CN111458241A - 一种伺服同轴双驱动惯性激振器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种伺服同轴双驱动惯性激振器，包括第一旋转激振系统和第二旋转激振系统；第一旋转激振系统包括依次连接的第一伺服电机，转轴和第一旋转轴头，第一旋转轴头上设置有第一偏心质量块；第二旋转激振系统包括第二伺服电机，第二伺服电机与同步齿轮的下齿轮相连接，同步齿轮的上齿轮与支撑轴的首端相连接；支撑轴套设在转轴的外部，支撑轴与转轴之间设置有旋转套筒，旋转套筒的内圈通过轴承组与转轴相配合；第一旋转轴头的外部套设有与旋转套筒的尾部固定连接的第二旋转轴头，第二旋转轴头上设置有第二偏心质量块。本发明具有激振力调节方便、可调范围宽、调节不需要停机进行、相比双轴式结构重量更轻、不会产生不对称的激振力等优点。

Description

一种伺服同轴双驱动惯性激振器

技术领域

本发明涉及机械振动装置与制造技术，特别涉及一种伺服同轴双驱动惯性激振器。

背景技术

在海上应用中使用的管道经常在循环载荷下过早失效，特别是焊接或螺纹管接头，其起到应力提升的作用，可以引发疲劳裂纹，所以通过疲劳试验来评估和验证焊接工艺的疲劳性能，准确预测这些结构的疲劳寿命很重要。旋转共振弯曲疲劳试验是一种利用旋转共振原理对海洋管道进行疲劳试验的方法，其具有振动频率高、试验周期短、适应全尺寸海洋立管和海底管道等优点。在旋转共振弯曲疲劳试验中需要用激振器对其激振，进而产生旋转共振效果。

激振器是产生激励力并将其施加在其他机械设备上的装置，激振器能使被激物件获得一定形式和大小的振动量，进而对物体进行振动和强度试验。惯性激振器利用偏心质量块回转产生激振力，通常可分为单轴惯性激振器和双轴惯性激振器。单轴惯性激振器由电机带动单个偏心块做近似圆周运动，产生旋转激振力。双轴惯性激振器由一对偏心质量块和一对同步齿轮组成，由双电机进行驱动。两偏心质量块与同步齿轮刚性连接，在回转中心连线方向上的分力相互抵消，在垂直于回转中心连线方向上的分力叠加，产生单向简谐激振力，广泛应用于直线振动筛、振动给料机和输送机等设备中。

公告号为CN202562796U的中国实用新型专利中公开了一种共振弯曲式疲劳试验机及其激振器。该实用新型采用单轴惯性激振器的方式对海洋立管和海底管线进行激振。试验前根据管道规格、试验要求、试验参数等条件经过数学解析计算与有限元分析，得出管道一阶模态振型零点、固有振动频率、所需起振幅度等固有特性，进而设置电机输出初始频率。该实用新型采用单电机驱动单个偏心质量轴向块进行激振，其激振力大小调节依赖改变偏心块的质量和数量，可调范围窄，更换或增加偏心质量块需要停机进行。

公开号为CN108362586A的中国发明专利申请中公开了一种共振弯曲疲劳试验机及其激振器。该发明所用激振器为电控自动调幅调频的惯性激振器，采用双轴惯性激振器结构，包括一对结构相同且彼此固定连接的带偏心质量的回转装置和一对用于驱动回转装置的伺服电机驱动器。由于两套带偏心质量的回转装置的回转中心位于两个回转装置连线的中心，所以不同于一般产生单向简谐激振力的双轴激振器，其可以产生旋转激振力。通过改变带偏心质量的回转装置的转向和相位也可以达到不同的激振输出。由于试验过程中激振器是安装在管道上与其一起振动的，为了避免其对管道一阶模态振型的影响应该在管道另一端加上配重装置，使管道两端负重相等。但是安装在激振器上的两个伺服电机驱动器和激振器本身的双轴式结构使得重量增加，故所需平衡装置的重量也随之增大。激振器重量的增加会使得整个管道结构的固有频率下降，但是实验要求的电机工作下的频率是在一定范围内，过小的固有频率可能会导致其低于试验要求的激振频率而无法产生共振效果。另外由于管道是完全对称的，那么双轴式激振器结构相对管道的不对称性会导致在试验过程中产生的激振力很难保证对称。

