[发明专利]一种参数可控的超声脉冲激励装置

权利要求书

1.一种参数可控的超声脉冲激励装置，包括：

超声电源(1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12)，主要包括电源开关(1)、频率控制模块(2)、功率控制模块(3)、时间控制模块(4)、预紧力控制模块(5)、电能输出接口(6)、USB接口(7)、电源输入(8)和总开关(9)，其内部主要由电源变压器(10)、整流滤波器(11)和功率放大器(12)组成，主要用于将AC 220V 50Hz的交流电转换为特定频率的交流电输出；

超声枪(13、14、15、16、17、18、19、20)，包括变幅杆(13)、外壳(14)、压电陶瓷换能器(15)、压力传感器(16)、触发开关(17)、前手柄(18)、后手把(19)和电能输入接口(20)，主要用于将高频交流电转化为特定振幅的机械振动；

超声枪底座(21、22、23、24、25)，包括导轨(21)、超声枪夹具(22)、弹簧盒(23)、丝杠(24)和伺服电动机(25)，主要用于支撑并调节超声枪轴向位置；

多自由度夹具(26、27、28、29、30)，包括底盘(26)、旋转机构(27)、移动机构(28)、俯仰机构(29)和夹持机构(30)，主要用于固定被激励试件(31)；

其中，预紧力控制由超声电源的预紧力控制模块(5)、超声枪的压力传感器(16)、超声枪底座的伺服电动机(25)三个部件共同完成。

2.如权利要求1所述的一种参数可控的超声脉冲激励装置，其中，所述的超声电源的电能输出接口(6)与超声枪的电能输入接口(19)连接；通过超声电源的频率控制模块(2)预设或调节超声枪的变幅杆(13)的输出频率；通过超声电源的功率控制模块(3)预设或调节超声枪的变幅杆(13)的输出功率；通过超声电源的时间控制模块(4)预设或调节超声枪的变幅杆(13)的输出时间；通过超声电源的预紧力控制模块(5)预设或调节超声枪的变幅杆(13)和被激试件(31)之间的压力。

3.如权利要求1所述的一种参数可控的超声脉冲激励装置，其中，所述的超声电源的时间控制模块(4)采用STC单片机完成定时功能，通过USB接口(7)与计算机终端连接，将超声电源的启动工作信号和结束工作信号送至计算机终端，作为图像采集的参考信号。

4.如权利要求1所述的一种参数可控的超声脉冲激励装置，其中，所述的超声枪的前手柄(17)和后手把(18)可以方便手持时将超声枪的变幅杆(13)作用于被激励试件(31)。

5.如权利要求1所述的一种参数可控的超声脉冲激励装置，其中，所述的超声枪的压力传感器(16)对超声枪的变幅杆(13)与被激试件(31)之间的预紧力进行实时测量，并将测量值实时传递给超声电源的预紧力控制模块(5)，以满足激励时设定的预紧力要求。

6.如权利要求1所述的一种参数可控的超声脉冲激励装置，其中，所述的超声枪底座的导轨(21)提供超声枪夹具(22)在Y轴方向水平移动自由度，并限制其他方向的自由度，超声枪夹具(22)主要用于夹持超声枪。

7.如权利要求1所述的一种参数可控的超声脉冲激励装置，其中，所述的超声枪底座的伺服电机(25)可以接受超声电源的预紧力控制模块(5)的角位移或角速度指令，并根据指令旋转丝杠(24)带动弹簧盒(23)调节超声枪变幅杆(13)和被激试件(31)之间的压力。

8.如权利要求1所述的一种参数可控的超声脉冲激励装置，其中，所述的多自由度夹具的底盘(26)、旋转机构(27)、移动机构(28)、俯仰机构(29)和夹持机构(30)用于调节变幅杆(13)与被激励试件(31)的相对位置，使超声枪可以作用于被激试件的任意位置，并可以调节变幅杆(13)的输出端面和被激试件(31)作用表面之间的夹角。