本實用新型涉及測量校準設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種高承載力轉(zhuǎn)動振動臺及其系統(tǒng)。
背景技術(shù):
目前國內(nèi)外已有采用力矩電機驅(qū)動的角振動振動臺,測量原理一般采用激光干涉法一次校準,其頻率范圍為5Hz-500Hz;但該振動臺價格昂貴、最低測量頻率偏高。此外,目前的角振動臺承載力一般小于10kg,僅能用于一般角振動傳感器的校準,不能用于體積較大的地震轉(zhuǎn)動傳感器的校準和小比例尺結(jié)構(gòu)的抗扭轉(zhuǎn)震動試驗。
因此急需一種價格相對低廉、最低測量頻率低、高承載力的轉(zhuǎn)動振動臺及其系統(tǒng),以能夠用于校準地震轉(zhuǎn)動傳感器和小比例尺結(jié)構(gòu)的抗扭轉(zhuǎn)震動試驗。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本實用新型的目的在于提供高承載力轉(zhuǎn)動振動臺,以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的振動臺的價格昂貴、最低測量頻率偏高和承載力小的技術(shù)問題。
本實用新型的目的還在于提供高承載力轉(zhuǎn)動振動系統(tǒng),以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的振動臺的價格昂貴、最低測量頻率偏高和承載力小的技術(shù)問題。
基于上述第一目的,本實用新型提供的高承載力轉(zhuǎn)動振動臺,包括蓋板、側(cè)壁、基座、支撐軸和轉(zhuǎn)動臺;所述支撐軸連接所述基座和所述轉(zhuǎn)動臺,且所述轉(zhuǎn)動臺能夠相對于所述基座繞所述支撐軸的軸線轉(zhuǎn)動;
所述基座和所述轉(zhuǎn)動臺之間設(shè)置有驅(qū)動線圈和反饋線圈;所述驅(qū)動線圈和所述反饋線圈設(shè)置在所述支撐軸的兩側(cè),且所述驅(qū)動線圈和所述反饋線圈分別與所述轉(zhuǎn)動臺固定連接;
所述基座固定連接有驅(qū)動磁路和反饋磁路;所述驅(qū)動線圈能夠在所述驅(qū)動磁路內(nèi)繞所述支撐軸的軸線往復(fù)轉(zhuǎn)動,所述反饋線圈能夠在所述反饋磁路內(nèi)繞所述支撐軸的軸線往復(fù)轉(zhuǎn)動;
所述側(cè)壁固定連接所述蓋板和所述基座,且所述蓋板、所述側(cè)壁和所述基座形成殼腔;所述支撐軸、所述驅(qū)動線圈、所述反饋線圈、所述驅(qū)動磁路和所述反饋磁路均設(shè)置在所述殼腔內(nèi);所述蓋板設(shè)置有與所述轉(zhuǎn)動臺相應(yīng)的凹槽,所述轉(zhuǎn)動臺的臺面凸出于所述蓋板。
進一步地,所述驅(qū)動磁路包括第一驅(qū)動導磁體、第二驅(qū)動導磁體和驅(qū)動永磁體;所述第一驅(qū)動導磁體和所述第二驅(qū)動導磁體沿所述支撐軸的軸向依次間隔設(shè)置,且所述第二驅(qū)動導磁體與所述基座固定連接;
所述第一驅(qū)動導磁體的第一端和所述第二驅(qū)動導磁體的第一端分別與所述驅(qū)動線圈間隔設(shè)置;所述第一驅(qū)動導磁體相應(yīng)的第二端和所述第二驅(qū)動導磁體相應(yīng)的第二端分別與所述驅(qū)動永磁體固定連接。
進一步地,所述反饋磁路包括第一反饋導磁體、第二反饋導磁體和反饋永磁體;所述第一反饋導磁體和所述第二反饋導磁體沿所述支撐軸的軸向依次間隔設(shè)置,且所述第二反饋導磁體與所述基座固定連接;
所述第一反饋導磁體的第一端和所述第二反饋導磁體的第一端分別與所述反饋線圈間隔設(shè)置;所述第一反饋導磁體相應(yīng)的第二端和所述第二反饋導磁體相應(yīng)的第二端分別與所述反饋永磁體固定連接。
