专利名称：悬臂梁动态响应试验台架、试验装置及主动控制试验装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种悬臂梁动态响应试验的台架、尤其涉及悬臂梁动态响应试验 装置，该装置对移动载荷作用下悬臂梁的动态特性进行试验；本实用新型还涉及移动载荷 作用下悬臂梁主动控制试验装置，该装置对移动载荷激励下的悬臂梁动态特性进行分析并 抑制悬臂梁的振动。
背景技术：
移动载荷激励梁动态响应的分析与研究一直是结构动力学的热点问题，影响移动 载荷激励梁振动响应的因素包括载荷因素、工作环境和弹性体结构参数等。移动载荷产生 的激励，引起了梁的振动，使梁不能稳定工作，当激励的谐振频率与梁结构的固有频率接近 时，会发生参数共振，甚至使梁破坏，发生重大事故。因此，提出一种移动载荷作用下悬臂梁 动态响应试验装置以及振动控制装置是非常有必要的技术问题。
发明内容本实用新型的目的是提供一种悬臂梁动态响应试验台架、悬臂梁动态响应试验装 置以及悬臂梁动态响应主动控制试验装置，该悬臂梁动态响应试验装置用于移动载荷作用 下弹性悬臂梁的动态特性，该悬臂梁动态响应主动控制试验装置可以根据悬臂梁的动态特 性而抑制悬臂梁的振动，该动态响应主动控制试验装置集中振动试验和主动控制于一体。本实用新型为了达到上述的目的，所采取的技术方案是一种悬臂梁动态响应试验台架包括工作台、下板、悬臂梁、两块导轨、两块上板和 质量块；下板固定在工作台上，下板的中部形成凹槽，凹槽两侧为凸台；悬臂梁的一端为固 定端，另外一端为自由端，悬臂梁的固定端固定于凹槽内；两导轨平行设置于凹槽的两相对 侧壁且与悬臂梁垂直接触；所述质量块位于悬臂梁上表面，质量块的侧面与导轨接触；两 块上板分别设置于所述凸台和导轨的上端面并压紧所述导轨。一种悬臂梁动态响应试验装置包括试验台架、运动发生和控制装置、压电传感器、 位移和速度传感器、加速度传感器、多通道电荷放大器、数据采集器和显示装置；试验台架 包括悬臂梁和质量块，悬臂梁一端为固定端，另外一端为自由端，质量块位于悬臂梁上表 面；运动发生和控制装置与所述质量块连接并牵引质量块在悬臂梁上表面滑动；压电传感 器粘贴于悬臂梁下表面且与多通道电荷放大器连接；加速度传感器安装在悬臂梁自由端的 下表面且与多通道电荷放大器连接；位移和速度传感器安装在试验台架上并与数据采集器 连接；数据采集器与多通道电荷放大器连接；显示装置与数据采集器相连，将数据采集器 采集的数据进行显示。可选地，所述试验台架还包括工作台、下板、两块导轨和两块上板；下板固定在工 作台上，下板的中部形成凹槽，凹槽两侧为凸台；所述悬臂梁的固定端固定于凹槽内；两导 轨相对平行设置于凹槽的侧壁且与悬臂梁垂直接触；所述质量块的侧面分别与导轨接触； 两块上板分别设置于所述凸台和导轨的上端面并压紧所述导轨，所述位移和速度传感器设置在试验台架的上板上。可选地，所述工作台、下板和上板通过螺栓固定连接在一起，所述下板、上板、导轨 和悬臂梁通过螺栓连接在一起而压紧导轨和悬臂梁于上板和下板之间。可选地，所述运动发生和控制装置包括伺服电机、电机控制器和程控电源，伺服电 机的输出轴通过绕线端子与质量块连接，电机控制器与伺服电机和程控电源连接。可选地，所述数据采集器包括数据采集模块、分析与控制模块和通信模块；数据采 集模块采集所述所有传感器模拟信息并将信息传递给分析与控制模块，分析与控制模块对 该信息进行傅里叶变换和小波变换并将相应的运算结果通过通信模块传输至显示装置显示。可选地，所述数据采集模块包括依次级联的输入信号端子板、光电隔离单元、抗混 淆滤波单元、采样保持单元以及模拟量/数字量转换单元，所述输入信号端子板接收前述 所有传感器的信号，所述模拟量/数字量转换单元和所述分析与控制模块连接。