CN112033625B - 一种高频位移调整机构和具有高频位移调整机构的高频振动装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高频位移调整机构和具有高频位移调整机构的高频振动装置，包括设置在Z轴方向上的旋转调整组件和设置在Y轴方向上用于与旋转调整组件相配合的驱动组件；旋转调整组件包括X轴伺服电机、受驱动旋转的平旋盘、调节板、丝杠螺母、调节齿轮、定位块和定位销，驱动组件包括驱动电机、驱动爪和受驱动的驱动齿轮，驱动齿轮与调节齿轮相啮合，在旋转调整组件朝向驱动爪运动时，驱动爪推动定位销从调节齿轮中退出，而后驱动齿轮与调节齿轮啮合转动而调整调节板在Y轴方向上的位置。通过丝杠、丝杠螺母调整调节板的位移，以调整平旋盘在转动时的偏心旋转位置，并配合驱动电机，更加真实地模拟出产品在实际使用过程中的全程振动环境。

Description

一种高频位移调整机构和具有高频位移调整机构的高频振动 装置

技术领域

本发明属于产品检测技术领域，尤其是涉及一种高频位移调整机构和具有高频位移调整机构的高频振动装置。

背景技术

伺服三轴振动是对一般汽车涡轮增压管路系统振动的技术升级，主要应用于汽车涡轮系统中的软硬管路振动耐疲劳试验，鉴定涡轮管路的使用性能和使用寿命。

产品在实际工况下经受的自然振动是X、Y、Z三轴向的复合振动，目前，因试验设备及手段的限制，振动试验装置只能模拟出单轴向的振动。现有的振动试验一般做法是：先后分别对某一产品进行单轴向的振动试验，然后以产品所承受三个单轴向的振动来综合评价产品的抗振动性能。以三向电动振动台为例(该三向电动振动台一般由一个电动振动台和一个水平滑台组成)，先将产品定位于电动振动台的工作台面上对产品做垂直Z方向的振动试验，水平滑台不使用，然后将电动振动台的台体翻转至水平方向并与水平滑台连接，将产品定位于水平滑台上做水平X方向的振动试验，然后再将产品在水平滑台上转向90°定位完成水平Y方向的振动试验。

但是，上述振动试验在实际使用中存在如下缺陷：

1.振动频率和方向单一，只能做单轴运动，不能两轴或三轴方向一起协同运动；

2.振动试验的振幅幅值单一，且不可以调节。

因此，为了解决上述技术问题，需要研发一种能够调节振幅幅值，协同运动的高频振动装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单、操作简单、更好地模拟实际振动环境、提高试验的真实性的高频位移调整机构和具有高频位移调整机构的高频振动装置。

本发明的技术方案如下：

一种高频位移调整机构，包括设置在X轴方向上的旋转调整组件和设置在Y轴方向上用于与旋转调整组件相配合的驱动组件；

所述旋转调整组件包括X轴伺服电机、受驱动的平旋盘、调节板、丝杠螺母、调节齿轮、定位块和定位销，所述调节板安装在所述平旋盘的一侧，所述丝杠安装在平旋盘的内部，所述调节齿轮设置在平旋盘的外侧，且该调节齿轮与丝杠的一端连接，所述丝杠螺母作用连接在丝杠上，所述丝杠螺母上安装一连接块，且该连接块的一侧与调节板连接，用于调节齿轮带动丝杠转动而使连接块带动调节板在Y轴方向上移动，所述定位块安装在平旋盘靠近调节齿轮的一侧上，所述定位销滑动安装在定位块内，且该定位销的前端可选择性地插入调节齿轮内而定位调节齿轮；

所述驱动组件包括驱动电机、驱动爪和受驱动的驱动齿轮，所述驱动齿轮安装在驱动电机的输出端，所述驱动齿轮与所述调节齿轮选择性地相啮合，所述驱动爪设置在驱动电机的前端，在旋转调整组件转动使调整齿轮转动至与驱动齿轮相对的一侧时，驱动爪推动定位销从调节齿轮中退出，而后驱动齿轮与调节齿轮啮合转动而调整调节板在Y轴方向上的位置。

