CN110694883A - 一种振动台 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种振动台，振动台包括支撑板、机械振子和阻尼支撑机构；支撑板用于承接物体；机械振子包括动子和定子，动子相对定子可运动设置，动子与支撑板之间固定连接，定子固定安装在阻尼支撑机构顶端；阻尼支撑机构用于缓冲机械振子振动时动子作用于定子的静压力。本发明在机械振子工作时，如果动子上有静态压力，阻尼支撑机构中的活塞压迫缸体内的填充介质通过毛细管进入密封袋而下降，静压力逐渐降低为0，从而使得动子和定子之间在静态压力消失后的相对位置回到初始位置，有效规避静态压力导致机械振子工作失常的问题。并由于阻尼支撑的固有频率远低于机械振子的工作频率，机械振子快速作用在目标物上的力作用不会被衰减。

Description

一种振动台

技术领域

本发明涉及振动器技术领域，特别涉及一种振动台。

背景技术

振动台中包括支撑板和机械振子，其中，支撑板用于承载物体；机械振子又叫振动器，机械振子可以将电能转变为机械振动，比如动圈或动磁扬声器、压电陶瓷扬声器等，工作时可以为支撑板提供振动感。现有的机械振子都包含定子与动子，在工作时，动子相对定子往复运动，定子与动子的相对位移处于一个较小的范围。如果定子与动子之间的相对位移超过这个范围，那么机械振子工作很容易进入非线性区而失效。在一些使用场景中，机械振子工作时，动子因负载受力会产生静态压力，导致动子与定子之间因为静态压力而离开零位工作点，即超出相对位移范围，从而导致机械振子工作失常，具有较大的安全隐患。

发明内容

本发明的主要目的为提供一种振动台，解决现有机械振子产生静态压力时容易导致工作失常的弊端。

本发明提出一种振动台，所述振动台包括支撑板、机械振子和阻尼支撑机构；

所述支撑板用于承接物体；

所述机械振子包括动子和定子，所述动子位于所述定子上方，所述动子相对所述定子可运动设置，所述动子与所述支撑板之间固定连接，所述定子固定安装在所述阻尼支撑机构顶端；

所述阻尼支撑机构用于缓冲所述机械振子振动时所述动子作用于所述定子的静压力。

进一步的，所述阻尼支撑机构包括活塞机构、交换机构和复位机构；

所述活塞机构包括活塞和缸体，所述缸体内部充满填充介质，所述活塞安装在所述缸体内；

所述交换机构包括毛细管和密封袋，所述缸体内部腔体通过所述毛细管与所述密封袋内部腔体连通，所述活塞受压向所述缸体内位移时，所述填充介质通过所述毛细管进入所述密封袋；

当所述活塞被压力按压而在所述缸体内位移时，所述复位机构用于复位所述活塞在所述缸体内的位置。

进一步的，所述复位机构为第一弹簧，所述第一弹簧部署在所述缸体内，所述第一弹簧一端抵接所述活塞的底面，另一端抵接所述缸体内部腔体的底表面。

进一步的，所述复位机构为压迫装置，所述压迫装置包括第一夹件、第二夹件和驱动机构，所述第一夹件和所述第二夹件分别位于所述密封袋两侧，所述第一夹件、所述第二夹件分别与所述驱动机构连接，所述驱动机构用于驱动所述第一夹件和所述第二夹件压迫所述密封袋。

进一步的，所述阻尼支撑机构成对设置，所述阻尼支撑机构的数量最少为2对，同一对中的各所述阻尼支撑机构分别以所述支撑板的中心轴线为对称轴对称设置。

进一步的，所述振动台还包括所述弹性支撑机构，所述弹性支撑机构一端与所述支撑板硬连接，另一端与预设的承载物硬连接。

进一步的，所述弹性支撑机构为第二弹簧，所述第二弹簧成对设置，各所述第二弹簧以所述支撑板的中心轴线为对称轴对称设置。

进一步的，所述阻尼支撑机构的共振频率比所述机械振子的工作频率至少低90％。

进一步的，所述缸体下半部侧壁上开设有通孔，所述毛细管通过所述通孔连通所述缸体内部腔体。

进一步的，所述填充介质为纯液体或气液混合物，所述纯液体为液压油或水。

本发明提供的一种振动台，包括支撑板、机械振子和阻尼支撑机构，其中，机械振子安装在阻尼支撑机构顶部，在机械振子工作时，如果动子上产生缓慢变化的静态压力时，长周期的力变化会改变动子与定子之间的静态压力，此时的静态压力会推动阻尼支撑机构中的活塞压迫缸体内的填充介质通过毛细管进入密封袋，由于填充介质具有粘性，同时毛细管的管径大小一定，活塞不会因受到静态压力在短时间内直接将填充介质压迫到密封管内，即此时的阻尼支撑机构会产生缓慢的行程变化，从而使得定子能够得到很大的缓冲行程，直至动子与定子之间的静态压力消失，两者之间的相对位置回到初始位置，有效规避因为静态压力导致机械振子工作失常的安全隐患，且不会影响机械振子的工作效率和制造成本。