進一步地,沿所述支撐軸的軸向,所述第一驅(qū)動導磁體和所述第二驅(qū)動導磁體靠近所述驅(qū)動線圈的一端分別設(shè)置有驅(qū)動磁軛,所述第一反饋導磁體和所述第二反饋導磁體靠近所述反饋線圈的一端分別設(shè)置有反饋磁軛;
所述第二驅(qū)動導磁體通過驅(qū)動磁路座與所述基座固定連接;
所述第二反饋導磁體通過反饋磁路座與所述基座固定連接。
進一步地,沿所述支撐軸的軸向,所述驅(qū)動線圈、所述第一驅(qū)動導磁體、所述第二驅(qū)動導磁體和所述驅(qū)動永磁體分別呈圓心在所述支撐軸的軸線上的扇環(huán)形,所述反饋線圈、所述第一反饋導磁體、所述第二反饋導磁體和所述反饋永磁體分別呈圓心在所述支撐軸的軸線上的扇環(huán)形。
進一步地,所述驅(qū)動線圈和所述反饋線圈對稱設(shè)置在所述支撐軸的兩側(cè),所述驅(qū)動磁路與所述反饋磁路對稱設(shè)置在所述支撐軸的兩側(cè)。
進一步地,所述支撐軸與所述基座固定連接,所述支撐軸與所述轉(zhuǎn)動臺之間設(shè)置有軸承;
所述支撐軸與所述轉(zhuǎn)動臺之間設(shè)置有用于令所述轉(zhuǎn)動臺復(fù)位的復(fù)位裝置;所述復(fù)位裝置包括彈性片或者彈簧。
進一步地,所述轉(zhuǎn)動臺包括臺體和與所述臺體固定連接的兩個線圈連接件;所述蓋板的凹槽與所述臺體相應(yīng),且所述臺體的臺面凸出于所述蓋板;
所述兩個線圈連接件設(shè)置在所述支撐軸的兩側(cè),且分別與所述驅(qū)動線圈和所述反饋線圈固定連接;
所述彈性片或者所述彈簧的一端固定連接所述線圈連接件,另一端連接所述支撐軸。
基于上述第二目的,本實用新型提供的高承載力轉(zhuǎn)動振動系統(tǒng),包括所述的高承載力轉(zhuǎn)動振動臺;
所述高承載力轉(zhuǎn)動振動臺的轉(zhuǎn)動臺的臺面上設(shè)置有限位槽;所述蓋板設(shè)置有與所述限位槽相應(yīng)的鎖緊限位裝置;所述鎖緊限位裝置的鎖緊件能夠插入所述限位槽內(nèi)。
進一步地,所述蓋板設(shè)置有與所述轉(zhuǎn)動臺相應(yīng)的刻度盤。
本實用新型提供的高承載力轉(zhuǎn)動振動臺,包括基座、支撐軸、轉(zhuǎn)動臺、驅(qū)動線圈和反饋線圈,其結(jié)構(gòu)簡單,便于生產(chǎn)加工且價格相對低廉;通過支撐軸支撐連接轉(zhuǎn)動臺,以提高高承載力轉(zhuǎn)動振動臺的承載力,以使高承載力轉(zhuǎn)動振動臺能夠用于體積較大的地震轉(zhuǎn)動傳感器的校準和小比例尺結(jié)構(gòu)的抗扭轉(zhuǎn)震動試驗;通過驅(qū)動線圈在驅(qū)動磁路內(nèi)繞支撐軸的軸線往復(fù)轉(zhuǎn)動,以及反饋線圈在反饋磁路內(nèi)繞支撐軸的軸線往復(fù)轉(zhuǎn)動,以通過雙線圈提高高承載力轉(zhuǎn)動振動臺的阻尼比,從而拓展高承載力轉(zhuǎn)動振動臺的低頻特性,進而降低高承載力轉(zhuǎn)動振動臺的最低測量頻率。
本實用新型提供的高承載力轉(zhuǎn)動振動系統(tǒng),包括高承載力轉(zhuǎn)動振動臺,具有結(jié)構(gòu)簡單,便于生產(chǎn)加工且價格相對低廉,以及具有承載力高、最低測量頻率較低等優(yōu)點。
附圖說明
為了更清楚地說明本實用新型具體實施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案,下面將對具體實施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖是本實用新型的一些實施方式,對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本實用新型實施例一提供的高承載力轉(zhuǎn)動振動臺的第一角度剖視圖;
