【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及建筑结构振动测试，具体为一种由伺服电机驱动的振动测试装置。
技术介绍
1、地震是人类所面临的头号自然灾害，每一次大的地震灾害都造成了大量的建筑房屋倒塌、人员伤亡以及难以预估的经济损失。为最大程度地降低地震所带来的损失，需不断提高建筑结构的抗震性能。
2、振动测试是建筑结构抗震性能研究中常用的方法，通过对足尺或一定比例缩尺的建筑结构模型进行平移振动台测试，可直观的反应结构的动力响应及破坏特征，为建筑结构的抗震设计提供参考和基础数据。地震地面运动包括水平运动、竖向运动、旋转运动分量，但在建筑结构抗震试验中，以水平方向的振动为主。振动测试时，平移振动台产生水平往复运动，其运动规律与建筑结构遭遇地震时的运动规律相同。
3、目前，建筑结构振动测试装置主要采用电液伺服试验系统，通过位移或加速度控制平移振动台产生水平往复运动，安装在平移振动台上的建筑结构模型受到平移振动台运动的加速度作用，产生惯性力，从而再现地震对建筑结构的影响。现有的振动测试装置虽然能直观地反映建筑结构的抗震性能，但也存在明显的不足：1）当振动测试装置以位移控制进行测试时，随着振动频率的增大，振动位移会减小，存在振动波形控制难，容易产生振动波形失真的问题；2）平移振动台结构较复杂，造价昂贵，导致振动测试成本较高，一定程度上制约了建筑结构振动测试的开展。
技术实现思路
1、本专利技术为了解决现有的振动测试装置存在振动波形难以控制及造价昂贵的问题，故提供了一种新的由伺服电机驱动的振动测试装置。
2、本专利技术是采用如下技术方案实现的：
3、一种由伺服电机驱动的振动测试装置，包括振动机构、传动机构、动力机构；
4、振动机构包括基座以及平移振动台，平移振动台左右滑动连接于基座上方；
5、动力机构包括伺服电机以及用于控制伺服电机转速的控制器；
6、传动机构包括摇臂、主动偏心轮、其轴向沿前后方向布置的传动杆，主动偏心轮包括轮体以及与轮体之间设有偏心距e的偏心轴，传动杆位于平移振动台的左侧或右侧且其一端与伺服电机的转轴同轴固定，传动杆的另一端与主动偏心轮的轮体同轴固定，摇臂的一端部与平移振动台的靠近传动杆的一侧壁铰接且其铰接轴的轴向与传动杆的轴向平行，摇臂的另一端部设有第一轴孔，偏心轴转动连接于第一轴承内。
7、工作原理：振动测试时，将基座固定，将待测的建筑结构模型置于平移振动台上，启动伺服电机，伺服电机转轴转动，传动杆转动，带动主动偏心轮转动，从而带动摇臂运动，进而带动平移振动台进行水平往复运动，其平移振动台的具体运动状态如下：当主动偏心轮的轮体位于初始状态即状态一时，平移振动台水平位移为0；当主动偏心轮的轮体转动1/4周即状态二时，平移振动台产生正向水平位移；当主动偏心轮的轮体转动1/2周即状态三时，平移振动台水平位移为0；当主动偏心轮的轮体转动3/4周即状态四时，平移振动台水平产生负向水平位移；当主动偏心轮的轮体转动一周时，主动偏心轮恢复至初始状态即状态一，故当伺服电机转动一周，传动机构将带动平移振动台产生一周水平往复运动。其中，轮体与偏心轴之间的偏心距e即为振动机构的振幅，同时，通过控制伺服电机转速来控制平移振动台的水平往复振动频率，便于控制且响应性较好，波形不易失真。
8、进一步地，第一轴孔内固定有第一调心滚子轴承，偏心轴同轴固定于第一调心滚子轴承内，结构具体化、规范化，避免偏心轴与摇臂连接处局部应力增大，影响其最后的振动测试效果，同时也避免在整体结构加工或者安装稍有误差时导致无法正常安装的现象。
9、进一步地，传动杆的一端与伺服电机的转轴通过法兰实现同轴固定连接，连接结构具体化、规范化，便于安装与拆卸。
10、进一步地，传动杆的另一端与主动偏心轮的轮体通过半联器实现同轴固定连接，连接结构具体化、规范化，便于更换主动偏心轮即改变主动偏心轮的偏心距，从而改变平移振动台的水平位移量即改变平移振动台的振幅。
11、进一步地，传动杆中部外套固有辅助偏心轮，辅助偏心轮的偏心方向与主动偏心轮的偏心方向相反，用于平衡振动过程中的惯性力，提高该测试装置的稳定性。
12、本专利技术所产生的有益效果如下：采用本专利技术的振动测试装置可精准控制振动机构的振动幅值以及振动频率，即通过调节伺服电机的转速改变振动机构的振动频率，通过更换主动偏心轮即改变偏心轴与轮体之间的偏心距来改变振动机构的振动幅值，便于控制振动波形，不易出现振动波形失真；同时，本专利技术的振动测试装置结构较简单，制造成本降低，从而极大地降低了振动测试成本，便于结构振动测试的推广。