在Characterisation of a resonant bending fatigue setup for pipes[J].Sustainable Construction&Design,2011.(Claeys J,Wittenberghe J V,Baets P D,etal..)介绍了应用共振原理对海洋管道进行的共振弯曲疲劳试验。其激振器属于单轴惯性激振器，采用单电机驱动双偏心块结构，每个偏心块安装在设置有固定角度孔的分度盘上，通过分度盘可以调节两个偏心块之间的夹角，完成后两个偏心块彼此固定，根据矢量合成原理，可以得到不同大小的激振力。相比单电机单偏心块虽然其可调范围变大，但是其调节范围依赖所开角度孔的角度，不能进行连续调节，而且同样需要停机对其进行调节。

现行针对海洋管道进行旋转共振弯曲疲劳试验中所使用的大部分激振器还是采用单轴惯性激振器的形式，因其激振力大小调节困难、可调范围窄、调整需要停机进行等缺陷已经越来越不能满足试验要求。应用于管道旋转共振弯曲疲劳试验的双轴惯性激振器可以产生不同的激振力输出，可调范围变大，但是其已经不同于传统产生单向简谐力的双轴惯性激振器，需要对其进行改进使其能够产生旋转激振力。由于双轴式结构特点，相对于单轴惯性激振器重量增大，降低了试验管道的固有频率，过低的频率会导致其与试验要求频率不符而无法实现共振效果。同时，双轴惯性激振器结构相对管道的不对称性会导致在试验过程中产生的激振力很难保证对称。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服用于管道旋转共振弯曲疲劳试验的单轴和双轴惯性激振器的缺点，提供一种伺服同轴双驱动结构的惯性激振器，该激振器具有激振力调节方便，可调范围宽，调节不需要停机进行等优点。虽然是双电机驱动，但是结构上采用大轴套小轴的同轴嵌套形式，外形上类似单轴惯性激振器。其完全对称结构使其安装在管道上不会产生激振力不对称的情况。同时同轴结构也大大减少了激振器的重量，增加了管道的固有频率，使其能够更好地进行疲劳试验。

本发明所采用的技术方案是：一种伺服同轴双驱动惯性激振器，包括第一旋转激振系统和第二旋转激振系统；

所述第一旋转激振系统包括第一伺服电机，第一万向节联轴器，转轴，第一旋转轴头和第一偏心质量块；所述第一伺服电机的输出端通过所述第一万向节联轴器与所述转轴的首端相连接，所述转轴的尾端与所述第一旋转轴头的首端相连接，所述第一旋转轴头的尾端上设置所述第一偏心质量块；

所述第二旋转激振系统包括第二伺服电机，第二万向节联轴器，同步齿轮，支撑轴，旋转套筒，第二旋转轴头和第二偏心质量块；所述第二伺服电机的输出端通过所述第二万向节联轴器与所述同步齿轮的下齿轮相连接，所述同步齿轮的上齿轮与所述支撑轴的首端相连接；所述支撑轴为中空结构，并套设在所述转轴的外部；所述旋转套筒为中空结构，所述旋转套筒固定连接在所述支撑轴的内部并套设在所述转轴的外部，所述旋转套筒的外圈与所述支撑轴的内圈紧密贴合、所述旋转套筒的内圈通过轴承组与所述转轴相配合；所述第二旋转轴头套设在所述第一旋转轴头的外部，并与所述旋转套筒的尾部固定连接；所述第二偏心质量块设置在所述第二旋转轴头上。

进一步地，所述第一伺服电机的输出端通过第一电机轴连接套筒与所述第一万向节联轴器的首端相连接，所述第一万向节联轴器的首端通过螺钉与所述第一电机轴连接套筒的尾端固定连接、所述第一万向节联轴器的尾端通过螺钉与所述转轴的首端固定连接。

进一步地，所述第二伺服电机的输出端通过第二电机轴连接套筒与所述第二万向节联轴器的首端相连接，所述第二万向节联轴器的首端通过螺钉与所述第二电机轴连接套筒的尾端固定连接，所述第二万向节联轴器的尾端穿过所述下齿轮的内圈中心，并通过螺钉与固定在所述下齿轮端面上的齿轮端盖固定连接。