附图说明

图1是本发明一实施例一种振动台的整体结构图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

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清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

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。

本实施例提供了一种振动台，所述振动台包括支撑板1、机械振子2和阻尼支撑机构3；所述支撑板1用于承接物体；所述机械振子2包括动子21和定子22，所述动子21位于所述定子22上方，所述动子21相对所述定子22可运动设置，所述动子21与所述支撑板1之间固定连接，所述定子22固定安装在所述阻尼支撑机构3顶端；所述阻尼支撑机构3用于缓冲所述机械振子2振动时所述动子21作用于所述定子22的静压力。

本实施例中，振动台包括支撑板1、机械振子2和阻尼支撑机构3，其中，支撑板1用于承接物体，比如用户身体，支撑板1的正面与物体直接或间接接触；机械振子2又叫振动器，工作时可以将电能转化为机械振动，其结构包括定子22和动子21，其中动子21位于定子22上方，并且动子21相对定子22往复运动，本实施例中的机械振子2的结构与现有的机械振子2结构相同，在此不做详述。动子21与支撑板1之间固定连接，具体地，动子21固定安装在支撑板1的背面，其中，支撑板1背面为支撑板1正面的相反面。而定子22则固定安装在阻尼支撑机构3顶端，从而使得机械振子2在振动时，阻尼支撑机构3可以缓冲机械振子2内部动子21作用于定子22的静压力。本实施例中，机械振子2与阻尼支撑机构3对应配套，可以机械振子2可以为单个设置，也可以为成对设置。阻尼支撑机构3包括活塞31机构和交换机构，活塞31机构包括活塞31和缸体32，缸体32内部充满填充介质，并且活塞31安装在所述缸体32内；交换机构包括毛细管33和密封袋34，缸体32内部腔体通过毛细管33与密封袋34内部腔体连通，活塞31受压向所述缸体32内位移时，填充介质通过毛细管33进入所述密封袋34。机械振子2在工作时，如果机械振子2中的动子21产生快速位移，动子21由于快速位移产生在定子22上的反作用力会作用在阻尼支撑机构3上。而由于阻尼支撑机构3中的填充介质具有一定的粘度，同时毛细管33具有一定的孔径，因此活塞31不可能在受到反作用力的短时间内将填充介质完全压迫到密封袋34中；即此时阻尼支撑位移速度会很慢，远远跟不上动子21的快速位移，来不及做出明显回避，这会导致动子21又转向另一相反方向位移。因此，机械振子2在快速工作时，定子22大致会保持稳定，不会随动子21的活动而明显活动，阻尼支撑机构3近似于定子22的坚硬支撑。如果机械振子2中的动子21产生缓慢位移，即动子21上产生缓慢变化的静态压力时，长周期的力变化会改变动子21与定子22之间的静态压力，静态压力作用在阻尼支撑机构3上，使得阻尼支撑机构3产生缓慢变化，即活塞31会缓缓下压，将填充介质压迫到密封袋34中，使得固定在活塞31顶部的动子21也会随着活塞31的下压调整与动子21之间的相对位置，直至动子21与定子22之间的相对位置回到零位，静态压力消失。

进一步的，所述阻尼支撑机构3包括活塞31机构、交换机构和复位机构；所述活塞31机构包括活塞31和缸体32，所述缸体32内部充满填充介质，所述活塞31安装在所述缸体32内；所述交换机构包括毛细管33和密封袋34，所述缸体32内部腔体通过所述毛细管33与所述密封袋34内部腔体连通，所述活塞31受压向所述缸体32内位移时，所述填充介质通过所述毛细管33进入所述密封袋34；当所述活塞31被压力按压而在所述缸体32内位移时，所述复位机构用于复位所述活塞31在所述缸体32内的位置。

