共轭等径凸轮型复合磁能往复摆振动台及驱动部件制造技术

本实用新型专利技术提供了一种共轭等径凸轮型复合磁能往复摆振动台及驱动部件，利用以滚子为从动件的共轭凸轮的方式实现驱动部分的几何锁合，防止从动件在超过1g加速度时弹跳现象的发生；同时以变速运动的凸轮运动作为运动学分析的假设前提条件，实用新型专利技术了一种复合磁能的往复摆振动设备。该设备可以实现近零频的超低频以及高至几千赫兹的宽频振动输出，不需要始终通电产生高强磁场，具有发热较小，效率较高，使用范围广，推力较大的特点。

Conjugate equal diameter cam type composite magnetic energy reciprocating swing vibration table and driving parts

The utility model provides a conjugate diameter cam type composite magnetic reciprocating swing vibration table and drive components, using the conjugate cam with roller follower for the way to realize the drive part of the geometric locking, prevent the follower bounce in more than 1G acceleration phenomenon; at the same time to cam motion variable motion as the assumptions the conditions of kinematics analysis, the utility model is a composite reciprocating magnetic pendulum vibration equipment. The device can achieve near zero ultra low frequency and high frequency to several thousand Hz broadband vibration output, need not always energized to produce high strength magnetic field, with less heat, high efficiency, wide application range, large thrust characteristics.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电磁振动台，具体地，涉及共轭等径凸轮型复合磁能往复摆振动台及驱动部件。
技术介绍
近些年来，由于航天、航空、航海领域航行器或精密设备的工况环境下振动测试的需要，高性能振动测试设备的需求越来越迫切。目前振动设备主要有液压、气动、电磁以及机械振动设备几种类型。其中液压、气动和机械类振动设备由于可实现的驱动频率低，驱动控制环节多已不能适合航天等领域振动测试性能的要求。电磁驱动由于采用电磁信号控制，驱动的实现靠电磁能作用实现，控制方便、响应灵敏，特别适合实现高频振动设备的实现，因此目前的高性能振动设备多数采用电磁驱动的驱动环节来实现。如英国Ling公司的电磁振动台，其设备驱动工作原理是基于音圈电机驱动原理，通常驱动线圈作为定子，通过交变电磁力驱动一个悬浮在驱动线圈中央的动子，产生振动。然而，这类电磁驱动振动台也存在明显的缺陷，主要是由于动子始终处于悬浮工作状态，5Hz以下的振动驱动难以实现，驱动过程中由于这种悬浮驱动使得驱动过程中的动刚性不足，另外其高频驱动位移较小，驱动振幅不精确，驱动能耗较大。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本技术的目的是提供一种共轭等径凸轮型复合磁能往复摆振动台及驱动部件。根据本技术提供的一种往复摆振动台的驱动部件，包括电磁线圈、滚子固定框架、成对滚子、等径凸轮、第一转轴、永磁体；成对滚子紧固连接在滚子固定框架上；等径凸轮、永磁体安装在第一转轴上；成对滚子包括均与等径凸轮接触的上滚子、下滚子，其中，属于同一成对滚子的上滚子、下滚子之间的轴心连线经过等径凸轮的凸轮回转中心，上滚子、下滚子的半径相等。优选地，还包括导向部件；在电磁线圈的激励下，永磁体通过第一转轴带动等径凸轮往复摆动，等径凸轮通过成对滚子驱动滚子固定框架沿导向部件沿直线往复运动。优选地，在等径凸轮往复摆动的过程中，等径凸轮与同一上滚子或同一下滚子接触的凸轮廓形为一连续函数曲线段。优选地，滚子固定框架设置在电磁线圈的内部。优选地，还包括如下任一种或任多种结构：-磁回路结构：电磁线圈的外部设置有磁回路结构，磁回路结构由导磁材料制成；-弹性支撑结构：滚子固定框架被支撑在弹性支撑结构上。优选地，成对滚子的数量为一对或者多对，其中，多对成对滚子位于同一个平面内或者位于多个平面内，多对成对滚子的上滚子、下滚子之间的半径相等；电磁线圈的数量为一组或者多组。根据本技术提供的一种共轭等径凸轮型复合磁能往复摆振动台，包括电磁振动台，所述电磁振动台的驱动部件采用上述的往复摆振动台的驱动部件。优选地，包括支撑架、衔接件、轴承支座、第二转轴；电磁振动台、衔接件、支撑架之间依次连接；衔接件可拆卸连接支撑架；轴承支座可拆卸连接支撑架；第二转轴的一端螺纹连接衔接件，第二转轴的另一端装配轴承支座。优选地，衔接件上设置有与支撑架均匹配的多组安装孔，支撑架安装于不同组安装孔中能够与电磁振动台形成不同的夹角。根据本技术提供的一种上述的往复摆振动台的驱动部件的控制方法，包括：令电磁线圈通电以产生稳定或交变的磁场，其中，所述磁场驱动永磁体通过第一转轴带动等径凸轮往复摆动，等径凸轮通过成对滚子驱动滚子固定框架沿导向部件沿直线往复运动；第一转轴的转速是变化的。与现有技术相比，本技术具有如下的有益效果：本技术基于永磁体在通电线圈产生的电磁场中受转矩转动进而提供驱动动力的机理，利用以滚子为从动件的共轭凸轮的方式实现驱动部分的几何锁合，防止从动件在超过1g加速度时弹跳现象的发生；同时以变速运动的凸轮运动作为运动学分析的假设前提条件，技术了一种复合磁能的往复摆振动设备。该设备可以实现近零频的超低频以及高至几千赫兹的宽频振动输出，不需要始终通电产生高强磁场，具有发热较小，效率较高，使用范围广，推力较大的特点。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1、图2示出电磁振动台的整体结构示意图。图3为驱动部件在位置A与位置B之间运动的示意图。图4为多对成对滚子的结构示意图。图5为电磁振动台的原理示意图。图6为单维单层式的电磁线圈布置方式。图7、图8为单维单层式的电磁线圈布置方式。图9、图10为单维多层式的电磁线圈布置方式。图11为传感器的安装方式。图12为电磁振动台的安装正视图。图13为电磁振动台的安装侧视图。图14为电磁振动台的安装结构的局部放大图。图15为衔接件在部分区域及全部区域之间进行对比比较的对比示意图。图16为电磁振动台45度安装角度的示意图。图17为电磁振动台90度安装角度的示意图。图中：1-电磁线圈 2-滚子固定框架 3-上滚子 301-第一滚子 302-第二滚子 4-等径凸轮 5-下滚子 501-第三滚子 502-第四滚子 6-第一转轴 7-永磁体8-磁力线 9-导磁回路零部件 10-磁力线回路 11-外部导向结构 12-弹性支撑结构 13-空气室充气口 14-空气室21-导向部件 22-导磁回路 23-电磁线圈组合 24-从动件 25-驱动部件26-支撑架 27-弹性支撑部件31-被测试件 32-加速度传感器 33-夹具 34-力传感器 35-扩展台 36-振动台41-振动台本体 42-衔接件 43-支撑架 44-螺钉 45-螺钉和弹簧垫圈 46-轴承支座 47-防松螺钉 48-第二转轴具体实施方式下面结合具体实施例对本技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本技术，但不以任何形式限制本技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本技术的保护范围。如图3所示，根据本技术提供的一种往复摆振动台的驱动部件，其特征在于，包括电磁线圈、滚子固定框架、成对滚子、等径凸轮、第一转轴、永磁体、导向部件；成对滚子紧固连接在滚子固定框架上；等径凸轮、永磁体安装在第一转轴上；成对滚子包括均与等径凸轮接触的上滚子、下滚子，其中，属于同一成对滚子的上滚子、下滚子之间的轴心连线经过等径凸轮的凸轮回转中心，上滚子、下滚子的半径相等。在电磁线圈的激励下，永磁体通过第一转轴带动等径凸轮往复摆动，等径凸轮通过成对滚子驱动滚子固定框架沿导向部件沿直线往复运动。电磁线圈的数量为一个或者多个，多个电磁线圈能够形成线圈组合，电磁线圈通电可产生稳定或交变的磁场，图3中磁力线8为其通电情况下产生的一种磁场磁感线的方向。滚子固定框架2上可以固定上滚子3和下滚子5，同时在外部导向部件的作用下实现上下直线运动。上滚子3和下滚子5同时与等径凸轮4接触，这样就实现了对凸轮的几何锁合，可以一定程度上减弱甚至消除高度运作时从动件弹跳的现象。永磁体7与凸轮4连接在一起，可以同步绕转轴6转动，从而通过滚子3和5驱动从动件，即框架2，做上下直线运动。图3中的左子图中永磁体7位于水平位置，框架2位于位置A。在左子图所示的磁场下，永磁体7趋向于使其内部磁场方向与所处磁场方向相同，因而会产生顺时针方向的转矩。在此转矩作用下，永磁体7带动与其连接在一起的凸轮4顺时针同步转过相同角度，到右子图所示位置。此时，框架2在凸轮与滚子的作用下以及外部导向部件的导向下，运动到位置B。通入反向的电流，则形成反向的磁本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种往复摆振动台的驱动部件，其特征在于，包括电磁线圈、滚子固定框架、成对滚子、等径凸轮、第一转轴、永磁体；成对滚子紧固连接在滚子固定框架上；等径凸轮、永磁体安装在第一转轴上；成对滚子包括均与等径凸轮接触的上滚子、下滚子，其中，属于同一成对滚子的上滚子、下滚子之间的轴心连线经过等径凸轮的凸轮回转中心，上滚子、下滚子的半径相等。

