[发明专利]一种激光绝对法动态力校准装置

说明书

技术领域

本发明属于计量检测、动态力检测校准、动态力测试领域，具体涉及一种激光绝对法动态力校准装置。

背景技术

目前国内外对于动态力测量方面，主要有正弦激励、阶跃激励和脉冲激励等，现有的脉冲激励动态力标准装置是通过标准加速度计测量冲击过程加速度，再结合标准落锤质量从而计算出装置施加的标准动态力。而标准加速度计目前只能通过中频振基准进行标定溯源，但是标准加速度计的标定状态与实际使用状态完全不同，所以标定出来的电荷灵敏度系数并不科学，进而测量到的动态力值也具有较大的不确定度。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种激光绝对法动态力校准装置，通过激光测振仪直接测量标准落锤冲击过程的加速度值，减少标准加速度计的中间环节，从而提高装置的测量精度，并且提高装置的自动化水平。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种激光绝对法动态力校准装置，包括砧座6、机架底座、提升机构、左右调节机构、标准落锤5、激光测振系统1和位移测量机构；

所述砧座6的下端固定安装在地上，在砧座上端开有落锤孔；

所述机架底座为框架结构，其罩在砧座6的外面，并与砧座6无接触；机架底座的下端固定安装在地上，其上端面作为操作平台面；在所述机架底座上装有立柱，立柱的顶端通过顶板固定；

所述激光测振系统1包括激光头和激光控制器，其中激光头安装在顶板上方，控制器放置于控制柜中；

所述提升机构和左右调节机构安装在所述机架底座上；

所述提升机构包括两根升降丝杠和落锤提升板；所述升降丝杠立式安装在立柱的内侧，其下端安装在机架底座上，上端安装在顶板上；

两根升降丝杠平行设置并同步旋转；落锤提升板水平放置，其两端通过螺母座与升降丝杠上的螺母连接；

在所述落锤提升板的中部安装有电磁铁4，用于吸合及释放标准落锤5；在落锤提升板的中间位置开有激光通过中心孔，在激光通过中心孔的左右两侧开有对称的导轨孔；

所述左右调节机构包括两根导轨3、顶部左右调节机构和底部左右调节机构，所述顶部左右调节机构安装在顶板上，所述底部左右调节机构安装在机架底座的下方；

所述两根导轨3平行设置，两者的下端均与底部左右调节机构相连，上端均穿过落锤提升板上的导轨孔后与顶部左右调节机构相连；顶部左右调节机构和底部左右调节机构同时驱动两根导轨3，使两者平移靠拢或分开；

所述导轨3与升降丝杠平行，其轴线均在同一个平面内；

所述位移测量机构包括拉线式位移传感器，所述拉线式传感器的本体安装在顶板上，拉线的自由端固定在落锤升降板上。

所述升降丝杠采用大导程滚珠丝杠；

采用伺服电机2和减速机驱动其中一根升降丝杠运行，采用同步带驱动另一根升降丝杠，保持两根升降丝杠的旋转同步性。

所述顶部左右调节机构与底部左右调节机构均包括：一根正反向丝杠、两块安装板；两组滚珠滑套、前导向柱、后导向柱和伺服电机；

两组滚珠滑套分别为左滚珠滑套和右滚珠滑套；

所述正反向丝杠的左右段上分别设计有正向螺纹和反向螺纹；即丝杠任意向旋转，配合丝杠的正反向螺母可以控制两根导轨3的夹紧或者放松。即可以由一个驱动装置，控制两根导轨3的相对运动。

两组滚珠滑套的轴的两端和正反向丝杠的丝杠体的两端均固定；所述前导向柱和后导向柱分别平行设置在正反向丝杠的两侧；所述安装板与正反向丝杠垂直设置，其两端分别与前导向柱和后导向柱配合；

左右两组滚珠滑套的轴承分别和正反向丝杠上的正向螺母与反向螺母配合，并一起安装在安装板上；这样的布置可实现整套运动机构相对机体中心(即落锤中心)的开合运动。

每根导轨3的两端分别安装在顶部的安装板上和底部的安装板上；

顶部左右调节机构与底部左右调节机构同步运动；伺服电机驱动正反向丝杠旋转，正反向丝杠通过相配的T形螺母将力传递给滚珠滑套，带动两组滚珠滑套实现相向运动或向背运动，再通过安装板驱动导轨3平移靠拢或分开，实现左右开合。

在落锤升降板上装有防跌落机构，所述防跌落机构采用由伺服电机控制的旋转手臂，其在90度范围内旋转，当需要保护标准落锤5的时候，旋转手臂转到落锤下方；

所述旋转手臂采用可上下伸缩的结构，包括套装在一起的至少两段手臂杆，在旋转手臂的下端安装有一个带凹坑的托盘，用于接住标准落锤5。

所述砧座6为长方体的刚性基座，具有较大质量，对落锤冲击可视为刚体。