一種基于網(wǎng)絡控制的多振動錘激振與加載系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及多振動錘的振動與加載系統(tǒng)，具體來說涉及一種基于網(wǎng)絡控制的多振動錘激振與加載系統(tǒng)，可應用于多點或多軸激振力的合成。
【背景技術】
[0002]隨著工業(yè)技術的發(fā)展，一方面需要的振動錘朝大功率方向發(fā)展，現(xiàn)有的動力設備較難滿足其功率要求，較好的解決方案是利用多臺振動錘激振合力進行工作；另一方面在工業(yè)應用上還有些場合需要多臺振動錘協(xié)同來完成某些動作，實現(xiàn)某些運動軌跡，完成某些功能，例如在工業(yè)環(huán)境仿真中，用多振動錘多點或多軸激振比單振動錘單點或多軸激振更能真實模擬環(huán)境要求。
[0003]現(xiàn)有的多振動錘聯(lián)動方式是將多臺振動錘通過機械聯(lián)軸器剛性連接的方式來實現(xiàn)的，這種機械剛性連接方式存在擴展性差、機械結構復雜等問題。基于網(wǎng)絡控制的多振動錘激振系統(tǒng)能較好的解決這些問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明的目的是:提出一種實現(xiàn)多振動錘激振力合成，或多振動錘多點或多軸激振與加載的本系統(tǒng)與本方法。
[0005]為實現(xiàn)本發(fā)明之目的，采用以下技術方案予以實現(xiàn):
[0006]一種基于網(wǎng)絡控制的多振動錘激振與加載系統(tǒng)，包括多個振動錘和網(wǎng)絡控制系統(tǒng)，其特征在于，各振動錘通過網(wǎng)絡控制系統(tǒng)連接在一起，通過網(wǎng)絡控制系統(tǒng)對各振動錘的振動頻率進行控制。
[0007]根據(jù)以上所述的基于網(wǎng)絡控制的多振動錘激振與加載系統(tǒng)，每臺振動錘都有一套傳感器系統(tǒng)，所述傳感器系統(tǒng)分別采集所述各個振動錘的位置信號，并將這些信號分別傳送到各自振動錘控制裝置中。
[0008]根據(jù)以上所述的基于網(wǎng)絡控制的多振動錘激振與加載系統(tǒng)，其還包括振動錘控制裝置和中央控制裝置；振動錘控制裝置用來接收振動錘傳感器采集的振動錘的位置信號，并將這些信號處理后通過網(wǎng)絡通信發(fā)送給中央控制裝置。
[0009]根據(jù)以上所述的基于網(wǎng)絡控制的多振動錘激振與加載系統(tǒng)，其特征在于，中央控制裝置產(chǎn)生調(diào)節(jié)各振動錘的振動頻率信號并將該信號以網(wǎng)絡通信方式發(fā)送給各振動錘控制裝置，由振動錘控制裝置控制振動錘的振動頻率。
[0010]根據(jù)以上所述的基于網(wǎng)絡控制的多振動錘激振與加載系統(tǒng)，該網(wǎng)絡通信形式為現(xiàn)場總線或工業(yè)以太網(wǎng)形式。
[0011]根據(jù)以上所述的基于網(wǎng)絡控制的多振動錘激振與加載系統(tǒng)，其特征在于，中央控制裝置通過控制策略與算法以使得各振動錘的振動頻率可任意調(diào)節(jié)，可以相同或不相同，相同實現(xiàn)多振動錘的同步控制，不相同實現(xiàn)異步控制；
[0012]根據(jù)以上所述的基于網(wǎng)絡控制的多振動錘激振與加載系統(tǒng)，其特征在于，所述的同步控制可以進行激振力的合成，加大激振力；異步控制能夠模擬各種外部載荷，用于工業(yè)仿真；
[0013]根據(jù)以上所述的基于網(wǎng)絡控制的多振動錘激振與加載系統(tǒng)，其特征在于，振動錘的振動頻率測量采用測量振動錘偏心塊位置得出，各振動錘的振動頻率由中央控制裝置通過控制算法得出，通過網(wǎng)絡通信方式發(fā)送給各振動錘控制裝置，分別對振動錘的振動頻率進行閉環(huán)控制。
[0014]根據(jù)以上所述的基于網(wǎng)絡控制的多振動錘激振與加載系統(tǒng)，其特征在于，振動錘的數(shù)量可以任意擴展，振動錘的位置也任意布置，實現(xiàn)同一方向或不同方向的激振力的合成。
[0015]根據(jù)以上所述基于網(wǎng)絡控制的多振動錘激振與加載系統(tǒng)，其中的振動錘可以是只有I片偏心質(zhì)量塊的振動錘，也可以是含有多片或者多組偏心塊的振動錘。
