CN108051167A - 一种机械式振动台及其控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种机械式振动台，包括承载装置和安装于承载装置上的振动装置；所述梯形支撑架的相对表面固定有限位横梁；所述振动装置包括振动平台和固定于振动平台底表面的导向轴，所述导向轴安装于梯形支撑架的表面；所述导向轴的表面安装有环形挡块、减振弹簧、调节手柄和联动机构；所述联动机构固定于导向轴的底端，所述联动机构包括支撑台和贯穿固定的轴杆，所述轴杆的表面固定有齿轮和重力块；本发明还公开了所述机械式振动台的控制系统。本发明的机械式振动台通过齿轮啮合传动、偏心轮产生的偏心力作用，实现对承载物进行振动测试；本发明的机械式振动台结构简单、制造成本低，适用于小型工程结构试验及大学实验教学使用，提高工作效率。
Description
技术领域
本发明属于振动台技术领域，具体地，涉及一种机械式振动台及其控制系统。
背景技术
振动台是一种进行产品振动强度与冲击环境试验等可靠性试验的试验设备，振动台模拟产品真实使用环境的振动情况。振动台适用于汽车零部件、电子元器件、组件、医药、食品、家具、礼品、陶瓷、包装等行业实验室及生产线上对样品进行相关振动试验。如环境接收试验，品质鉴定试验，可靠性鉴定试验，耐久试验，振动模拟分析，材料特性试验，疲劳试验，振动防止改善等。模拟产品在制造、组装、运输及使用过程中所遭受的振动环境，以评定其结构的耐振性、可靠性和完好性。
用于模拟电工、电子、汽车零部件以及其它涉及到运输的产品和货物在运输过程中的环境，检测其产品的耐振性能。实现振动试验需要的所有功能：正弦波、调频、扫频、可程式、倍频、对数、最大加速度，调幅、时间空制，通过升级可实现全功能电脑控制，简易定加速度/定振幅。
其中，机械式振动台包括不平衡重块式和凸轮式两类，凸轮式振动台运动部分的位移取决于凸轮的偏心量和曲轴的臂长，激振力随运动部分的质量而变化。这种振动台在低频域内，激振力大时，可以实现很大的位移，如100mm。但这种振动台工作频率仅限于低频，上限频率为20Hz左右。最大加速度为3g左右，加速度波形失真很大，应用范围较窄。不平衡重块式是以不平衡重块旋转时产生的离心力来激振振动台台面，激振力与不平衡力矩和转速的平方成正比。这种振动台可以产生正弦振动。现有的不平衡重块式的机械式振动台，一般适用于大型工厂，规模大、投资大，生产与单项试验周期长，不适用于小型工程结构试验及大学实验教学使用。
发明内容
基于上述背景技术，本发明提供一种简化结构、降低成本、缩短生产和单项试验周期的小型工程结构的机械式振动台。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种机械式振动台，包括承载装置和安装于承载装置上的振动装置；
所述承载装置包括承载支撑台和固定于承载支撑台表面的梯形支撑架，所述梯形支撑架的上表面开有第一圆形通孔，所述第一圆形通孔处安装有第一轴套；所述梯形支撑架的相对表面固定有限位横梁，所述限位横梁的上表面开有第二圆形通孔，所述第二圆形通孔处安装有第二轴套；
所述振动装置包括振动平台和固定于振动平台底表面的导向轴，所述导向轴安装于梯形支撑架的表面；
所述导向轴的表面安装有环形挡块、减振弹簧、调节手柄和联动机构；
所述环形挡块固定于导向轴的表面；所述减振弹簧的一端连接环形挡块，所述减振弹簧的另一端连接调节手柄，所述调节手柄固定于导向轴的表面；
所述联动机构固定于导向轴的底端，所述联动机构包括支撑台，所述支撑台的侧表面贯穿固定有轴杆；所述轴杆的表面固定有齿轮和重力块。
进一步地，所述第一轴套和第二轴套均采用具有自润滑性能的POM塑料。
进一步地，所述导向轴与第一轴套和第二轴套配合，所述导向轴套设于第一轴套和第二轴套内。
进一步地，所述调节手柄位于限位横梁的上方，所述调节手柄包括环形固定块和安装于环形固定块周侧外表面的螺钉，所述调节手柄通过螺钉抵接固定于导向轴的表面。
进一步地，所述轴杆通过轴承安装于支撑台的侧表面，
进一步地，所述支撑台的侧表面安装有两个轴杆，其中一个连接有电机。
进一步地，两个所述齿轮啮合。
进一步地，所述重力块为偏心轮，所述轴杆的表面固定有两个重力块，两个所述重力块相对设置于支撑台的两侧。
本发明的有益效果：
本发明的机械式振动台通过齿轮啮合传动、偏心轮产生的偏心力作用，将将承载物置于振动平台上，振动平台沿垂直方向上下振动，实现模拟振动环境，对承载物进行振动测试，其中，偏心力矩的大小可通过调整重力块的偏心距进行调节；同时，减振弹簧可以降低振动台的噪音；本发明的机械式振动台结构简单、制造成本低，适用于小型工程结构试验及大学实验教学使用，能够有效缩短生产和单项试验周期，提高工作效率。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明一种机械式振动台的结构示意图；