可选地，该装置还包括缓冲装置，该缓冲装置设置于悬臂梁的自由端，缓冲装置上 设置有硅橡胶缓冲垫，硅橡胶缓冲垫的上表面与悬臂梁的上表面平齐。可选地，所述动态响应试验装置还包括电涡流传感器，该电涡流传感器设置于悬 臂梁的自由端并与数据采集器连接。一种悬臂梁动态响应主动控制试验装置包括悬臂梁动态响应试验装置、多通道压 电陶瓷驱动电源和压电作动器；悬臂梁动态响应试验装置包括试验台架、运动发生和控制 装置、压电传感器、位移和速度传感器、电涡流传感器、多通道电荷放大器、数据采集器和显 示装置；试验台架包括悬臂梁和质量块，悬臂梁一端为固定端，另外一端为自由端；质量块 位于悬臂梁上表面；运动发生和控制装置与所述质量块连接并牵引质量块在悬臂梁上表面 滑动；压电传感器粘贴于悬臂梁下表面且与多通道电荷放大器连接；位移和速度传感器安 装在试验台架上并与数据采集器连接；数据采集器与多通道电荷放大器连接；显示装置与 数据采集器相连，用于显示结果及获取指令；所述多通道压电陶瓷驱动电源与位于悬臂梁 下表面的压电作动器连接和数据采集器连接，数据采集器将获取的振动特征通过通信模块 传递给显示装置显示，数据采集器根据显示装置获取的指令对采集的数据进行处理后输出 控制电压给多通道压电陶瓷驱动电源，多通道压电陶瓷驱动电源将控制电压加以放大并施 加到所述压电作动器上而抑制悬臂梁振动。可选地，所述数据采集器包括数据采集模块、分析与控制模块、模拟量输出模块和 通信模块；数据采集模块采集所述所有传感器的模拟信息并将信息传递给分析与控制模 块，分析与控制模块对该信息进行傅里叶变换和小波变换后并将相应的运算结果通过通信 模块传输至显示装置显示，分析与控制模块通过通信模块接收显示装置的指令并处理指令 后输出信号给模拟量输出模块，模拟量输出模块将信息传给多通道压电陶瓷驱动电源。可选地，模拟量输出模块包括依次级联的数模转换器、光电隔离单元、模拟多路切 换器、跟随放大器以及输出信号端子板，所述模数转换单元和分析与控制模块连接，所述输 出信号端子板与多通道压电陶瓷驱动电源连接。可选地，所述试验台架还包括工作台、下板、两块导轨和两块上板；下板固定在工 作台上，下板的中部形成凹槽，凹槽两侧为凸台；所述悬臂梁的固定端固定于凹槽内；两导 轨相对平行设置于凹槽的侧壁且与悬臂梁垂直接触；所述质量块的侧面分别与导轨接触；两块上板分别设置于所述凸台和导轨的上端面并压紧所述导轨，所述位移和速度传感器设 置在试验台架的上板上。可选地，所述工作台、下板和上板通过螺栓固定连接在一起，所述下板、上板、导轨 和悬臂梁通过螺栓连接在一起而压紧导轨和悬臂梁于上板和下板之间。可选地，所述运动发生和控制装置包括伺服电机、电机控制器和程控电源，伺服电 机的输出轴通过绕线端子与质量块连接，电机控制器与伺服电机和程控电源连接。可选地，所述数据采集器包括数据采集模块、分析与控制模块和通信模块；数据采 集模块采集所述所有传感器模拟信息并将信息传递给分析与控制模块，分析与控制模块对 该信息进行傅里叶变换和小波变换并将相应的运算结果通过通信模块传输至显示装置显 示。可选地，所述数据采集模块包括依次级联的输入信号端子板、光电隔离单元、抗混 淆滤波单元、采样保持单元以及模拟量/数字量转换单元，所述输入信号端子板接收前述 所有传感器的信号，所述模拟量/数字量转换单元和所述分析与控制模块连接。可选地，该装置还包括缓冲装置，该缓冲装置设置于悬臂梁的自由端，缓冲装置上 设置有硅橡胶缓冲垫，硅橡胶缓冲垫的上表面与悬臂梁的上表面平齐。可选地，所述动态响应试验装置还包括电涡流传感器，该电涡流传感器设置于悬 臂梁的自由端并与数据采集器连接。