CN206778878U - 激振器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种激振器，包括驱动第一偏心转子与第二偏心转子作反向运动的驱动机构、支撑激振机构和驱动机构的支架以及与激振机构相连的控制系统，驱动机构包括设置于支架上的电机、传动轴、与传动轴一端相连并供第一偏心转子连接的第一转动轴、与传动轴另一端相连并供第二偏心转子连接的第二转动轴，电机与传动轴之间通过第一齿轮副相连，传动轴与第一转动轴之间通过第二齿轮副相连，传动轴与第二转动轴之间通过第三齿轮副相连，第二齿轮副的啮合方向与第三齿轮副啮合方向相反，第一偏心转子与第二偏心转子均包括与相应转动轴连接的转子主体以及可变位设置于转子主体上的配重体，配重体与转子主体可拆卸相连。本实用新型成本高，准确性高。

Description

激振器

技术领域

本实用新型涉及动力学实验技术领域，具体涉及一种激振器。

背景技术

随着桥梁大型化的发展趋势，桥梁健康评估显得更加重要，大跨度桥梁的动力性能测试是桥梁损伤探测中的重要手段。由结构动力学的损伤识别观点，桥梁结构的损伤或者刚度改变必然引起桥梁本身模态参数的变化，故通过模态测试分析，能够对桥梁结构进行长期监测和结构诊断，很大程度上避免桥梁在施工和运营过程中的重大安全事故。

通过桥梁模型实验可完成模态研究的同时降低实验成本。现有技术中有的采用模态耦合对大跨桥梁风洞试验模型进行分析，有的使用锤击和激振的方式完成钢桁架模型动力特性测试。上述现有技术中的激励方式存在的问题有：风洞试验模型的成本高昂而控制复杂；电磁、液压式等激振器较笨重，需将连接杆粘结在桥梁下方，对桥梁位移有一定限制，并在改变了桥梁整体刚度，影响振动测试的准确性。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供激振器，以解决现有技术重成本高，准确性较低的问题。

为了实现上述目的，提供了一种激振器。

本实用新型激振器，包括激振机构，所述激振机构包括第一偏心转子、第二偏心转子，它还包括驱动第一偏心转子与第二偏心转子作反向运动的驱动机构、支撑所述激振机构和驱动机构的支架以及与所述激振机构相连的控制系统，所述驱动机构包括设置于支架上的电机、传动轴、与传动轴一端相连并供第一偏心转子连接的第一转动轴、与传动轴另一端相连并供第二偏心转子连接的第二转动轴，所述电机与传动轴之间通过第一齿轮副相连，所述传动轴与第一转动轴之间通过第二齿轮副相连，所述传动轴与第二转动轴之间通过第三齿轮副相连，所述第二齿轮副的啮合方向与第三齿轮副啮合方向相反，所述第一偏心转子与第二偏心转子均包括与相应转动轴连接的转子主体以及可变位设置于转子主体上的配重体，所述配重体与转子主体可拆卸相连。本实用新型激振器能够通过上述驱动机构驱动第一偏心转子与第二偏心转子作反向运动，旋转的偏心转子能够产生离心力，第一偏心转子与第二偏心转子作反向运动将两者水平方向的惯性力相互抵消，最终得到一个垂直方向的正弦激振力，所述控制系统能够控制电机的转速，由此改变激振力频率。所述第一偏心转子与第二偏心转子的配重体能够在转子主体上改变自身位置，从而调节偏心转子的偏心距，此外，配重体在转子主体上可拆卸连接，由此可以替换不同质量的配重体，由此实现不同模式振动。

进一步地，所述第一齿轮副包括与电机输出端相连的第一主动齿轮以及设置于传动轴上并与第一主动齿轮啮合的第一传动齿轮，所述第二齿轮副包括设置于传动轴一端的第二主动伞齿轮以及与第二主动伞齿轮啮合并设置于第一转动轴上的的第二从动伞齿轮，所述第三齿轮副包括设置于传动轴另一端的第三主动伞齿轮以及与第三主动伞齿轮啮合并设置于第二转动轴上的的第三从动伞齿轮。上述结构实现了第一齿轮副、第二齿轮副、第三齿轮副的功能，结构简单、安装方便。

进一步地，所述电机为步进电机，所述控制系统包括与电机相连的步进电机驱动器、与步进电机驱动器相连的串口步进电机控制器、与串口步进电机控制器相连的上位机。由此实现了控制系统对电机转速的调节。

本实用新型提供了两种不同的转子结构，在第一种转子结构中，所述转子主体包括固定于相应转动轴上的圆盘，所述圆盘上设有多个配重孔，所述配重体包括可拆卸设置于配重孔上的凸块；在第二种转子结构中，所述转子主体包括固定于相应转动轴上的转杆，所述配重体包括可活动穿接于转杆上的块状体。两种结构均能实现调节转子偏心距以及配重，从而实现不同振动模式。

