CN207336090U - 一种主动悬置试验设备 - Google Patents

Abstract

为克服现有主动悬置的振动试验设备存在激励源多和频带宽，不利于单一振动源的隔振原理研究的问题，本实用新型提供了一种主动悬置试验设备，所述主动悬置试验设备包括振动模块、悬置板、弹性支撑件和振动传感组件，所述振动模块包括振动电机，所述振动模块用于连接主动悬置的主动支架，所述悬置板用于连接主动悬置的被动支架，所述弹性支撑件连接在所述悬置板的底部，所述振动传感组件用于检测所述悬置板、所述主动悬置以及所述振动模块中一个或多个的振动参数。本实用新型提供的主动悬置试验设备能够针对单一的振动源研究主动悬置的隔振控制原理，帮助开发者验证隔振原理的可行性。

Description

一种主动悬置试验设备

技术领域

本实用新型属于主动悬置检测设备技术领域，具体涉及一种主动悬置试验设备。

背景技术

随着社会的进步和汽车技术的不断发展，人们对汽车的功能提出了更高的要求，汽车NVH(Noise、Vibration、Harshness，噪声、振动与声振粗糙度)性能越来越受到人们的重视和关注。动力总成悬置系统的设计是减少动力总成振动与噪声的一项关键技术，比如汽车发动机的振动会影响乘客的舒适性，现有的被动悬置已经无法满足更高舒适度的要求，主动悬置以其优越的隔振性能被应用在部分中高端汽车上。由于主动悬置的开发周期长、费用多且技术门槛高，加大了自主研发的难度，若要掌握底层控制策略，并验证其原理，专用的试验台架显得较为迫切。

现有的振动试验设备直接用汽车发动机工作时产生的机械振动作为振动源，通过一组悬置隔振来做验证机械振动的衰减程度，进而研究主动悬置隔振的控制原理。

由于现有的振动试验台架直接采用汽车发动机作为振动源，所述振动源产生的机械振动属于复合型振动，振动源振动具有激励源多、频带宽的特点，按振动形式分为整机激励、轴系激励和结构激励类型，不利于研究单一振动源产生的机械振动被主动悬置隔振的控制原理。

实用新型内容

针对现有主动悬置的振动试验设备存在激励源多、频带宽的问题，不利于单一振动源的隔振原理研究，本实用新型提供了一种主动悬置试验设备。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

提供一种主动悬置试验设备，所述主动悬置试验设备包括振动模块、悬置板、弹性支撑件和振动传感组件，所述振动模块包括振动电机，所述振动模块用于连接主动悬置的主动支架，所述悬置板用于连接主动悬置的被动支架，所述弹性支撑件连接在所述悬置板的底部，所述振动传感组件用于检测所述悬置板、所述主动悬置以及所述振动模块中一个或多个的振动参数。

可选地，所述振动模块还包括振动板和壳体，所述振动板和所述壳体合围形成有安装腔体，所述振动电机固定在所述安装腔体中，所述振动板的外侧与主动悬置的主动支架连接。

可选地，所述振动模块还包括至少一个配重件，所述配重件可拆卸地连接于所述振动板上。

可选地，所述主动悬置试验设备还包括多个被动悬置，所述被动悬置的一端连接所述振动模块，所述被动悬置的另一端连接所述悬置板。

可选地，多个所述被动悬置包括第一被动悬置、第二被动悬置和第三被动悬置，所述第一被动悬置、第二被动悬置、第三被动悬置和主动悬置呈四角排布。

可选地，所述振动传感组件包括位移传感组件和加速度传感器，所述振动参数包括振动位移参数及振动加速度参数；

所述位移传感组件用于检测所述悬置板以及所述振动模块的振动位移参数；

所述加速度传感器用于检测所述悬置板以及所述振动模块的振动加速度参数。

可选地，所述位移传感组件包括支撑架、第一激光位移传感器和第二激光位移传感器，所述第一激光位移传感器和第二激光位移传感器连接在所述支撑架上，且所述第一激光位移传感器朝向所述悬置板，所述主动悬置与所述振动模块的连接位置连接有一延伸部，所述第二激光位移传感器朝向所述延伸部。