[0016]基于網(wǎng)絡控制的多振動錘激振與加載系統(tǒng)，其特征在于，多振動錘通過網(wǎng)絡控制系統(tǒng)聯(lián)系在一起，振動錘間沒有任何機械結構的連接，振動錘的數(shù)量能較方便的擴展，振動錘也可任意點或在多各方向上布置，較方便的實現(xiàn)多點和多軸激振與加載。
[0017]所述的一種基于網(wǎng)絡控制的多振動錘激振與加載系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)由多個振動錘單體、振動錘控制器、中央控制器、傳感器等構成，各控制器之間的信息交換通過各種總線或工業(yè)以太網(wǎng)實現(xiàn)。
[0018]所述的一種基于網(wǎng)絡控制的多振動錘激振與加載系統(tǒng)，其特征在于，每個振動錘都有各自的傳感系統(tǒng)及控制系統(tǒng)，傳感器實時的采集振動錘的偏心塊的位置及轉速，這些信號通過網(wǎng)絡線傳送給中央控制器，中央控制器根據(jù)一定的控制算法得到各振動錘的振動頻率，通過網(wǎng)絡線發(fā)送給各個振動錘控制器，實現(xiàn)振動頻率的閉環(huán)控制。
[0019]所述的一種基于網(wǎng)絡控制的多振動錘激振與加載系統(tǒng)，其特征在于，各振動錘的振動頻率通過檢測偏心塊的位置與轉速確定，振動錘中可以是只含有一片偏心塊，也可以是含有多片或者多組偏心塊。
[0020]所述的一種基于網(wǎng)絡控制的多振動錘激振與加載系統(tǒng)，其特征在于，各振動錘的振動頻率可通過中央控制器程序任意調(diào)節(jié)，當各振動錘的振動頻率相同時，各振動錘實現(xiàn)同步振動，激振力增加；當各振動錘的激振頻率不一樣時，可以模擬各種外部載荷，用于工業(yè)仿真。
[0021]本發(fā)明的有益效果在于:
[0022]各振動錘通過網(wǎng)絡進行虛擬連接，實現(xiàn)各振動錘振動頻率的集中控制；振動錘的數(shù)量可任意擴展，振動錘的位置可任意布置，激振點和激振方向可任意設置，各振動錘的振動頻率也可任意設定。該系統(tǒng)可以應用于多振動錘激振力疊加或者用于多點激振或多軸激振，構建工業(yè)仿真環(huán)境。
【附圖說明】
[0023]圖1為本發(fā)明基于網(wǎng)絡控制的多振動錘激振與加載系統(tǒng)示意圖。
【具體實施方式】
[0024]圖1為基于網(wǎng)絡控制的多振動錘激振與加載系統(tǒng)的結構示意圖。圖1中:100:振動錘，110:偏心塊，200:傳感器，210:傳感信號，300:振動錘控制器，310:網(wǎng)絡線，400:中央控制器。
[0025]為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體圖1所示，進一步闡述本發(fā)明。
[0026]中央控制器400與各振動錘控制器300通過網(wǎng)絡線310相連，進行信息的交換。振動錘100可以是由單片偏心質(zhì)量塊110構成，也可以由多片偏心質(zhì)量塊構成，傳感器200實時采集偏心塊的位置信號，然后將信號210傳輸?shù)礁鱾€振動錘控制器300中，振動錘控制器將這些信號處理后通過網(wǎng)絡線集中到中央控制器400中，中央控制器經(jīng)過一定的控制策略與算法得到各振動錘的振動頻率，發(fā)送給各個振動錘控制器，振動錘控制器實時的控制以及分別控制每個控制錘的振動頻率。
[0027]振動錘100的振動頻率測量米用測量振動錘偏心塊位置得出，各振動錘的振動頻率由中央控制器通過一定的控制算法得出，通過網(wǎng)絡發(fā)送給各振動錘控制器，分別對振動錘的振動頻率進行閉環(huán)控制。
[0028]偏心塊位置及轉速傳感器200可以是非接觸式電磁傳感器或其它類似的傳感器，偏心塊每旋轉一周得到一個脈沖，為了提高精度，可以在旋轉偏心塊軸上加入含有N個齒的齒輪，偏心塊每旋轉一周，傳感器將會感應出N個脈沖信號。
[0029]所述的一種基于網(wǎng)絡控制的多振動錘激振與加載系統(tǒng)，各振動錘100的振動頻率可通過中央控制器程序任意調(diào)節(jié)，當各振動錘的振動頻率相同時，各振動錘實現(xiàn)同步振動，激振力增加；當各振動錘的激振頻率不一樣時，可以模擬各種外部載荷，用于工業(yè)仿真。