进一步地，所述支架包括底座以及设置于底座上的第一支撑组件、第二支撑组件、第三支撑组件，所述第一支撑组件包括与传动轴两端分别支撑连接的两个第一支撑柱，所述第二支撑组件包括与第一转动轴两端分别支撑连接的两个第二支撑柱，所述第三支撑组件包括与第二转动轴两端分别支撑连接的两个第三支撑柱。由此实现对激振机构和驱动机构的支撑。

进一步地，所述第一支撑柱、第二支撑柱、第三支撑柱均为三角板状支柱。由此，使得支撑结构更加牢固。

进一步地，所述底座上设有供螺栓安装的沉孔。由此使得底座能够水平固定于相应安装位置处，在转子转动过程中保持激振器主体稳固。

进一步地，所述底座上还设有供电机安装的限位槽。由此限制电机的位置，保证电机在工作过程中位置固定。

进一步地，所述传动轴、第一转动轴、第二转动轴上均设有测速码盘。通过测速码盘能够指示当前转子实际转速，为调节电机转速提供参考依据。

可见，本实用新型与现有技术中桥梁试验模型相比具有制造成本低、体型较小、振动测试准确性较高等优点。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步的说明。本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来辅助对本实用新型的理解，附图中所提供的内容及其在本实用新型中有关的说明可用于解释本实用新型，但不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例一中激振器的立体图之一。

图2为本实用新型实施例一中激振器的立体图之二。

图3为本实用新型实施例一中激振器的控制系统结构示意图。

图4为本实用新型实施例一中激振器的立体图之三。

图5为本实用新型实施例二中激振器的立体图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行清楚、完整的说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本实用新型。在结合附图对本实用新型进行说明前，需要特别指出的是：

(1)本实用新型中在包括下述说明在内的各部分中所提供的技术方案和技术特征，在不冲突的情况下，这些技术方案和技术特征可以相互组合。

(2)下述说明中涉及到的本实用新型的实施例通常仅是本实用新型一分部的实施例，而不是全部的实施例。因此，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

(3)关于对本实用新型中术语的说明。本实用新型的说明书和权利要求书及有关的部分中的术语“第一”、“第二”等是用于区别容易引起混同的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

实施例一

如图1、图2、图3、图4所示，本实用新型激振器，包括激振机构，所述激振机构包括第一偏心转子1、第二偏心转子2，它还包括驱动机构、支撑所述激振机构和驱动机构的支架以及与所述激振机构相连的控制系统，所述驱动机构包括设置于支架上的电机4、传动轴5、与传动轴5一端相连并供第一偏心转子1连接的第一转动轴61、与传动轴5另一端相连并供第二偏心转子2连接的第二转动轴62，所述电机4与传动轴5之间通过第一齿轮副相连，所述传动轴5与第一转动轴61之间通过第二齿轮副相连，所述传动轴5与第二转动轴62之间通过第三齿轮副相连，所述第二齿轮副的啮合方向与第三齿轮副啮合方向相反，所述第一偏心转子1与第二偏心转子2均包括与相应转动轴连接的转子主体以及可变位设置于转子主体上的配重体，所述配重体与转子主体可拆卸相连。

所述支架包括底座31以及设置于底座31上的第一支撑组件、第二支撑组件、第三支撑组件，所述第一支撑组件包括与传动轴5两端分别支撑连接的两个第一支撑柱32，所述第二支撑组件包括与第一转动轴61两端分别支撑连接的两个第二支撑柱33，所述第三支撑组件包括与第二转动轴62两端分别支撑连接的两个第三支撑柱34。所述第一支撑柱32、第二支撑柱33、第三支撑柱34均为三角板状支柱。所述底座31上设有供螺栓安装的沉孔36。所述底座31为方形板，方形板的四个角各加工有两个沉孔36。所述底座31上还设有供电机4安装的限位槽35。所述限位槽35在本实施例中设置于第一支撑组件之间。

所述第一齿轮副包括与电机4输出端相连的第一主动齿轮71以及设置于传动轴5上并与第一主动齿轮71啮合的第一从动齿轮72，所述第二齿轮副包括设置于传动轴5一端的第二主动伞齿轮81以及与第二主动伞齿轮81啮合并设置于第一转动轴61上的的第二从动伞齿轮82，所述第三齿轮副包括设置于传动轴5另一端的第三主动伞齿轮91以及与第三主动伞齿轮91啮合并设置于第二转动轴62上的的第三从动伞齿轮92。

所述电机4为步进电机4，所述控制系统包括与电机4相连的步进电机驱动器41、与步进电机驱动器41相连的串口步进电机控制器42、与串口步进电机控制器42相连的上位机43。

