【技术实现步骤摘要】
本申请涉及振动设备，具体涉及一种自平衡激振器及激振方法。
技术介绍
1、土木工程结构在受到地震、车辆、强风等外部动力荷载激励时，容易发生大幅振动，对于高层建筑、大跨度桥梁尤为明显，会引起结构的疲劳和损伤，从而影响结构的舒适性和安全性，减短结构的使用寿命。如何运用结构激振技术来模拟各种外力作用，成为了当前学者研究的热点。激振器是附加在某些设备上用以产生激励力的装置，是机械振动的重要部件。
技术实现思路
1、本申请为了解决上述技术问题，提供一种结构简单，空间占用体积小，能够利用质量块的旋转，在水平方向上实现力的自平衡的同时，产生竖直方向上的谐波力，实现以较小的自身重量获得较大“虚质量”的效果，有效产生正弦式激励的自平衡单向出力主动控制激振器，具有激振效率高，使用寿命长，转子转速与激振力大小可控的自平衡激振器及激振方法。
2、一种自平衡激振器，包括机架，所述机架上穿设有转向组件，所述转向组件上设有位于所述机架外侧用于驱动所述转向组件转动的驱动组件，所述转向组件两侧位于所述机架外侧对称设置有谐波发生组件，当产生结构需要激振时，所述驱动组件驱动所述转向组件转动，同步带动所述谐波发生组件转动，且两所述谐波发生组件的转动方向相反，以产生可控的激振力。
3、如上所述的自平衡激振器，所述转向组件两侧相对设有可与所述转向组件啮合的传动组件，所述谐波发生组件分别设于两所述传动组件远离所述转向组件的一端，当产生结构需要激振时，所述驱动组件驱动所述转向组件转动，同步带动所述传动组件上
4、如上所述的自平衡激振器，所述转向组件包括位于所述机架内侧的主齿轮，分别与所述主齿轮和所述驱动组件连接并可带动所述主齿轮转动的转动杆，以及设于所述机架外侧用于限位所述转动杆的限位件，两所述传动组件分别与所述主齿轮啮合，并可同步转动。
5、如上所述的自平衡激振器，所述传动组件包括位于所述机架内侧，平行于所述转向组件的轴向并与所述转向组件相互啮合的传动轮，所述传动轮连接有一端穿设于所述机架内的传动杆，所述传动杆上的另一端设有谐波发生组件，当所述转向组件转动时，可带动所述传动轮转动，以使所述传动杆传动所述谐波发生组件转动并产生谐波。
6、如上所述的自平衡激振器，所述谐波发生组件包括设于所述传动杆远离所述传动轮的一端的滑移杆，以及可拆卸地套设于所述滑移杆上的质量滑块，当所述转向组件转动时，可同步带动两个所述传动组件，并传动所述滑移杆带动所述质量滑块转动，两所述传动组件上的所述滑移杆的转动方向相反，以产生可控的激振力。
7、如上所述的自平衡激振器，所述驱动组件包括设于所述转向组件远离所述机架的一端的减速器，以及依次与所述减速器连接的驱动电机和电源，所述驱动电机所述减速器通过联轴器与所述转向组件连接。
8、如上所述的自平衡激振器，所述机架上设有多个两两对称的通孔，所述转向组件和所述传动组件分别穿设于所述通孔内，并与所述通孔可转动连接。
9、如上所述的自平衡激振器，所述通孔与所述转向组件和所述传动组件之间均设有轴承件。
10、如上任一项所述的自平衡激振器的激振方法，包括以下步骤：
11、s1、确定谐波发生组件的位置；
12、s2、开启驱动机构，驱动机构将驱动转向件转动，所述转向件带动第一传动组件和第二传动组件转动，以使步骤s1中的谐波发生组件转动，两谐波发生组件产生竖直方向上的谐波分力和水平方向的谐波分力，其中水平的谐波分力相互抵消，竖直方向的谐波分力相叠加，作为激振力。
13、如上所述的激振方法，步骤s1中，可通过改变所述谐波发生组件的质量以改变激振力的大小。
14、与现有技术相比，本申请的有益效果如下：
15、本申请提供一种自平衡激振器，结构简单，空间占用体积小，能够利用谐波发生组件的旋转，在水平方向上实现力的自平衡的同时，产生竖直方向上的谐波力，实现以较小的自身重量获得较大“虚质量”的效果，有效产生正弦式激励的自平衡单向出力主动控制激振器，通过的调节驱动机构转动速度和谐波发生组件的位置，可实现精准、高效控制，设备易调节，激振效果好，通过利用相互啮合的结构，从结构上保证了传动组件的同步反向转动，同时本专利技术在运行时，大大节省了运动空间，易于安装，性价比高。
16、本申请提供的一种激振方法，通过控制调节谐波发生组件的位置，调节所产生的谐波控制力，作用在结构上，用于结构激振达到可控高效的激振效果，利用谐波发生组件的旋转，在水平方向上实现力的自平衡的同时，产生竖直方向上的谐波力，实现以较小的自身重量获得较大“虚质量”的效果，有效产生正弦式激励。
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1.一种自平衡激振器，其特征在于：包括机架(1)，所述机架(1)上穿设有转向组件(2)，所述转向组件(2)上设有位于所述机架(1)外侧用于驱动所述转向组件(2)转动的驱动组件(4)，所述转向组件(2)两侧位于所述机架(1)外侧对称设置有谐波发生组件(5)，当需要激振时，所述驱动组件(4)驱动所述转向组件(2)转动，同步带动所述谐波发生组件(5)转动，且两所述谐波发生组件(5)的转动方向相反，以产生可控的激振力。
