CN219347639U - 位移监测装置及具有其的激振器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种位移监测装置及具有其的激振器，所述位移检测装置用于监测激振器的往复运动的动圈的位移，包括编码器、设置于所述编码器的输入轴上的齿轮、与所述齿轮啮合的齿条，所述编码器固定在激振器的缸体上，所述齿条固定于动圈上，所述齿条带动齿轮转动从而驱动编码器；通过上述结构，将所述动圈的直线运动转换为旋转运动，通过所述编码器可精确的监测动圈的位移量，所述齿轮齿条的传动方式摩擦小，结构简单，精度高，成本低。

Description

位移监测装置及具有其的激振器

技术领域

本实用新型涉及振动试验技术领域，具体涉及一种位移监测装置及具有其的激振器。

背景技术

振动试验台，是用于模拟试件的结构的耐振性、可靠性和完好性的设备，能够模拟各种振动力学环境，广泛的用于汽车零部件、电子元器件、航空航天产品等多种典型振动。

常规的振动试验台通过动圈连接激振器及振动台面，并通过所述动圈的往复运动将振动力传递给振动台面。动圈的往复运动为直线往复运动，其往复运动范围极小，肉眼难以进行监测，目前，生产应用中常采用传感器监测的方式，通过在动圈上设置一定位件，在动圈的外部设置传感器，传感器与定位件之间存在相对运动，由检测定位件的位置变化从而间接得到动圈的位移，由于传感器本身易受磁场、光线等外部环境的干扰，这种监测方式存在着测量精度不高、测量结果不稳定的问题，因此，需要设计一种可以克服以上不足的适用于振动试验台的动圈位移监测装置。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种位移监测装置及具有其的激振器，以解决上述问题。

本实用新型所采用的技术方案为：

一种位移监测装置，用于监测激振器的往复运动的动圈的位移，所述位移监测装置包括编码器、设置于所述编码器的输入轴上的齿轮、与所述齿轮啮合的齿条，所述编码器固定在激振器的缸体上，所述齿条固定于动圈上，所述齿条带动齿轮转动从而驱动编码器。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述齿条固定在动圈的侧壁上，所述齿条上的若干齿的排列延伸方向与动圈的运动方向同向。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述齿轮为圆柱齿轮。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述编码器为旋转编码器。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述动圈包括依序设置的第一位置、零位和第二位置，当所述动圈位于第一位置时，所述编码器输出第一电信号，所述第一电信号表明当前动圈相对于零位的位移方向及位移量；当所述动圈位于第二位置时，所述编码器输出第二电信号，所述第二电信号表明当前动圈相对于零位的位移方向及位移量；当所述动圈位于零位时，所述编码器输出零位电信号。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述编码器连接有控制装置，所述控制装置接收编码器输出的电信号并发出控制信号控制动圈的位置。

一种激振器，包括底座，在所述底座上设置有缸体，所述缸体内设置有磁路组件、动圈和以上所述的位移监测装置，所述位移监测装置用于检测动圈的位移，在所述动圈的下方设置有第一导向组件，所述第一导向组件用于对动圈的运动进行导向支撑。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，在所述第一导向组件的下方设置有空气弹簧，所述空气弹簧用于对第一导向组件及动圈进行减震。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述空气弹簧的下方连接有气室，所述气室用于对空气弹簧进行充放气。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，在所述动圈的侧壁外周向设置有若干第二导向组件，所述第二导向组件用于对动圈的运动进行导向支撑。

本实用新型所具有的有益效果为：

通过上述结构，将所述动圈的直线运动转换为旋转运动，通过所述编码器可精确的监测动圈的位移量，所述齿轮齿条的传动方式摩擦小，结构简单，精度高，成本低。

附图说明

图1是位移监测装置的结构示意图；

图2是振动试验台的剖视图；

图3是图2中A处的放大图。

其中：1-编码器，2-齿轮，3-齿条，4-动圈，5-底座，6-缸体，7-磁路组件，8-第一导向组件，9-空气弹簧，10-气室，11-第二导向组件。

具体实施方式

以下将结合附图所示的具体实施方式对本实用新型进行详细描述。但这些实施方式并不限制本实用新型，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本实用新型的保护范围内。