在上述技术方案中，所述调节板的顶部与底部对称安装有两个压板，所述调节板在两个压板之间相对滑动以使调节板在Y轴方向上滑动。

在上述技术方案中，所述定位块内开设一竖直设置的通孔，所述定位销上安装一竖直设置的推杆，所述推杆安装在通孔内。

在上述技术方案中，所述定位块内形成一水平设置的滑槽，所述定位销滑动安装在该滑槽内，所述滑槽的末端设有限位块以用于限位定位销在滑槽内移动的位置，在所述推杆的驱动下使定位销在滑槽内移动。

在上述技术方案中，所述驱动爪的前端形成一推动斜面，在使用时在推动斜面的作用下推动所述推杆移动，以使定位销退出调节齿轮。

在上述技术方案中，所述调节板上开设有安装孔，外部的传动组件通过安装孔与所述调节板连接。

本发明的另一个目的是提供一种具有高频位移调整机构的高频振动装置，包括安装底座、Y轴驱动组件、受驱动的在Y轴方向上滑动的水平滑台、安装在水平滑台一端的支撑架、受驱动的在Z轴方向上滑动的垂直滑台和用于调整垂直滑台振动频率的所述的高频位移调整机构；

所述Y轴驱动组件安装在所述安装底座上，所述Y轴驱动组件包括两条平行设置的Y轴滑轨和Y轴伺服电机，所述Y轴伺服电机位于两条所述Y轴滑轨中间；

所述水平滑台滑动安装在所述Y轴滑轨上，所述水平滑台的底部形成有与Y轴滑轨相配合的滑块以用于在Y轴伺服电机的驱动下使水平滑台在Y轴方向上滑动；

所述支撑板上设有两条平行设置的Z轴滑轨，所述垂直滑台滑动安装在所述支撑板上；

所述垂直滑台滑动安装在所述Z轴滑轨上，所述垂直滑台的一端通过传动组件与安装在水平滑台上的X轴伺服电机连接以用于在X轴伺服电机的驱动下通过传动组件使垂直滑台在Z轴方向上滑动。

在上述技术方案中，所述传动组件包括传动轴和振动轴，所述传动轴的一端与所述平旋盘上的调节板连接，传动轴的另一端通过传动杆与振动轴连接，所述振动轴与垂直滑台连接以用于在X轴伺服电机的驱动下带动垂直滑台在Z轴方向上滑动，所述传动轴设置在调节板上，以使传动轴的圆心偏离平旋盘的圆心，在平旋盘转动时呈偏心旋转。