进一步地，所述同步齿轮由上齿轮和下齿轮组成，所述上齿轮和下齿轮均为中空结构，包括外圈和内圈；所述上齿轮的外圈与所述下齿轮的外圈相啮合；所述同步齿轮固定连接在后盖上。

进一步地，所述支撑轴的外部套设有套筒，所述套筒的首端固定连接在后盖上、所述套筒的尾端内圈通过转台轴承与所述支撑轴相配合。

进一步地，所述支撑轴的尾端通过螺钉连接有法兰连接盘，所述法兰连接盘通过螺钉与设置在所述支撑轴内的所述旋转套筒固定连接。

进一步地，所述轴承组设置有3组，每组所述轴承组由1～3个角接触球轴承组成，3组所述轴承组由所述转轴的首端至尾端依次设置在所述旋转套筒和所述转轴之间；所述轴承组的固定方式采用位于所述转轴首端的第一组所述轴承组游动、位于所述转轴中部的第二组所述轴承组和位于所述转轴尾端的第三组所述轴承组组成双向固定；并且，位于所述转轴中部的第二组所述轴承组和位于所述转轴尾端的第三组所述轴承组之间采用面对面方式安装。

进一步地，所述套筒的外部连接有用于连接被测管道的辅助装置。

进一步地，所述第一旋转轴头上设置有多个所述第一偏心质量块，所述第二旋转轴头上设置有多个所述第二偏心质量块，通过改变所述第一偏心质量块和所述第二偏心质量块的数量调整激振力的调节范围。

进一步地，所述第一伺服电机通过第一驱动器与PLC控制系统相连接，所述第二伺服电机通过第二驱动器与所述PLC控制系统相连接，所述第一驱动器与所述第二驱动器同步运行，所述PLC控制系统与上位机相连接；所述第一伺服电机设置有用于检测所述第一伺服电机转速和所述第一偏心质量块位置的第一编码器，所述第二伺服电机设置有用于检测所述第二伺服电机转速和所述第二偏心质量块位置的第二编码器。

本发明的有益效果是：本发明一种用于管道旋转共振弯曲疲劳试验的惯性激振器，具有激振力调节方便、可调范围宽、调节不需要停机进行、相比双轴式结构重量更轻、不会产生不对称的激振力等优点。改变辅助装置还可以对不同管径管道进行激振，方便灵活。同时改变交流频率,可实现宽范围的无级调速,且转速与频率成正比。通过伺服电机，编码器，驱动器，PLC和上位机组成的速度闭环控制系统能够更精确的控制电机转速，在试验时能够更好地控制起振频率。安装在两个伺服电机上的编码器与伺服驱动器，PLC和上位机同样可以构成位置闭环控制系统，检测两个偏心质量块的相位，可以连续控制两偏心块之间的夹角，根据矢量合成的原理，可以得到大小和方向不同的激振力。

附图说明

图1：本发明一种伺服同轴双驱动惯性激振器的俯视示意图；

图2：图1中A-A处的剖面图；

图3：本发明激振器的机构运动简图；

图4：图3中B-B处视图及本发明激振器产生激振力的原理示意图；

图5：本发明激振器可产生激振力的范围示意图；

图6：本发明激振器实现角度差并保持角度差的双电机同步运动控制系统框图。

附图标注：1.齿轮端盖，2.辅助装置，3.转台轴承，4.第一偏心质量块，5.第一旋转轴头，6.第二旋转轴头，7.第二偏心质量块，8.前盖，9.旋转套筒，10.法兰连接盘，11.轴承组，12.转轴，13.套筒，14.支撑轴，15.同步齿轮，16.后盖，17.第一万向节联轴器，18.第一电机轴连接套筒，19.电机基座，20.第一伺服电机，21.第二伺服电机，22.第二万向节联轴器，23.第二电机轴连接套筒，24.第一驱动器，25.第二驱动器，26.第一编码器，27.第二编码器。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

图1和图2分别显示了按照本发明的用于管道旋转共振弯曲疲劳试验的惯性激振器的俯视图和A-A剖面视图。如图2所示，本发明一种伺服同轴双驱动惯性激振器，包括第一旋转激振系统和第二旋转激振系统。

