频率可自动跟踪的振动装置制造方法及图纸

一种频率可自动跟踪的振动装置，包括控制器和超磁致伸缩激振器，所述控制器包括参数初始化模块、数据采集模块、超磁致伸缩激振器感知信号处理模块、扫频模块、工作频率自动跟踪模块，以及驱动电源频率控制与电流控制模块；超磁致伸缩激振器包括可控电源、驱动线圈及ＧＭＭ棒；控制器采集振动系统的运动状态信号，经过运算处理，可实现振动系统的频率跟踪，使振动时效装置的振动频率始终与被振动时效工件的谐振频率始终保持一致，从而使系统工作效率得以维持最高的状态。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种用于振动时效处理的振动装置，特别是一种频率可自动跟踪 的振动装置。
技术介绍
目前，国内外用于振动时效处理的装置包括机械激振器、控制器和加速度传感器。 机械激振器是由电动机及其偏心块组成，安装在需要振动时效的金属构件上，通过控制电 路控制电机的转速，在构件的某一谐振频率上振动。其激振力由一只可调速的电机带动偏 心机构得到，激振频率由电机转速决定并能在一定范围内调节，大约为30-170HZ。由于受电机自重和转速的影响，传统振动时效设备工作频率范围较窄，难以获得 较高的振频。实际应用中，中小型工件其固有频率远高于传统振动时效设备的最高工作频 率，当工件共振频率过高时，难以对工件进行共振处理，因此无法获得最佳时效效果；大型 复杂构件，由于受电机转速稳定性、应力分布太复杂及体积庞大等原因的影响，振动时效造 成应力减少不均勻，从而时效效果很差；微型构件进行振动时效时，因现有的激振器体积庞 大，则很难对微构件进行有效地激振。另外，电机、轴承以及偏心部件在高频振动时易损坏， 工作噪声大，高速电机造成设备沉重，调节不便。传统的振动时效处理装置，检测工件的振动响应采用的都是加速度(或振幅)传 感器，对不同工件进行时效处理时，调节激振器的工作频率需事先由传感器测出被处理工 件的谐振频率，并进行工作频率的调整。但是，工件材质、重量、形状、刚度等因素会造成各 种工件的共振频率不尽相同，且共振频率的大小还与激振点、支撑点的选择有关，则对不同 工件进行时效处理时，就需要进行共振频率的检测，这样既费时也不经济。
技术实现思路
本技术的目的在于针对现有技术中的缺陷而提供一种频率可自动跟踪的振动装置。本技术解决其中技术问题采用的技术方案是—种频率可自动跟踪的振动装置，包括控制器和超磁致伸缩激振器；其中控制器 包括参数初始化模块、数据采集模块、超磁致伸缩激振器感知信号处理模块、扫频模块、工 作频率自动跟踪模块，以及驱动电源频率控制与电流控制模块；所述超磁致伸缩激振器包 括可控电源、驱动线圈及GMM棒；控制器的驱动电源频率控制与电流控制模块与超磁致伸缩激振器的可控电源连 接，控制器的数据采集模块与超磁致伸缩激振器的驱动线圈连接，超磁致伸缩激振器的GMM 棒与被振动时效工件相接触；控制器、超磁致伸缩激振器及被振动时效工件构成振动系 统；控制器的驱动电源频率控制与电流控制模块驱动超磁致伸缩激振器的可控电源， 进而驱动线圈驱动GMM棒伸缩振动，同时驱动线圈将感应出振动系统的运动状态信号传输至控制器的数据采集模块，经过超磁致伸缩激振器感知信号处理模块、扫频模块、工作频率 自动跟踪模块可得到振动系统的共振工作点，使由驱动电源频率控制与电流控制模块输出 的驱动电源的工作频率，与被振动时效工件的谐振频率相同。进一步，上述频率可自动跟踪的振动装置，还包括滤波电路，此滤波电路可滤除超 磁致伸缩激振器中的驱动电源信号。本技术与
技术介绍
相比，具有的有益效果是与传统的振动时效装置相比，省 略的加速度传感器，且振动时效装置的振动频率始终与被振动时效工件的谐振频率始终保 持一致，系统工作效率得以维持最高的状态。附图说明图1是本技术的结构示意图。图2是一种桥路分析测量运动感知信号原理示意图具体实施例方式如图1所示，一种频率可自动跟踪的振动装置，包括控制器1和超磁致伸缩激振器 2，控制器1、超磁致伸缩激振器2及被振动时效工件3构成了一个振动系统。振动时效过程中，控制器1的数初始化模块11首先发出一路信号经过数据采集模 块12、超磁致伸缩激振器感知信号处理模块13、扫频模块14、工作频率自动跟踪模块15，以 及驱动电源频率控制与电流控制模块16至超磁致伸缩激振器2的可控电源21，可控电源 21给定驱动线圈22 —个初始工作频率，驱动线圈22驱动GMM棒23伸缩振动。因为GMM棒 23加载予被振动时效工件3的表面，所以GMM23的伸缩振动带动振动时效工件3 —起振动。