一种可调幅曲柄滑块受控激振机构制造技术

本发明专利技术涉及一种可调幅曲柄滑块受控激振机构，由第一连杆、第二连杆、第三连杆、第一受控电机、第二受控电机、滑块支架、联轴器、第一双十字万向联轴器、连接杆、第二双十字万向联轴器、振动输出轴、第一角位移传感器、第二角位移传感器、第一转动副、第二转动副、第三转动副、第四转动副、导向套筒、固定支架、底座组成；第一连杆与第三连杆的长度相等，滑块支架与振动输出轴为刚性连接，振动输出轴沿导向套筒做直线往复激振运动；本发明专利技术解决了机械式激振器无法实现振幅实时在线连续可调的难题，与电磁式及液压式激振器相比，以低成本方式实现了实时在线连续可调与复合频率振动输出功能，使用方便。

【技术实现步骤摘要】

： 本专利技术涉及一种可调幅曲柄滑块受控激振机构，属于振动试验

技术介绍
： 机械式激振器具有设备简单、价格低、使用方便的优点，多数采用偏心机构、曲柄 滑块机构与凸轮机构等作为激振机构。偏心激振机构的振幅调整需要同时改变激振频率， 应用于振动试验时无法在保持激振频率不变的情况下进行振幅调整；曲柄滑块机构与凸 轮机构激振机构在进行振动试验时则存在激振频率单一、激振振幅调整需要停机而不能实 时在线进行调整等问题，因此机械式激振器无法实现激振振幅的实时在线连续调整和多激 振频率复合振动输出；只能应用于简单的激振试验。电磁式激振器通过将周期变化的电流 输入电磁铁线圈，在被激件与电磁铁之间产生周期变化的激励力，可以随意控制激振频率 与振幅，波形失真小，但是要进行大振幅、大激振力试验难度大，需要的设备庞大，造价高； 液压式激振器在性能上比较理想，容易实现低频率、大振幅、大激振力激振输出并且调整容 易，但存在制造与维护成本高、辅助设备大、使用不方便、漏油等问题。受控机构可以实现柔 性输出、改善机构的运动性能和动力性能，主要有可调机构、变输入转速机构及混合驱动机 构等类型，可以实现轨迹综合、运动综合、函数综合及多任务输出等，但目前还没有可用于 机械式激振器的受控激振机构。因而具有成本低、使用方便、便于实现振幅实时在线连续可 调和复合振动输出的机械式受控激振机构将在振动试验中发挥重要的作用。
技术实现思路
： 本专利技术要解决的技术问题是提供一种能够实现振幅实时在线连续可调和复合振 动输出的机械式激振器。本专利技术采用以下技术方案解决上述技术问题：一种可调幅曲柄滑 块受控激振机构，由第一连杆、第二连杆、第三连杆、第一受控电机、第二受控电机、滑块支 架、联轴器、第一双十字万向联轴器、连接杆、第二双十字万向联轴器、振动输出轴、第一角 位移传感器、第二角位移传感器、第一转动副、第二转动副、第三转动副、第四转动副、导向 套筒、固定支架、底座组成；第一受控电机和第二受控电机为步进电机或伺服电机，第一连 杆一端通过第一转动副、联轴器与第一受控电机相连接，由第一受控电机驱动，第一连杆的 另一端通过第二转动副与第二连杆一端相连接、第二连杆另一端通过第三转动副与第三连 杆一端相连接，第三连杆另一端通过第四转动副、第一双十字万向联轴器、连接杆及第二双 十字万向联轴器与第二受控电机相连接，由第二受控电机驱动，第一连杆与第三连杆的长 度相等，滑块支架与振动输出轴为刚性连接，振动输出轴沿导向套筒做直线往复激振运动； 第一角位移传感器和第二角位移传感器分别与第一转动副和第四转动副相连接。 第一连杆和第三连杆的转角位移由第一角位移传感器和第二角位移传感器测出， 控制单元MPU为单片机，通过控制单元MPU控制第一受控电机和第二受控电机来调整第一 连杆和第三连杆的转速与相位角。 本专利技术的突出优点在于： 1、本专利技术通过采用滑块支架、振动输出轴及导向套筒的结构设计实现了将常规的 四杆机构转换成为新型的两自由度曲柄滑块激振机构。 2、通过控制单元MPU控制第一受控电机和第二受控电机来调整第一连杆和第三 连杆的转速及相位角实现了机械式两自由度的曲柄滑块激振机构振幅的实时在线连续可 调及复合频率的振动输出；解决了机械式激振器无法实现振幅实时在线连续可调的难题。 3、通过第一双十字万向联轴器、连接杆及第二双十字万向联轴器的连接方式，解 决了第四转动副的铰链轴跟随滑块支架与振动输出轴沿着导向套筒做直线往复运动产生 的较大轴向与径向位移问题。 4、与电磁式及液压式激振器相比，以低成本方式实现了实时在线连续可调与复合 频率振动输出功能，使用方便。【附图说明】 图1 :一种可调幅曲柄滑块受控激振机构的结构示意图。 图2 : -种可调幅曲柄滑块受控激振机构的机构原理图。 图3 : -种可调幅曲柄滑块受控激振机构的工作原理图。