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明实施例提供的一种机械式振幅连续可调振动平台100，其包括振动台1、第一曲柄滑块机构2、第二曲柄滑块机构3、横梁4以及调相机构5，所述振动台1与所述横梁4铰接，所述第一曲柄滑块结构2和第二曲柄滑块机构3分别与所述横梁4的两端滑动连接，所述第一曲柄滑块机构2通过所述调相机构5与所述第二曲柄滑块机构3相连，所述第一曲柄滑块机构2与电机(未图示)连接，并带动所述第二曲柄滑块机构3反向运动，所述调相机构5可静止，或以某一转速转动并带动第二曲柄滑块机构3超前或滞后所述第一曲柄滑块机构2相应的旋转角度。从而调整所述第一曲柄滑块机构2和第二曲柄滑块机构3之间的相位差，改变所述第一曲柄滑块机构2和第二曲柄滑块机构3的相对旋转角度，所述振动台1的振幅随所述相对旋转角度的变化而相应改变。
具体如图2所示，所述第一曲柄滑块机构2包括第一曲柄21、第一连杆22和第一滑块23，所述第一连杆22的端部开设有通孔221，所述第一曲柄21的凸轮211穿设于所述通孔221内，所述第一滑块23的一端与所述第一连杆22铰接，其另一端与所述横梁4的一端滑动连接。所述第二曲柄滑块机构3包括第二曲柄31、第二连杆32和第二滑块33，所述第二连杆32的端部开设有通孔321，所述第二曲柄31的凸轮311穿设于所述通孔321内，所述第二滑块33的一端与所述第二连杆32铰接，其另一端与所述横梁4的另一端滑动连接，所述凸轮211和凸轮311转向相反，并分别沿所述通孔221和通孔321旋转。
所述第一曲柄21通过所述调相机构5与所述第二曲柄31相连，所述第一曲柄21与电机(未图示)连接，并带动所述第二曲柄31反向旋转，且所述第一曲柄21和第二曲柄22所在轴线相同。所述第一曲柄21和第二曲柄31的旋转分别带动所述第一连杆22和第二连杆32沿各自长度方向做往复运动，进而带动所述第一滑块23和第二滑块33往复运动，以实现所述振动台1的机械振动。
所述横梁4的两端开设有供所述滑块23和滑块33连接的凹槽(未标注)，所述滑块23与滑块33分别滑动连接在对应的凹槽内。
所述振动平台还包括若干直线导轨和若干导轨滑块，本发明实施例中为4条直线轨道8以及导轨滑块9、导轨滑块10、导轨滑块11和导轨滑块12。所述4条直线导轨8相互平行但不共线，所述导轨滑块9、导轨滑块10、导轨滑块11和导轨滑块12设置在所述直线导轨8上，并可沿所述直线导轨8往复滑动。所述振动台1固定在所述导轨滑块9和导轨滑块10上；所述第一滑块23固定在所述导轨滑块11上；所述第二滑块33固定在所述导轨滑块12上。以使所述振动台1、第一滑块23和第二滑块33均可沿各自导轨滑块所在的直线导轨8往复运动。
所述调相机构5包括行星齿轮机构51和蜗轮蜗杆机构52，所述蜗轮蜗杆机构52包括相互啮合的蜗轮521和蜗杆522，所述蜗轮521安装在所述行星齿轮机构51的一侧，所述蜗杆522与可控电机(未图示)连接，并带动所述蜗轮521与所述行星齿轮机构51沿所述第一曲柄21和第二曲柄31所在轴线旋转。
所述行星齿轮机构51包括若干对锥齿轮511、行星架512以及行星轮轴513，在本发明实施例中，仅列举两对儿锥齿轮511，且所述两对儿锥齿轮511完全相同。当然，也可以是多对儿锥齿轮相互啮合，且每一对儿中的两个锥齿轮齿数相同，不同对儿的锥齿轮的齿数可相同也可不同。所述两对儿锥齿轮511安装在所述行星架512内，所述蜗轮521安装在所述行星架512的一侧，所述两对儿锥齿轮511中的其中一对儿锥齿轮511分别与所述第一曲柄21和第二曲柄31连接，并与另外一对儿锥齿轮511对应啮合。所述另外一对儿锥齿轮511分别与所述行星轮轴513连接。所述行星架512上开设有通孔(未标注)，所述行星轮轴513穿过所述通孔，并可绕其中心线自由旋转。
所述振动台1的底面呈“V”形，并关于所述振动台1的中心线对称，所述横梁4的最大倾斜角度不大于所述“V”形底面与水平面所成的角度。避免所述横梁4的倾斜角度大于所述“V”形底面与水平面所成的角度时，所述横梁4碰撞到所述振动台1的“V”形底面而影响所述振动台1的振动。
具体工作时，所述两对儿完全相同的锥齿轮511分别固定在第一曲柄21、第二曲柄31以及两根行星轮轴513上，如图2所示方式相互啮合，所述驱动电机与所述第一曲柄21连接。所述第一曲柄21、第二曲柄22、行星架512安装在机架(未图示)上，并均能绕各自中心线自由旋转。所述蜗轮521固定在所述行星架512上，所述两根行星轮轴513穿过在所述行星架512的通孔内，并可绕其中心线自由旋转。所述蜗杆522安装在机架上，并与所述蜗轮521啮合。
