一种弹性力激振装置

1.本实用新型涉及激振技术领域，特别是一种弹性力激振装置。


背景技术：

2.现有的激振技术通常可以归纳为两类：一类是在被激结构上附着做往复运动的质量块，一类是在被激结构上附着做回转运动的偏心质量块。由达朗贝尔原理，附着质量块做往复运动时的惯性力与被激结构对附着质量块所产生的反力相平衡；通过附着质量块对被激结构施加周期性激振力，使被激结构获得一定形式和大小的振动量，即产生被激振的效果，从而可对被激结构进行振动和强度试验，或对振动测试仪器和传感器进行校准等作业。这类激振装置均可归类为惯性激振器，惯性激振器具有提供的激振力稳定规律的优点，但其安装固定时往往需要与被激结构集成为一体，结构较为复杂，需要被激结构为其提供较大安装空间，安装不方便，而且激振力较难提高，不适用于以激励力为变量来对小型被激结构进行振动试验的工况。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于：针对现有技术激振装置结构复杂，安装时需要附着固定于被激结构上，对被激结构的安装空间具有较高要求的问题，提供一种弹性力激振装置。
4.为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：
5.一种弹性力激振装置，包括激振源、传动件和激振弹簧，激振源连接传动件，传动件连接激振弹簧，传动件能够在激振源的驱动下带动激振弹簧作周期性往复运动。
6.本实用新型所提供的弹性力激振装置用于外接被激结构，具体通过激振源驱动传动件，使传动件带动激振弹簧作周期性往复运动，进而通过激振弹簧外接被激结构，从而为被激结构提供周期性激振力。该装置结构简单、安装方便，无需被激结构提供安装空间，可通过换装不同刚度的激振弹簧改变激振力大小，调节方便，适应性好。
7.优选地，传动件为滑块，滑块与激振源滑动连接。通过采用滑块形式，可用于通过直线往复机构带动激振弹簧作周期性往复运动，结构简单、便于操作。
8.优选地，滑块还连接有平衡弹簧。使用时，平衡弹簧的自由端用于连接到基础上，并与激振弹簧沿移动方向呈一字形设置；平衡弹簧用于在静止状态下当激振源无动力时用于平衡激振弹簧的弹性力，使滑块位置居中平衡。
9.优选地，激振源为音圈直线电机或滚珠丝杆直线模组，用于驱动滑块作直线往复运动。
10.优选地，传动件为曲柄，曲柄的一端与激振源转动连接、另一端与激振弹簧连接。通过采用曲柄转动形式，可用于通过回转运动为激振弹簧提供周期性往复运动；在本方案中，还可通过改变曲柄的长度调节激振力大小。此时激振源应能为传动件提供回转运动的能量，可采用电动机或电动机-减速机的组合设备。
11.优选地，传动件与激振弹簧之间通过连接件相连接。连接件用于传递动力，且其设
置，可方便调节被激结构、激振弹簧、传动件以及平衡弹簧与基础之间的距离，方便结构布局，使用灵活。
12.优选地，连接件为钢丝绳，疲劳强度高。
13.优选地，上述弹性力激振装置还包括运动导向装置，运动导向装置用于限位激振弹簧的施力方向。
14.优选地，运动导向装置位于激振弹簧和传动件之间，利于稳定传递激振力。相应地，作为其它实施方式，也可以在被激结构与激振弹簧之间设置运动导向装置，使连接被激结构与激振弹簧的连接件穿设于运动导向装置，从而限位激振弹簧的施力方向。
15.优选地，运动导向装置包括立杆和导向轮，导向轮安装于立杆上，导向轮的轮缘上设有滑槽，结构简单、有效。
16.综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：
17.本实用新型所提供的弹性力激振装置，结构简单、安装方便，无需被激结构提供安装空间，可通过换装不同刚度的激振弹簧改变激振力大小，调节方便，适应性好。
附图说明
18.图1是实施例1中滑块式弹性力激振装置的结构示意图；
19.图2是实施例2中曲柄回转式弹性力激振装置的结构示意图。