由于磁致伸缩的逆效应，驱动线圈22既可以驱动GMM23的伸缩振动，又可以感应 出振动系统的运动状态。控制器2的采集模块将驱动线圈22感应出的振动系统的运动状 态信号，采集并传输至超磁致伸缩激振器感知信号处理模块13进行运算处理，其输出信号 经过扫频模块14、工作频率自动跟踪模块15处理，可得到振动系统的共振工作点，此时驱 动电源频率控制与电流控制模块16输出的控制超磁致伸缩激振器2的可控电源的工作频 率，与被时效工件的谐振频率相同。另外为了能从超磁致伸缩激振器中检测出感知信号，必须要滤除激振器中的驱动 电源信号，本实施例提供的滤波电路为一种桥路，用桥路分析测量正比于应变速率的电压， 可感知出需检测的参量，如图2所示。超磁致伸缩激振器的单端电路模型可以简化为图2 中桥路的左上臂，即由超磁致伸缩逆效应产生的与速度成比例的感应电压Um、驱动线圈的 电阻rl及等效电感Ll组成，为了便于取得检测信号Um，桥路中平衡桥臂上元件的参数应 与检测桥臂上元件的参数相同。桥路对于Um的作用可等效为一个一阶滤波器，截止频率为 ω0 = (r4+ri)/L1,对桥路输出的差动电压进行信号放大可得到感知信号。权利要求一种频率可自动跟踪的振动装置，其特征在于包括控制器和超磁致伸缩激振器；所述控制器包括参数初始化模块、数据采集模块、超磁致伸缩激振器感知信号处理模块、扫频模块、工作频率自动跟踪模块，以及驱动电源频率控制与电流控制模块；所述超磁致伸缩激振器包括可控电源、驱动线圈及GMM棒；控制器的驱动电源频率控制及电流控制模块与超磁致伸缩激振器的可控电源连接，控制器的数据采集模块与超磁致伸缩激振器的驱动线圈连接，超磁致伸缩激振器的GMM棒与被振动时效工件相接触；控制器、超磁致伸缩激振器及被振动时效工件构成振动系统，控制器的驱动电源频率控制与电流控制模块驱动超磁致伸缩激振器的可控电源，进而驱动线圈驱动GMM棒伸缩振动，同时驱动线圈将感应出振动系统的运动状态信号传输至控制器的数据采集模块，经过超磁致伸缩激振器感知信号处理模块、扫频模块、工作频率自动跟踪模块可得到振动系统的共振工作点，使驱动电源频率控制与电流控制模块输出的驱动电源的工作频率，与被振动时效工件的谐振频率相同。2.根据权利要求1所述的一种频率可自动跟踪的振动装置，其特征是还包括滤波电 路，所述滤波电路滤除超磁致伸缩激振器中的驱动电源信号。专利摘要一种频率可自动跟踪的振动装置，包括控制器和超磁致伸缩激振器，所述控制器包括参数初始化模块、数据采集模块、超磁致伸缩激振器感知信号处理模块、扫频模块、工作频率自动跟踪模块，以及驱动电源频率控制与电流控制模块；超磁致伸缩激振器包括可控电源、驱动线圈及GMM棒；控制器采集振动系统的运动状态信号，经过运算处理，可实现振动系统的频率跟踪，使振动时效装置的振动频率始终与被振动时效工件的谐振频率始终保持一致，从而使系统工作效率得以维持最高的状态。文档编号H02N2/00GK201742320SQ201020194389公开日2011年2月9日 申请日期2010年5月18日 优先权日2010年5月18日专利技术者孙江, 徐爱群, 胡树根, 钱苏翔 申请人:嘉兴学院本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种频率可自动跟踪的振动装置，其特征在于：包括控制器和超磁致伸缩激振器；所述控制器包括参数初始化模块、数据采集模块、超磁致伸缩激振器感知信号处理模块、扫频模块、工作频率自动跟踪模块，以及驱动电源频率控制与电流控制模块；所述超磁致伸缩激振器包括可控电源、驱动线圈及ＧＭＭ棒；　　控制器的驱动电源频率控制及电流控制模块与超磁致伸缩激振器的可控电源连接，控制器的数据采集模块与超磁致伸缩激振器的驱动线圈连接，超磁致伸缩激振器的ＧＭＭ棒与被振动时效工件相接触；控制器、超磁致伸缩激振器及被振动时效工件构成振动系统，　　控制器的驱动电源频率控制与电流控制模块驱动超磁致伸缩激振器的可控电源，进而驱动线圈驱动ＧＭＭ棒伸缩振动，同时驱动线圈将感应出振动系统的运动状态信号传输至控制器的数据采集模块，经过超磁致伸缩激振器感知信号处理模块、扫频模块、工作频率自动跟踪模块可得到振动系统的共振工作点，使驱动电源频率控制与电流控制模块输出的驱动电源的工作频率，与被振动时效工件的谐振频率相同。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐爱群，钱苏翔，胡树根，孙江，
申请(专利权)人：嘉兴学院，
类型：实用新型
国别省市：33[中国|浙江]