本实用新型的有益效果是1、本实用新型由于包括压电传感器、加速度传感器、位移和速度传感器，因此，可 以利用位移和速度传感器检测作用于悬臂梁的时变载荷特征，利用压电传感器、加速度传 感器、电涡流传感器检测弹性体结构在时变载荷下的应变响应、加速度响应与位移响应，将 所述传感器的信号进行傅里叶变换和小波变换后获得悬臂梁振动的动态特性，无论是强迫 振动，还是自由振动，均可得到快速抑制，减振效果明显。2、伺服电机的输出轴的绕线端子与所述质量块连接可以将输出轴的转动转化为 质量块的直线运动，包括勻速运动和变速运动，便于控制质量块的运动形式。3、通过电涡流传感器检测悬臂梁自由端位移，获取悬臂梁横向振动的幅值大小以 及悬臂梁的变形信息，提高振动主动控制系统检测的振动信息精度，缩短响应时间，提高振 动主动控制的技术水平。4、所述试验装置包括缓冲装置，该缓冲装置可以阻止质量块因为惯性移动而脱离 悬臂梁。
图1是本实用新型悬臂梁动态响应试验装置的试验台架的结构示意图；图2是本实用新型悬臂梁动态响应试验装置的结构示意图；图3是本实用新型悬臂梁动态响应试验装置的数据采集器的结构示意图；图4是本实用新型悬臂梁动态响应主动控制试验装置的结构示意图；图5为本实用新型悬臂梁动态响应主动控制试验装置的数据采集器的结构示意 图。
具体实施方式
以下结合附图进一步说明本实用新型的结构特征。请参阅图1，本实用新型悬臂梁动态响应试验装置的试验台架1包括工作台11、下 板12、悬臂梁13、两块导轨14、两块上板15、质量块16、第一螺杆17和第二螺杆18。工作台11的两侧分别设置有第一螺孔。下板12固定在工作台11上，下板12的中部形成有凹槽121而使得凹槽121的两 侧形成凸台122。凹槽121的底壁1211上开设有第二螺孔。每一凸台122上开设有与第一 螺孔对应的第三螺孔。悬臂梁13 —端为固定端，另外一端为自由端。悬臂梁13的固定端开设有与第二 螺孔对应的第四螺孔。悬臂梁13的上表面为工作表面。两导轨14上分别开设有与第二螺孔对应的第五螺孔，导轨14在本实施例中主要 起导向作用，确保质量块16的运动状态。每一块上板15的两端分别开设有与第一螺孔对应的第六螺孔和与第二螺孔对应 的第七螺孔。试验台架1通过如下方式连接在一起第一螺栓17分别依次穿过第七螺孔、第四螺孔、第五螺孔和第二螺孔并在第一螺 杆17的两端连接螺帽而将悬臂梁13的固定端安装在凹槽121内、将两块导轨14平行设置 在凹槽121的侧壁1212上并与悬臂梁13垂直连接、将两导轨14压紧在下板12和上板15 之间。然后，第二螺栓18分别穿过上板15的第六螺孔、下板12的第三螺孔和工作台11的 第一螺孔并在第二螺栓18的两端连接螺帽而将上板15、下板12和工作台11连成整体。最 后，质量块16位于悬臂梁13的上表面上，质量块16的两侧与导轨14接触。请参阅图2，本实用新型悬臂梁动态响应试验装置包括试验台架1、运动发生和控 制装置2、压电传感器3、加速度传感器4、位移和速度传感器5、多通道电荷放大器6、数据采 集器7和显示装置8。试验台架1采用前述方式组装而成。请参阅图2，运动发生和控制装置2包括伺服电机21、电机控制器22、程控电源 23。所述伺服电机21的输出轴通过绕线端子与质量块16连接。伺服电机21与电机控制 器22连接。程控电源23是可编程的电源。请参阅图2，压电传感器3安装在悬臂梁13的下表面。在本实施例中，压电传感 器3通过粘贴胶水粘贴在悬臂梁13的下表面，该粘结胶水通过三种化学物质合成，其成分 和比例如下(重量比)环氧稀释剂固化剂=100 10 25 30。