图2为本发明一种机械式振动台的承载装置的结构示意图；
图3为本发明一种机械式振动台的振动装置的结构示意图；
图4为本发明振动装置中调节手柄的结构示意图；
图5为本发明振动装置中联动机构的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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它实施例，都属于本发明保护的范围。
一种机械式振动台，如图1所示，包括承载装置1和安装于承载装置1上的振动装置2；
如图2所示，承载装置1包括承载支撑台11和固定于承载支撑台11表面的梯形支撑架12，梯形支撑架12的上表面开有第一圆形通孔13，第一圆形通孔13处安装有第一轴套14，第一轴套14采用具有自润滑性能的POM塑料；梯形支撑架12的相对表面固定有限位横梁15，限位横梁15的上表面开有第二圆形通孔16，第二圆形通孔16处安装有第二轴套17，第二轴套17采用具有自润滑性能的POM塑料；
如图3所示，振动装置2包括振动平台21和固定于振动平台21底表面的导向轴22，导向轴22安装于梯形支撑架12的表面，导向轴22与第一轴套13和第二轴套17配合，导向轴22套设于第一轴套13和第二轴套17内，第一轴套14和第二轴套17均采用的是具有自润滑性能的POM塑料，在导向轴22上下移动的过程中，摩擦力小；
较优的，所述振动平台21表面安装有低频振动传感器；
导向轴22的表面安装有环形挡块23、减振弹簧24、调节手柄25和联动机构26；
环形挡块23固定于导向轴22的表面，减振弹簧24的一端连接环形挡块23，减振弹簧24的另一端连接调节手柄25，调节手柄25固定于导向轴22的表面，调节手柄25位于限位横梁15的上方，如图4所示，调节手柄25包括环形固定块2501和安装于环形固定块2501周侧外表面的螺钉2502，较优的，螺钉2502为四根，四根螺钉2502沿圆周方向均匀安装于环形固定块2501的周侧外表面，调节手柄25通过螺钉2502抵接固定于导向轴22的表面，可通过调节调节手柄25的固定位置调整振动平台21的位置，调节振动平台21由于承载物重力的影响而产生的位置改变；
如图5所示，联动机构26固定于导向轴22的底端，联动机构26包括支撑台2601，支撑台2601的侧表面贯穿固定有轴杆2602，轴杆2602通过轴承安装于支撑台2601的侧表面，较优的，安装有两个轴杆2602，其中一个连接电机，电机驱动轴杆2602转动；轴杆2602的表面固定有齿轮2603和重力块2604，两个齿轮2603啮合，连接有电机的轴杆带动该轴杆上的齿轮转动，通过齿轮之间的啮合传动会带动另一个齿轮转动；重力块2604为偏心轮，每个轴杆2602的表面固定有两个重力块2604，相对设置于支撑台2604的两侧，在偏心轮产生的偏心力的作用下，振动平台2601沿垂直方向上下振动；
较优的，所述轴杆2602周侧安装有旋转编码器；
所述机械式振动台的控制系统，包括工控机、NB-IOT模块、开关量输入输出模块、中控端、数据采集端、控制端；
所述中控端为STM32模块，中控端用于采集开关量数据实时传输至工控机，并将反馈得到的控制信息发送至控制端；
所述工控机与中控模块通过NB-IOT模块进行数据交互，工控机用于采集开关量数据并显示；
所述数据采集端为低频振动传感器，数据采集端通过开关量输入模块与中控模块电连接，并将振动频率信息反馈至中控端；
所述控制端为旋转编码器，所述旋转编码器用于获取轴杆转速，控制端通过开关量输出模块与中控端电连接；
其中，STM32模块获取开关量输入模块采集的振动频率后通过NB-IOT模块与工控机进行数据交互，并将获取的转速信号通过开关量输出模块传输至旋转编码器调整转速；
本发明的工作原理及方式：将承载物置于振动平台2601，调节好调节手柄25的固定位置，启动电机，连接有电机的轴杆带动该轴杆上的齿轮转动，通过齿轮之间的啮合传动会带动另一个齿轮转动，进而带动另一个轴杆上的重力块2604转动，四个重力块2604同步转动，重力块2604为偏心轮，在偏心轮产生的偏心力的作用下，振动平台2601沿垂直方向上下振动，偏心力矩的大小可通过调整重力块2604的偏心距进行调节；同时，减振弹簧24可以降低振动台的噪音；本发明的机械式振动台结构简单、制造成本低，能够有效缩短生产和单项试验周期，提高工作效率。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (10)
