振動臺的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種振動裝置，具體地說，涉及一種振動臺。
【背景技術】
[0002] 在模擬產品實際工況考核和結構強度試驗中，常需要振動臺作為校準或振動試驗 的振源。比如在一些振動試驗中，需要使用振動臺產生指定的振動信號，如地震波信號，以 確定試驗對象在該激勵下的響應，進而確定試驗對象的參數(shù)。振動臺也常應用于儀器校準， 比如，在拾振器校準時，振動臺產生振動激勵信號輸入給拾振器的傳感器，通過測量傳感器 的輸入與輸出，得到傳感器的參數(shù)。隨著技術的發(fā)展，很多振動試驗需要頻率較低的振動激 勵信號，目前的振動臺在產生低頻振動信號時存在以下問題：
[0003] 1.低頻標準振動臺和試驗振動臺通常體積重量較大，結構復雜，不具備便攜式的 特點；
[0004] 2.當振動臺工作在低頻段時，由于彈性元件的非線性，低頻運動信號的質量非常 差，一般5Hz時，振動臺加速度運動信號的失真度會達到10%，頻率更低時，加速度信號失 真度會超過30%甚至更大；
[0005] 3.彈性元件是限制振動臺運動行程的因素之一，而一定的運動行程對于低頻振動 臺比較重要，因為大運動行程意味著較高的信噪比。目前振動臺中常用的如蝶型彈簧、網狀 彈簧、板簧、U型簧、懸掛簧片等、其運動行程一般都不大，要增加運動行程只能靠增加彈性 元件體積或優(yōu)化彈性元件參數(shù)，技術困難且效果有限；
[0006] 4.彈性元件的存在，會增加振動臺制造工藝的復雜程度，某些彈性元件的局部共 振還會造成振動臺在某個頻率點或某個頻率段的運動信號質量急劇下降。
[0007] 針對相關技術中，振動臺中的彈性元件所導致的非線性失真、結構復雜、產生局部 共振等問題，還未提出有效的解決方案。 【實用新型內容】
[0008] 本實用新型提供了一種振動臺，以至少解決相關技術中振動臺中的彈性元件所導 致的非線性失真、結構復雜、產生局部共振等問題。
[0009] 根據本實用新型的一個方面，提供了一種振動臺，包括激振器、基座、靜導軌、動導 軌、臺面、位移計、速度計、控制電路；其中，所述激振器安裝于所述基座的一端，所述激振器 上設置有用于驅動所述激振器振動的電壓信號輸入端口；所述靜導軌安裝于所述基座上， 用于支撐所述動導軌；所述動導軌套裝在所述靜導軌上，所述動導軌的一端與所述激振器 連接；所述臺面位于所述動導軌之上，用于安裝固定實驗對象；所述速度計安裝在所述基 座上，用于檢測所述動導軌的移動速度，并將速度計電壓輸出信號反饋至所述控制電路的 相對速度計反饋信號輸入端口；所述位移計安裝在所述基座上，用于檢測所述動導軌的位 移，并將位移計電壓輸出信號反饋至所述控制電路的位移計反饋信號輸入端口。
[0010] 可選地，所述控制電路包括：第一放大器、第二放大器、第一減法器、第二減法器、 功率放大器；所述速度計電壓輸出信號經過所述第一放大器放大后與信號源電壓輸出信 號共同輸入至所述第一減法器，所述第一減法器的輸出信號與經過所述第二放大器放大后 的所述位移計電壓輸出信號共同輸入至所述第二減法器，所述第二減法器的輸出信號輸入 至所述功率放大器，所述功率放大器的輸出信號輸入至所述激振器的所述電壓信號輸入端 □ 〇
[0011] 可選地，所述激振器包括：底座、永磁體、內磁極、外磁極、外套、線圈架、漆包線； 通過所述控制電路控制所述激振器的電壓信號來控制所述激振器的振動。
[0012] 可選地，在所述動導軌和所述靜導軌之間通以空氣，形成空氣氣模，所述動導軌依 靠所述空氣氣膜懸浮。
[0013] 可選地，所述永磁體使用鋁鎳鈷材料。
[0014] 可選地，所述線圈架使用玻璃鋼材料。
[0015] 可選地，所述位移計具有位移計定位環(huán)，所述位移計定位環(huán)套于所述位移計的外 圍，所述位移計定位環(huán)與所述動導軌連接。
[0016] 可選地，所述激振器的所述線圈架上具有連接桿螺紋孔，所述線圈架通過安裝在 所述連接桿螺紋孔中的連接桿與所述動導軌連接。
[0017] 可選地，所述位移計和所述速度計具有外罩板。
[0018] 可選地，通過調整所述第一放大器和/或所述第二放大器的放大倍數(shù)，調整所述 振動臺等效剛度的大小。