所述第一旋转激振系统包括第一伺服电机20，第一电机轴连接套筒18，第一万向节联轴器17，转轴12，第一旋转轴头5和第一偏心质量块4。所述第一伺服电机20安装在电机基座19内，所述第一伺服电机20的输出端通过所述第一电机轴连接套筒18与所述第一万向节联轴器17的首端相连接，所述第一万向节联轴器17的首端通过螺钉与所述第一电机轴连接套筒18的尾端固定连接、所述第一万向节联轴器17的尾端通过螺钉与所述转轴12的首端固定连接。所述转轴12的尾端通过内六角螺钉与所述第一旋转轴头5的首端固定连接，所述第一旋转轴头5的尾端上安装所述第一偏心质量块4。第一伺服电机20通过以上零件的连接将转矩传递到所述第一旋转轴头5上，并带动所述第一偏心质量块4进行激振。

所述第二旋转激振系统包括第二伺服电机21，第二电机轴连接套筒23，第二万向节联轴器22，同步齿轮15，支撑轴14，旋转套筒9，法兰连接盘10，轴承组11，套筒13，转台轴承3，第二旋转轴头6和第二偏心质量块7；

其中，所述同步齿轮15由上齿轮和下齿轮组成，结构类似于轴承；所述上齿轮与所述第一万向节联轴器17同轴布置，所述下齿轮位于所述上齿轮的下方；所述上齿轮和下齿轮均为中空结构，分为内圈和外圈，内外圈之间可以相对转动；所述上齿轮的外圈与所述下齿轮的外圈均带齿，两者相啮合；所述上齿轮的内圈可使所述第一万向节联轴器17从中穿过，所述下齿轮的内圈可使所述第二万向节联轴器22从中穿过；所述同步齿轮15通过螺钉固定连接在后盖16上；

所述第二伺服电机21安装在电机基座19内，所述第二伺服电机21的输出端通过所述第二电机轴连接套筒23与所述第二万向节联轴器22的首端相连接，所述第二万向节联轴器22的首端通过螺钉与所述第二电机轴连接套筒23的尾端固定连接，所述第二万向节联轴器22的尾端穿过所述下齿轮的内圈中心，并通过螺钉与齿轮端盖1固定连接，所述齿轮端盖1通过内六角螺钉与位于下方的所述下齿轮固定连接，所述齿轮端盖1和所述下齿轮可以一同做旋转运动；位于上方的所述上齿轮通过螺钉与所述支撑轴14的首端固定连接；

所述支撑轴14为中空结构，并套设在所述转轴12的外部；所述套筒13套设在所述支撑轴14的外部，所述套筒13的首端通过螺栓固定连接在后盖16上、所述套筒13的尾端内径通过所述转台轴承3与所述支撑轴14相配合，其中，所述支撑轴14的外圈设置有用于安装定位所述转台轴承3的凸台，所述转台轴承3安装在所述凸台处，所述转台轴承3的内圈通过螺钉与所述支撑轴14固定连接、所述转台轴承3的外圈通过螺钉与所述套筒13固定连接；

所述旋转套筒9为中空结构，所述旋转套筒9固定连接在所述支撑轴14的内部并套设在所述转轴12的外部；所述支撑轴14的尾端通过螺钉与所述法兰连接盘10固定连接，同时，所述法兰连接盘10通过螺钉与设置在所述支撑轴14内的所述旋转套筒9固定连接，通过所述法兰连接盘10实现所述旋转套筒9和所述支撑轴14的连接；

所述旋转套筒9的外圈与所述支撑轴14的内圈紧密贴合、旋转套筒9的内圈通过轴承组11与所述转轴12相配合，其中，所述轴承组11设置有3组，每组所述轴承组11由1～3个角接触球轴承组成，3组所述轴承组11由所述转轴12的首端至尾端依次设置在所述旋转套筒9和所述转轴12之间，位于所述转轴12首端的第一组轴承组11采用2个角接触球轴承组成，位于所述转轴12中部的第二组轴承组11采用1个角接触球轴承组成，位于所述转轴12尾端的第三组轴承组11采用3个角接触球轴承组成；所述轴承组11的固定方式采用位于所述转轴12首端的第一组轴承组11游动、位于所述转轴12中部的第二组轴承组11和位于所述转轴12尾端的第三组轴承组11组成双向固定；并且，位于所述转轴12中部的第二组轴承组11和位于所述转轴12尾端的第三组轴承组11之间采用面对面方式安装；为了安装固定第二组轴承组11和第三组轴承组11，在所述旋转套筒9的内圈设置有用于安装第二组轴承组11的凸台，所述凸台固定第二组轴承组11的外圈，第二组轴承组11的内圈通过锁紧螺母固定；在所述旋转套筒9的尾端通过螺栓固定连接有前盖8，所述前盖8中心开孔，套设在所述转轴12的外部并与所述转轴12不相接触，所述前盖8与所述转轴12之间可以相对运动；所述前盖8与所述旋转套筒9的内圈之间形成用于安装第三组轴承组11的凸肩，所述凸肩固定第三组轴承组11的外圈，第三组轴承组11的内圈与所述转轴12固定连接；第二组轴承组11和第三组轴承组11之间设置有固定套筒；