20.图标：1-激振源；2a-滑块；2b-曲柄；3-激振弹簧；4-平衡弹簧；5-连接件；6-被激结构。
具体实施方式
21.下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。
22.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
23.实施例1
24.本实施例提供一种弹性力激振装置，如图1所示，包括激振源1、滑块2a、激振弹簧3和平衡弹簧4。其中，激振源1固定在地面或基础上，滑块2a与激振源1滑动连接，滑块2a沿移动方向的两侧分别连接激振弹簧3和平衡弹簧4，激振弹簧3的另一端用于通过连接件5与被激结构6连接，平衡弹簧4的另一端用于和基础相连。
25.具体地，激振源1是作为本装置的动力源，提供动力的同时可改变输出端往返运动的频率和行程，激振源1可以是音圈直线电机或滚珠丝杆直线模组，用于驱动滑块2a作直线往复运动；滑块2a的一端与激振源1的输出端相连，是将激振源1输出端的运动传递给被激结构的中间连接件，滑块2a的另一端通过连接件5连接激振弹簧3，激振弹簧3的另一端通过连接件5与被激结构6相连，同时，滑块2a还通过连接件5和平衡弹簧4连接到基础或者地面，避免激振源在断电状态时滑块2a因内部阻力过小而失衡。其中，激振弹簧3产生激振力，装置工作时，激振弹簧3在被激结构1与滑块2a间相对位移的交替变化中，其长度亦产生交替性变化，从而在激振源1与被激结构6之间产生交替变化的弹性激振力，通过换装不同刚度的激振弹簧3可以改变激振力的大小。平衡弹簧4的作用是平衡激振弹簧3的初始拉力，从而
调节滑块2a的平衡位置。本实施例中的连接件优选为可调节长度的钢丝绳，连接件5的作用是传递动力和通过调节长度设置激振弹簧3和平衡弹簧4的初始张拉长度，以便激振装置工作正常。
26.工作时，将被激结构通过阻尼器、弹性部件等装置与基础固定，将本实施例所提供弹性力激振装置中的激振源1通过滑块2a、连接件5和激振弹簧3连接到被激结构6，为滑块2a做往复运动提供能量；滑块2a在进行往复运动的过程中在与被激结构6之间将产生位移，由于滑块2a与被激结构6之间通过连接件5及激振弹簧3相连，滑块2a与被激结构6之间的相对位移将引起激振弹簧3的变形，从而，在激振源1的驱动下，滑块2a的往复运动将通过连接件5和激振弹簧3对被激结构6产生周期性的弹性激振力，从而使被激结构发生往复运动。
27.通过力学分析可以证明，运动稳定时上述弹性力激振装置对被激结构所施加的弹性激振力为一稳定的简谐激励力，激励力的大小与激振弹簧3的刚度成正相关。该弹性力激振装置适用于在被激结构所在空间外选择合适位置进行布置，从而便于进行振动强度试验，无需被激结构提供安装空间，本装置结构简单，安装方便，激振力易调节，适用性好。
28.实施例2
29.本实施例提供一种弹性力激振装置，如图2所示，包括激振源1、曲柄2b、激振弹簧3和运动导向装置7。
30.使用时，在激振源1与被激结构6之间设置运动导向装置7，运动导向装置7固定于地面或固定基础，将激振弹簧3设置于运动导向装置7和被激结构6之间，激振弹簧3的一端通过连接件5与被激结构6相连，激振弹簧3的另一端通过连接件5穿设于运动导向装置7后与曲柄2b相连，曲柄2b的另一端与激振源1转动连接，激振源1固定在地面或基础上。其中，被激结构6可通过阻尼器及弹性件等装置与基础固定，利于平衡被激结构6的初始位置。