如果本实用新型在表述的时候涉及方位(例如，上、下、左、右、前、后、外、内等)，则需要对涉及到的方位进行定义，例如“为清楚地表达本实用新型内所描述的位置与方向，以器械操作者作为参照，靠近操作者的一端为近端，远离操作者的一端为远端。”或者以纸面作为参照等进行定义。当然，如果在后续描述时，是通过相互参照来定义两者之间的位置关系的，则可不在此定义。

一种位移监测装置，如图1～3所示，用于监测激振器的往复运动的动圈4的位移，所述位移监测装置包括编码器1、设置于所述编码器1的输入轴上的齿轮2、与所述齿轮2啮合的齿条3，所述编码器1固定在激振器的缸体6上，所述齿条3固定于动圈4上，所述齿条3带动齿轮2转动。

具体地，所述齿条3固定在动圈4的侧壁上，所述齿条3上的若干齿的排列延伸方向与动圈4的运动方向同向，所述齿轮2优选为圆柱齿轮，所述编码器1为旋转编码器。当所述动圈4进行往复的直线运动时带动齿条3进行直线运动，所述齿条3带动齿轮2转动，将直线运动转换为旋转运动，所述齿轮2驱动编码器1，由所述编码器1输出电信号反馈动圈4的位移。

通过上述结构，将所述动圈4的直线运动转换为旋转运动，通过所述编码器1可精确的监测动圈4的位移量，所述齿轮齿条的传动方式摩擦小，结构简单，精度高，成本低。

为了避免所述齿条3的质量对动圈4产生的不利影响，优选采用质量小的材料设计齿条3；同时，为了避免电磁干扰，所述齿轮2和齿条3优选采用无磁材料进行设计制造。

所述动圈4包括依序设置的第一位置、零位和第二位置，当所述动圈4位于第一位置时，所述编码器1输出第一电信号，所述第一电信号表明当前动圈4相对于零位的位移方向及位移量；当所述动圈4位于第二位置时，所述编码器1输出第二电信号，所述第二电信号表明当前动圈4相对于零位的位移方向及位移量；当所述动圈4位于零位时，所述编码器1输出零位电信号。

所述编码器1连接有控制装置，所述控制装置接收编码器1输出的电信号并发出控制信号控制动圈4的位置。

实际应用中，通过设定零位，将所述动圈4处于零位时编码器1输出的零位电信号编入控制装置的程序中，定义第一位置/第二位置与所述编码器1输出的第一电信号/第二电信号——脉冲波形的上升或下降/代码的大小之间的对应关系，并将该对应关系编入控制装置的程序中。之后，所述控制装置接收编码器1输出的电信号，通过电信号判断所述动圈4的当前位置是第一位置、零位或者第二位置，所述第一位置、零位或者第二位置的定义用于反应所述动圈4的当前位置与零位之间的方位关系；通过电信号的脉冲的幅值/代码的大小判断所述动圈4的当前位置与零位之间的距离；结合所述动圈4的当前位置与零位之间的方为关系和距离，对所述动圈4定位。随后所述控制装置可根据需要控制动圈4的调整到目标位置。

在任一时刻，所述编码器1均可监测动圈4的当前位置，实现对所述动圈4的位移量与位移方向的动态的和静态的实时监测。配合所述控制装置，实现对所述动圈4及其他零部件之间的相对位置进行控制调整，实现如动圈4中位保持等扩展功能，保证振动试验的准确度。