所述蜗杆522由所述可控电机(未图示)驱动，当所述可控电机不驱动所述蜗杆522时，所述蜗杆522与所述蜗轮521保持静止，则所述蜗轮521与所述行星架512保持锁止位置，由于四个锥齿轮511完全相同，因此，第二曲柄31的转速与所述第一曲柄21的转速相等，方向相反。当所述可控电机驱动所述蜗杆522向任意方向转动时，则所述蜗杆522驱动所述蜗轮521转动，所述行星架512随着所述蜗轮521的转动而转动，从而使所述第一曲柄21与所述第二曲柄31的相对转速发生变化，即改变所述第一曲柄21与所述第二曲柄31之间的相位，从而实现所述振动平台100的机械式振幅连续可调。且在本发明实施例中，所述第二曲柄31超前或滞后所述第一曲柄21的角度为所述蜗轮521旋转角度的两倍。
本发明的一种机械式振幅连续可调振动平台100，其具有调相机构5，所述调相机构5通过自身的相对转动带动所述第二曲柄滑块机构3超前或滞后所述第一曲柄滑块机构2相应的旋转角度。从而调整所述第一曲柄滑块机构2和第二曲柄滑块机构3之间的相位差，使所述振动台1的振幅随所述相位差的变化而相应改变，实现了双曲柄滑块机构的变相调节，提高了机械式振幅连续可调振动平台的可行性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种机械式振幅连续可调振动平台，其包括振动台，其特征在于，所述振动平台还包括第一曲柄滑块机构、第二曲柄滑块机构、横梁以及调相机构，所述振动台与所述横梁铰接，所述第一曲柄滑块机构和第二曲柄滑块机构分别与所述横梁的两端滑动连接，所述第一曲柄滑块机构通过所述调相机构与所述第二曲柄滑块机构相连，所述第一曲柄滑块机构与电机连接，并带动第二曲柄滑块机构反向运动，所述调相机构可静止，或以某一转速转动并带动第二曲柄滑块机构超前或滞后所述第一曲柄滑块机构相应的旋转角度。
2.如权利要求1所述的机械式振幅连续可调振动平台，其特征在于，所述第一曲柄滑块机构包括第一曲柄、第一连杆和第一滑块，所述第一连杆的端部开设有通孔，所述第一曲柄的凸轮穿设于所述第一连杆端部的通孔内，所述第一滑块的一端与所述第一连杆铰接，其另一端与所述横梁的一端滑动连接；所述第二曲柄滑块机构包括第二曲柄、第二连杆和第二滑块，所述第二连杆的端部开设有通孔，所述第二曲柄的凸轮穿设于所述第二连杆端部的通孔内，所述第二滑块的一端与所述第二连杆铰接，其另一端与所述横梁的另一端滑动连接。
3.如权利要求2所述的机械式振幅连续可调振动平台，其特征在于，所述第一曲柄通过所述调相机构与所述第二曲柄相连，所述第一曲柄与电机连接，并带动第二曲柄反向旋转，且所述第一曲柄和第二曲柄所在轴线相同，所述第一曲柄和第二曲柄的旋转分别带动所述第一连杆和第二连杆沿各自的长度方向做往复运动，进而带动所述第一滑块和第二滑块分别做往复运动。
4.如权利要求3所述的机械式振幅连续可调振动平台，其特征在于，所述调相机构包括行星齿轮机构和蜗轮蜗杆机构，所述蜗轮蜗杆机构包括相互啮合的蜗轮和蜗杆，所述蜗轮安装在所述行星齿轮机构的一侧，所述蜗杆与可控电机连接，所述蜗杆的旋转带动所述蜗轮与所述行星齿轮机构沿所述第一曲柄和第二曲柄所在轴线旋转。
5.如权利要求4所述的机械式振幅连续可调振动平台，其特征在于，所述行星齿轮机构包括若干对锥齿轮、行星架和若干行星轮轴，所述若干行星轮轴可转动地设置在所述行星架内，所述若干对锥齿轮安装在所述行星架内，所述蜗轮安装在所述行星架的一侧，所述若干对锥齿轮中的其中一对锥齿轮分别与所述第一曲柄和第二曲柄连接，并与其余的锥齿轮对应啮合，所述其余的锥齿轮分别与所述若干行星轮轴连接。
6.如权利要求5所述的机械式振幅连续可调振动平台，其特征在于，所述行星架上开设有若干通孔，所述若干行星轮轴安装在所述若干通孔内。
7.如权利要求2至6中任意一项所述的机械式振幅连续可调振动平台，其特征在于，所述第一曲柄的凸轮与第二曲柄的凸轮转向相反。
8.如权利要求1所述的机械式振幅连续可调振动平台，其特征在于，所述振动台的底面呈“V”形，并关于所述振动台的中心线对称，所述横梁的最大倾斜角度不大于所述“V”形底面与水平面所成的角度。
9.如权利要求2所述的机械式振幅连续可调振动平台，其特征在于，所述振动平台还包括若干直线导轨和若干导轨滑块，所述若干导轨滑块设置在所述直线导轨上，并可沿所述直线导轨往复滑动，所述振动台、第一滑块和第二滑块均固定在所述导轨滑块上。
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