一种自平衡离心激振装置的制作方法

本实用新型属于装备力学环境试验技术领域，具体涉及一种自平衡离心激振装置。

背景技术：

飞行器在飞行过程中存在振动现象，在加速、减速、转弯时存在加速度，此时产生一种振动-加速度复合环境，对于飞行器上的产品，则承受振动-加速度两种载荷，这种复合载荷对导航仪等仪器产生严重影响，因此有必要开展振动-加速度复合环境试验，对导航仪器等仪器进行环境适应性考核和验证。比较成熟的振动-加速度复合环境试验系统是振动-离心复合环境试验系统，它是用离心机产生加速度，用振动台或者激振器产生宽频振动。

根据调研，当前振动-离心复合环境试验系统比较少，世界上以及国内仅个别厂家能生产振动-离心复合试验系统，但是离心一般是恒加速度(上升、下降过程很慢，而且上升、下降过程不计入试验考核)，不能实现动态离心模拟(从0起始模拟加速度时间历程)。

因此急需研发出一种自平衡离心激振装置来解决以上问题。

技术实现要素：

为解决上述背景技术中提出的问题。本实用新型提供了一种自平衡离心激振装置。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种自平衡离心激振装置，包括：

用于产生激振力并传递给试件的激振器ⅰ、激振器ⅱ；激振器ⅰ、激振器ⅱ相互平行放置；激振器ⅰ、激振器ⅱ的安装朝向一致；激振器ⅰ、激振器ⅱ同步反向移动；激振器ⅰ通过传动组件ⅰ作用于试件ⅰ，激振器ⅱ通过传动组件ⅱ作用于试件ⅱ；

自平衡装置；自平衡装置分别与传动组件ⅰ和传动组件ⅱ连接，且在离心力的作用下进行大小相等，方向相反的力的传递，用于平衡激振器ⅰ、激振器ⅱ受到的离心力。

具体地，自平衡装置包括：

导向机构；

牵引绳；牵引绳绕过导向机构的一侧两端设置，牵引绳的两端分别与传动组件ⅰ、传动组件ⅱ连接。

优选地，导向机构包括两个滑轮，牵引绳的两端分别绕过两个滑轮后与传动组件ⅰ、传动组件ⅱ连接。

具体地，传动组件ⅰ包括台面ⅰ、传力杆ⅰ；传动组件ⅱ包括台面ⅱ、传力杆ⅱ；激振器ⅰ的动圈与传力杆ⅰ的一端连接，传力杆ⅰ的另一端与台面ⅰ的底部连接，试件ⅰ置于台面ⅰ的顶部；激振器ⅱ的动圈与传力杆ⅱ的一端连接，传力杆ⅱ的另一端与台面ⅱ的底部连接，试件ⅱ置于台面ⅱ的顶部；牵引绳的两端分别与传力杆ⅰ、传力杆ⅱ连接。

具体地，自平衡离心激振装置还包括支架、轴承ⅰ和轴承ⅱ，轴承ⅰ和轴承ⅱ均为直线轴承，轴承ⅰ和轴承ⅱ安装在支架上，传力杆ⅰ穿过轴承ⅰ安装，传力杆ⅱ穿过轴承ⅱ安装。

具体地，自平衡离心激振装置还包括：

用于产生实时振动控制信号的振动控制器；

用于产生同相、反相信号，实现激振器ⅰ、激振器ⅱ的反相运动的信号分配器；振动控制器的信号输出端与信号分配器的信号输入端连接；

用于放大输入信号，产生电流来分别驱动激振器ⅰ、激振器ⅱ振动的功率放大器ⅰ、功率放大器ⅱ；信号分配器的信号输出端输出同相信号并发送至功率放大器ⅰ，信号分配器的信号输出端输出反相信号并发送至功率放大器ⅱ，功率放大器ⅰ与激振器ⅰ连接，功率放大器ⅱ与激振器ⅱ连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本申请中两个激振器所受离心力通过自平衡装置自动平衡，使激振器不偏离其工作零位，始终能够正常工作；本申请用比较简单实用的方法解决了离心场中激振器的定中难题，装置整体的尺寸、质量较小，可以安装到常规离心机、动态离心机上，对于小质量试件，可以实现振动-离心复合试验、振动-动态离心复合试验。

附图说明

图1是本申请的结构示意图；

图2是本申请中的信号分配器信号示意图；其中a是输入信号、b同相输出信号、c反相输出信号。

图中：11、试件ⅰ；12、试件ⅱ；21、台面ⅰ；22、台面ⅱ；31、传力杆ⅰ；32、传力杆ⅱ；41、轴承ⅰ；42、轴承ⅱ；5、支架；6、滑轮；7、牵引绳；81、激振器ⅰ；82、激振器ⅱ；91、振动控制器；92、信号分配器；93、功率放大器ⅰ；94、功率放大器ⅱ。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型提供以下技术方案：

