CN110082053B - 适用于加速度环境下的基于内嵌式液压缸的宽频激振系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了适用于加速度环境下的基于内嵌式液压缸的宽频激振系统，包括安装平台、动态激振缸、低频激振平台、内嵌缸、多个压电激振单元；试验件固定于安装平台的顶面上；低频激振平台固定连接在动态激振缸上；内嵌缸的缸体形成为动态激振缸的活塞杆；内嵌缸的活塞杆穿过低频激振平台后与安装平台的底面固定连接；多个压电激振单元的两端分别与低频激振平台和安装平台连接；本发明通过压电激振单元、动态激振缸、内嵌缸的组合连接结构实现了可同时进行中高频振动和低频振动；本申请通过将内嵌缸的活塞杆直接与安装平台连接，通过伺服阀控制内嵌缸输出力的大小，以完成在加速度环境下对压电激振单元离心力的平衡。
Description
技术领域
本发明属于力学环境试验与测量技术领域，具体涉及适用于加速度环境下的基于内嵌式液压缸的宽频激振系统。
背景技术
目前公知的振动试验装置主要有三种类型：机械式振动台、电磁式振动台和液压振动台，其中机械式振动台和液压振动台主要适用于中低频，液压振动台的推力较大；电磁式振动台的频率范围较宽，激振力也较大。但这些振动模拟试验装置的体积和重量一般较大，而且激振机理较为复杂。
另外一类是压电振动台，由压电元件的压电效应产生的激振力驱动台面，其工作频率可以达到数千赫兹，而且激振简单、重量和体积小，尤其适用于对振动台重量和体积限制严格的场合。但压电振动台的激振力小，低频时的加速度值小。而且压电陶瓷属于脆性材料，不能承受拉力和弯矩，因此不能直接采用压电陶瓷来激振。目前，国内外普遍将压电陶瓷封装在柔性机构中来实现精密驱动，但主要集中在精密定位平台的应用方面，这些公知的发明创造虽然能够满足精密定位平台的应用需求，但是输出位移仍然较小，而且系统的固有频率很低，不能直接用于中高频的振动输出。
现有技术中无法做到在加速度环境下，压电振动台克服离心力带来的不利影响。
现有技术中的振动试验装置，无法做到将中高频的振动输出和中低频的振动输出集成。
为了解决以上问题我方研发出了适用于加速度环境下的基于内嵌式液压缸的宽频激振系统。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供适用于加速度环境下的基于内嵌式液压缸的宽频激振系统。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
适用于加速度环境下的基于内嵌式液压缸的宽频激振系统，包括：
安装平台；试验件固定于安装平台的顶面上；
实现低频振动的动态激振缸；
低频激振平台；低频激振平台固定连接在动态激振缸上；
内嵌缸；内嵌缸的缸体形成为动态激振缸的活塞杆；内嵌缸的活塞杆穿过低频激振平台后与安装平台的底面固定连接；
实现中高频振动的多个压电激振单元；多个压电激振单元的一端与低频激振平台固定连接，多个压电激振单元的另一端与安装平台的下端固定连接；
本发明的有益效果在于：
本发明的适用于加速度环境下的基于内嵌式液压缸的宽频激振系统；
1、本申请通过压电激振单元、动态激振缸、内嵌缸的组合连接结构实现了可同时进行中高频振动和低频振动，其中激振缸、内嵌缸的组合结构采用使得试验件输出位移较大，试验件满足低频段的振动试验考核；多个压电激振单元的使用，使得试验件满足中高频振动试验考核。
2、本申请通过将动态激振缸和内嵌缸集成为一体，大大降低了宽频激振系统的质量和体积；
3、本申请通过将内嵌缸的活塞杆直接与安装平台连接，通过伺服阀控制内嵌缸输出力的大小，以完成在加速度环境下对压电激振单元离心力的平衡。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图中：1.试验件，2.安装平台，3.压电激振单元，4.低频激振平台，5.静压轴承，6.动态激振缸，7.内嵌缸，8.基座，9.液压缸。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
