一種往復(fù)式旋轉(zhuǎn)激勵(lì)臺(tái)架系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及旋轉(zhuǎn)式執(zhí)行器及其振動(dòng)控制系統(tǒng)測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種用于往 復(fù)旋轉(zhuǎn)式執(zhí)行器的往復(fù)式旋轉(zhuǎn)激勵(lì)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 用于旋轉(zhuǎn)式執(zhí)行器的測(cè)試儀器種類較多，例如力矩扳手和扭矩儀。力矩扳手是一 種扭矩可調(diào)的扳手，預(yù)先調(diào)節(jié)扭矩，再緊固物體，利用運(yùn)一特性可將它作為一種最為簡(jiǎn)單并 且實(shí)用的旋轉(zhuǎn)激勵(lì)工具或者扭矩測(cè)試儀器，但是運(yùn)種儀器精度較低、可施加的旋轉(zhuǎn)激勵(lì)較 小并且量程范圍十分有限。扭矩儀是一種用于醫(yī)療器械、化妝品和飲料等各種容器蓋子的 松緊，螺絲的松緊，閥口開閉的扭矩和各種扭矩大小的精確測(cè)量?jī)x器，現(xiàn)在在照相機(jī)行業(yè)也 得到廣泛的應(yīng)用，主要對(duì)照相機(jī)鏡頭變焦時(shí)的扭矩進(jìn)行測(cè)定，運(yùn)種扭矩測(cè)試儀器精度高但 是適用范圍較小。一種用于汽車實(shí)驗(yàn)室的變速箱加載實(shí)驗(yàn)臺(tái)是由電機(jī)匹配相應(yīng)量程的扭矩 傳感器并搭配一套操作系統(tǒng)組合而成的臺(tái)架系統(tǒng)，是當(dāng)前機(jī)械行業(yè)里常用的大型旋轉(zhuǎn)激勵(lì) 臺(tái)架系統(tǒng)，此類臺(tái)架系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)激勵(lì)大小取決于電機(jī)的額定功率，扭矩測(cè)試精度取決于扭 矩傳感器的精度，運(yùn)種實(shí)驗(yàn)臺(tái)簡(jiǎn)單方便易于操作，得到了廣泛的應(yīng)用。但其只能提供單一的 正向或者反向旋轉(zhuǎn)激勵(lì)，導(dǎo)致各種有限轉(zhuǎn)角旋轉(zhuǎn)式執(zhí)行器的測(cè)試成為不可能，對(duì)于大扭矩 有限轉(zhuǎn)角旋轉(zhuǎn)式執(zhí)行器的測(cè)試更是鞭長莫及，最終造成系統(tǒng)測(cè)試結(jié)果單一、適用性相對(duì)較 差的缺陷。
[0003] 此外，現(xiàn)有技術(shù)中的旋轉(zhuǎn)式激勵(lì)臺(tái)架無法完成基于旋轉(zhuǎn)式被動(dòng)/主動(dòng)/半主動(dòng)執(zhí)行 器的振動(dòng)控制系統(tǒng)的性能測(cè)試。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明是為避免上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足，提供一種往復(fù)式旋轉(zhuǎn)激勵(lì)臺(tái)架系 統(tǒng)，W其針對(duì)旋轉(zhuǎn)式執(zhí)行器，尤其是大扭矩有限轉(zhuǎn)角旋轉(zhuǎn)式執(zhí)行器有效地進(jìn)行性能測(cè)試。
[0005] 本發(fā)明為解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案：
[0006] 本發(fā)明往復(fù)式旋轉(zhuǎn)激勵(lì)臺(tái)架系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：
[0007] 由兩側(cè)立柱W及連接在兩側(cè)立柱之間的頂部水平梁構(gòu)成龍口架；
[0008] 質(zhì)量塊導(dǎo)向臺(tái)設(shè)置在水平梁上，所述質(zhì)量塊導(dǎo)向臺(tái)是W水平梁為支承，并且可沿 豎向?qū)е?，在質(zhì)量塊導(dǎo)向臺(tái)的頂部臺(tái)面與水平梁之間設(shè)置有限位桿，所述質(zhì)量塊導(dǎo)向 臺(tái)的底部臺(tái)面位于水平梁的下方；
[0009] 在所述質(zhì)量塊導(dǎo)向臺(tái)的底部臺(tái)面的底面設(shè)置激振控制模塊，所述激振控制模塊的 底面與變向增扭裝置剛性連接；