本实施例中，阻尼支撑机构3包括活塞31机构和交换机构，具体地，活塞31机构包括活塞31和缸体32。缸体32内部具有空腔，空腔内填充满填充介质，填充介质具有一定的粘度。活塞31安装在缸体32内部腔体内，活塞31的形状与大小与缸体32的空腔相适配，从而使得活塞31的侧面与缸体32的内壁侧面紧密贴合同时还可以在腔体内做活塞31运动。交换机构包括毛细管33和密封袋34，其中，密封袋34为抽空状态，可进行一定程度的伸缩，袋中没有任何气体或液态存在，在填充介质进入密封袋34的过程中，会受到外界大气压力的作用。缸体32下半部的侧壁开设有通孔，缸体32内部腔体通过毛细管33与密封袋34内部腔体连通。机械振子2在工作时，如果机械振子2中的动子21产生快速位移，动子21由于快速位移产生在定子22上的反作用力会作用在阻尼支撑机构3上。而由于阻尼支撑机构3中的填充介质具有一定的粘度，同时毛细管33具有一定的孔径，因此活塞31不可能在受到反作用力的短时间内将填充介质完全压迫到密封袋34中；即此时阻尼支撑位移速度会很慢，远远跟不上动子21的快速位移，来不及做出明显回避，这会导致动子21又转向另一相反方向位移。因此，机械振子2在快速工作时，定子22大致会保持稳定，不会随动子21的活动而明显活动，阻尼支撑机构3近似于定子22的坚硬支撑。如果机械振子2中的动子21产生缓慢位移，即动子21上产生缓慢变化的静态压力时，长周期的力变化会改变动子21与定子22之间的静态压力，静态压力作用在阻尼支撑机构3上，使得阻尼支撑机构3产生缓慢变化，即活塞31会缓缓下压，将填充介质压迫到密封袋34中，使得固定在活塞31顶部的动子21也会随着活塞31的下压调整与动子21之间的相对位置，直至动子21与定子22之间的相对位置回到零位，静态压力消失。而阻尼支撑机构3产生的位移变化，后续则会由复位机构进行复位，将活塞31推回初始位置，并且随着活塞31的复位，密封袋34中的填充介质会重新被吸入缸体32内。

进一步的，所述复位机构为第一弹簧35，所述第一弹簧35部署在所述缸体32内，所述第一弹簧35一端抵接所述活塞31的底面，另一端抵接所述缸体32内部腔体的底表面。

本实施例中，复位机构可以为第一弹簧35，第一弹簧35直接安装在活塞31机构的缸体32空腔内。具体地，第一弹簧35的一端与活塞31的底面，即活塞31位于缸体32空腔内一端的端面直接抵接。第一弹簧35的另一端直接与缸体32内部腔体的底部表面抵接。优选的，第一弹簧35的直径与缸体32内部空腔大小相适配，从而使得第一弹簧35上下抵接后实现固定，不会出现倾倒的情况。在定子22受到动子21产生的静态压力时，活塞31受压向下压迫填充介质流入密封袋34，并使第一弹簧35产生弹性形变。在静态压力消失后，第一弹簧35由于弹性形变产生的弹力会推动活塞31向上运动，活塞31的上升移动则将填充介质吸回缸体32内，直至第一弹簧35回复到初始形态，此时阻尼支撑机构3也完成复位。

进一步的，所述复位机构为压迫装置，所述压迫装置包括第一夹件、第二夹件和驱动机构，所述第一夹件和所述第二夹件分别位于所述密封袋34两侧，所述第一夹件、所述第二夹件分别与所述驱动机构连接，所述驱动机构用于驱动所述第一夹件和所述第二夹件压迫所述密封袋34。

本实施例中，复位机构也可以是一个压迫装置，该压迫装置包括第一夹件、第二夹件和驱动机构。具体地，第一夹件和第二夹件分别位于密封袋34的左右两侧；驱动机构包括驱动电机和连接机构，驱动电机通过连接机构分别与第一夹件和第二夹件连接。阻尼支撑机构3受到静压力时，活塞31将填充介质挤压进密封袋34中。在静压力消失后，压迫装置启动，驱动电机通过连接机构驱动第一夹件和第二夹件相互缓慢靠近，从而使得第一夹件和第二夹件对处于两者中间的密封袋34进行压迫，使得填充介质缓缓流回缸体32，并将活塞31顶起，直至第一夹件和第二夹件将密封袋34压迫到极致，从而实现对阻尼支撑机构3的复位。