1.一种机械式振动台，其特征在于，包括承载装置(1)和安装于承载装置(1)上的振动装置(2)；
所述承载装置(1)包括承载支撑台(11)和固定于承载支撑台(11)表面的梯形支撑架(12)，所述梯形支撑架(12)的上表面开有第一圆形通孔(13)，所述第一圆形通孔(13)处安装有第一轴套(14)；所述梯形支撑架(12)的相对表面固定有限位横梁(15)，所述限位横梁(15)的上表面开有第二圆形通孔(16)，所述第二圆形通孔(16)处安装有第二轴套(17)；
所述振动装置(2)包括振动平台(21)和固定于振动平台(21)底表面的导向轴(22)，所述导向轴(22)安装于梯形支撑架(12)的表面；
所述导向轴(22)的表面安装有环形挡块(23)、减振弹簧(24)、调节手柄(25)和联动机构(26)；
所述环形挡块(23)固定于导向轴(22)的表面；所述减振弹簧(24)的一端连接环形挡块(23)，所述减振弹簧(24)的另一端连接调节手柄(25)，所述调节手柄(25)固定于导向轴(22)的表面；
所述联动机构(26)固定于导向轴(22)的底端，所述联动机构(26)包括支撑台(2601)，所述支撑台(2601)的侧表面贯穿固定有轴杆(2602)；所述轴杆(2602)的表面固定有齿轮(2603)和重力块(2604)。
2.根据权利要求1所述的一种机械式振动台，其特征在于，所述第一轴套(14)和第二轴套(17)均采用具有自润滑性能的POM塑料。
3.根据权利要求1所述的一种机械式振动台，其特征在于，所述导向轴(22)与第一轴套(13)和第二轴套(17)配合，所述导向轴(22)套设于第一轴套(13)和第二轴套(17)内。
4.根据权利要求1所述的一种机械式振动台，其特征在于，所述振动平台(21)表面安装有低频振动传感器。
5.根据权利要求1所述的一种机械式振动台，其特征在于，所述调节手柄(25)位于限位横梁(15)的上方，所述调节手柄(25)包括环形固定块(2501)和安装于环形固定块(2501)周侧外表面的螺钉(2502)，所述调节手柄(25)通过螺钉(2502)抵接固定于导向轴(22)的表面。
6.根据权利要求1所述的一种机械式振动台，其特征在于，所述轴杆(2602)通过轴承安装于支撑台(2601)的侧表面。
7.根据权利要求1所述的一种机械式振动台，其特征在于，所述支撑台(2601)的侧表面安装有两个轴杆(2602)，所述轴杆(2602)周侧安装有旋转编码器。
8.根据权利要求1所述的一种机械式振动台，其特征在于，两个所述齿轮(2603)啮合。
9.根据权利要求1所述的一种机械式振动台，其特征在于，所述重力块(2604)为偏心轮，所述轴杆(2602)的表面固定有两个重力块(2604)，两个所述重力块(2604)相对设置于支撑台(2601)的两侧。
10.根据权利要求1所述的一种机械式振动台的控制系统，其特征在于，包括工控机、NB-IOT模块、开关量输入输出模块、中控端、数据采集端、控制端；
所述中控端为STM32模块，中控端用于采集开关量数据实时传输至工控机，并将反馈得到的控制信息发送至控制端；
所述工控机与中控模块通过NB-IOT模块进行数据交互，工控机用于采集开关量数据并显示；
所述数据采集端为低频振动传感器，数据采集端通过开关量输入模块与中控模块电连接，并将振动频率信息反馈至中控端；
所述控制端为旋转编码器，所述旋转编码器用于获取轴杆转速，控制端通过开关量输出模块与中控端电连接；
STM32模块获取开关量输入模块采集的振动频率后通过NB-IOT模块与工控机进行数据交互，并将获取的转速信号通过开关量输出模块传输至旋转编码器调整转速。
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Denomination of invention: A mechanical vibration table and its control system Effective date of registration: 20220412 Granted publication date: 20200612 Pledgee: Bank of Jiangsu Co.,Ltd. Yancheng branch Pledgor: Jiangsu Hiller mechanical and Electrical Technology Co.,Ltd. Registration number: Y2022320000152 |