【技术特征摘要】
1.一种往复摆振动台的驱动部件，其特征在于，包括电磁线圈、滚子固定框架、成对滚子、等径凸轮、第一转轴、永磁体；成对滚子紧固连接在滚子固定框架上；等径凸轮、永磁体安装在第一转轴上；成对滚子包括均与等径凸轮接触的上滚子、下滚子，其中，属于同一成对滚子的上滚子、下滚子之间的轴心连线经过等径凸轮的凸轮回转中心，上滚子、下滚子的半径相等。2.根据权利要求1所述的往复摆振动台的驱动部件，其特征在于，还包括导向部件；在电磁线圈的激励下，永磁体通过第一转轴带动等径凸轮往复摆动，等径凸轮通过成对滚子驱动滚子固定框架沿导向部件沿直线往复运动。3.根据权利要求1所述的往复摆振动台的驱动部件，其特征在于，在等径凸轮往复摆动的过程中，等径凸轮与同一上滚子或同一下滚子接触的凸轮廓形为一连续函数曲线段。4.根据权利要求1所述的往复摆振动台的驱动部件，其特征在于，滚子固定框架设置在电磁线圈的内部。5.根据权利要求1所述的往复摆振动台的驱动部件，其特征在于，还包括如下任一种或任多种结构：-磁回路结构：电磁线圈的外部设...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨斌堂，曹逢雨，谢宝莹，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：新型
国别省市：上海;31