进一步的，所述阻尼支撑机构3成对设置，所述阻尼支撑机构3的数量最少为2对，同一对中的各所述阻尼支撑机构3分别以所述支撑板1的中心轴线为对称轴对称设置。

本实施例中，阻尼支撑机构3成对设置，即阻尼支撑机构3的数量为偶数。优选的，阻尼支撑机构3的数量最少为2对，同一对中的两个阻尼支撑机构3分别以支撑板1的中心轴线为对称轴呈对称设置。由于阻尼支撑机构3是相对振子的部署位置进行设置，因此阻尼支撑机构3成对设置时，即意味着振子也是成对设置，并且同一对中的两个振子也是以支撑板1的中心轴线为对称轴呈对称设置。本实施例将振子、阻尼支撑机构3部署为成对对称设置，从而使得振子在振动过程中，能够有效保证承载板的平衡性，并且提供更加优秀的振动感。

进一步的，所述振动台还包括所述弹性支撑机构，所述弹性支撑机构一端与所述支撑板1硬连接，另一端与预设的承载物硬连接。

本实施例中，振动台还包括弹性支撑机构，具体地，弹性支撑机构一端与支撑板1硬连接，另一端与预设的承载物，比如地面硬连接。弹性支撑机构主要用于给支撑台提供弹性支撑，当支撑台的支撑板1上承接不同重量的用户身体时，弹性支撑机构能够产生不同程度的形变，从而使得振动台整体的高度可以随用户身体的重量变化而变化。进一步的，当用户卧躺在支撑板1上时，振动台整体大范围的高度变化会给工作中的机械振子2带来剧烈变化的作用力，加剧振子中动子21与定子22之间的相对作用力变化。此时，机械振子2下方的阻尼支撑机构3在动子21与定子22之间产生快速的相对力时，能够给定子22提供坚硬的支撑；在动子21与定子22之间产生缓慢的静压力时，则能够产生相应的行程改变，从而使得动子21与定子22之间处于完美的零位状态。

进一步的，所述弹性支撑机构为第二弹簧4，所述第二弹簧4成对设置，各所述第二弹簧4以所述支撑板1的中心轴线为对称轴对称设置。

本实施例中，弹性支撑机构可以为第二弹簧4，进一步的，第二弹簧4成对设置，各第二弹簧4之间以支撑板1的中心轴线为对称轴呈对称设置，比如上下对称设置、左右对称设置。对称设置的各第二弹簧4之间在承接支撑板1时，能够更加均衡的分摊支撑板1作用于弹性支撑机构的压力，从而有效提高弹性支撑机构对支撑板1的支撑平衡性。

进一步的，所述阻尼支撑机构3的共振频率比所述机械振子2的工作频率至少低90％。

本实施例中，阻尼支撑机构3的共振频率比机械振子2的工作频率至少低90％。具体的，机械振子2的工作频率常规为5—45Hz，则阻尼支撑机构3的工作频率为0.5—4.5Hz之间。优选的，在实际应用中，如果机械振子2的工作频率为5Hz，则阻尼支撑机构3的工作频率可以选择在0.2Hz以下，这意味着在同样力度作用下，阻尼支撑机构3中的填充介质可以在2.5S内放尽。为了实现对阻尼支撑机构3的共振频率的限定，需要对填充介质的粘度以及毛细管33的交换孔径进行相应的限定。具体的，填充介质的运动粘度在0.8—500厘斯之间，毛细管33的交换孔径在0.3—5mm之间，粘度和交换孔径之间呈正相关关系。由于阻尼支撑机构3的共振频率远远低于机械振子2的工作频率，从而使得机械振子2快速作用在目标物上的力作用不会被衰减。

进一步的，所述缸体32下半部侧壁上开设有通孔，所述毛细管33通过所述通孔连通所述缸体32内部腔体。

本实施例中，缸体32下半部的侧壁上开设有通孔，毛细管33通过通孔连通缸体32内部腔体。优选的，通孔开设在缸体32最靠近底面的侧壁上，从而使得缸体32内的填充介质在被活塞31压迫时，能够最大限度的通过毛细管33流入密封袋34中。毛细管33和通孔内壁面之间设置有密封圈，能够保证填充介质在流经毛细管33与通孔的接洽处时不会泄露到外界，也能避免外界空气混入缸体32内，导致阻尼支撑机构3的阻尼效果失效。

进一步的，所述填充介质为纯液体或气液混合物，所述纯液体为液压油或水。

本实施例中，填充介质可以为纯液体或气液混合物，其中，纯液体是指填充介质纯粹由液体组成，其中不掺杂气体等其他物质。在实际应用中，纯液体可以为液压油或水，气液混合物可以为水和空气的混合物。阻尼支撑机构3中的填充介质采用纯液体或气液混合物有两个作用，一个纯液体或气液混合物是不像单纯的气体可以被压缩，导致未发生填充介质交换的情况下阻尼支撑机构3内的活塞31行程可以发生变化，另一个就是要利用纯液体或气液混合物的粘性获得更好的阻尼效果。