圖2為本實用新型實施例一提供的高承載力轉(zhuǎn)動振動臺的第二角度結(jié)構(gòu)示意圖;
圖3為本實用新型實施例一提供的高承載力轉(zhuǎn)動振動臺的驅(qū)動線圈和反饋線圈的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖4為本實用新型實施例一提供的高承載力轉(zhuǎn)動振動臺的驅(qū)動永磁體和反饋永磁體的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖5為本實用新型實施例一提供的高承載力轉(zhuǎn)動振動臺的驅(qū)動磁路和反饋磁路的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖6為本實用新型實施例一提供的高承載力轉(zhuǎn)動振動臺的驅(qū)動線圈或反饋線圈的剖視圖(圖中僅顯示驅(qū)動線圈的標號);
圖7為本實用新型實施例一提供的高承載力轉(zhuǎn)動振動臺的驅(qū)動磁路或反饋磁路的剖視圖(圖中僅顯示驅(qū)動磁路的標號);
圖8為本實用新型實施例一提供的高承載力轉(zhuǎn)動振動臺的電路連接示意圖。
圖標:1-支撐軸;2-軸承;3-轉(zhuǎn)動臺;31-臺體;32-線圈連接件;33-限位槽;5-反饋線圈;6-第一反饋導磁體;7-反饋永磁體;8-驅(qū)動線圈;9-第一驅(qū)動導磁體;91-驅(qū)動磁軛;10-蓋板;11-側(cè)壁;12-蓋板緊固螺釘;13-驅(qū)動永磁體;14-驅(qū)動磁路;15-驅(qū)動磁路座;16-基座;17-第二驅(qū)動導磁體;19-復(fù)位裝置;20-第二反饋導磁體;21-反饋磁路座;22-反饋磁路;23-鎖緊限位裝置;24-刻度盤;101-信號源;102-加法器;103-功率放大器;104-反饋放大器;105-積分器;106-跟隨器。
具體實施方式
下面將結(jié)合附圖對本實用新型的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例是本實用新型一部分實施例,而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本實用新型保護的范圍。
在本實用新型的描述中,需要說明的是,術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系,僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述,而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作,因此不能理解為對本實用新型的限制。此外,術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的,而不能理解為指示或暗示相對重要性。
在本實用新型的描述中,需要說明的是,除非另有明確的規(guī)定和限定,術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解,例如,可以是固定連接,也可以是可拆卸連接,或一體地連接;可以是機械連接,也可以是電連接;可以是直接相連,也可以通過中間媒介間接相連,可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言,可以具體情況理解上述術(shù)語在本實用新型中的具體含義。
實施例一
