[实用新型]一种可调幅曲柄滑块受控激振机构

说明书

技术领域：

本实用新型涉及一种可调幅曲柄滑块受控激振机构，属于振动试验技术领域。

背景技术：

机械式激振器具有设备简单、价格低、使用方便的优点，多数采用偏心机构、曲柄滑块机构与凸轮机构等作为激振机构。偏心激振机构的振幅调整需要同时改变激振频率，应用于振动试验时无法在保持激振频率不变的情况下进行振幅调整；曲柄滑块机构与凸轮机构激振机构在进行振动试验时则存在激振频率单一、激振振幅调整需要停机而不能实时在线进行调整等问题，因此机械式激振器无法实现激振振幅的实时在线连续调整和多激振频率复合振动输出；只能应用于简单的激振试验。电磁式激振器通过将周期变化的电流输入电磁铁线圈，在被激件与电磁铁之间产生周期变化的激励力，可以随意控制激振频率与振幅，波形失真小，但是要进行大振幅、大激振力试验难度大，需要的设备庞大，造价高；液压式激振器在性能上比较理想，容易实现低频率、大振幅、大激振力激振输出并且调整容易，但存在制造与维护成本高、辅助设备大、使用不方便、漏油等问题。受控机构可以实现柔性输出、改善机构的运动性能和动力性能，主要有可调机构、变输入转速机构及混合驱动机构等类型，可以实现轨迹综合、运动综合、函数综合及多任务输出等，但目前还没有可用于机械式激振器的受控激振机构。因而具有成本低、使用方便、便于实现振幅实时在线连续可调和复合振动输出的机械式受控激振机构将在振动试验中发挥重要的作用。

发明内容：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种能够实现振幅实时在线连续可调和复合振动输出的机械式激振器。本实用新型采用以下技术方案解决上述技术问题：一种可调幅曲柄滑块受控激振机构，由第一连杆、第二连杆、第三连杆、第一受控电机、第二受控电机、滑块支架、联轴器、第一双十字万向联轴器、连接杆、第二双十字万向联轴器、振动输出轴、第一角位移传感器、第二角位移传感器、第一转动副、第二转动副、第三转动副、第四转动副、导向套筒、固定支架、底座组成；第一受控电机和第二受控电机为步进电机或伺服电机，第一连杆一端通过第一转动副、联轴器与第一受控电机相连接，由第一受控电机驱动，第一连杆的另一端通过第二转动副与第二连杆一端相连接、第二连杆另一端通过第三转动副与第三连杆一端相连接，第三连杆另一端通过第四转动副、第一双十字万向联轴器、连接杆及第二双十字万向联轴器与第二受控电机相连接，由第二受控电机驱动，第一连杆与第三连杆的长度相等，滑块支架与振动输出轴为刚性连接，振动输出轴沿导向套筒做直线往复激振运动；第一角位移传感器和第二角位移传感器分别与第一转动副和第四转动副相连接。

第一连杆和第三连杆的转角位移由第一角位移传感器和第二角位移传感器测出，控制单元MPU为单片机，通过控制单元MPU控制第一受控电机和第二受控电机来调整第一连杆和第三连杆的转速与相位角。

本实用新型的突出优点在于：

1、本实用新型通过采用滑块支架、振动输出轴及导向套筒的结构设计实现了将常规的四杆机构转换成为新型的两自由度曲柄滑块激振机构。

2、通过控制单元MPU控制第一受控电机和第二受控电机来调整第一连杆和第三连杆的转速及相位角实现了机械式两自由度的曲柄滑块激振机构振幅的实时在线连续可调及复合频率的振动输出；解决了机械式激振器无法实现振幅实时在线连续可调的难题。

3、通过第一双十字万向联轴器、连接杆及第二双十字万向联轴器的连接方式，解决了第四转动副的铰链轴跟随滑块支架与振动输出轴沿着导向套筒做直线往复运动产生的较大轴向与径向位移问题。

4、与电磁式及液压式激振器相比，以低成本方式实现了实时在线连续可调与复合频率振动输出功能，使用方便。

附图说明

图1：一种可调幅曲柄滑块受控激振机构的结构示意图。

图2：一种可调幅曲柄滑块受控激振机构的机构原理图。

图3：一种可调幅曲柄滑块受控激振机构的工作原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。