一种自平衡离心激振装置，包括：

用于产生激振力并传递给试件的激振器ⅰ81、激振器ⅱ82；激振器ⅰ81、激振器ⅱ82相互平行放置；激振器ⅰ81、激振器ⅱ82的安装朝向一致；激振器ⅰ81、激振器ⅱ82同步反向移动；激振器ⅰ81通过传动组件ⅰ作用于试件ⅰ11，激振器ⅱ82通过传动组件ⅱ作用于试件ⅱ12；

自平衡装置；自平衡装置分别与传动组件ⅰ和传动组件ⅱ连接，且在离心力的作用下进行大小相等，方向相反的力的传递，用于平衡激振器ⅰ81、激振器ⅱ82受到的离心力。

自平衡装置包括：

导向机构；

牵引绳7；牵引绳7绕过导向机构的一侧两端设置，牵引绳7的两端分别与传动组件ⅰ、传动组件ⅱ连接。

导向机构包括两个滑轮6，牵引绳7的两端分别绕过两个滑轮6后与传动组件ⅰ、传动组件ⅱ连接。

传动组件ⅰ包括台面ⅰ21、传力杆ⅰ31；传动组件ⅱ包括台面ⅱ22、传力杆ⅱ32；激振器ⅰ81的动圈与传力杆ⅰ31的一端连接，传力杆ⅰ31的另一端与台面ⅰ21的底部连接，试件ⅰ11置于台面ⅰ21的顶部；激振器ⅱ82的动圈与传力杆ⅱ32的一端连接，传力杆ⅱ32的另一端与台面ⅱ22的底部连接，试件ⅱ12置于台面ⅱ22的顶部；牵引绳7的两端分别与传力杆ⅰ31、传力杆ⅱ32连接。

在一些实施例中，牵引绳7的两端分别通过螺栓锁紧机构固定在传力杆ⅰ31、传力杆ⅱ32上。

自平衡离心激振装置还包括支架5、轴承ⅰ41和轴承ⅱ42，轴承ⅰ41和轴承ⅱ42均为直线轴承，轴承ⅰ41和轴承ⅱ42安装在支架5上，传力杆ⅰ31穿过轴承ⅰ41安装，传力杆ⅱ32穿过轴承ⅱ42安装。轴承ⅰ41和轴承ⅱ42的设置起到稳定支撑传力杆ⅰ31、传力杆ⅱ32的作用。

自平衡离心激振装置还包括：

用于产生实时振动控制信号的振动控制器91；

用于产生同相、反相信号，实现激振器ⅰ81、激振器ⅱ82的反相运动的信号分配器92；振动控制器91的信号输出端与信号分配器92的信号输入端连接；

用于放大输入信号，产生电流来分别驱动激振器ⅰ81、激振器ⅱ82振动的功率放大器ⅰ93、功率放大器ⅱ94；信号分配器92的信号输出端输出同相信号并发送至功率放大器ⅰ93，信号分配器92的信号输出端输出反相信号并发送至功率放大器ⅱ94，功率放大器ⅰ93与激振器ⅰ81连接，功率放大器ⅱ94与激振器ⅱ82连接。

信号分配器92能严格输出幅值相同、相位相反的两路信号，而且其输入阻抗与振动控制器91输出阻抗匹配，其输出阻抗与功率放大器输入阻抗匹配。

信号分配器92分出两路信号，一路同相(如图2中的b所示)，一路反相(如图2中的c所示)。

在本申请中，激振器ⅰ81与激振器ⅱ82大小、性能完全相同，台面ⅰ21与台面ⅱ22结构、大小、质量均相同；传力杆ⅰ31与传力杆ⅱ32结构、大小、质量均相同；试件ⅰ11与试件ⅱ12结构、大小、质量均相同；轴承ⅰ41与轴承ⅱ42结构、大小、质量均相同；两个滑轮6结构、大小、质量均相同；支架5亦为结构对称设置，对称的两侧结构、大小、质量均相同；所有为两个的部件在支架5上为对称安装；功率放大器ⅰ93、功率放大器ⅱ94的放大增益调整为严格一致；信号分配器92输出的两路信号幅值完全相同、相位严格反相，在离心力(不论是常见的恒加速度、还是新提出的动态离心)作用下，两个激振器所受离心力通过自平衡装置自动平衡，使激振器不偏离其工作零位，始终能够正常工作。

在本申请工作时候，受到离心力的作用时候，试件ⅰ11、试件ⅱ12、传动组件ⅰ、传动组件ⅱ、激振器ⅰ81的动圈、激振器ⅱ82的动圈均受到离心力的作用，当试件ⅰ11、传动组件ⅰ、激振器ⅰ81的动圈受到离心力作用时，试件ⅱ12、传动组件ⅱ、激振器ⅱ82的动圈亦受到离心力作用，且与试件ⅰ11、传动组件ⅰ、激振器ⅰ81的动圈受到的离心力大小相同，方向相同，但是因为牵引绳7的作用，两个力经牵引绳7相互传递，且相互抵消；又因为自平衡装置的整体作用，且激振器ⅰ81、激振器ⅱ82反相运动，牵引绳7并不影响激振器ⅰ81、激振器ⅱ82的振动。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

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