实施例1，如图1所示；
适用于加速度环境下的基于内嵌式液压缸9的宽频激振系统，包括：
安装平台2；试验件1固定于安装平台2的顶面上；
实现低频振动的动态激振缸6；
低频激振平台4；低频激振平台4固定连接在动态激振缸6上；
内嵌缸7；内嵌缸7的缸体形成为动态激振缸6的活塞杆；内嵌缸7的活塞杆穿过低频激振平台4后与安装平台2的底面固定连接；低频激振平台4的中心位置设置有通孔，用于内嵌缸7的活塞杆穿过，内嵌缸7的活塞杆不与低频激振平台4接触；
实现中高频振动的多个压电激振单元3；多个压电激振单元3的一端与低频激振平台4固定连接，多个压电激振单元3的另一端与安装平台2的下端固定连接；多个压电激振单元3围绕内嵌缸7的活塞杆长度方向的轴心线均匀布设；
内嵌缸7的缸体移动路径、内嵌缸7的活塞杆移动路径处于同一直线上；
本实施例中，还包括有用于动态激振缸6液压油控制的伺服阀、用于内嵌缸7液压油控制的伺服阀；
本实施例中，内嵌缸7的缸体还形成为动态激振缸6的活塞，活塞在动态激振缸6的缸体内部移动，伺服阀控制液压油分别注入、输出于活塞两边的动态激振缸6的缸体，以用于动态激振缸6的工作状态调节；
内嵌缸7的缸体内还设置活塞，活塞在内嵌缸7的缸体内部移动，伺服阀控制液压油分别注入、输出于活塞两边的内嵌缸7的缸体；以用于内嵌缸7的工作状态调节；
实施例2；
本实施例与实施例1的区别在于：
每个压电激振单元3均包括压电陶瓷和柔性位移放大机构。压电陶瓷和柔性位移放大机构均为现有技术，在此不对其具体结构和工作原理进行敷述；
实施例3，如图1所示；
本实施例与实施例1的区别在于：
内嵌缸7的缸体在动态激振缸6的缸体内伸缩时，通过静压轴承5进行内嵌缸7的缸体和动态激振缸6的缸体之间的支撑；内嵌缸7的活塞杆在内嵌缸7的缸体内伸缩时，通过静压轴承5进行内嵌缸7的活塞杆和内嵌缸7的缸体之间的支撑。
实施例4，如图1所示；
本实施例与实施例1-3任一项的区别在于：
宽频激振系统还包括基座8，动态激振缸6的缸体固定安装在基座8上。
本申请中的液压缸9由动态激振缸6和内嵌缸7组成，且在动态激振缸6内嵌入内嵌缸7的方式布设；
本申请工作时候，通过多个压电激振单元3的工作及安装平台2的传导实现对试验件1中高频段的振动试验考核；同时动态激振缸6工作，通过低频激振平台4、压电激振单元3、安装平台2的动力传导，实现了对试验件1的低频振动试验考核；此外，通过在动态激振缸6内部内嵌内嵌缸7的方式，完成了在加速度环境下对压电激振单元3离心力的平衡(其工作原理是：内嵌缸7的活塞杆直接与台面相连接，通过伺服阀控制内嵌缸7输出力的大小，以完成在加速度环境下对压电激振单元3离心力的平衡)。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其效物界定。
Claims (2)
1.适用于加速度环境下的基于内嵌式液压缸的宽频激振系统，其特征在于，包括：
安装平台；试验件固定于安装平台的顶面上；
实现低频振动的动态激振缸；
低频激振平台；低频激振平台固定连接在动态激振缸上；
内嵌缸；内嵌缸的缸体形成为动态激振缸的活塞杆；内嵌缸的活塞杆穿过低频激振平台后与安装平台的底面固定连接；
实现中高频振动的多个压电激振单元；多个压电激振单元的一端与低频激振平台固定连接，多个压电激振单元的另一端与安装平台的下端固定连接；
每个压电激振单元均包括压电陶瓷和柔性位移放大机构；
内嵌缸的缸体在动态激振缸的缸体内伸缩时，通过静压轴承进行内嵌缸的缸体和动态激振缸的缸体之间的支撑；内嵌缸的活塞杆在内嵌缸的缸体内伸缩时，通过静压轴承进行内嵌缸的活塞杆和内嵌缸的缸体之间的支撑。
2.根据权利要求1所述的适用于加速度环境下的基于内嵌式液压缸的宽频激振系统，其特征在于：宽频激振系统还包括基座，动态激振缸的缸体固定安装在基座上。
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