[0030]多振動錘通過網(wǎng)絡控制系統(tǒng)聯(lián)系在一起，振動錘間沒有任何機械結構的連接，振動錘的數(shù)量能較方便的擴展，振動錘也可任意點或在多各方向上布置，較方便的實現(xiàn)多點和多軸激振與加載。
[0031]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術人員應該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明的范圍內(nèi)。本發(fā)明要求的保護范圍由所附的權利要求書及其等同物界定。
【主權項】
1.一種基于網(wǎng)絡控制的多振動錘激振與加載系統(tǒng)，包括多個振動錘和網(wǎng)絡控制系統(tǒng)，其特征在于，各振動錘通過網(wǎng)絡控制系統(tǒng)連接在一起，通過網(wǎng)絡控制系統(tǒng)對各振動錘的振動頻率進行控制。
2.根據(jù)權利要求1所述的基于網(wǎng)絡控制的多振動錘激振與加載系統(tǒng)，每臺振動錘上都安裝有傳感器系統(tǒng)，傳感器對振動錘偏心塊的位置信號進行采集，這些信號實時反應振動錘偏心塊的位置，振動錘控制裝置實時采集這些信號。
3.根據(jù)權利要求2所述的基于網(wǎng)絡控制的多振動錘激振與加載系統(tǒng)，其還包括振動錘控制裝置和中央控制裝置；各振動錘控制裝置用來接收振動錘傳感器采集的振動錘的位置信號，并將這些信號處理后發(fā)送給中央控制裝置。
4.根據(jù)權利要求3所述的基于網(wǎng)絡控制的多振動錘激振與加載系統(tǒng)，其特征在于，中央控制裝置產(chǎn)生調(diào)節(jié)各振動錘的振動頻率信號并將該信號發(fā)送給振動錘控制裝置，由振動錘控制裝置控制振動錘的振動頻率。
5.根據(jù)權利要求1所述的基于網(wǎng)絡控制的多振動錘激振與加載系統(tǒng)，該網(wǎng)絡通信形式為現(xiàn)場總線或工業(yè)以太網(wǎng)形式。
6.根據(jù)權利要求4所述的基于網(wǎng)絡控制的多振動錘激振與加載系統(tǒng)，其特征在于，中央控制裝置通過控制策略與算法以使得各振動錘的振動頻率可調(diào)節(jié)，可以相同或不相同，相同實現(xiàn)多振動錘的同步控制，不相同實現(xiàn)異步控制。
7.根據(jù)權利要求6所述的基于網(wǎng)絡控制的多振動錘激振與加載系統(tǒng)，其特征在于，所述的同步控制可以進行激振力的合成，加大激振力；異步控制能夠模擬各種外部載荷，用于工業(yè)仿真。
8.根據(jù)權利要求1所述的基于網(wǎng)絡控制的多振動錘激振與加載系統(tǒng)，其特征在于，振動錘的振動頻率測量采用測量振動錘偏心塊位置得出，各振動錘的振動頻率由中央控制裝置通過控制算法得出，通過網(wǎng)絡通信發(fā)送給各振動錘控制裝置，分別對振動錘的振動頻率進行閉環(huán)控制。
9.根據(jù)權利要求1所述的基于網(wǎng)絡控制的多振動錘激振與加載系統(tǒng)，其特征在于，振動錘的數(shù)量可以根據(jù)需要設置，振動錘的位置也可根據(jù)需要布置，實現(xiàn)同一方向或不同方向的激振力的合成。
10.根據(jù)權利要求1所述的基于網(wǎng)絡控制的多振動錘激振與加載系統(tǒng)，其中的振動錘可以是只有一片偏心質(zhì)量塊的振動錘，也可以是含有多片或者多組偏心塊的振動錘。
【專利摘要】基于網(wǎng)絡控制的多振動錘激振與加載系統(tǒng)，包括多個電驅振動錘和網(wǎng)絡控制系統(tǒng)，各振動錘通過網(wǎng)絡控制系統(tǒng)連接在一起，通過網(wǎng)絡控制系統(tǒng)對各振動錘的振動頻率進行控制。各振動錘通過網(wǎng)絡系統(tǒng)進行虛擬連接，實現(xiàn)各振動錘振動頻率的集中控制；振動錘的數(shù)量可任意擴展，振動錘的位置可任意布置，激振點和激振方向可任意設置，各振動錘的振動頻率也可任意設定。該系統(tǒng)可以應用于多振動錘激振力疊加或者用于多點激振或多軸激振，構建多樣的工業(yè)仿真環(huán)境。
【IPC分類】G05B19-418
【公開號】CN104615095
【申請?zhí)枴緾N201410714388
【發(fā)明人】來鑫
【申請人】上海理工大學
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2014年12月1日