[0019] 通過本實用新型，采用振動臺，包括激振器、基座、靜導軌、動導軌、臺面、位移計、 速度計、控制電路；其中，激振器安裝于基座的一端，激振器上設置有用于驅動激振器振動 的電壓信號輸入端口；靜導軌安裝于基座上，用于支撐動導軌；動導軌套裝在該靜導軌的 外圍，動導軌的一端與該激振器連接；臺面位于該動導軌之上，用于安裝固定實驗對象；速 度計安裝在該基座上，用于檢測動導軌的移動速度，并將速度計電壓輸出信號反饋至控制 電路的相對速度計反饋信號輸入端口；位移計安裝在該基座上，用于檢測該動導軌的位移， 并將位移計電壓輸出信號反饋至控制電路的位移計反饋信號輸入端口。解決了相關技術中 振動臺中的彈性元件所導致的非線性失真、結構復雜、產生局部共振等問題。
【附圖說明】
[0020] 通過結合下面附圖對其實施例進行描述，本實用新型的上述特征和技術優(yōu)點將會 變得更加清楚和容易理解。
[0021] 圖1是根據本實用新型實施例的振動臺整體結構圖；
[0022] 圖2是根據本實用新型實施例的激振器剖面圖；
[0023] 圖3是根據本實用新型實施例的振動臺系統(tǒng)信號流程框圖。
【具體實施方式】
[0024] 下面將參考附圖來描述本實用新型所述的振動臺的實施例。本領域的普通技術人 員可以認識到，在不偏離本實用新型的精神和范圍的情況下，可以用各種不同的方式或其 組合對所描述的實施例進行修正。因此，附圖和描述在本質上是說明性的，而不是用于限制 權利要求的保護范圍。此外，在本說明書中，附圖未按比例畫出，并且相同的附圖標記表示 相同的部分。
[0025] 如圖1所示的振動臺，主要部件包括激振器1、基座2、靜導軌6、動導軌5、臺面4、 位移計8、速度計7 ;其中，該激振器1通過激振器安裝立板12、激振器安裝底板13安裝于該 基座2的一端，該激振器1上設置有用于驅動該激振器1振動的電壓信號輸入端口 14 ;該靜 導軌6安裝于該基座2上，用于支撐該動導軌5 ;該動導軌5套裝在該靜導軌6上，該動導 軌5的一端與該激振器1通過連接桿3連接，且隨激振器1的振動在靜導軌6上往復運動， 動導軌5和靜導軌6共同構成了振動臺的支撐定向部分；該臺面4固定在該動導軌5之上， 用于安裝固定實驗對象；該速度計7安裝在該基座2上，用于檢測該動導軌5的移動速度， 并將速度計電壓輸出信號反饋至控制電路的相對速度計反饋信號輸入端口；該位移計8安 裝在該基座2上，用于檢測該動導軌5的位移，并將位移計電壓輸出信號反饋至控制電路的 位移計反饋信號輸入端口。
[0026] 通過上述振動臺，將位移計電壓輸出信號和速度計電壓輸出信號反饋至該控制電 路的反饋信號輸入端口，從而推動振動臺運動，不再使用彈性元件，解決了相關技術中振動 臺中的彈性元件所導致的非線性失真、結構復雜、產生局部共振等問題。
[0027] 上述振動臺涉及到將位移計電壓輸出信號和速度計電壓輸出信號反饋至該激振 器的電壓信號輸入端口，在一個可選實施例中，控制電路包括：第一放大器、第二放大器、第 一減法器、第二減法器、功率放大器。如圖3所示，速度計電壓輸出信號經過第一放大器放 大后與信號源電壓輸出信號共同輸入至第一減法器，第一減法器的輸出信號與經過第二放 大器放大后的位移計電壓輸出信號共同輸入至第二減法器，第二減法器的輸出信號輸入至 功率放大器，該功率放大器的輸出信號輸入至該激振器的該電壓信號輸入端口 14。從而可 以更好的通過處理之后的電壓信號推動振動臺的運動。
[0028] 下面結合以下公式來進一步闡述該振動臺的原理及優(yōu)點。
[0029] -般振動臺系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為：
[0031] 本可選實施例中，振動臺的傳遞函數(shù)表達式為：
[0033] 式⑴和式⑵中各參數(shù)的意義如下：
[0034] X一一振動臺可動部分運動位移；
[0035] e--信號源電壓輸出信號；
[0036] G一一激振器機電耦合系數(shù)，磁場強度與漆包線繞線長度的乘積；
[0037] m一一振動臺可動部分質量；
[0038] L 激振器線圈等效電感；
[0039] R一一激振器線圈歐姆電阻；
[0040] K--放大器放大倍數(shù)；
[0041 ] k--彈性兀件剛度；
[0042] Sx--位移計靈敏度；
[0043] s一一拉普拉斯算子。
[