在上述技术方案中，所述X轴伺服电机通过电机座固装在水平滑台上，所述X轴伺服电机的输出轴与平旋盘的一侧连接，平旋盘的另一侧与传动轴连接。

在上述技术方案中，所述驱动电机通过安装座固装在水平滑台上，所述驱动爪通过安装架固装在驱动电机上，所述安装架上形成有凹槽，且该凹槽与所述定位块相配合。

在上述技术方案中，所述支撑板与水平滑台之间安装有支撑臂。

在上述技术方案中，在所述水平滑台的底部形成有与所述Y轴滑轨相配合的Y轴限位滑槽，以使滑动板可沿Y轴滑轨实现相对滑动。

在上述技术方案中，所述垂直滑台靠近Z轴滑轨的一侧形成有与所述Z轴滑轨相配合的Z轴限位滑槽，以使垂直滑台可沿Z轴滑轨实现相对滑动。

本发明具有的优点和积极效果是：

1.通过丝杠、丝杠螺母调整调节板的位移，以调整平旋盘在转动时的偏心旋转位置，并配合驱动电机，更加真实地模拟出产品在实际使用过程中的全程振动环境。

2.电机、水平滑台、垂直滑台相互配合，振动频率可调，能够实现两轴或三轴的协同运动，利用驱动器程序对电机进行控制，确保了数据的稳定、真实及准确性。

3.扩展性强，作为振动源可任意在振动平台上加装工件，进一步拓展其应用。

附图说明

图1是本发明的高频位移调整机构的结构示意图；

图2是本发明的高频位移调整机构的侧视图；

图3是本发明中调节组件的局部放大图；

图4是本发明中丝杠及丝杠螺母的局部放大图；

图5是本发明中传动组件的结构示意图；

图6是本发明的具有高频位移调整机构的高频振动装置的结构示意图(调整位移状态图)；

图7是本发明的具有高频位移调整机构的高频振动装置的结构示意图(未调整位移状态图)。

图中：

1、安装底座 2、旋转调整组件 3、水平滑台

4、平旋盘 5、传动杆 6、垂直滑台

7、Z轴滑轨 8、驱动组件 9、Y轴伺服电机

10、Y轴滑轨 11、安装架 12、驱动爪

13、调节齿轮 14、定位块 15、驱动齿轮

16、推动杆 17、定位销 18、限位块

19、振动轴 20、传动轴 21、压板

22、调节板 24、丝杠

25、丝杠螺母 26、连接块 27、支撑臂

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明，决不限制本发明的保护范围。

实施例1

如图1-5所示，本发明的高频位移调整机构，包括：设置在X轴方向上的旋转调整组件2和设置在Y轴方向上用于与旋转调整组件2相配合的驱动组件8；

所述旋转调整组件2包括X轴伺服电机、受驱动的平旋盘4、调节板22、丝杠24、丝杠螺母25、调节齿轮13、定位块14和定位销17，所述调节板22安装在平旋盘4的前侧，所述丝杠24安装在平旋盘4内部，所述调节齿轮13与丝杠24的一端连接，且该调节齿轮13设置在平旋盘4的外侧，所述丝杠螺母25作用连接在丝杠24上，所述丝杠螺母25上安装一连接块26，且该连接块26的一侧与调节板22连接，用于调节齿轮13驱动丝杠24转动而使丝杠螺母25带动调节板22在Y轴方向上移动，所述定位块14安装在平旋盘4外部靠近调节齿轮13的一侧上，所述定位销17滑动安装在定位块14内，且该定位销17的前端与调节齿轮13相配合，用于定位调节齿轮13；

所述驱动组件8包括驱动电机、驱动爪12和受驱动的驱动齿轮15，所述驱动齿轮15能与调节齿轮13选择性地相啮合，所述驱动爪12设置在驱动电机的前端以用于推动所述定位销17离开调节齿轮，使调节齿轮带动与其啮合的驱动齿轮转动；

其中，所述旋转调整组件2在X轴伺服电机的驱动下转动，使调整齿轮13转动至与驱动齿轮相对的一侧时，，所述驱动爪12推动定位销17而离开调节齿轮13，并在驱动齿轮15的作用下带动调节齿轮13转动而调整调节板22在Y轴方向上的位置。

进一步地说，所述调节板22的顶部与底部对称安装有两个压板21，所述调节板22在两个压板21之间相对滑动，以使调节板22在Y轴方向上滑动。

进一步地说，所述定位块14内形成一水平设置的滑槽，所述定位销17滑动安装在该滑槽内，所述滑槽的末端设有限位块18以用于限制定位销17在滑槽内移动的位置。

进一步地说，所述定位销17上安装一推杆16，所述定位块14内开设一竖直设置的通孔，所述推杆16安装在该通孔内。

进一步地说，所述驱动爪12的前端形成有一推动斜面，在驱动爪12朝向定位块14运行时，通过推动斜面推动所述推杆16在通孔内移动而带动定位销17远离调节齿轮13。

进一步地说，所述调节板22上开设有安装孔，外部的传动组件通过安装孔与调节板22连接。

进一步地说，所述驱动电机的输出轴与驱动齿轮15连接以用于控制驱动齿轮15转动。

当驱动组件8的驱动爪12朝向定位块14运行时，驱动爪12的推动斜面推动推杆16使插入调节齿轮13的定位销17远离调节齿轮13，同时驱动齿轮15与调节齿轮13啮合，驱动齿轮15转动而带动调节齿轮13转动，以调整所述调节板22在丝杠24上的位置，从而调整了传动组件在Y轴方向上的位移。

实施例2

如图6、图7所示，本发明的具有高频位移调整机构的高频振动装置，包括安装底座1、Y轴驱动组件8、受驱动的在Y轴方向上滑动的水平滑台3、安装在水平滑台3一端的支撑架和受驱动的在Z轴方向上滑动的垂直滑台6和用于调整垂直滑台6振动频率的所述的高频位移调整机构；

