[发明专利]小型工程结构电动伺服缸地震模拟振动台

说明书

技术领域

本发明涉及地震模拟装置，尤其是一种地震模拟振动台。

背景技术

国内的振动台分成两类：

第一类是电磁激振的电动振动台，这类振动台主要用于被测试件抗振能力，该类振动台最高频率可达1000Hz，最大激振力可达50吨。但最大的缺点是最低频率不能太低，一般不低于1Hz，最大振幅不能太大，一般不大于50mm，和地震模拟试验振动台属于完全不同的两个范畴，一般不用于土木结构的抗震能力的研究。

第二类是电液伺服振动台。国内电液伺服振动台的研究始于70年代，中国地震局工程力学所研制成功了第一台国产6自由度振动台，但只属于自制科研设备的开发，没有完成产品化研制，可靠性差，基本上没有投入使用，现在地震局工程力学所投资5000多万订购了美国MTS公司的大型六自由度振动台。真正国产的六自由度振动台目前还是空白。国产的电液伺服振动台是在近几年发展起来的，但主要液压控制系统仍依靠进口，且此类设备的特点仍是规模大，投资大，生产与单项试验周期长，不适用于小型工程结构试验及大学实验教学使用。

发明内容

为了克服已有地震模拟振动台的结构复杂、成本高、生产和单项试验周期太长的不足，本发明提供一种简化结构、降低成本、缩短生产和单项试验周期的小型工程结构电动伺服缸地震模拟振动台。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种小型工程结构电动伺服缸地震模拟振动台，所述地震模拟振动台包括振动台底座、伺服电机、电动伺服作动器、振动台台面和预应力无间隙连接机构，所述振动台底座上通过直线导轨副与振动台台面连接，所述振动台台面上放置被测试件，所述振动台底座的下方安装所述伺服电机，所述伺服电机的输出轴与用以将转动变换为直线运动的电动伺服作动器的输入轴连接，所述电动伺服作动器的输出轴与活塞杆连接，所述活塞杆的运动方向与所述直线导轨副的运动方向一致，所述活塞杆的前端安装台面驱动连接座和预应力无间隙连接机构，所述台面驱动连接座的上端与所述振动台台面固定连接，所述预应力无间隙连接机构包括连接螺母、预紧垫片和预紧螺母，所述台面驱动连接座的下端套装在所述活塞杆的螺纹段上，所述台面驱动连接座的一侧的活塞杆上套装连接螺母，所述台面驱动连接座的另一侧的活塞杆上依次套装预紧垫片和预紧螺母，所述预紧垫片和预紧螺母之间设有间隙，所述预紧螺母的一圈开有至少三个预紧螺纹孔，预紧螺钉穿过所述预紧螺纹孔顶触在所述预紧垫片上。

进一步，所述伺服电机为风冷式伺服电机。当然，也可以是其他类型的伺服电机。

更进一步，所述电动伺服作动器通过弯板安装在所述振动台底座的下方。

再进一步，所述电动伺服作动器为丝杆螺母机构。也可以选用其他运动关系转换机构，只要能够将电机的转动转换为活塞杆的直线往复运动即可。

本发明的技术构思为：用于电动伺服振动台的激振器—电动伺服作动器和振动台台体连接的机械结构。所谓电动伺服振动台是采用电动伺服作动器作为地震振动台激振器的一类振动台（见参考文献1、2），该类振动台的特点是设备规模小，行程大，低频，可模拟地震波，且投资小。本专利的作用是消除电动振动台之伺服驱动器和台体连接之间的间隙，保证了地震模拟试验在地震波的关键转折点时驱动器和台面之间没有连接间隙，降低了地震模拟试验的失真度，提高了电动振动台的使用性能。

本发明的有益效果主要表现在：1、简化结构、降低成本、缩短生产和单项试验周期；2、提高了电动伺服振动台的性能，扩大了适用范围。对该类产品在小型工程抗震试验和高校教学实验中推广应用，代替建设周期长、投资规模大的电液伺服振动台具有重要意义。

附图说明

图1是小型工程结构电动伺服缸地震模拟振动台的示意图。

图2是图2的俯视图。

图3是预应力无间隙连接机构的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。