请参阅图2，加速度传感器4安装在悬臂梁13自由端的下端面且与多通道电荷放 大器6连接，具体的，加速度传感器4通过胶水或螺母固定于悬臂梁13自由端下表面。请参阅图2，位移和速度传感器5通过支架安装在试验台架1的上板15上并且与 质量块16和数据采集器7连接，为了测量移动载荷的速度和位移，位移和速度传感器5通 过传感器的永久电磁铁连接于移动质量块，位移和速度传感器5位于悬臂梁的中轴面上。 位移和速度传感器5为一个集成式的传感器，其能同时检测对象的位移与速度。请参阅图2，多通道电荷放大器6与所述压电传感器3和加速度传感器4连接，多 通道电荷放大器6是一单台仪器。[0050]请参阅图3，所述数据采集器7包括数据采集模块71、分析与控制模块72和通信 模块73。所述数据采集模块71包括依次级联的输入信号端子板711、光电隔离单元712、抗 混淆滤波单元713、采样保持单元714以及模拟量/数字量转换单元715。所述输入信号端 子板711接收多通道电荷放大器6和位移和速度传感器5的信号。所述数据采集模块71 与分析与控制模块72连接具体是分析与控制模块72与所述模拟量/数字量转换单元715 连接。通信模块73和分析与控制模块72以及显示装置8连接。请参阅图1和图2，本实用新型悬臂梁动态响应试验装置的试验过程如下启动程控电源23，程控电源23输出电压给电机控制器22，电机控制器22使得伺 服电机21转动，由于质量块16是通过绕线端子与伺服电机21连接，因此，伺服电机21的 旋转运动被转化为质量块16在悬臂梁13上的直线运动。由于程控电源23是可编程的，因 此，通过程序设定，程控电源23输出不同的电压使得伺服电机21具有不同的转速，从而，质 量块16在悬臂梁13上有多种运动形式(包括勻速运动和变速运动)。质量块16在悬臂 梁13上运动而触发的悬臂梁13的应变信号、加速度信号以及作用于悬臂梁上的移动载荷 位移信号和速度信号可以分别相应的通过压电传感器、加速度传感器以及位移和速度传感 器得到。该等传感器获取信号的过程分别详述如下1、压电信号的获取悬臂梁13在移动质量块16激励作用下产生横向振动，导致微 应变产生，粘贴于悬臂梁13的压电传感器3基于压电正效应，感应相应电荷；然后将电荷信 息传递给多通道电荷放大器6，多通道电荷放大器6将电荷信息放大后传输给数据采集模 块71的输入信号端子板711后传输至光电隔离单元712，光电隔离单元712可将输入输出 间互相隔离，具有良好的电绝缘能力和抗干扰能力；接着，传输至抗混淆滤波单元713，抗 混淆滤波单元713保证采样的信号不失真；然后，传输至采样保持单元714，采样保持单元 714将在时间上连续变化的模拟振动信号转换为随时间变化的脉冲信号；最后传输至模拟 量/数字量转换单元715后进入分析与控制模块72。2、加速度信号的获取加速度传感器4用于测量移动质量作用下的悬臂梁自由端 强迫振动与自由振动阶段的加速度变化。悬臂梁13横向振动时的加速度信号通过压电正 效应，转化为相应的电荷量，并通过连接于加速度传感器4的多通道电荷放大器6将该电荷 信号转换为电压信号，经过数据采集模块71的输入信号端子板711、光电隔离单元712、抗 混淆滤波单元713、采样保持单元714和模拟量/数字量转换单元715传输至分析与控制模 块72。输入信号端子板711、光电隔离单元712、抗混淆滤波单元713、采样保持单元714和 模拟量/数字量转换单元715如何处理信号在处理压电传感器3的信号时已经叙述，在此 不再赘述。3、位移和速度信号的获取位移和速度传感器5采用MTS TempoSonics RPV0750 型传感器，该传感器利用传感器材料的磁致伸缩效应，采用非接触方式检测与移动质量块 同步运动的活动磁铁位移和速度，由于磁铁和传感器并无直接之接触，因此传感器可以在 极恶劣的工业环境下使用，永不会造成损耗。