參見圖1-圖8所示,本實施例提供了一種高承載力轉(zhuǎn)動振動臺;圖1為本實施例提供的高承載力轉(zhuǎn)動振動臺的第一角度剖視圖(圖中未顯示剖面線);圖2為本實施例提供的高承載力轉(zhuǎn)動振動臺的第二角度結(jié)構(gòu)示意圖;圖3為本實施例提供的高承載力轉(zhuǎn)動振動臺的驅(qū)動線圈和反饋線圈的結(jié)構(gòu)示意圖;圖4為本實施例提供的高承載力轉(zhuǎn)動振動臺的驅(qū)動永磁體和反饋永磁體的結(jié)構(gòu)示意圖;圖5為本實施例提供的高承載力轉(zhuǎn)動振動臺的驅(qū)動磁路和反饋磁路的結(jié)構(gòu)示意圖;圖6為本實施例提供的高承載力轉(zhuǎn)動振動臺的驅(qū)動線圈或反饋線圈的剖視圖(圖中僅顯示驅(qū)動線圈的標號);圖7為本實施例提供的高承載力轉(zhuǎn)動振動臺的驅(qū)動磁路或反饋磁路的剖視圖(圖中僅顯示驅(qū)動磁路的標號);圖8為本實施例提供的高承載力轉(zhuǎn)動振動臺的電路連接示意圖。
參見圖1-圖7所示,本實施例提供的高承載力轉(zhuǎn)動振動臺(簡稱轉(zhuǎn)動振動臺),包括基座16、支撐軸1和轉(zhuǎn)動臺3;支撐軸1連接基座16和轉(zhuǎn)動臺3,且轉(zhuǎn)動臺3能夠相對于基座16繞支撐軸1的軸線轉(zhuǎn)動??蛇x地,轉(zhuǎn)動臺3與支撐軸1固定連接,支撐軸1與基座16轉(zhuǎn)動連接,以使轉(zhuǎn)動臺3能夠相對于基座16轉(zhuǎn)動。可選地,轉(zhuǎn)動臺3與支撐軸1轉(zhuǎn)動連接,支撐軸1與基座16固定連接,以使轉(zhuǎn)動臺3能夠相對于基座16轉(zhuǎn)動;進一步地,支撐軸1與轉(zhuǎn)動臺3之間設(shè)置有軸承2;也即轉(zhuǎn)動臺3通過軸承2能夠相對于支撐軸1繞支撐軸1的軸線轉(zhuǎn)動;通過設(shè)置軸承2,以進一步提高高承載力轉(zhuǎn)動振動臺的承載力??蛇x的,軸承2為大軸向荷載的精密軸承,支撐軸1為大軸向荷載的支撐軸;通過支撐軸1與軸承2配合,以提高高承載力轉(zhuǎn)動振動臺的承載力。優(yōu)選地,支撐軸1的軸線與轉(zhuǎn)動臺3的軸線共線,以提高高承載力轉(zhuǎn)動振動臺的測量精度。
基座16和轉(zhuǎn)動臺3之間設(shè)置有驅(qū)動線圈8和反饋線圈5;驅(qū)動線圈8和反饋線圈5設(shè)置在支撐軸1的兩側(cè),且驅(qū)動線圈8和反饋線圈5分別與轉(zhuǎn)動臺3固定連接。
基座16固定連接有驅(qū)動磁路14和反饋磁路22;驅(qū)動線圈8能夠在驅(qū)動磁路14內(nèi)繞支撐軸1的軸線往復(fù)轉(zhuǎn)動,反饋線圈5能夠在反饋磁路22內(nèi)繞支撐軸1的軸線往復(fù)轉(zhuǎn)動??蛇x地,驅(qū)動磁路14和反饋磁路22設(shè)置在支撐軸1的兩側(cè),以使驅(qū)動線圈8、反饋線圈5能夠更好在驅(qū)動磁路14、反饋磁路22內(nèi)轉(zhuǎn)動。
本實施例中高承載力轉(zhuǎn)動振動臺,包括基座16、支撐軸1、轉(zhuǎn)動臺3、驅(qū)動線圈8和反饋線圈5,其結(jié)構(gòu)簡單,便于生產(chǎn)加工且價格相對低廉;通過支撐軸1支撐連接轉(zhuǎn)動臺3,以提高高承載力轉(zhuǎn)動振動臺的承載力,以使高承載力轉(zhuǎn)動振動臺能夠用于體積較大的地震轉(zhuǎn)動傳感器的校準和小比例尺結(jié)構(gòu)的抗扭轉(zhuǎn)震動試驗;通過驅(qū)動線圈8在驅(qū)動磁路14內(nèi)繞支撐軸1的軸線往復(fù)轉(zhuǎn)動,以及反饋線圈5在反饋磁路22內(nèi)繞支撐軸1的軸線往復(fù)轉(zhuǎn)動,以通過雙線圈提高高承載力轉(zhuǎn)動振動臺的阻尼比,從而拓展高承載力轉(zhuǎn)動振動臺的低頻特性,進而降低高承載力轉(zhuǎn)動振動臺的最低測量頻率。