31.在本实施例中，激振源1作为本装置的动力源，可以采用电动机和减速机的组合结构，提供动力的同时可改变输出端回转运动的转速，用于驱动曲柄2b作回转运动；曲柄2b的一端与激振源1的输出端相连，是将激振源1输出端的运动传递给被激结构的中间连接件，曲柄2b的另一端通过连接件5连接激振弹簧3，激振弹簧3的另一端再通过连接件5与被激结构6相连，可通过改变曲柄2b的长度调节激振力大小，在本实施例中，曲柄2的长度与本装置所输出的激振力成正相关。进一步地，激振弹簧3产生激振力，装置工作时，激振弹簧3在被激结构1与曲柄2b间相对位移的交替变化中，其长度亦产生交替性变化，从而在激振源1与被激结构6之间产生交替变化的弹性激振力，通过换装不同刚度的激振弹簧3可以改变激振力的大小。运动导向装置的作用是稳定激振弹簧3的施力方向，其构造包括两个导向轮和两根立杆，两根立杆位于导向轮的两侧且与导向轮铰接连接，两个导向轮沿着立杆的长度方向并列设置，导向轮的轮缘处呈凹槽形状，两导向轮之间形成供连接件5穿设的滑槽。本实施例中的连接件优选为可调节长度的钢丝绳，连接件5的作用是传递动力和通过调节长度设置激振弹簧3和平衡弹簧4的初始张拉长度，以便激振装置工作正常。
32.工作时，将被激结构通过阻尼器、弹性部件等装置与基础固定，将本实施例所提供弹性力激振装置中的激振源1通过曲柄2b、连接件5和激振弹簧3连接到被激结构6，激振源1能够为曲柄2b做回转运动提供能量；曲柄2b在进行回转运动的过程中在与被激结构6之间将产生位移，由于曲柄2b与被激结构6之间通过连接件5及激振弹簧3相连，曲柄2b与被激结构6之间的相对位移将引起激振弹簧3的变形，从而，在激振源1的驱动下，曲柄2b的回转运
动将通过连接件5和激振弹簧3对被激结构6产生周期性的弹性激振力，从而使被激结构发生往复运动。
33.通过力学分析可以证明，运动稳定时上述弹性力激振装置对被激结构所施加的弹性激振力为一稳定的简谐激励力，激励力的大小与激振弹簧3的刚度成正相关。该弹性力激振装置适用于在被激结构所在空间外选择合适位置进行安装，从而基于被激结构进行振动强度试验，无需被激结构提供安装空间，本装置结构简单，安装方便，激振力易调节，适用性好。
34.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.一种弹性力激振装置，其特征在于，包括激振源（1）、传动件和激振弹簧（3），所述激振源（1）连接所述传动件，所述传动件连接所述激振弹簧（3），所述传动件能够在所述激振源（1）的驱动下带动所述激振弹簧（3）作周期性往复运动。2.根据权利要求1所述的一种弹性力激振装置，其特征在于，所述传动件为滑块（2a），所述滑块（2a）与所述激振源（1）滑动连接。3.根据权利要求2所述的一种弹性力激振装置，其特征在于，所述滑块（2a）还连接有平衡弹簧（4）。4.根据权利要求2所述的一种弹性力激振装置，其特征在于，所述激振源（1）为音圈直线电机或滚珠丝杆直线模组。5.根据权利要求1所述的一种弹性力激振装置，其特征在于，所述传动件为曲柄（2b），所述曲柄（2b）的一端与所述激振源（1）转动连接、另一端与所述激振弹簧（3）连接。6.根据权利要求1所述的一种弹性力激振装置，其特征在于，所述传动件与所述激振弹簧（3）之间通过连接件（5）相连接。7.根据权利要求6所述的一种弹性力激振装置，其特征在于，所述连接件（5）为钢丝绳。8.根据权利要求1-7任一项所述的一种弹性力激振装置，其特征在于，还包括运动导向装置，所述运动导向装置用于限位所述激振弹簧（3）的施力方向。9.根据权利要求8所述的一种弹性力激振装置，其特征在于，所述运动导向装置位于所述激振弹簧（3）和所述传动件之间。10.根据权利要求8所述的一种弹性力激振装置，其特征在于，所述运动导向装置包括立杆和导向轮，所述导向轮安装于所述立杆上，所述导向轮的轮缘上设有滑槽。

技术总结
本实用新型涉及激振技术领域，具体涉及一种弹性力激振装置，包括激振源、传动件和激振弹簧，激振源连接传动件，传动件连接激振弹簧，传动件能够在激振源的驱动下带动激振弹簧作周期性往复运动；该装置结构简单、安装方便，无需被激结构提供安装空间，可通过换装不同刚度的激振弹簧改变激振力大小，调节方便，适应性好。好。好。


技术研发人员：陈捷 张弘毅 方豪杰
受保护的技术使用者：湖南大学
技术研发日：2023.03.21
技术公布日：2023/7/21