[0010] 所述變向增扭裝置的輸入軸豎直向下，并與位于變向增扭裝置底部的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換裝 置相連接，所述運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置的底部端面固定在線性激振臺(tái)的頂端;所述變向增扭裝置的 輸出端與水平光軸的一端通過柔性聯(lián)軸器相連，所述水平光軸的另一端依次與扭矩傳感器 及大扭矩有限轉(zhuǎn)角執(zhí)行器的旋轉(zhuǎn)軸相連接，所述大扭矩有限轉(zhuǎn)角執(zhí)行器的殼體固定在所述 龍口架的一側(cè)立柱上；
[0011] 由所述線性激振臺(tái)、運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置W及變向增扭裝置構(gòu)成往復(fù)式旋轉(zhuǎn)激勵(lì)系統(tǒng)， 所述往復(fù)式旋轉(zhuǎn)激勵(lì)系統(tǒng)是由所述運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置將線性激振臺(tái)形成的豎向往復(fù)線性激勵(lì) 轉(zhuǎn)變?yōu)樨Q向往復(fù)旋轉(zhuǎn)激勵(lì)，由所述變向增扭裝置將所述豎向往復(fù)旋轉(zhuǎn)激勵(lì)轉(zhuǎn)換為水平往復(fù) 旋轉(zhuǎn)激勵(lì)，并且所述水平往復(fù)旋轉(zhuǎn)激勵(lì)的扭矩大小和轉(zhuǎn)動(dòng)行程能夠在所述變向增扭裝置中 分別得到增加和減??；由所述激振控制模塊中的內(nèi)置力傳感器和內(nèi)置位移傳感器同時(shí)測(cè)量 所述往復(fù)式旋轉(zhuǎn)激勵(lì)系統(tǒng)的振動(dòng)幅值與線性激振力。
[0012] 本發(fā)明往復(fù)式旋轉(zhuǎn)激勵(lì)臺(tái)架系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)也在于:所述運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置的結(jié)構(gòu)設(shè) 置為：W滾珠絲桿組件為輸入端，W連接套筒為輸出端；在所述連接套筒的底端固聯(lián)有底 盤，滾珠絲桿中螺母固定設(shè)置在所述底盤上，與所述螺母配合設(shè)置的絲桿呈豎向，絲桿的底 端固定設(shè)置在線性激振臺(tái)的頂端;在所述連接套筒的頂端固聯(lián)有頂盤，在所述頂盤中設(shè)置 與所述變向增扭裝置的輸入軸的軸端相匹配的臺(tái)階和鍵槽，利用所述臺(tái)階承受豎向力，利 用所述鍵槽傳動(dòng)旋轉(zhuǎn)激勵(lì)。
[0013] 本發(fā)明往復(fù)式旋轉(zhuǎn)激勵(lì)臺(tái)架系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)也在于:設(shè)置所述往復(fù)式旋轉(zhuǎn)激勵(lì)臺(tái) 架系統(tǒng)的輸入與輸出的關(guān)系式如式①和式②：
[0016] 其中；
[0017] Μ為變向增扭裝置的輸出旋轉(zhuǎn)激勵(lì)；
[001引F為線性激振臺(tái)的豎向激振力；
[0019] d為運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置中滾珠絲桿的直徑；
[0020] α為運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置中滾珠絲桿的導(dǎo)程角；
[0021 ] β為運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置中滾珠絲桿的當(dāng)量摩擦角；
[0022] i為變向增扭裝置輸入軸與輸出軸的變速比；
[0023] Θ為變向增扭裝置的輸出端轉(zhuǎn)角；
[0024] L為線性激振臺(tái)的豎向位移；
[0025] S為運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置中滾珠絲桿的導(dǎo)程；
[0026] 利用式①確立變向增扭裝置的輸出旋轉(zhuǎn)激勵(lì)Μ與豎向激振力F的關(guān)系；