本實施例的可選方案中,驅(qū)動磁路14包括第一驅(qū)動導磁體9、第二驅(qū)動導磁體17和驅(qū)動永磁體13;第一驅(qū)動導磁體9和第二驅(qū)動導磁體17沿支撐軸1的軸向依次間隔設(shè)置,且第二驅(qū)動導磁體17與基座16固定連接。
第一驅(qū)動導磁體9的第一端和第二驅(qū)動導磁體17的第一端分別與驅(qū)動線圈8間隔設(shè)置,也即驅(qū)動線圈8在第一驅(qū)動導磁體9的第一端和第二驅(qū)動導磁體17的第一端之間形成的磁間隙中繞支撐軸1的軸線往復(fù)轉(zhuǎn)動;第一驅(qū)動導磁體9相應(yīng)的第二端和第二驅(qū)動導磁體17相應(yīng)的第二端分別與驅(qū)動永磁體13固定連接。通過第一驅(qū)動導磁體9、第二驅(qū)動導磁體17和驅(qū)動永磁體13,以增加驅(qū)動線圈8轉(zhuǎn)動的測量量程,進而提高高承載力轉(zhuǎn)動振動臺測量角位移的量程。
本實施例的可選方案中,反饋磁路22包括第一反饋導磁體6、第二反饋導磁體20和反饋永磁體7;第一反饋導磁體6和第二反饋導磁體20沿支撐軸1的軸向依次間隔設(shè)置,且第二反饋導磁體20與基座16固定連接。
第一反饋導磁體6的第一端和第二反饋導磁體20的第一端分別與反饋線圈5間隔設(shè)置,也即反饋線圈5在第一反饋導磁體6的第一端和第二反饋導磁體20的第一端之間形成的磁間隙中繞支撐軸1的軸線往復(fù)轉(zhuǎn)動;第一反饋導磁體6相應(yīng)的第二端和第二反饋導磁體20相應(yīng)的第二端分別與反饋永磁體7固定連接。通過第一反饋導磁體6、第二反饋導磁體20和反饋永磁體7,以增加反饋線圈5轉(zhuǎn)動的測量量程,進而提高高承載力轉(zhuǎn)動振動臺測量角位移的量程。
本實施例的可選方案中,沿支撐軸1的軸向,第一驅(qū)動導磁體9和第二驅(qū)動導磁體17靠近驅(qū)動線圈8的一端分別設(shè)置有驅(qū)動磁軛91,驅(qū)動磁軛91凸出于第一驅(qū)動導磁體9或第二驅(qū)動導磁體17的表面,參見圖7所示;也即,驅(qū)動線圈8在第一驅(qū)動導磁體9的驅(qū)動磁軛91和第二驅(qū)動導磁體17的驅(qū)動磁軛91之間形成的磁間隙中繞支撐軸1的軸線往復(fù)轉(zhuǎn)動。通過驅(qū)動磁軛91,以增強驅(qū)動永磁體13在第一驅(qū)動導磁體9和第二驅(qū)動導磁體17之間的磁間隙的磁力線,以使驅(qū)動線圈8在驅(qū)動磁路14的磁縫隙中運動切割磁力線產(chǎn)生較強的感應(yīng)電動勢。
可選地,沿支撐軸1的軸向,第一反饋導磁體6和第二反饋導磁體20靠近反饋線圈5的一端分別設(shè)置有反饋磁軛(圖中未標注),反饋磁軛凸出于第一反饋導磁體6或第二反饋導磁體20的表面;也即,反饋線圈5在第一反饋導磁體6的反饋磁軛和第二反饋導磁體20的反饋磁軛之間形成的磁間隙中繞支撐軸1的軸線往復(fù)轉(zhuǎn)動。通過反饋磁軛,以增強反饋永磁體7在第一反饋導磁體6和第二反饋導磁體20之間的磁間隙的磁力線,以使反饋線圈5在反饋磁路22的磁縫隙中運動切割磁力線產(chǎn)生較強的感應(yīng)電動勢。
可選地,第二驅(qū)動導磁體17通過驅(qū)動磁路座15與基座16固定連接;通過驅(qū)動磁路座15,以將第二驅(qū)動導磁體17牢固的固定在基座16上,進而將驅(qū)動磁路14牢固的固定在基座16上;此外,通過調(diào)節(jié)驅(qū)動磁路座15的高度,以使驅(qū)動磁路14更好地與驅(qū)動線圈8配合。