【具体实施方式】 下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。 本专利技术一种可调幅曲柄滑块受控激振机构，由第一连杆（1)、第二连杆（2)、第三 连杆（3)、第一受控电机（4)、第二受控电机（5)、滑块支架（6)、联轴器（7)、第一双十字万向 联轴器（8)、连接杆（17)、第二双十字万向联轴器（9)、振动输出轴（10)、第一角位移传感器 (11)、第二角位移传感器（12)、第一转动副（13)、第二转动副（14)、第三转动副（15)、第四 转动副（16)、导向套筒（18)、固定支架（19)、底座（20)组成；第一受控电机（4)和第二受控 电机（5)为步进电机或伺服电机，第一连杆（1) 一端通过第一转动副（13)、联轴器（7)与第 一受控电机（4)相连接，由第一受控电机（4)驱动，第一连杆（1)的另一端通过第二转动副 (14) 与第二连杆（2) -端相连接，第二连杆（2)另一端通过第三转动副（15)与第三连杆 (3) -端相连接，第三连杆（3)另一端通过第四转动副（16)、第一双十字万向联轴器（8)、连 接杆（17)及第二双十字万向联轴器（9)与第二受控电机（5)相连接，由第二受控电机（5) 驱动，第一连杆（1)与第三连杆（3)的长度相等，滑块支架（6)与振动输出轴（10)为刚性 连接，振动输出轴（10)沿导向套筒（18)做直线往复激振运动；第一角位移传感器（11)和 第二角位移传感器（12)分别与第一转动副（13)和第四转动副（16)相连接。第一连杆（1) 和第三连杆（3)的转角位移由第一角位移传感器（11)和第二角位移传感器（12)测出，控 制单元MPU为单片机，通过控制单元MPU控制第一受控电机（4)和第二受控电机（5)来调 整第一连杆（1)和第三连杆（3)的转速与相位角。对照图1、图3,所述第一受控电机⑷和第二受控电机（5)为步进电机或伺服电 机，MPU分别控制第一受控电机（4)和第二受控电机（5)，第一受控电机（4)和第二受控电 机（5)分别驱动第一连杆（1)和第三连杆（3)，因此第一连杆（1)和第三连杆（3)的转速及 相位可以分别由MPU进行控制，第一角位移传感器（11)和第二角位移传感器（12)分别与 第一转动副（13)和第四转动副（16)相连接，对第一连杆（1)和第三连杆（3)的转角位移 al、a2进行测量并送入MPU。对照图2,设第一连杆（1)的长度AB为a，第二连杆（2)的长度BC为b，第三连杆 (3)的长度CD为a，第一连杆⑴和第三连杆（3)之间的相位差小=ai_a2，所述滑块支架 (6)振动输出XD为：【主权项】1. 一种可调幅曲柄滑块受控激振机构，其特征在于由第一连杆、第二连杆、第三连杆、 第一受控电机、第二受控电机、滑块支架、联轴器、第一双十字万向联轴器、连接杆、第二双 十字万向联轴器、振动输出轴、第一角位移传感器、第二角位移传感器、第一转动副、第二转 动副、第三转动副、第四转动副、导向套筒、固定支架、底座组成；第一受控电机和第二受控 电机为步进电机或伺服电机，第一连杆一端通过第一转动副、联轴器与第一受控电机相连 接，由第一受控电机驱动，第一连杆的另一端通过第二转动副与第二连杆一端相连接、第二 连杆另一端通过第三转动副与第三连杆一端相连接，第三连杆另一端通过第四转动副、第 一双十字万向联轴器、连接杆及第二双十字万向联本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可调幅曲柄滑块受控激振机构，其特征在于由第一连杆、第二连杆、第三连杆、第一受控电机、第二受控电机、滑块支架、联轴器、第一双十字万向联轴器、连接杆、第二双十字万向联轴器、振动输出轴、第一角位移传感器、第二角位移传感器、第一转动副、第二转动副、第三转动副、第四转动副、导向套筒、固定支架、底座组成；第一受控电机和第二受控电机为步进电机或伺服电机，第一连杆一端通过第一转动副、联轴器与第一受控电机相连接，由第一受控电机驱动，第一连杆的另一端通过第二转动副与第二连杆一端相连接、第二连杆另一端通过第三转动副与第三连杆一端相连接，第三连杆另一端通过第四转动副、第一双十字万向联轴器、连接杆及第二双十字万向联轴器与第二受控电机相连接，由第二受控电机驱动，第一连杆与第三连杆的长度相等，滑块支架与振动输出轴为刚性连接，振动输出轴沿导向套筒做直线往复激振运动；第一角位移传感器和第二角位移传感器分别与第一转动副和第四转动副相连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张铁异，梁旭斌，张琦，方宇，陶思源，雷发兵，
申请(专利权)人：广西大学，
类型：发明
国别省市：广西;45