所述第二旋转轴头6套设在所述第一旋转轴头5的外部，并通过螺钉与所述旋转套筒9的尾部固定连接；所述第二旋转轴头6上安装所述第二偏心质量块7；

其中，所述第二旋转轴头6，所述旋转套筒9，所述法兰连接盘10和所述支撑轴14四者一起可以做旋转运动；

所述第二伺服电机21通过以上零件的连接将转矩传递到所述第二旋转轴头6上，并带动所述第二偏心质量块7进行激振。

此外，所述套筒13的外部连接有用于连接被测管道的辅助装置2，所述辅助装置2套在被测管道上，并通过螺栓等固定；通过改变所述辅助装置2的结构，如内径，可以对不同管径管道进行旋转共振弯曲疲劳试验。

本发明中，所述第一旋转轴头5和所述第二旋转轴头6可以延长，使其能够安装多个所述第一偏心质量块4和多个所述第二偏心质量块7，所述第一偏心质量块4和所述第二偏心质量块7完全相同。根据公式F＝mω²r的关系可知激振力与转速和质量还有偏心距有关，当电机调到一定的转速时，无法通过调节电机转速来改变激振力的大小，可以通过增加所述第一偏心质量块4和所述第二偏心质量块7的数量的方法增加激振力大小。

本发明中，所述第一伺服电机20通过第一驱动器24与PLC控制系统相连接，所述第二伺服电机21通过第二驱动器25与所述PLC控制系统相连接，所述第一驱动器24与所述第二驱动器25同步运行，所述PLC控制系统与上位机相连接，在上位机中精确控制伺服电机的转速和位置(即，相位)。所述第一伺服电机20设置有用于检测所述第一伺服电机20转速和所述第一偏心质量块4位置(即，相位)的第一编码器26，所述第二伺服电机21设置有用于检测所述第二伺服电机21转速和所述第二偏心质量块7位置(即，相位)的第二编码器27，分别通过所述第一编码器26和所述第二编码器27将数据传输给所述第一驱动器24和所述第二驱动器25，所述第一驱动器24和所述第二驱动器25再将数据通过总线传输给PLC控制系统。通过安装在两个伺服电机上的编码器，可以检测两个伺服电机的转速和两偏心质量块的相位，进而改变两套带偏心质量的旋转激振系统之间的夹角，再根据矢量合成的原理，可以达到不同的激振力输出。

图3是本发明用于管道旋转共振弯曲疲劳试验的惯性激振器的机构运动简图，图4是图3的B-B视图及激振器产生激振力的原理示意图。现结合图3-4详细说明本发明产生不同大小和方向激振力的具体原理。

如图4中所示，两个偏心块完全相同，夹角为

偏心块的重心在α点，偏心距为r，根据偏心力计算公式F＝mω²r(其中m为偏心块的质量，ω为偏心块旋转的角速度)可知两个偏心块产生的偏心力完全相同，两个电机在偏心块夹角确定的情况下保持同步运动，根据矢量合成的原理，两个偏心块产生的偏心力合成之后的总激振力为F'可以用公式