可選地,第二反饋導磁體20通過反饋磁路座21與基座16固定連接。通過反饋磁路座21,以將第二反饋導磁體20牢固的固定在基座16上,進而將反饋磁路22牢固的固定在基座16上;此外,通過調(diào)節(jié)反饋磁路座21的高度,以使反饋磁路22更好地與反饋線圈5配合。
本實施例的可選方案中,沿支撐軸1的軸向,驅(qū)動線圈8、第一驅(qū)動導磁體9、第二驅(qū)動導磁體17和驅(qū)動永磁體13分別呈圓心在支撐軸1的軸線上的扇環(huán)形;以增加驅(qū)動線圈8轉(zhuǎn)動的測量量程,進而提高高承載力轉(zhuǎn)動振動臺測量角位移的量程。沿支撐軸1的軸向,反饋線圈5、第一反饋導磁體6、第二反饋導磁體20和反饋永磁體7分別呈圓心在支撐軸1的軸線上的扇環(huán)形;以增加反饋線圈5轉(zhuǎn)動的測量量程,進而提高高承載力轉(zhuǎn)動振動臺測量角位移的量程。
可選地,第一驅(qū)動導磁體9、第二驅(qū)動導磁體17和驅(qū)動永磁體13的圓心角相同;第一反饋導磁體6、第二反饋導磁體20和反饋永磁體7的圓心角相同。沿支撐軸1的軸向,第一驅(qū)動導磁體9和第二驅(qū)動導磁體17的截面面積相同,第一反饋導磁體6和第二反饋導磁體20的截面面積相同。
本實施例的可選方案中,驅(qū)動線圈8和反饋線圈5對稱設(shè)置在支撐軸1的兩側(cè),驅(qū)動磁路14與反饋磁路22對稱設(shè)置在支撐軸1的兩側(cè),以簡化高承載力轉(zhuǎn)動振動臺的結(jié)構(gòu),便于計算高承載力轉(zhuǎn)動振動臺的測量角度,還可以提高高承載力轉(zhuǎn)動振動臺的測量精度。
本實施例的可選方案中,支撐軸1與轉(zhuǎn)動臺3之間設(shè)置有用于令轉(zhuǎn)動臺3復(fù)位的復(fù)位裝置19;復(fù)位裝置19包括彈性片或者彈簧。通過復(fù)位裝置19,以在完成對校準地震轉(zhuǎn)動傳感器、小比例尺結(jié)構(gòu)的抗扭轉(zhuǎn)震動等試驗后,高承載力轉(zhuǎn)動振動臺的轉(zhuǎn)動臺3能夠自動復(fù)位,以提高高承載力轉(zhuǎn)動振動臺的自動化性能。
本實施例的可選方案中,轉(zhuǎn)動臺3包括臺體31和與臺體31固定連接的兩個線圈連接件32。
兩個線圈連接件32設(shè)置在支撐軸1的兩側(cè),且分別與驅(qū)動線圈8和反饋線圈5固定連接;可選地,兩個線圈連接件32對稱設(shè)置在支撐軸1的兩側(cè)。通過線圈連接件32以將驅(qū)動線圈8和反饋線圈5固定連接在臺體31上,以使驅(qū)動線圈8和反饋線圈5隨臺體31的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動;此外,通過調(diào)節(jié)線圈連接件32的高度,以使驅(qū)動磁路14更好地與驅(qū)動線圈8配合,反饋磁路22更好地與反饋線圈5配合。
彈性片或者彈簧的一端固定連接線圈連接件32,另一端連接支撐軸1??蛇x地,彈性片或者彈簧的數(shù)量為兩組,兩組彈性片或者彈簧對稱設(shè)置在支撐軸1的兩側(cè);每組彈性片包括一個或者多個彈性片,或者每組彈簧包括一個或者多個彈簧。
本實施例的可選方案中,高承載力轉(zhuǎn)動振動臺還包括外殼(圖中未標注);外殼外套在基座16上,且與基座16形成殼腔;外殼設(shè)置有與轉(zhuǎn)動臺3相應(yīng)的凹槽(圖中未標注),轉(zhuǎn)動臺3的臺面凸出于外殼;支撐軸1、驅(qū)動線圈8、反饋線圈5、驅(qū)動磁路14和反饋磁路22均設(shè)置在殼腔內(nèi)。通過令轉(zhuǎn)動臺3的臺面凸出于外殼,以便地震轉(zhuǎn)動傳感器等需要檢測、校準的儀器設(shè)備與轉(zhuǎn)動臺3的臺面固定,并隨轉(zhuǎn)動臺3相對于基座16繞支撐軸1的軸線轉(zhuǎn)動。