可选地，所述加速度传感器的数量为多个，多个所述加速度传感器包括第一加速度传感器和第二加速度传感器，所述第一加速度传感器位于所述悬置板上，所述第二加速度传感器位于所述振动模块上。

可选地，所述主动悬置试验设备还包括底板，所述弹性支撑件为多个，多个所述弹性支撑件弹性支撑在所述底板和所述悬置板之间。

可选地，所述主动悬置试验设备还包括工控机、显示器、数据采集卡、信号调理器、处理器和变频器，所述工控机与所述振动传感组件电连接，所述信号调理器与所述工控机电连接，所述数据采集卡与所述信号调理器电连接，所述处理器分别与所述数据采集卡、所述变频器和所述显示屏电连接，所述变频器与所述主动悬置电连接。

根据本实用新型提供的主动悬置试验设备，设置振动电机作为单一的振动源，所述主动悬置试验设备能够在振动电机的开启情况下，使得所述振动模块产生单一的振动，所述振动模块的振动由所述主动悬置传递至所述悬置板上，主动悬置产生与所述振动模块的振动相反方向的反作用力，从而形成隔振效果，由所述振动传感组件能够检测到得到隔振前和隔振后的振动参数，从而使得开发者能够针对单一的振动源研究主动悬置的隔振控制原理，帮助开发者验证隔振原理的可行性。

附图说明

图1是本实用新型一实施例提供的主动悬置试验设备的结构示意图；

图2是图1中A处的放大示意图；

图3是本实用新型一实施例提供的主动悬置试验设备其振动模块的内部结构示意图；

图4是本实用新型一实施例提供的主动悬置试验设备其悬置板的顶部结构示意图；

图5是本实用新型一实施例提供的主动悬置试验设备其悬置板及弹性支撑件的结构示意图；

图6是本实用新型一实施例提供的电磁作动器位移检测设备的位移波形示意图；

图7是本实用新型一实施例提供的电磁作动器位移检测设备的加速度波形示意图。

说明书附图中的附图标记如下：

1、振动模块；11、壳体；12、振动板；13、配重件；14、固定柱；15、振动电机；2、悬置板；21、第一凸台；22、第二凸台；23、第三凸台；3、主动悬置；31、电磁作动器；32、主动支架；33、被动支架；331、第一支撑脚；332、第二支撑脚；34、延伸部；4、被动悬置；41、第一被动悬置；42、第二被动悬置；43、第三被动悬置；5、底板；6、位移传感组件；61、第一激光位移传感器；62、第二激光位移传感器；63、支撑架；7、弹性支撑件；8、加速度传感器；81、第一加速度传感器；82、第二加速度传感器。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

参见图1～图4所示，本实施例提供了一种主动悬置试验设备，用于主动悬置3的性能试验，所述主动悬置3具有被动支架33和主动支架32，所述主动悬置试验设备包括振动模块1、悬置板2、弹性支撑件7和振动传感组件，所述振动模块1包括振动电机15，所述振动模块1用于连接主动悬置3的主动支架32，所述悬置板2用于连接主动悬置3的被动支架33，所述弹性支撑件7连接在所述悬置板2的底部，所述振动传感组件用于检测所述悬置板2、所述主动悬置3以及所述振动模块1中一个或多个的振动参数。

所述主动悬置3包括被动支架33、主动支架32和位于所述被动支架33和主动支架32之间的驱动元件，所述主动支架32和所述被动支架33能够在所述驱动元件的驱动下发生相对振动，从而在一定的控制条件下与所述振动模块1产生的振动相抑制，以产生隔振的作用，在本实施例中，所述驱动元件采用电磁作动器31，所述主动支架32为与所述电磁作动器31顶部连接的连接支架，所述连接支架的顶部通过螺钉连接在所述振动模块1上，所述被动支架33包括第一支撑脚331和第二支撑脚332，所述第一支撑脚331和第二支撑脚332与所述电磁作动器31底部连接，所述悬置板2上设置有第一凸台21、第二凸台22和第三凸台23，所述电磁作动器31的底部抵接于所述第一凸台21上，所述第一支撑脚331可拆卸连接于所述第二凸台22，所述第二支撑脚332可拆卸连接于所述第三凸台23，上述可拆卸连接为螺钉连接。