进一步的，所述活塞31机构还包括密封圈，所述密封圈套设在所述活塞31和所述缸体32内壁之间，所述密封圈用于封闭所述缸体32内的所述填充介质。

本实施例中，活塞31机构还包括密封圈，密封圈呈圆环状，套设在活塞31上。密封圈的内壁与活塞31侧表面接触，外壁与缸体32内壁表面接触。密封圈用于封闭缸体32内的填充介质，从而使得活塞31在缸体32内做活塞31运动时，填充介质不会从活塞31端泄露，导致阻尼支撑机构3的作用减弱甚至失去。

本实施例提供的一种振动台，包括支撑板1、机械振子2和阻尼支撑机构3，其中，机械振子2安装在阻尼支撑机构3顶部，在机械振子2工作时，如果动子21上产生缓慢变化的静态压力时，长周期的力变化会改变动子21与定子22之间的静态压力，此时的静态压力会推动阻尼支撑机构3中的活塞31压迫缸体32内的填充介质通过毛细管33进入密封袋34，由于填充介质具有粘性，同时毛细管33的管径大小一定，活塞31不会因受到静态压力在短时间内直接将填充介质压迫到密封管内，即此时的阻尼支撑机构3会产生缓慢的行程变化，从而使得定子22能够得到很大的缓冲行程，直至动子21与定子22之间的静态压力消失，两者之间的相对位置回到初始位置，有效规避因为静态压力导致机械振子2工作失常的安全隐患，且不会影响机械振子2的工作效率和制造成本。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种振动台，其特征在于，所述振动台包括支撑板、机械振子和阻尼支撑机构；

所述支撑板用于承接物体；

所述机械振子包括动子和定子，所述动子位于所述定子上方，所述动子相对所述定子可运动设置，所述动子与所述支撑板之间固定连接，所述定子固定安装在所述阻尼支撑机构顶端；

所述阻尼支撑机构用于缓冲所述机械振子振动时所述动子作用于所述定子的静压力。

2.根据权利要求1所述的振动台，其特征在于，所述阻尼支撑机构包括活塞机构、交换机构和复位机构；

所述活塞机构包括活塞和缸体，所述缸体内部充满填充介质，所述活塞安装在所述缸体内；

所述交换机构包括毛细管和密封袋，所述缸体内部腔体通过所述毛细管与所述密封袋内部腔体连通，所述活塞受压向所述缸体内位移时，所述填充介质通过所述毛细管进入所述密封袋；

当所述活塞被压力按压而在所述缸体内位移时，所述复位机构用于复位所述活塞在所述缸体内的位置。

3.根据权利要求2所述的振动台，其特征在于，所述复位机构为第一弹簧，所述第一弹簧部署在所述缸体内，所述第一弹簧一端抵接所述活塞的底面，另一端抵接所述缸体内部腔体的底表面。

4.根据权利要求2所述的振动台，其特征在于，所述复位机构为压迫装置，所述压迫装置包括第一夹件、第二夹件和驱动机构，所述第一夹件和所述第二夹件分别位于所述密封袋两侧，所述第一夹件、所述第二夹件分别与所述驱动机构连接，所述驱动机构用于驱动所述第一夹件和所述第二夹件压迫所述密封袋。

5.根据权利要求2所述的振动台，其特征在于，所述阻尼支撑机构成对设置，所述阻尼支撑机构的数量最少为2对，同一对中的各所述阻尼支撑机构分别以所述支撑板的中心轴线为对称轴对称设置。

6.根据权利要求1所述的振动台，其特征在于，所述振动台还包括所述弹性支撑机构，所述弹性支撑机构一端与所述支撑板硬连接，另一端与预设的承载物硬连接。

7.根据权利要求6所述的振动台，其特征在于，所述弹性支撑机构为第二弹簧，所述第二弹簧成对设置，各所述第二弹簧以所述支撑板的中心轴线为对称轴对称设置。

8.根据权利要求1所述的振动台，其特征在于，所述阻尼支撑机构的工作频率比所述机械振子的工作频率至少低90％。

9.根据权利要求1所述的振动台，其特征在于，所述缸体下半部侧壁上开设有通孔，所述毛细管通过所述通孔连通所述缸体内部腔体。

10.根据权利要求1所述的振动台，其特征在于，所述填充介质为纯液体或气液混合物，所述纯液体为液压油或水。

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