進一步地,外殼包括蓋板10和側(cè)壁11;側(cè)壁11固定連接蓋板10和基座16,且蓋板10、側(cè)壁11和基座16形成殼腔;支撐軸1、驅(qū)動線圈8、反饋線圈5、驅(qū)動磁路14和反饋磁路22均設(shè)置在殼腔內(nèi);蓋板10設(shè)置有與轉(zhuǎn)動臺3相應(yīng)的凹槽,轉(zhuǎn)動臺3的臺面凸出于蓋板10。
可選地,側(cè)壁11的橫截面呈圓形??蛇x地,蓋板10通過蓋板緊固螺釘12與側(cè)壁11固定連接。
可選地,轉(zhuǎn)動臺3包括臺體31和與臺體31固定連接的兩個線圈連接件32。蓋板10的凹槽與臺體31相應(yīng),且臺體31的臺面凸出于蓋板10。
現(xiàn)有公式:角加速度式中θ為角位移,f為頻率;由該公式可知,測量角位移的量程較小時,在超低頻時角加速度的幅值更小,因此給地震轉(zhuǎn)動加速度計等設(shè)備的超低頻校準帶來較大誤差。本實施例所述的高承載力轉(zhuǎn)動振動臺,通過驅(qū)動磁路14和反饋磁路22以使測量角位移的量程較大,可達到±45°;通過支撐軸1和轉(zhuǎn)動臺3以提高承載力,可達到60kg;通過驅(qū)動線圈8在驅(qū)動磁路14內(nèi)繞支撐軸1的軸線往復(fù)轉(zhuǎn)動,以及反饋線圈5在反饋磁路22內(nèi)繞支撐軸1的軸線往復(fù)轉(zhuǎn)動,以拓展高承載力轉(zhuǎn)動振動臺的低頻特性,可達到0.003Hz。
參見圖8所示,本實施例的可選方案中,所述高承載力轉(zhuǎn)動振動臺包括信號源101、加法器102、功率放大器103、反饋放大器104,積分器105和跟隨器106。
驅(qū)動線圈8依次通過功率放大器103、加法器102與信號源101電連接,信號源101用于提供正弦電壓信號;反饋線圈5通過反饋放大器104與加法器102電連接,反饋線圈5還分別與積分器105和跟隨器106連接,以使跟隨器106輸出角振動速度信號,積分器105輸出角振動位移信號。
信號源101例如可以為信號發(fā)生器;當信號發(fā)生器輸出的正弦電壓信號,經(jīng)加法器102、功率放大器103后輸入給呈扇形的驅(qū)動線圈8,驅(qū)動線圈8在呈扇形的驅(qū)動磁路14的磁縫隙中運動,帶動轉(zhuǎn)動臺3做角振動。與驅(qū)動線圈8同步運動的反饋線圈5在反饋磁路22的磁縫隙中運動產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,此感應(yīng)電動勢經(jīng)過反饋放大器104、加法器102和功率放大器103輸入給驅(qū)動線圈8,產(chǎn)生阻尼力,通過調(diào)整反饋放大器104的放大倍數(shù),可大大提高轉(zhuǎn)動臺3的阻尼比,也即可大大提高高承載力轉(zhuǎn)動振動臺的阻尼比,從而拓展高承載力轉(zhuǎn)動振動臺的低頻特性。同時反饋線圈5感應(yīng)電動勢也輸入給跟隨器106和積分器105,分別輸出與高承載力轉(zhuǎn)動振動角振動速度和角振動位移θ成正比的電壓Vθ′和Vθ,該電壓可用于轉(zhuǎn)動地震傳感器等設(shè)備超低頻校準時的標準信號電壓。
當忽略空氣阻尼時,高承載力轉(zhuǎn)動振動臺的微分方程為:
式中:θ轉(zhuǎn)動臺3的角位移,轉(zhuǎn)動臺3的角速度;轉(zhuǎn)動臺3的角加速度;
為轉(zhuǎn)動臺3的轉(zhuǎn)動慣量;r為轉(zhuǎn)動臺3的臺面的半徑,k為轉(zhuǎn)動臺3的扭轉(zhuǎn)剛度;m為轉(zhuǎn)動部分質(zhì)量;
為電子阻尼力系數(shù);G1為反饋線圈5的機電耦合系數(shù),G2為驅(qū)動線圈8的機電耦合系數(shù);