在本实用新型中，术语“主动支架”和“被动支架”应做广义理解，指代用于连接并传递振动的连接结构，可为直接连接，或是通过中间媒介的连接，在其他实施例中，所述主动支架和所述被动支架还可设置为支撑座等其他连接结构。

需要说明的是，上述采用电磁作动器31的主动悬置3仅是本主动悬置试验设备可作用的其中一种类型的主动悬置3，在其他实施例中，所述主动悬置3的驱动元件还可采用液压悬置、压电陶瓷等结构，均应包括在本实用新型的保护范围之内。

设置振动电机15作为单一的振动源，所述主动悬置试验设备能够在振动电机15的开启情况下，使得所述振动模块1产生单一的振动，所述振动模块1的振动由所述主动悬置3传递至所述悬置板2上，主动悬置3产生与所述振动模块1的振动相反方向的反作用力，从而形成隔振效果，由所述振动传感组件能够检测到得到隔振前和隔振后的振动参数，从而使得开发者能够针对单一的振动源研究主动悬置3的隔振控制原理，帮助开发者验证隔振原理的可行性。

如图1和图3所示，所述振动模块1还包括振动板12和壳体11，所述振动板12和所述壳体11合围形成有安装腔体，所述振动电机15位于所述安装腔体中，且所述振动电机15固定在所述振动板12上，所述振动板12背离所述振动电机15的一侧与所述主动悬置3的主动支架32连接，所述振动电机15产生的振动由所述振动板12传导至所述主动悬置3。

如图3所示，为了模拟汽车动力总成本身的重量，所述振动模块1还包括至少一个配重件13，所述配重件13均可拆卸地连接于所述振动板12上，具体的，所述配重件13为多个，所述配重件13为中间设置通孔的环形块，在所述振动电机15的两侧分别设置有固定柱14，将多个所述配重件13分别穿过所述固定柱14以层叠设置，在所述配重件13的顶部设置有螺母与所述固定柱14螺纹配合，以对所述配重件13进行固定。

将多个所述配重件13为可拆卸方式连接于所述振动板12上，在进行主动悬置3的测试的时候，可根据所述配重件13的数量对所述振动模块1的配重量进行调整，便于得到不同频率的振幅。

如图4所示，在本实施例中，所述主动悬置试验设备还包括多个被动悬置4，所述被动悬置4的一端连接所述振动模块1上，所述被动悬置4的另一端连接所述悬置板2，进而对所述振动模块1形成稳定的支撑，起到辅助支撑的作用，以模拟汽车上的悬置支撑。

所述被动悬置4可采用橡胶悬置件、金属弹簧悬置件、液压悬置件、拉杆悬置件等。

具体的，为了模拟汽车上四点悬置支撑的效果，多个所述被动悬置4包括第一被动悬置41、第二被动悬置42和第三被动悬置43，所述第一被动悬置41、第二被动悬置42、第三被动悬置43和主动悬置3在所述振动模块1底部的四个边缘位置呈四角排布。

需要说明的是，根据所需要模拟的不同的悬置支撑效果，在其他实施例中，本领域技术人员还可选择其他的悬置支撑形式，比如，在振动模块1和悬置板2之间设置多个主动悬置3进行悬置支撑，或是在振动模块1和悬置板2之间设置多个主动悬置3和多个被动悬置4进行配合悬置支撑，均应包括在本实用新型的保护范围之内。

在本实施例中，所述振动传感组件包括位移传感组件6和加速度传感器8，所述振动参数包括振动位移参数及振动加速度参数；

所述位移传感组件6用于检测所述悬置板2以及所述振动模块1的振动位移参数；

所述加速度传感器8用于检测所述悬置板2以及所述振动模块1的振动加速度参数。

需要说明的是，由于所述主动悬置3具有用于与所述悬置板2连接的被动支架33和用于与所述振动模块1连接的主动支架32，故在其他实施例中，也可通过检测所述主动悬置3上主动支架32和/或被动支架33的振动参数来得到对应的振动模块1和/或悬置板2的振动参数。