所述转子主体包括固定于相应转动轴上的圆盘21a，所述圆盘21a上设有多个配重孔，所述配重体包括可拆卸设置于配重孔上的凸块22a。

所述传动轴5、第一转动轴61、第二转动轴62上均设有测速码盘。

在使用时，本实用新型激振器能够通过上述驱动机构驱动第一偏心转子1与第二偏心转子2作反向运动，旋转的偏心转子能够产生离心力，第一偏心转子1与第二偏心转子2作反向运动将两者水平方向的惯性力相互抵消，最终得到一个垂直方向的正弦激振力，所述控制系统能够控制电机4的转速，由此改变激振力频率。所述第一偏心转子1与第二偏心转子2的配重体能够在转子主体上改变自身位置，从而调节偏心转子的偏心距，此外，配重体在转子主体上可拆卸连接，由此可以替换不同质量的配重体，由此实现不同模式振动。

本实用新型的原理为：利用一对反向旋转转子，将水平方向惯性力相互抵消，最终合成得到一个垂直方向的正弦激振力：

F_p＝2meω²·sinωt

式中，m为一个偏心转子的质量，e为转子偏心距，ω为转子角速度。

本实施例中，使用CS20-1S步进电机控制器终端，设置步进电机控制器42单位时间发出的脉冲信号数，经步进电机驱动器41转化为强电流信号，驱动电机4以固定角速度转动。通过改变单位时间脉冲数改变电机转速，达到改变激振力频率的目的。步进电机控制器42能够通过数据线传实现与上位机43的数据互传，由此控制电机4转速，获取激振力数据。

实施例二

如图5所示，本实施例与实施例一的不同之处仅在于所述转子主体包括固定于相应转动轴上的转杆21b，所述配重体包括可活动穿接于转杆21b上的块状体22b。

Claims (10)

1.激振器，包括激振机构，所述激振机构包括第一偏心转子(1)、第二偏心转子(2)，其特征在于，它还包括驱动机构、支撑所述激振机构和驱动机构的支架以及与所述激振机构相连的控制系统，所述驱动机构包括设置于支架上的电机(4)、传动轴(5)、与传动轴(5)一端相连并供第一偏心转子(1)连接的第一转动轴(61)、与传动轴(5)另一端相连并供第二偏心转子(2)连接的第二转动轴(62)，所述电机(4)与传动轴(5)之间通过第一齿轮副相连，所述传动轴(5)与第一转动轴(61)之间通过第二齿轮副相连，所述传动轴(5)与第二转动轴(62)之间通过第三齿轮副相连，所述第二齿轮副的啮合方向与第三齿轮副啮合方向相反，所述第一偏心转子(1)与第二偏心转子(2)均包括与相应转动轴连接的转子主体以及可变位设置于转子主体上的配重体，所述配重体与转子主体可拆卸相连。

2.如权利要求1所述的激振器，其特征在于，所述第一齿轮副包括与电机(4)输出端相连的第一主动齿轮(71)以及设置于传动轴(5)上并与第一主动齿轮(71)啮合的第一从动齿轮(72)，所述第二齿轮副包括设置于传动轴(5)一端的第二主动伞齿轮(81)以及与第二主动伞齿轮(81)啮合并设置于第一转动轴(61)上的的第二从动伞齿轮(82)，所述第三齿轮副包括设置于传动轴(5)另一端的第三主动伞齿轮(91)以及与第三主动伞齿轮(91)啮合并设置于第二转动轴(62)上的的第三从动伞齿轮(92)。

3.如权利要求1所述的激振器，其特征在于，所述电机(4)为步进电机(4)，所述控制系统包括与电机(4)相连的步进电机驱动器(41)、与步进电机驱动器(41)相连的串口步进电机控制器(42)、与串口步进电机控制器(42)相连的上位机(43)。

4.如权利要求1所述的激振器，其特征在于，所述转子主体包括固定于相应转动轴上的圆盘(21a)，所述圆盘(21a)上设有多个配重孔，所述配重体包括可拆卸设置于配重孔上的凸块(22a)。

5.如权利要求1所述的激振器，其特征在于，所述转子主体包括固定于相应转动轴上的转杆(21b)，所述配重体包括可活动穿接于转杆(21b)上的块状体(22b)。

6.如权利要求1所述的激振器，其特征在于，所述支架包括底座(31)以及设置于底座(31)上的第一支撑组件、第二支撑组件、第三支撑组件，所述第一支撑组件包括与传动轴(5)两端分别支撑连接的两个第一支撑柱(32)，所述第二支撑组件包括与第一转动轴(61)两端分别支撑连接的两个第二支撑柱(33)，所述第三支撑组件包括与第二转动轴(62)两端分别支撑连接的两个第三支撑柱(34)。

7.如权利要求6所述的激振器，其特征在于，所述第一支撑柱(32)、第二支撑柱(33)、第三支撑柱(34)均为三角板状支柱。

8.如权利要求6所述的激振器，其特征在于，所述底座(31)上设有供螺栓安装的沉孔(36)。

9.如权利要求6所述的激振器，其特征在于，所述底座(31)上还设有供电机(4)安装的限位槽(35)。

10.如权利要求1所述的激振器，其特征在于，所述传动轴(5)、第一转动轴(61)、第二转动轴(62)上均设有测速码盘。