来计算。更具体的将偏心力计算公式代入总激振力计算公式中得到下式

可以看出在偏心块选定的情况下，总激振力的大小与偏心块的角速度ω和两偏心块之间的夹角

有关。因为两个偏心块的夹角的变化范围是0°到180°，所以激振力的大小在0到2F之间变化。本发明通过安装在两个伺服电机上的编码器与PLC和上位机构成的位置闭环控制系统，来检测两个偏心块的相位，进而在上位机中对其进行控制。通过控制两偏心块的相位，使得两个偏心块的夹角可以在0°到180°之间连续变化，即实现了激振力在不变转速下的连续可调。另外改变交流频率,可实现宽范围的无级调速，且转速与频率成正比。通过伺服电机，驱动器，PLC以及上位机组成的速度闭环控制系统可以精确控制电机的转速，进而控制激振器的频率。

图5展示了在偏心块确定的情况下，通过调节电机的角速度，和两偏心块的夹角可以达到的激振力范围示意图。为更好说明本发明可实现的激振力范围，取偏心块的质量为1.4Kg，偏心距为35mm，可以得到如图5所示的曲面图。通过调节电机频率和两偏心块之间的夹角，本发明产生的激振力可以达到曲面上的任意一点，使可产生的激振力范围大大增加。

图6是激振器实现角度差并保持角度差的双电机同步运动控制系统原理框图，其中，e₁表示位置脉冲信号1与位置反馈信号1相比较得到的偏差信号，e₂表示位置脉冲信号2与位置反馈信号2相比较得到的偏差信号，e₃表示位置反馈信号1与位置反馈信号2相比较得到的偏差信号，e₄表示实际夹角值与设定夹角值相比较得到的偏差信号，U1表示位置反馈信号1输出的信号电压，U2表示位置反馈信号2输出的信号电压，K1表示由偏差信号e₄到速度变化量之间的放大系数，K2表示由偏差信号e₃到实际夹角值之间的放大系数。如图所示，电机所用编码器为绝对值编码器，在初始化原点后，其每一个位置独立并具有唯一性，两电机编码器初始化原点设置相同。第一步设定两偏心块的夹角，设置伺服控制器的控制方式为位置控制，通过控制器读出此时两电机的位置信息，根据绝对值编码器的参数确定两个偏心块的位置，进而得出两个偏心块的夹角，与想要设定的角度进行比较，得出要修改的角度值，再通过PLC或定位模块发出脉冲来驱动伺服电机。脉冲数决定电机旋转的圈数，脉冲频率决定电机旋转的转速，根据每转所用脉冲数可以换算出每度所用脉冲数，然后将其作为位置脉冲信号1和位置脉冲信号2驱动电机运动相应角度。两偏心块之间的夹角设置完成后，两个伺服电机驱动器使电机同步运转，转速相同。在实际使用过程中，由于电机启动不同步等种种原因导致两偏心块之间的夹角变化的情况可以通过增加一比较反馈环节来保持设定的角度值。具体原理是，同步运转过程中的速度波动会导致两偏心块的位置发生变化，通过绝对值编码器可以实时检测位置信息，通过对两偏心块位置信息的比较得出实际两偏心块夹角，并与设定值比较得出偏差，将偏差转化为速度差驱动一个电机进行加速或减速运动，直达达到要求的设定值，速度差为0，电机同步运转。

尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种伺服同轴双驱动惯性激振器，其特征在于，包括第一旋转激振系统和第二旋转激振系统；

所述第一旋转激振系统包括第一伺服电机(20)，第一万向节联轴器(17)，转轴(12)，第一旋转轴头(5)和第一偏心质量块(4)；所述第一伺服电机(20)的输出端通过所述第一万向节联轴器(17)与所述转轴(12)的首端相连接，所述转轴(12)的尾端与所述第一旋转轴头(5)的首端相连接，所述第一旋转轴头(5)的尾端上设置所述第一偏心质量块(4)；

所述第二旋转激振系统包括第二伺服电机(21)，第二万向节联轴器(22)，同步齿轮(15)，支撑轴(14)，旋转套筒(9)，第二旋转轴头(6)和第二偏心质量块(7)；所述第二伺服电机(21)的输出端通过所述第二万向节联轴器(22)与所述同步齿轮(15)的下齿轮相连接，所述同步齿轮(15)的上齿轮与所述支撑轴(14)的首端相连接；所述支撑轴(14)为中空结构，并套设在所述转轴(12)的外部；所述旋转套筒(9)为中空结构，所述旋转套筒(9)固定连接在所述支撑轴(14)的内部并套设在所述转轴(12)的外部，所述旋转套筒(9)的外圈与所述支撑轴(14)的内圈紧密贴合、所述旋转套筒(9)的内圈通过轴承组(11)与所述转轴(12)相配合；所述第二旋转轴头(6)套设在所述第一旋转轴头(5)的外部，并与所述旋转套筒(9)的尾部固定连接；所述第二偏心质量块(7)设置在所述第二旋转轴头(6)上。