如图2所示，在本实施例中，所述位移传感组件6包括支撑架63、第一激光位移传感器61和第二激光位移传感器62，所述支撑架63设置于所述悬置板2的侧面，所述第一激光位移传感器61和第二激光位移传感器62连接在所述支撑架63上，所述第一激光位移传感器61和第二激光位移传感器62均位于所述悬置板2的顶部，且所述第一激光位移传感器61朝向所述悬置板2，通过所述第一激光位移传感器61检测所述悬置板2在竖直方向上随时间变化的振动位移参数。

所述主动悬置3与所述振动模块1的连接位置连接有一延伸部34，所述第二激光位移传感器62朝向所述延伸部34，通过所述第二激光位移传感器62检测所述延伸部34在竖直方向上随时间变化的振动位移参数。

如图1和图3所示，所述加速度传感器8的数量为多个，多个所述加速度传感器8包括第一加速度传感器81和第二加速度传感器82，所述第一加速度传感器81位于所述悬置板2上，通过所述第一加速度传感器81检测所述悬置板2随时间变化的振动加速度参数；所述第二加速度传感器82位于所述振动模块1上，具体的，所述第二加速度传感器82设置于所述振动板12上，通过所述第二加速度传感器82检测所述振动模块1随时间变化的振动加速度参数。

如图5所示，所述主动悬置试验设备还包括底板5，所述弹性支撑件7可采用弹性橡胶、弹簧等结构，且所述弹性支撑件7为多个，多个所述弹性支撑件7分布于所述底板5和所述悬置板2之间，以将所述悬置板2和设置于所述悬置板2上的主动悬置3、被动悬置4和振动模块1进行支撑。

在本实施例中，为了实现对所述主动悬置3的控制以及对所述振动传感组件的检测结果分析，所述主动悬置试验设备还包括工控机、显示器、数据采集卡、信号调理器、处理器和变频器，所述工控机与所述振动传感组件电连接，所述信号调理器与所述工控机电连接，所述数据采集卡与所述信号调理器电连接，所述处理器分别与所述数据采集卡、所述变频器和所述显示屏电连接，所述变频器与所述主动悬置3电连接。

在主动悬置试验过程中，开启所述振动电机15，通过振动电机15的工作形成振动源，振动电机15产生的振动通过所述主动悬置3和所述被动悬置4的衰减后传导至所述悬置板2上，此时所述主动悬置3未工作，振动传感组件开始检测悬置板2、主动悬置3和振动模块1的振动模拟信号，具体为：支撑架63上的第一激光位移传感器61检测所述悬置板2在竖直方向上随时间变化的振动位移参数，第二激光位移传感器62检测所述延伸部34在竖直方向上随时间变化的振动位移参数，第一加速度传感器81检测所述悬置板2随时间变化的振动加速度参数，第二加速度传感器82检测所述振动模块1随时间变化的振动加速度参数。

振动传感组件将采集到的模拟信号经工控机传输至所述信号调理器，信号调理器对模拟信号进行调理后传输至数据采集卡，通过数据采集卡将模拟信号转换为数字信号，再将数字信号传输至处理器进行处理，同时处理器将振动位移参数和加速度位移参数通过曲线的形式在所述显示屏进行显示，所述处理器可采用PLC处理器，用于控制各个动作和逻辑。

在主动悬置试验过程中，打开主动悬置3的开关，所述处理器通过采集得到的振动位移参数的位移峰值来触发所述变频器产生一定频率及占空比的电压信号，该电压信号接入主动悬置3的电磁作动器31线圈从而产生适当的推力，抑制振动电机15所产生的机械振动，使位移和加速度均减小。

