[发明专利]一种往复式旋转激励台架系统

权利要求书

1.一种往复式旋转激励台架系统，其特征在于：

由两侧立柱以及连接在两侧立柱之间的顶部水平梁构成龙门架(1)；

质量块导向台(2)设置在水平梁上，所述质量块导向台(2)是以水平梁为支承，并且可沿竖向导柱(2a)升降，在质量块导向台(2)的顶部台面与水平梁之间设置有限位杆(2b)，所述质量块导向台(2)的底部台面位于水平梁的下方；

在所述质量块导向台(2)的底部台面的底面设置激振控制模块(3)，所述激振控制模块(3)的底面与变向增扭装置(4)刚性连接；

所述变向增扭装置(4)的输入轴竖直向下，并与位于变向增扭装置(4)底部的运动转换装置(5)相连接，所述运动转换装置(5)的底部端面固定在线性激振台(6)的顶端；所述变向增扭装置(4)的输出端与水平光轴(7)的一端通过柔性联轴器相连，所述水平光轴(7)的另一端依次与扭矩传感器(8)以及大扭矩有限转角执行器(9)的旋转轴相连接，所述大扭矩有限转角执行器(9)的壳体固定在所述龙门架(1)的一侧立柱上；

由所述线性激振台(6)、运动转换装置(5)以及变向增扭装置(4)构成往复式旋转激励系统，所述往复式旋转激励系统是由所述运动转换装置(5)将线性激振台(6)形成的竖向往复线性激励转变为竖向往复旋转激励，由所述变向增扭装置(4)将所述竖向往复旋转激励转换为水平往复旋转激励，并且所述水平往复旋转激励的扭矩大小和转动行程能够在所述变向增扭装置(4)中分别得到增加和减小；由所述激振控制模块(3)中的内置力传感器和内置位移传感器同时测量所述往复式旋转激励系统的振动幅值与线性激振力。

2.根据权利要求1所述的往复式旋转激励台架系统，其特征在于：所述运动转换装置(5)的结构设置为：以滚珠丝杆组件为输入端，以连接套筒为输出端；在所述连接套筒的底端固联有底盘(5b)，滚珠丝杆中螺母固定设置在所述底盘(5b)上，与所述螺母配合设置的丝杆呈竖向，丝杆的底端固定设置在线性激振台(6)的顶端；在所述连接套筒的顶端固联有顶盘(5a)，在所述顶盘(5a)中设置与所述变向增扭装置(4)的输入轴的轴端相匹配的台阶和键槽，利用所述台阶承受竖向力，利用所述键槽传动旋转激励。

3.根据权利要求1所述往复式旋转激励台架系统，其特征在于：设置所述往复式旋转激励台架系统的输入与输出的关系式如式①和式②：

其中：

M为变向增扭装置(4)的输出旋转激励；

F为线性激振台(6)的竖向激振力；

d为运动转换装置(5)中滚珠丝杆的直径；

α为运动转换装置(5)中滚珠丝杆的导程角；

β为运动转换装置(5)中滚珠丝杆的当量摩擦角；

i为变向增扭装置(4)输入轴与输出轴的变速比；

θ为变向增扭装置(4)的输出转角；

L为线性激振台(6)的竖向位移；

s为运动转换装置(5)中滚珠丝杆的导程；

利用式①确立变向增扭装置(4)的输出旋转激励M与竖向激振力F的关系；

利用式②确立变向增扭装置(4)的输出转角θ与线性激振台(6)的竖向位移L的关系。

4.根据权利要求1所述的往复式旋转激励台架系统，其特征在于：所述运动转换装置(5)设置为齿轮齿条结构，所述齿轮齿条结构中的齿轮安装于变向增扭装置(4)的输入轴的轴端，所述齿轮齿条结构中齿条的驱动端固定设置在线性激振台(6)的顶端，由所述齿轮齿条机构将线性激振台(6)形成的往复线性激励转换为往复旋转激励。

5.根据权利要求1所述的往复式旋转激励台架系统，其特征在于：所述质量块导向台(2)、激振控制模块(3)以及所述往复式旋转激励系统共同组成激振安全控制系统，用于防止实验过程中可能出现的振动过大以及过载行为。