所述Y轴驱动组件8安装在所述安装底座1上，所述Y轴驱动组件8包括两条平行设置的Y轴滑轨10和Y轴伺服电机9，所述Y轴伺服电机9位于两条所述Y轴滑轨10中间；

所述水平滑台3滑动安装在所述Y轴滑轨10上，所述水平滑台3的底部形成有与Y轴滑轨10相配合的滑块以用于在Y轴伺服电机9的驱动下使水平滑台3在Y轴方向上滑动；

所述支撑板上设有两条平行设置的Z轴滑轨7，所述垂直滑台6滑动安装在所述支撑板上；

所述垂直滑台6滑动安装在所述Z轴滑轨7上，所述垂直滑台6的一端通过传动组件与安装在水平滑台3上的X轴伺服电机连接以用于在X轴伺服电机的驱动下通过传动组件使垂直滑台6在Z轴方向上滑动。

进一步地说，所述传动组件包括传动轴20和振动轴19，所述传动轴20的一端与所述平旋盘4上的调节板22连接，传动轴20的另一端通过传动杆5与振动轴19连接，所述振动轴19与垂直滑台6连接以用于在X轴伺服电机的驱动下带动垂直滑台6在Z轴方向上滑动，所述传动轴20设置在调节板22上，以使传动轴20的圆心偏离平旋盘4的圆心，在平旋盘4转动时呈偏心旋转。

进一步地说，所述X轴伺服电机通过电机座固装在水平滑台3上，所述X轴伺服电机的输出轴与平旋盘4的一侧连接，平旋盘4的另一侧与传动轴20连接。

进一步地说，所述驱动电机通过安装座固装在水平滑台3上，所述驱动爪12通过安装架11固装在驱动电机上，所述安装架11上形成有凹槽，且该凹槽与所述定位块14相配合。

进一步地说，所述支撑板与水平滑台3之间安装有支撑臂27。

进一步地说，在所述水平滑台3的底部形成有与所述Y轴滑轨10相配合的Y轴限位滑槽，以使滑动板可沿Y轴滑轨10实现相对滑动。

进一步地说，所述垂直滑台6靠近Z轴滑轨7的一侧形成有与所述Z轴滑轨7相配合的Z轴限位滑槽，以使垂直滑台6可沿Z轴滑轨7实现相对滑动。

实施例3

在实施例2的基础上，本发明的具有高频位移调整机构的高频振动装置的运行原理如下：

(1)当需要高频振动测试时，驱动电机远离平旋盘4(调节齿轮13远离驱动电机状态)，启动X轴伺服电机带动平旋盘4转动，以使传动轴20通过振动轴19带动垂直滑台6在Z轴方向上滑动，模拟出在Z轴方向上的振动，同时启动Y轴伺服电机9，以控制所述水平滑台3在Y轴方向上滑动，模拟出在Y轴方向上的振动，从而同时模拟出不同轴向的振动环境。

(2)当需要调整平旋盘4的偏心位移时，通过X轴伺服电机将平旋盘4上的调节齿轮13转动至朝向驱动电机的一侧，在Y轴伺服电机9驱动下水平滑台3朝向驱动电机一侧滑动，驱动爪12的推动斜面逐步与定位销17上的推动杆接触，而使定位销17从调节齿轮13内退出，直至驱动爪12与定位块14卡接来保证定位销17处于退出调节齿轮13的状态；而后启动驱动电机，驱动齿轮15与调节齿轮13相啮合，驱动电机带动驱动齿轮15转动，以使调节齿轮13带动丝杠24转动，推动调节板22在Y轴方向上移动，从而调整调节板22的位移，传动轴20的圆心偏离平旋盘4的圆心，以使平旋盘4在转动时偏心旋转。

进一步地说，所述X轴伺服电机的转速为1800r/min，X轴伺服电机旋转一圈，以使Z轴方向上实现30Hz的高频振动。

为了易于说明，实施例中使用了诸如“上”、“下”、“左”、“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位(旋转90度或位于其他方位)，这里所用的空间相对说明可相应地解释。

而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种高频位移调整机构，其特征在于：包括设置在X轴方向上的旋转调整组件和设置在Y轴方向上用于与旋转调整组件相配合的驱动组件；