该传感器可以同时输出位移和速度信号。位 移和速度传感器5获取的信号也经过输入信号端子板711、光电隔离单元712、抗混淆滤波 单元713、采样保持单元714和模拟量/数字量转换单元715传输至分析与控制模块72。[0058]分析与控制模块72获取上述压电传感器3、加速度传感器4以及位移和速度传感 器5的信息后，对上述信息采用傅里叶变换和小波变换后将处理结果通过通信模块73传递 给显示装置8显示。分析与控制模块72对所获取的信号进行傅里叶变化和小波变换，比如， 通过加速度传感器4获取悬臂梁自由端在移动质量作用下的瞬态响应，对其进行频谱分析 和小波变换，可获取移动载荷激励下的悬臂梁动态响应中各阶模态所占比率，从而，获取到 动态特性的模态，通过加速度信号可以获取悬臂梁的固有频率，通过位移、加速度或应变响 应曲线计算获取阻尼。请参阅图2，所述悬臂梁动态响应试验装置包括电涡流传感器9，电涡流传感器9 用于测量移动质量作用下的悬臂梁自由端位移变化，电涡流传感器9为非接触式测试仪 器，测量时电涡流传感器由专用夹具固定于悬臂梁13自由端上面位置即可，当悬臂梁振动 时，电涡流传感器9即可感应位移信号。该电涡流传感器9设置于悬臂梁13的自由端并与 数据采集器71的输入信号端子板711连接，电涡流传感器9采集的信号依次通过所述输入 信号端子板711、光电隔离单元712、抗混淆滤波单元713、采样保持单元714、模拟量/数字 量转换单元715实现模数转换后传输至分析与控制模块72，分析与控制模块72对电涡流传 感器9获取的信号进行小波变换和福利叶变换后通过通信模块73传输至显示装置8显示。 通过检测悬臂梁13自由端位移，获取悬臂梁的变形信息，并与悬臂梁13的自由端加速度振 动信号进行比较，消除噪声与加速度传感器4拾取的高频干扰信号，以提高振动主动控制 系统检测的振动信息精度，减少信号分析时间，提高振动主动控制的技术水平。请参阅图2，本实用新型还包括缓冲装置10，该缓冲装置10设置于悬臂梁13的自 由端，缓冲装置10上设置有硅橡胶缓冲垫，硅橡胶缓冲垫的上表面与悬臂梁13的上表面平 齐。该缓冲装置用于阻止质量块16因为惯性移动而与悬臂梁13脱离。如图4所示，以本实用新型的悬臂梁动态响应试验装置为基础，本实用新型还提 供了一种悬臂梁主动控制试验装置，该装置在悬臂梁动态响应试验装置的基础上增设多通 道压电陶瓷驱动电源101和压电作动器102，此时，所述显示装置8为计算机103。请参阅图5，在主动控制试验装置中，所述数据采集器7除了包括数据采集模块 71、分析与控制模块72和通信模块73外，还包括模拟量输出模块74，该模拟量输出模块74 包括依次连接的数模转换器741、光电隔离单元742、模拟多路切换器743、跟随放大器744 以及输出信号端子板745。所述模拟量输出模块75通过模数转换器741和分析与控制模块 72连接。所述输出信号端子板755与多通道压电陶瓷驱动电源101连接，所述多通道陶瓷 驱动电源101与粘结于悬臂梁13下端面的压电作动器102连接。本实用新型移动载荷作用下悬臂梁主动振动控制的工作过程如下分析与控制模块72获取加速度传感器、位移和速度传感器、压电传感器获取的信 息后，对梁强迫振动与自由振动响应进行实验模态分析，获取梁振动特征，同时，将获取的 振动特征通过通信模块73传递给计算机103显示，然后，根据该振动特性，通过计算机103 接收指令并将指令传递给分析与控制模块72，分析与控制模块72根据该指令将位移信号、 加速度信号以及压电传感器感应的应变信号进行数据融合，并将融合结果与具体控制策略 结合，应用优化算法对振动试验系统获取的参数进行求解，并基于PID控制、自适应模糊控 制或对消控制等方法，经过实时计算后通过模拟量输出模块74向压电陶瓷驱动电源101输 出控制电压，通过压电陶瓷驱动电源101对控制电压加以放大，输出驱动电压作用于压电