2.根据权利要求1所述的一种伺服同轴双驱动惯性激振器，其特征在于，所述第一伺服电机(20)的输出端通过第一电机轴连接套筒(18)与所述第一万向节联轴器(17)的首端相连接，所述第一万向节联轴器(17)的首端通过螺钉与所述第一电机轴连接套筒(18)的尾端固定连接、所述第一万向节联轴器(17)的尾端通过螺钉与所述转轴(12)的首端固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种伺服同轴双驱动惯性激振器，其特征在于，所述第二伺服电机(21)的输出端通过第二电机轴连接套筒(23)与所述第二万向节联轴器(22)的首端相连接，所述第二万向节联轴器(22)的首端通过螺钉与所述第二电机轴连接套筒(23)的尾端固定连接，所述第二万向节联轴器(22)的尾端穿过所述下齿轮的内圈中心，并通过螺钉与固定在所述下齿轮端面上的齿轮端盖(1)固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种伺服同轴双驱动惯性激振器，其特征在于，所述同步齿轮(15)由上齿轮和下齿轮组成，所述上齿轮和下齿轮均为中空结构，包括外圈和内圈；所述上齿轮的外圈与所述下齿轮的外圈相啮合；所述同步齿轮(15)固定连接在后盖(16)上。

5.根据权利要求1所述的一种伺服同轴双驱动惯性激振器，其特征在于，所述支撑轴(14)的外部套设有套筒(13)，所述套筒(13)的首端固定连接在后盖(16)上、所述套筒(13)的尾端内圈通过转台轴承(3)与所述支撑轴(14)相配合。

6.根据权利要求1所述的一种伺服同轴双驱动惯性激振器，其特征在于，所述支撑轴(14)的尾端通过螺钉连接有法兰连接盘(10)，所述法兰连接盘(10)通过螺钉与设置在所述支撑轴(14)内的所述旋转套筒(9)固定连接。

7.根据权利要求1所述的一种伺服同轴双驱动惯性激振器，其特征在于，所述轴承组(11)设置有3组，每组所述轴承组(11)由1～3个角接触球轴承组成，3组所述轴承组(11)由所述转轴(12)的首端至尾端依次设置在所述旋转套筒(9)和所述转轴(12)之间；所述轴承组(11)的固定方式采用位于所述转轴(12)首端的第一组所述轴承组(11)游动、位于所述转轴(12)中部的第二组所述轴承组(11)和位于所述转轴(12)尾端的第三组所述轴承组(11)组成双向固定；并且，位于所述转轴(12)中部的第二组所述轴承组(11)和位于所述转轴(12)尾端的第三组所述轴承组(11)之间采用面对面方式安装。

8.根据权利要求5所述的一种伺服同轴双驱动惯性激振器，其特征在于，所述套筒(13)的外部连接有用于连接被测管道的辅助装置(2)。

9.根据权利要求1所述的一种伺服同轴双驱动惯性激振器，其特征在于，所述第一旋转轴头(5)上设置有多个所述第一偏心质量块(4)，所述第二旋转轴头(6)上设置有多个所述第二偏心质量块(7)，通过改变所述第一偏心质量块(4)和所述第二偏心质量块(7)的数量调整激振力的调节范围。

10.根据权利要求1所述的一种伺服同轴双驱动惯性激振器，其特征在于，所述第一伺服电机(20)通过第一驱动器(24)与PLC控制系统相连接，所述第二伺服电机(21)通过第二驱动器(25)与所述PLC控制系统相连接，所述第一驱动器(24)与所述第二驱动器(25)同步运行，所述PLC控制系统与上位机相连接；所述第一伺服电机(20)设置有用于检测所述第一伺服电机(20)转速和所述第一偏心质量块(4)位置的第一编码器(26)，所述第二伺服电机(21)设置有用于检测所述第二伺服电机(21)转速和所述第二偏心质量块(7)位置的第二编码器(27)。

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