所述旋转调整组件包括X轴伺服电机、受驱动旋转的平旋盘、调节板、丝杠螺母、调节齿轮、定位块和定位销，所述调节板安装在所述平旋盘的一侧，所述丝杠安装在平旋盘的内部，所述调节齿轮设置在平旋盘的外侧，且该调节齿轮与丝杠的一端连接，所述丝杠螺母作用连接在丝杠上，所述丝杠螺母上安装一连接块，且该连接块的一侧与调节板连接，用于调节齿轮带动丝杠转动而使连接块带动调节板在Y轴方向上移动，所述定位块安装在平旋盘靠近调节齿轮的一侧上，所述定位销滑动安装在定位块内，且该定位销的前端可选择性地插入调节齿轮内而定位调节齿轮；

所述驱动组件包括驱动电机、驱动爪和受驱动的驱动齿轮，所述驱动齿轮安装在驱动电机的输出端，所述驱动齿轮与所述调节齿轮相啮合，所述驱动爪设置在驱动电机的前端，在旋转调整组件朝向驱动爪运动时，驱动爪推动定位销从调节齿轮中退出，而后驱动齿轮与调节齿轮啮合转动而调整调节板在Y轴方向上的位置。

2.根据权利要求1所述的高频位移调整机构，其特征在于：所述调节板的顶部与底部对称安装有两个压板，所述调节板在两个压板之间相对滑动以使调节板在Y轴方向上滑动。

3.根据权利要求1所述的高频位移调整机构，其特征在于：所述定位块内开设一竖直设置的通孔，所述定位销上安装一竖直设置的推杆，所述推杆安装在通孔内。

4.根据权利要求3所述的高频位移调整机构，其特征在于：所述定位块内形成一水平设置的滑槽，所述定位销滑动安装在该滑槽内，所述滑槽的末端设有限位块以用于限位定位销在滑槽内移动的位置，在所述推杆的驱动下使定位销在滑槽内移动。

5.根据权利要求4所述的高频位移调整机构，其特征在于：所述驱动爪的前端形成一推动斜面，在使用时在推动斜面的作用下推动所述推杆移动，以使定位销退出调节齿轮。

6.一种具有高频位移调整机构的高频振动装置，其特征在于：包括安装底座、Y轴驱动组件、受驱动的在Y轴方向上滑动的水平滑台、安装在水平滑台一端的支撑架、受驱动的在Z轴方向上滑动的垂直滑台和用于调整垂直滑台振动频率的权利要求1-5中任意一项所述的高频位移调整机构；

所述Y轴驱动组件安装在所述安装底座上，所述Y轴驱动组件包括两条平行设置的Y轴滑轨和Y轴伺服电机，所述Y轴伺服电机位于两条所述Y轴滑轨中间；

所述水平滑台滑动安装在所述Y轴滑轨上，所述水平滑台的底部形成有与Y轴滑轨相配合的滑块以用于在Y轴伺服电机的驱动下使水平滑台在Y轴方向上滑动；

所述支撑板上设有两条平行设置的Z轴滑轨，所述垂直滑台滑动安装在所述支撑板上；

所述垂直滑台滑动安装在所述Z轴滑轨上，所述垂直滑台的一端通过传动组件与安装在水平滑台上的X轴伺服电机连接以用于在X轴伺服电机的驱动下通过传动组件使垂直滑台在Z轴方向上滑动。

7.根据权利要求6所述的高频振动装置，其特征在于：所述传动组件包括传动轴和振动轴，所述传动轴的一端与所述平旋盘上的调节板连接，传动轴的另一端通过传动杆与振动轴连接，所述振动轴与垂直滑台连接以用于在X轴伺服电机的驱动下带动垂直滑台在Z轴方向上滑动。

8.根据权利要求7所述的高频振动装置，其特征在于：所述X轴伺服电机通过电机座固装在水平滑台上，所述X轴伺服电机的输出轴与平旋盘的一侧连接，平旋盘的另一侧与传动轴连接。

9.根据权利要求8所述的高频振动装置，其特征在于：所述驱动电机通过安装座固装在水平滑台上，所述驱动爪通过安装架固装在驱动电机上，所述安装架上形成有凹槽，且该凹槽与所述定位块相配合。

10.根据权利要求9所述的高频振动装置，其特征在于：所述支撑板与水平滑台之间安装有支撑臂。

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