[0027] 利用式②確立變向增扭裝置的輸出轉(zhuǎn)角Θ與線性激振臺(tái)的豎向位移L的關(guān)系。
[0028] 本發(fā)明往復(fù)式旋轉(zhuǎn)激勵(lì)臺(tái)架系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)也在于:所述運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置設(shè)置為齒 輪齒條結(jié)構(gòu)，所述齒輪齒條結(jié)構(gòu)中的齒輪安裝于變向增扭裝置的輸入軸的軸端，所述齒輪 齒條結(jié)構(gòu)中齒條的驅(qū)動(dòng)端固定設(shè)置在線性激振臺(tái)的頂端，由所述齒輪齒條機(jī)構(gòu)將線性激振 臺(tái)形成的往復(fù)線性激勵(lì)轉(zhuǎn)換為往復(fù)旋轉(zhuǎn)激勵(lì)。
[0029] 本發(fā)明往復(fù)式旋轉(zhuǎn)激勵(lì)臺(tái)架系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)也在于:所述質(zhì)量塊導(dǎo)向臺(tái)、激振控 制模塊W及所述往復(fù)式旋轉(zhuǎn)激勵(lì)系統(tǒng)共同組成激振安全控制系統(tǒng)，用于防止實(shí)驗(yàn)過程中可 能出現(xiàn)的振動(dòng)過大W及過載行為。
[0030] 本發(fā)明往復(fù)式旋轉(zhuǎn)激勵(lì)臺(tái)架系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：
[0031] 由兩側(cè)立柱W及連接在兩側(cè)立柱之間的頂部水平梁構(gòu)成龍口架；
[0032] 質(zhì)量塊導(dǎo)向臺(tái)設(shè)置在水平梁上，所述質(zhì)量塊導(dǎo)向臺(tái)是W水平梁為支承，并且可沿 豎向?qū)е杂缮?，所述質(zhì)量塊導(dǎo)向臺(tái)的底部臺(tái)面位于水平梁的下方；
[0033] 在所述質(zhì)量塊導(dǎo)向臺(tái)的底部臺(tái)面的底面設(shè)置激振控制模塊，所述激振控制模塊的 底面與大扭矩有限轉(zhuǎn)角執(zhí)行器的殼體剛性連接；
[0034] 所述大扭矩有限轉(zhuǎn)角執(zhí)行器的旋轉(zhuǎn)軸豎直向下，并與位于大扭矩有限轉(zhuǎn)角執(zhí)行器 底部的減速器的輸出軸相連接，所述減速器的殼體與所述導(dǎo)向臺(tái)的底部臺(tái)面固定連接；
[0035] 設(shè)置運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置，是W滾珠絲桿組件為輸入端，W連接套筒為輸出端;在所述連 接套筒的底端固聯(lián)有底盤，滾珠絲桿中螺母固定設(shè)置在所述底盤上，與所述螺母配合設(shè)置 的絲桿呈豎向，絲桿的底端固定設(shè)置在線性激振臺(tái)的頂端;在所述連接套筒的頂端固聯(lián)有 頂盤，在所述頂盤中設(shè)置與所述減速器的輸入軸的軸端相匹配的臺(tái)階和鍵槽，利用所述臺(tái) 階承受豎向力，利用所述鍵槽傳動(dòng)旋轉(zhuǎn)激勵(lì)；
[0036] 在所述線性激振臺(tái)的頂端與減速器的殼體之間設(shè)置彈黃，所述彈黃在運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換裝 置的外圍均勻分布，與所述運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置形成并聯(lián)形式。
[0037] 本發(fā)明往復(fù)式旋轉(zhuǎn)激勵(lì)臺(tái)架系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)也在于：由所述質(zhì)量塊導(dǎo)向臺(tái)、激振 控制模塊、減速器、運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置、W及附加彈黃共同組成振動(dòng)控制系統(tǒng)，用于被動(dòng)/主動(dòng)/ 半主動(dòng)旋轉(zhuǎn)式執(zhí)行器的振動(dòng)控制系統(tǒng)的振動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)。
[0038] 與已有技術(shù)相比，本發(fā)明有益