9作动器102，压电作动器102在驱动电压作用下产生逆压电效应，输出可控力或力矩作用于 悬臂梁，实现对梁振动的主动控制。 综上所述，本实用新型的移动载荷作用下悬臂梁动态响应试验装置通过压电传感 器、加速度传感器以及位移和速度传感器获取悬臂梁的振动信息，然后通过该信息进行傅 里叶变换和小波变换，从而，获取悬臂梁在移动载荷作用下的动态特性，为实现移动质量激 励的梁振动动态响应全面分析，便于结构设计人员定性的分析和了解移动载荷运动质量和 运动速度参数变化对梁振动响应影响的发展趋势。然后根据动态特性，通过计算机向数据 采集器7发出指令给多通道压电陶瓷驱动电源101，多通道压电陶瓷驱动电源101输出电压 给压电作动器102，压电作动器102给予悬臂梁13作用力而抑制悬臂梁13的振动，无论是 强迫振动，还是自由振动，均可得到快速抑制，减振效果明显。
权利要求1.一种悬臂梁动态响应试验台架，其特征在于该台架包括工作台、下板、悬臂梁、两 块导轨、两块上板和质量块；下板固定在工作台上，下板的中部形成凹槽，凹槽两侧为凸台； 悬臂梁的一端为固定端，另外一端为自由端，悬臂梁的固定端固定于凹槽内；两导轨平行设 置于凹槽的两相对侧壁且与悬臂梁垂直接触；所述质量块位于悬臂梁上表面，质量块的侧 面与导轨接触；两块上板分别设置于所述凸台和导轨的上端面并压紧所述导轨。
2.一种悬臂梁动态响应试验装置，其特征在于该装置包括试验台架、运动发生和控 制装置、压电传感器、位移和速度传感器、加速度传感器、多通道电荷放大器、数据采集器和 显示装置；试验台架包括悬臂梁和质量块，悬臂梁一端为固定端，另外一端为自由端，质量块位于 悬臂梁上表面；运动发生和控制装置与所述质量块连接并牵引质量块在悬臂梁上表面滑动；压电传感器粘贴于悬臂梁下表面且与多通道电荷放大器连接；加速度传感器安装在悬臂梁自由端的下表面且与多通道电荷放大器连接；位移和速度传感器安装在试验台架上并与数据采集器连接；数据采集器与多通道电荷放大器连接；显示装置与数据采集器相连，将数据采集器采集的数据进行显示。
3.如权利要求2所述的悬臂梁动态响应试验装置，其特征在于所述试验台架还包括 工作台、下板、两块导轨和两块上板；下板固定在工作台上，下板的中部形成凹槽，凹槽两侧 为凸台；所述悬臂梁的固定端固定于凹槽内；两导轨相对平行设置于凹槽的侧壁且与悬臂 梁垂直接触；所述质量块的侧面分别与导轨接触；两块上板分别设置于所述凸台和导轨的 上端面并压紧所述导轨，所述位移和速度传感器设置在试验台架的上板上。
4.如权利要求3所述的悬臂梁动态响应试验装置，其特征在于所述工作台、下板和上 板通过螺栓固定连接在一起，所述下板、上板、导轨和悬臂梁通过螺栓连接在一起而压紧 导轨和悬臂梁于上板和下板之间。
5.如权利要求2所述的悬臂梁动态响应试验装置，其特征在于所述运动发生和控制 装置包括伺服电机、电机控制器和程控电源，伺服电机的输出轴通过绕线端子与质量块连 接，电机控制器与伺服电机和程控电源连接。
6.如权利要求2所述的悬臂梁动态响应试验装置，其特征在于所述数据采集器包括 数据采集模块、分析与控制模块和通信模块；数据采集模块采集所述所有传感器模拟信息 并将信息传递给分析与控制模块，分析与控制模块对该信息进行傅里叶变换和小波变换并 将相应的运算结果通过通信模块传输至显示装置显示。
