[发明专利]高速往复冲击-振动耦合试验夹具及快速响应进给装置

说明书

本发明公开了一种高速往复冲击‑振动耦合试验夹具及快速响应进给装置，包括电磁振动台、基座衬板、滑轨、辅助衬板、直线式磁电机、凹台、加速度信号采集电路、激光对射式传感器、DSP控制电路；所述基座衬板紧密固定在电磁振动台的台面上；滑轨安装在基座衬板上；凹台开有与滑轨配合的凹槽，可沿滑轨直线往复运动；直线式磁电机定子部分固定在基座衬板上，动子部分与凹台相连，实现凹台的快速进给和回退；激光对射式传感器发射端安装于基座衬板上，接收端安装于辅助衬板上，分列于滑轨两侧，加速度信号采集电路位于凹台内，和激光对射式传感器输出都连接到DSP控制电路上。本发明具有高动态响应能力，可满足高速多次冲击振动耦合试验的需求。

技术领域

本发明涉及环境力学试验中的冲击-振动试验装置，特别涉及一种可用于冲击-振动耦合环境试验的夹具和具有高动态响应能力的进给装置设计。

背景技术

高速往复冲击-振动耦合试验夹具及快速响应进给装置，主要用于实现高精密电子器件，如陀螺仪，探测制导设备，高g值加速度计等在其实际应用过程中所经受的冲击-振动复合力学环境模拟，可考核相关产品的结构强度，抗冲击振动性能以及相应的软件控制策略，为产品的研发、生产以及性能评定提供了一种更为有效的试验方法。

现有的冲击试验设备主要有马歇特锤，空气炮，霍普金森杆等，振动试验设备主要有电磁振动台，电液振动台，机械振动台等，上述设备在各种力学环境试验中得到了广泛应用，但是，上述环境模拟试验系统仅具备单一冲击环境或单一振动环境模拟能力，对于一些特殊应用场合，设备会同时经历冲击载荷和振动载荷的复合作用，这种复合作用引起的位置偏移，结构变形甚至整体功能失效，并非是单一载荷的简单线性叠加。现有研究表明，复合环境试验比单一环境试验更能有效地激发产品故障，其本质原因在于复合环境下系统的结构参数会发生明显的非线性变化。因此，工程上提出了冲击-振动耦合环境试验系统的研发需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种设计可靠，工作安全，自动化程度较高的冲击-振动耦合环境试验夹具及进给装置，可用于冲击-振动耦合环境模拟试验，克服传统冲击实验台和振动实验台仅具备单一环境模拟能力，不能真实反映复合环境下故障问题本质原因的缺点；基于直线式磁电机构成的电磁式进给系统，克服了传统液压进给系统占地面积大，动态响应慢，工作状况受外界环境干扰大的缺点，具备快速动态响应能力，可满足高速多次冲击的试验需求。

本发明的技术解决方案为：本发明提出了一种高速往复冲击-振动耦合试验夹具及快速响应进给装置，包括电磁振动台、基座衬板、滑轨、辅助衬板、直线式磁电机、凹台、加速度信号采集电路、激光对射式传感器、DSP控制电路；所述基座衬板紧密固定在电磁振动台的台面上，可随台面共同产生所需的机械振动；滑轨安装在基座衬板上；凹台开有与滑轨配合的凹槽，形成导向机构，可沿滑轨直线往复运动；直线式磁电机定子部分固定在基座衬板上，动子部分与凹台相连，可实现凹台的快速进给和回退；激光对射式传感器发射端安装于基座衬板上，接收端安装于辅助衬板上，分列于滑轨两侧，其输出连接到DSP控制电路的I/O端口；加速度信号采集电路位于凹台内，其输出连接到DSP控制电路的I/O端口，可实时采集试件上的加速度数值。

更进一步具体实施方式中，所述的凹台包括下限位块、弹簧、保持体、上限位块、保持盖；所述凹台底部有下限位块，通过螺栓与壳体相连，限制保持体向下运动的位移；凹台顶部有上限位块，限制保持体向上运动的位移；弹簧一端连接凹台底部，一端连接保持体，保持压紧状态，将保持体压紧在上限位位置；保持体顶部为保持盖，通过螺栓与保持体侧壁紧密连接。

更进一步具体实施方式中，加速度信号采集电路位于保持体内，其输出连接到DSP控制电路的I/O端口，可实时采集试件上的加速度数值。

更进一步具体实施方式中，还包括初始限位块、到位限位块，凹台的快速进给和回退；其进给行程由到位限位块限定，回退行程由初始限位块限定。