[发明专利]气动力锤模块

说明书

技术领域

本发明涉及一种气动力锤模块，尤其涉及一种利用宽脉冲信号控制冲击气缸中活塞杆带动锤头运动产 生冲击，并具有一体化结构的气动力锤模块。

背景技术

冲击响应测试中常采用锤击法，获取机械结构的传递函数，从而获得机械结构固有的振动特性。锤击 法测试通常由人工操作力锤击打被测结构，锤击力的大小和方向难以保持一致，且激励时间难以控制，可 重复性差。目前，已有一些相关的力锤系统试图解决以上问题，如专利CN102879167.A公开了一种工作台 式电子冲击力锤，通过控制电磁铁线圈中电流的通断产生可重复性的冲击力；专利CN104155076.A公开了 一种工作台式自动力锤装置，通过控制电机带动力锤产生可重复的冲击力。

一方面，利用电磁铁的吸合过程产生冲击力，易于受到励磁电流波动及电磁铁自身老化影响，且磁场 容易对传感器产生干扰；另一方面，目前的设计大多为工作台形式，结构复杂，体积较大，难以应用于在 狭小空间。当前的自动化测试系统中亟需一种能够克服以上缺陷的冲击力锤装置，既能具有较高的稳定性 和可靠性，冲击力大又具有良好的一体化和小型化设计，以适应比较紧凑的空间测试环境。

发明内容

鉴于上述目的，本发明提出了一种气动力锤模块，解决了冲击力的稳定和可重复性，并有效避免电磁 干扰，且具有良好的一体化和小型化设计。在模态测试中，能利用气动力锤模块对狭小空间的机械结构进 行稳定激励，从而为结构系统的振动特性分析、振动故障诊断和预报以及结构动力特性的优化设计提供依 据。

上述的气动力锤模块由控制和执行两部分构成，控制部分由气源、二位五通换向电磁阀和消声器构成， 为气动力锤模块的执行部分提供不同的气动循环回路，控制冲击过程；执行部分由气缸和锤头构成，作为 气动力锤模块的执行部件，在压缩气体的作用下完成冲击。

上述两位五通换向电磁阀，电磁阀的电磁线圈由宽脉冲信号控制，不同的脉宽控制电磁线圈不同的通 电时长，使力锤产生不同接触时长的冲击，满足不同的测试要求。

上述气缸是压缩气体的最终作用部位，通过二位五通换向电磁阀控制的不同气动循环回路，进而控制 气缸中活塞杆的伸出和缩回，带动活塞杆上的锤头完成冲击过程。

上述锤头主要由自锁螺母、力传感器和锤头构成，锤头通过螺纹与活塞杆相连，自锁螺母固定力传感 器的位置及防止冲击过程中松动，力传感器测量锤头冲击时的冲击力大小，锤头可以通过更换制造时材质 获得能量不同的激励信号。

附图说明

图1气动力锤模块的具体结构示意图

图1中：101.冲击气缸；102.气缸进气口；103.气缸中盖；104.中盖喷嘴；105.活塞杆；106.气缸 出气口；107.自锁螺母；108.力传感器；109.锤头；110.活塞杆腔；111.活塞腔；112.中盖排气小孔； 113.储能腔

图2气动力锤模块的气动系统原理图

图2中：201.气源；202.电磁阀电磁线圈K₁；203.冲击气缸；204.二位五通换向电磁阀；205.电 磁阀电磁线圈K₂；206.消声器

具体实施方式

下面结合附图更进一步说明：

气动力锤模块可由计算机输出脉冲信号自动控制或脉冲开关手动控制，现以计算机输出脉冲信号自动 控制为例加以说明气动力锤模块的具体实施过程。