基于以上技术方案，本实用新型还提供一种激振器，如图2～3所示，所述激振器包括底座5，在所述底座5上设置有缸体6，所述缸体6内设置有磁路组件7、动圈4和以上所述的位移监测装置，所述动圈4受磁路组件7的驱动而产生往复运动，所述位移监测装置用于检测动圈4的位移，在所述动圈4的下方设置有第一导向组件8，所述第一导向组件8用于对动圈4的运动进行导向支撑，具体地，所述第一导向组件8包括与动圈4同轴连接的导向轴和在导向轴的外侧壁上周向均布的滚轮机构，所述滚轮机构包括滚轮与用于安装滚轮的滚轮座，所述滚轮与导向轴相抵接，所述滚轮座与缸体6连接。

在所述第一导向组件8的下方设置有空气弹簧9，所述空气弹簧9用于对第一导向组件8及动圈4进行减震。所述空气弹簧9的下方连接有气室10，所述气室10用于对空气弹簧9进行充放气，从而调节所述空气弹簧9的高度、刚度等。此外，也可以将所述空气弹簧9安装于动圈4的骨架内，只需要实现对所述动圈4的减震的功能即可。

在所述动圈4的侧壁外周向设置有若干第二导向组件11，所述第二导向组件11均匀分布，所述第二导向组件11用于对动圈4的运动进行导向支撑，所述第二导向组件11可以为滚轮机构。

通过上述结构，所述激振器可实现对动圈4位移的自检测及控制调整，提高了振动试验的精准度及效率，提高了生产应用的自动化程度。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，它们并非是用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种位移监测装置，用于监测激振器的往复运动的动圈(4)的位移，其特征在于：

所述位移监测装置包括编码器(1)、设置于所述编码器(1)的输入轴上的齿轮(2)、与所述齿轮(2)啮合的齿条(3)，所述编码器(1)固定在激振器的缸体(6)上，所述齿条(3)固定于动圈(4)上，所述齿条(3)带动齿轮(2)转动从而驱动编码器(1)。

2.根据权利要求1所述的位移监测装置，其特征在于：

所述齿条(3)固定在动圈(4)的侧壁上，所述齿条(3)上的若干齿的排列延伸方向与动圈(4)的运动方向同向。

3.根据权利要求1所述的位移监测装置，其特征在于：

所述齿轮(2)为圆柱齿轮。

4.根据权利要求1所述的位移监测装置，其特征在于：

所述编码器(1)为旋转编码器。

5.根据权利要求4所述的位移监测装置，其特征在于：

所述动圈(4)包括依序设置的第一位置、零位和第二位置，当所述动圈(4)位于第一位置时，所述编码器(1)输出第一电信号，所述第一电信号表明当前动圈(4)相对于零位的位移方向及位移量；当所述动圈(4)位于第二位置时，所述编码器(1)输出第二电信号，所述第二电信号表明当前动圈(4)相对于零位的位移方向及位移量；当所述动圈(4)位于零位时，所述编码器(1)输出零位电信号。

6.根据权利要求5所述的位移监测装置，其特征在于：

所述编码器(1)连接有控制装置，所述控制装置接收编码器(1)输出的电信号并发出控制信号控制动圈(4)的位置。

7.一种激振器，其特征在于：

包括底座(5)，在所述底座(5)上设置有缸体(6)，所述缸体(6)内设置有磁路组件(7)、动圈(4)和权利要求1～6任一所述的位移监测装置，所述位移监测装置用于检测动圈(4)的位移，在所述动圈(4)的下方设置有第一导向组件(8)，所述第一导向组件(8)用于对动圈(4)的运动进行导向支撑。

8.根据权利要求7所述的激振器，其特征在于：

在所述第一导向组件(8)的下方设置有空气弹簧(9)，所述空气弹簧(9)用于对第一导向组件(8)及动圈(4)进行减震。

9.根据权利要求8所述的激振器，其特征在于：

所述空气弹簧(9)的下方连接有气室(10)，所述气室(10)用于对空气弹簧(9)进行充放气。

10.根据权利要求8所述的激振器，其特征在于：

在所述动圈(4)的侧壁外周向设置有若干第二导向组件(11)，所述第二导向组件(11)用于对动圈(4)的运动进行导向支撑。

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