7.如权利要求6所述的悬臂梁动态响应试验装置，其特征在于所述数据采集模块包 括依次级联的输入信号端子板、光电隔离单元、抗混淆滤波单元、采样保持单元以及模拟量 /数字量转换单元，所述输入信号端子板接收前述所有传感器的信号，所述模拟量/数字量 转换单元和所述分析与控制模块连接。
8.如权利要求2所述的悬臂梁动态响应试验装置，其特征在于该装置还包括缓冲装 置，该缓冲装置设置于悬臂梁的自由端，缓冲装置上设置有硅橡胶缓冲垫，硅橡胶缓冲垫的 上表面与悬臂梁的上表面平齐。
9.如权利要求2所述的悬臂梁动态响应试验装置，其特征在于所述动态响应试验装置还包括电涡流传感器，该电涡流传感器设置于悬臂梁的自由端并与数据采集器连接。
10.一种悬臂梁动态响应主动控制试验装置，其特征在于包括悬臂梁动态响应试验 装置、多通道压电陶瓷驱动电源和压电作动器；悬臂梁动态响应试验装置包括试验台架、运动发生和控制装置、压电传感器、位移和速 度传感器、多通道电荷放大器、数据采集器和显示装置；试验台架包括悬臂梁和质量块，悬 臂梁一端为固定端，另外一端为自由端；质量块位于悬臂梁上表面；运动发生和控制装置 与所述质量块连接并牵引质量块在悬臂梁上表面滑动；压电传感器粘贴于悬臂梁下表面且 与多通道电荷放大器连接；位移和速度传感器安装在试验台架上并与数据采集器连接；数 据采集器与多通道电荷放大器连接；显示装置与数据采集器相连，用于显示结果及获取指 令；所述多通道压电陶瓷驱动电源与位于悬臂梁下表面的压电作动器连接和数据采集器 连接，数据采集器将获取的振动特征通过通信模块传递给显示装置显示，数据采集器根据 显示装置获取的指令对采集的数据进行处理后输出控制电压给多通道压电陶瓷驱动电源， 多通道压电陶瓷驱动电源将控制电压加以放大并施加到所述压电作动器上而抑制悬臂梁 振动。
11.如权利要求10所述的悬臂梁动态响应主动控制试验装置，其特征在于所述数据 采集器包括数据采集模块、分析与控制模块、模拟量输出模块和通信模块；数据采集模块采 集所述所有传感器的模拟信息并将信息传递给分析与控制模块，分析与控制模块对该信息 进行傅里叶变换和小波变换后并将相应的运算结果通过通信模块传输至显示装置显示，分 析与控制模块通过通信模块接收显示装置的指令并处理指令后输出信号给模拟量输出模 块，模拟量输出模块将信息传给多通道压电陶瓷驱动电源。
12.如权利要求11所述的悬臂梁动态响应主动控制试验装置，其特征在于模拟量输 出模块包括依次级联的数模转换器、光电隔离单元、模拟多路切换器、跟随放大器以及输出 信号端子板，所述模数转换单元和分析与控制模块连接，所述输出信号端子板与多通道压 电陶瓷驱动电源连接。
专利摘要一种悬臂梁动态响应试验装置包括试验台架、运动发生和控制装置、压电传感器、位移和速度传感器、加速度传感器、多通道电荷放大器、数据采集器和显示装置；试验台架包括悬臂梁和质量块，悬臂梁一端为固定端，另外一端为自由端，质量块位于悬臂梁上表面；运动发生和控制装置与所述质量块连接并牵引质量块在悬臂梁上表面滑动；压电传感器粘贴于悬臂梁下表面且与多通道电荷放大器连接；加速度传感器安装在悬臂梁自由端的下表面且与多通道电荷放大器连接；位移和速度传感器安装在试验台架上并与数据采集器连接；数据采集器与多通道电荷放大器连接；显示装置与数据采集器相连，将数据采集器采集的数据进行显示。本实用新型能够获取悬臂梁的动态特性。
文档编号G01M7/02GK201780194SQ20092029516
公开日2011年3月30日 申请日期2009年12月28日 优先权日2009年12月28日
发明者王娟, 胡红生, 钱苏翔 申请人:嘉兴学院