如图6所示，为所述悬置板2的位移波形示意图，由图可知，在开启所述主动悬置3后，所述悬置板2的振动位移明显得到了抑制。

如图7所示，为所述悬置板2和振动模块1的加速度波形示意图，由图可知，在开启所述主动悬置3后，所述悬置板2和所述振动模块1的振动加速度明显得到了抑制。

上述测试结果表明主动悬置动作后振动衰减达到预期值，从而验证了主动悬置试验设备的控制策略可行性。

另一方面，本主动悬置试验设备还可以应用于主动悬置3的疲劳试验中。

所述主动悬置试验设备可以由实验员定义每天的疲劳试验时间，在规定的时间到达时，系统将全部断电。此外，所述系统还定义了主动悬置3的单次试验周期，即每30分钟疲劳试验结束后主动悬置3将自动停止10分钟，以此来保护电磁作动器31及相应的电路板，防止运行时间过长而损坏。运行过程中若因意外状况导致电路故障，系统也能自动检出并及时将系统断电。在30分钟试验周期中，若手动停止主动悬置3，停止时间在10分钟以内再度打开，则系统将继续上一周期运行；若停止时间超过10分钟并再度打开，则系统将自动进入下一个测试周期。以上控制方案即可实现试验过程的自动化无人值守。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种主动悬置试验设备，其特征在于，所述主动悬置试验设备包括振动模块、悬置板、弹性支撑件和振动传感组件，所述振动模块包括振动电机，所述振动模块用于连接主动悬置的主动支架，所述悬置板用于连接主动悬置的被动支架，所述弹性支撑件连接在所述悬置板的底部，所述振动传感组件用于检测所述悬置板、所述主动悬置以及所述振动模块中一个或多个的振动参数。

2.根据权利要求1所述的主动悬置试验设备，其特征在于，所述振动模块还包括振动板和壳体，所述振动板和所述壳体合围形成有安装腔体，所述振动电机固定在所述安装腔体中，所述振动板的外侧与主动悬置的主动支架连接。

3.根据权利要求2所述的主动悬置试验设备，其特征在于，所述振动模块还包括至少一个配重件，所述配重件可拆卸地连接于所述振动板上。

4.根据权利要求1所述的主动悬置试验设备，其特征在于，所述主动悬置试验设备还包括多个被动悬置，所述被动悬置的一端连接所述振动模块，所述被动悬置的另一端连接所述悬置板。

5.根据权利要求4所述的主动悬置试验设备，其特征在于，多个所述被动悬置包括第一被动悬置、第二被动悬置和第三被动悬置，所述第一被动悬置、第二被动悬置、第三被动悬置和主动悬置呈四角排布。

6.根据权利要求1所述的主动悬置试验设备，其特征在于，所述振动传感组件包括位移传感组件和加速度传感器，所述振动参数包括振动位移参数及振动加速度参数；

所述位移传感组件用于检测所述悬置板以及所述振动模块的振动位移参数；

所述加速度传感器用于检测所述悬置板以及所述振动模块的振动加速度参数。

7.根据权利要求6所述的主动悬置试验设备，其特征在于，所述位移传感组件包括支撑架、第一激光位移传感器和第二激光位移传感器，所述第一激光位移传感器和第二激光位移传感器连接在所述支撑架上，且所述第一激光位移传感器朝向所述悬置板，所述主动悬置与所述振动模块的连接位置连接有一延伸部，所述第二激光位移传感器朝向所述延伸部。

8.根据权利要求6所述的主动悬置试验设备，其特征在于，所述加速度传感器的数量为多个，多个所述加速度传感器包括第一加速度传感器和第二加速度传感器，所述第一加速度传感器位于所述悬置板上，所述第二加速度传感器位于所述振动模块上。

9.根据权利要求1所述的主动悬置试验设备，其特征在于，所述主动悬置试验设备还包括底板，所述弹性支撑件为多个，多个所述弹性支撑件弹性支撑在所述底板和所述悬置板之间。

10.根据权利要求1所述的主动悬置试验设备，其特征在于，所述主动悬置试验设备还包括工控机、显示器、数据采集卡、信号调理器、处理器和变频器，所述工控机与所述振动传感组件电连接，所述信号调理器与所述工控机电连接，所述数据采集卡与所述信号调理器电连接，所述处理器分别与所述数据采集卡、所述变频器和所述显示屏电连接，所述变频器与所述主动悬置电连接。