2.根据权利要求1所述的自平衡激振器，其特征在于：所述转向组件(2)两侧相对设有可与所述转向组件(2)啮合的传动组件(3)，所述谐波发生组件(5)分别设于两所述传动组件(3)远离所述转向组件(2)的一端，当需要激振时，所述驱动组件(4)驱动所述转向组件(2)转动，同步带动所述传动组件(3)上的谐波发生组件(5)绕轴向转动，以产生可控的激振力。
3.根据权利要求2所述的自平衡激振器，其特征在于：所述转向组件(2)包括位于所述机架(1)内侧的主齿轮(20)，分别与所述主齿轮(20)和所述驱动组件(4)连接并可带动所述主齿轮(20)转动的转动杆(21)，
4.根据权利要求2所述的自平衡激振器，其特征在于：所述传动组件(3)包括位于所述机架(1)内侧，平行于所述转向组件(2)的轴向并与所述转向组件(2)相互啮合的传动轮(30)，所述传动轮(30)连接有一端穿设于所述机架(1)内的传动杆(31)，所述传动杆(31)上的另一端设有谐波发生组件(5)，当所述转向组件(2)转动时，可带动所述传动轮(30)转动，以使所述传动杆(31)传动所述谐波发生组件(5)转动并产生谐波。
5.根据权利要求4所述的自平衡激振器，其特征在于：所述谐波发生组件(5)包括设于所述传动杆(31)远离所述传动轮(30)的一端的滑移杆(50)，以及可拆卸地套设于所述滑移杆(50)上的质量滑块(51)，当所述转向组件(2)转动时，可同步带动两个所述传动组件(3)，并传动所述滑移杆(50)带动所述质量滑块(51)转动，两所述传动组件(3)上的所述滑移杆(50)的转动方向相反，以产生可控的激振力。
6.根据权利要求1所述的自平衡激振器，其特征在于：所述驱动组件(4)包括设于所述转向组件(2)远离所述机架(1)的一端的减速器(6)，以及依次与所述减速器(6)连接的驱动电机(7)和电源，所述驱动电机(7)所述减速器(6)通过联轴器(8)与所述转向组件(2)连接。
7.根据权利要求2所述的自平衡激振器，其特征在于：所述机架(1)上设有多个两两对称的通孔(10)，所述转向组件(2)和所述传动组件(3)分别穿设于所述通孔(10)内，并与所述通孔(10)可转动连接。
8.根据权利要求7所述的自平衡激振器，其特征在于：所述通孔(10)与所述转向组件(2)和所述传动组件(3)之间均设有轴承件(9)。
9.如权利要求1-8任一项所述的自平衡激振器的激振方法，其特征在于，包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述的激振方法，其特征在于：步骤S1中，可通过改变所述谐波发生组件(5)的质量以改变激振力的大小。
...【技术特征摘要】
1.一种自平衡激振器，其特征在于：包括机架(1)，所述机架(1)上穿设有转向组件(2)，所述转向组件(2)上设有位于所述机架(1)外侧用于驱动所述转向组件(2)转动的驱动组件(4)，所述转向组件(2)两侧位于所述机架(1)外侧对称设置有谐波发生组件(5)，当需要激振时，所述驱动组件(4)驱动所述转向组件(2)转动，同步带动所述谐波发生组件(5)转动，且两所述谐波发生组件(5)的转动方向相反，以产生可控的激振力。
2.根据权利要求1所述的自平衡激振器，其特征在于：所述转向组件(2)两侧相对设有可与所述转向组件(2)啮合的传动组件(3)，所述谐波发生组件(5)分别设于两所述传动组件(3)远离所述转向组件(2)的一端，当需要激振时，所述驱动组件(4)驱动所述转向组件(2)转动，同步带动所述传动组件(3)上的谐波发生组件(5)绕轴向转动，以产生可控的激振力。
3.根据权利要求2所述的自平衡激振器，其特征在于：所述转向组件(2)包括位于所述机架(1)内侧的主齿轮(20)，分别与所述主齿轮(20)和所述驱动组件(4)连接并可带动所述主齿轮(20)转动的转动杆(21)，以及设于所述机架(1)外侧用于限位所述转动杆(21)的限位件(22)，两所述传动组件(3)分别与所述主齿轮(20)啮合，并可同步转动。
4.根据权利要求2所述的自平衡激振器，其特征在于：所述传动组件(3)包括位于所述机架(1)内侧，平行于所述转向组件(2)的轴向并与所述转向组件(2)相互啮合的传动轮(30)，所述传动轮(30)连接有一端穿设于所述机架(1)内的传动杆(31)，所述传动杆(31)上的另一端设有...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙洪鑫，温青，丁力，华旭刚，禹见达，王文熙，
申请(专利权)人：湖南科技大学，
类型：发明
国别省市：
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