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1.一种由伺服电机驱动的振动测试装置，其特征在于，包括振动机构、传动机构、动力机构；
2.根据权利要求1所述的一种由伺服电机驱动的振动测试装置，其特征在于，第一轴孔内固定有第一调心滚子轴承（8），偏心轴（7）同轴固定于第一调心滚子轴承（8）内。
3.根据权利要求2所述的一种由伺服电机驱动的振动测试装置，其特征在于，传动杆（5）的一端与伺服电机（3）的转轴通过法兰（10）实现同轴固定连接。
4.根据权利要求3所述的一种由伺服电机驱动的振动测试装置，其特征在于，传动杆（5）的另一端与主动偏心轮的轮体（6）通过半联器（9）实现同轴固定连接。
5.根据权利要求4所述的一种由伺服电机驱动的振动测试装置，其特征在于，传动杆（5）中部外套固有辅助偏心轮（11），辅助偏心轮（11）的偏心方向与主动偏心轮的偏心方向相反。
6.根据权利要求5所述的一种由伺服电机驱动的振动测试装置，其特征在于，该装置还包括条状的传动基座（12），伺服电机（3）固定于传动基座（12）的一端部上，传动杆（5）上还外套固有两个导向轴承（13），两个导向轴承（13）
7.根据权利要求6所述的一种由伺服电机驱动的振动测试装置，其特征在于，平移振动台（2）的靠近传动杆（5）的一侧壁固定有其开口朝向传动机构的U型耳板（14），U型耳板（14）的两侧臂板上均设有端孔（15），摇臂（4）的一端部位于U型耳板（14）的两侧臂板之间且摇臂（4）的一端部上设有第二轴孔，第二轴孔内固定有第二调心滚子轴承（16），销轴的两端部分别固定于两个端孔（15）内，销轴的中部与第二调心滚子轴承（16）的内圈固定连接。
8.根据权利要求7所述的一种由伺服电机驱动的振动测试装置，其特征在于，基座（1）包括井字形的下框架，平移振动台（2）包括井字形的上框架以及覆盖于上框架顶板的盖板，基座（1）的前后侧面的两端部均固定有脚板（17），脚板（17）上设有螺栓孔以及与螺栓孔相适配的膨胀螺栓。
9.根据权利要求8所述的一种由伺服电机驱动的振动测试装置，其特征在于，平移振动台（2）通过滚珠式直线导轨左右滑动连接于基座（1）上方。
10.根据权利要求9所述的一种由伺服电机驱动的振动测试装置，其特征在于，滚珠式直线导轨包括四个分轨道（18）以及与四个分轨道（18）相适配的四个分滑块（19），四个分轨道（18）分别固定于基座（1）顶部四个角处，四个分滑块（19）分别固定于平移振动台（2）底部四个角处。
...【技术特征摘要】
1.一种由伺服电机驱动的振动测试装置，其特征在于，包括振动机构、传动机构、动力机构；
2.根据权利要求1所述的一种由伺服电机驱动的振动测试装置，其特征在于，第一轴孔内固定有第一调心滚子轴承（8），偏心轴（7）同轴固定于第一调心滚子轴承（8）内。
3.根据权利要求2所述的一种由伺服电机驱动的振动测试装置，其特征在于，传动杆（5）的一端与伺服电机（3）的转轴通过法兰（10）实现同轴固定连接。
4.根据权利要求3所述的一种由伺服电机驱动的振动测试装置，其特征在于，传动杆（5）的另一端与主动偏心轮的轮体（6）通过半联器（9）实现同轴固定连接。
5.根据权利要求4所述的一种由伺服电机驱动的振动测试装置，其特征在于，传动杆（5）中部外套固有辅助偏心轮（11），辅助偏心轮（11）的偏心方向与主动偏心轮的偏心方向相反。
6.根据权利要求5所述的一种由伺服电机驱动的振动测试装置，其特征在于，该装置还包括条状的传动基座（12），伺服电机（3）固定于传动基座（12）的一端部上，传动杆（5）上还外套固有两个导向轴承（13），两个导向轴承（13）均配设有轴承座，两个轴承座均固定于传动基座（12）上且分别位于辅助偏心轮（11）的两侧。
7.根据权利要求6所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：孟宪杰，魏剑伟，李铁英，陈金永，师希望，张程雅，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：
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