Tm=G2ir為驅(qū)動力矩,i為流入驅(qū)動線圈8的電流,R為功率放大器103的回路電阻。
由于轉(zhuǎn)動臺3是在低頻和超低頻段工作,線圈電感影響可忽略。
方程(1)的解為:
可求得轉(zhuǎn)動臺3的阻尼比為:
從方程(3)可以看出,當轉(zhuǎn)動臺3的機械參數(shù)、線圈的匝數(shù)確定之后,僅需要提高反饋放大器104的放大倍數(shù)K,即可增大阻尼比。
轉(zhuǎn)動臺3的自振頻率為
轉(zhuǎn)動臺3的低頻下限為
從方程(5)可以看出,阻尼比越大,高承載力轉(zhuǎn)動振動臺的低頻下限越低。
本實施例中所述高承載力轉(zhuǎn)動振動臺采用了對稱的平面式扇形磁路結(jié)構(gòu)、扇形線圈結(jié)構(gòu)和復(fù)位裝置19,可實現(xiàn)大量程的角振動位移的測量。
實施例二
實施例二提供了一種高承載力轉(zhuǎn)動振動系統(tǒng),該實施例包括實施例一所述的高承載力轉(zhuǎn)動振動臺,實施例一所公開的高承載力轉(zhuǎn)動振動臺的技術(shù)特征也適用于該實施例,實施例一已公開的高承載力轉(zhuǎn)動振動臺的技術(shù)特征不再重復(fù)描述。
為節(jié)約篇幅,該實施例的改進特征同樣體現(xiàn)在圖1、圖2中,因此,結(jié)合圖1、圖2對該實施例的方案進行說明。
參見圖1、圖2所示,本實施例提供的高承載力轉(zhuǎn)動振動系統(tǒng),包括高承載力轉(zhuǎn)動振動臺。
高承載力轉(zhuǎn)動振動臺的轉(zhuǎn)動臺3的臺面上設(shè)置有限位槽33;外殼設(shè)置有與限位槽33相應(yīng)的鎖緊限位裝置23,也即蓋板10設(shè)置有與限位槽33相應(yīng)的鎖緊限位裝置23;鎖緊限位裝置23的鎖緊件能夠插入限位槽33內(nèi);通過限位槽33和鎖緊限位裝置23,以便能夠?qū)⒏叱休d力轉(zhuǎn)動振動臺的轉(zhuǎn)動臺3鎖死,避免或者減少運輸途中對高承載力轉(zhuǎn)動振動系統(tǒng)的損害。此外,限位槽33還可以用于固定轉(zhuǎn)動地震傳感器等設(shè)備。
可選地,限位槽33與鎖緊件采用燕尾的卯榫結(jié)構(gòu)。
可選地,外殼設(shè)置有與轉(zhuǎn)動臺3相應(yīng)的刻度盤24,也即蓋板10設(shè)置有與轉(zhuǎn)動臺3相應(yīng)的刻度盤24。通過刻度盤24,便于讀取高承載力轉(zhuǎn)動振動臺轉(zhuǎn)動的角位移量程。
本實施例中所述高承載力轉(zhuǎn)動振動系統(tǒng)包括高承載力轉(zhuǎn)動振動臺,具有結(jié)構(gòu)簡單,便于生產(chǎn)加工且價格相對低廉,以及具有承載力高、最低測量頻率較低等優(yōu)點。
本實施例中所述高承載力轉(zhuǎn)動振動系統(tǒng)具有實施例一所述高承載力轉(zhuǎn)動振動臺的優(yōu)點,實施例一所公開的所述高承載力轉(zhuǎn)動振動臺的其他優(yōu)點在此不再重復(fù)描述。
最后應(yīng)說明的是:以上各實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案,而非對其限制;盡管參照前述各實施例對本實用新型進行了詳細的說明,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改,或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進行等同替換;而這些修改或者替換,并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實用新型各實施例技術(shù)方案的范圍。