一种阶跃激励器的制造方法
【专利摘要】一种阶跃激励器，属于刚度试验【技术领域】，其特征在于，包括压缩手柄(1)、固定壳体(4)、卡滞机构(5)、运行部件(6)、储能弹簧(7)、直线轴承(8)和挡板(10)；本发明的有益效果：整体系统结构简单，有效降低设计成本；阶跃激励器采用卡滞机构和操纵手柄，操纵简单，便于操纵，一般工作人员就能完成相关操纵；阶跃激励器安装有幅值调节螺母，可以设置输入不同幅值的阶跃信号。因此，本发明不仅改变了驱动方式，还改变了阶跃激励器工作原理，而且改变了结构形式，具有具有便于携带、操纵和结构简单、成本低、污染低等优点。
【专利说明】一种阶跃激励器
【技术领域】
[0001]属于刚度实验【技术领域】，具体涉及一种激励器的改进。。
【背景技术】
[0002]阶跃激振器广泛应用于航空、航天、船舶等设计试验环境中，是测试系统刚度性能不可或缺的设备之一。现有的阶跃激励器以液压作为驱动元件，对于环境的要求比较严格。图3所示，主要包括:液压缸20、伺服阀21、油路软管22、液压车23、控制系统24等，液压车23提供压力油，压力油通过很长的油路软管22与伺服阀21相连接，控制系统24根据试验要求给伺服阀21发出阶跃指令，伺服阀21开启，液压油进入液压缸20，驱动活塞移动，从而形成阶跃位移。
[0003]根据图6所示，由于液压车23体积比较庞大、质量笨重、需要油源、噪声较大，对试验环境要求比价苛刻，对试验环境污染较为严重，并且在试验环境改变情况下，移动不便，尤其在外场试验，不容易携带。
[0004]其次，由于油路软管22比较长，受到试验环境空间影响，安装困难，并且较长油路软管存在的粘弹性显著，影响着系统的伺服精度，不能很好的满足试验要求。
[0005]再次，阶跃激励器包含的组件较多，有控制系统24、液压系统液压车23、伺服阀21、液压缸20、油路软管22，因此造成整个系统设计成本较大，另外，各个部件通过管路或者线缆相连接，造成系统安装及调试过程复杂，再次，对于整个系统的操纵需要懂得相关知识的人员操纵，因此对于试验人员要求比较严格。基于分析现有阶跃激励器存在的不足，需要通过改变阶跃激励器的驱动系统，以减少阶跃激励器组成部件，具有便于携带、操纵和结构简单、成本低、污染低等优点。
【发明内容】
[0006]本发明的目的:设计一种阶跃激励器，能够实现位移阶跃信号的产生，并且具有便于携带、操纵和结构简单、成本低、污染低等特点。
[0007]本发明的技术方案:一种阶跃激励器，其特征在于，包括压缩手柄1、固定壳体4、卡滞机构5、运行部件6、储能弹簧7、直线轴承8和挡板10 ；
[0008]所述运动部件6由运动轴17、安全冒18和压力销19组成，运动轴17中部加工有阶梯状结构，安全帽18为圆环结构，运动部件6穿过固定壳体4的两端，固定壳体4 一端由装配有直线轴承8，另一端安装挡板10 ；
[0009]所述运动轴17径向最大半径处开有销孔，压力销一端通过过盈配合压入销孔内，压力销另一端通过过盈配合与安全帽连接；
[0010]所述的储能弹簧7为一个根据本发明性能要求自行设计的弹簧，起穿过运动轴17,—端与挡板10接触,另一端与运动轴17半径最大的端面接触。
[0011]所述固定壳体4两侧各有设置一个凸起，起支撑压缩手柄I作用；
[0012]所述卡滞机构5由卡滞冒13、固定冒14、卡滞杆15和预紧弹簧16构成；卡滞冒13是带有螺纹孔的凸形圆柱体所述的凸形圆柱体为圆形薄柱体上有一个相对较小的圆柱体、固定冒14是轴向开有内孔、端部开有通孔的凸形圆柱体、卡滞杆15是一端带有螺纹的阶梯轴；卡滞杆15穿过固定冒14的通孔，与卡滞冒13通过螺纹连接，卡滞杆15穿过预紧弹簧16，并通过卡滞杆径向凸起将预紧弹簧16卡入固定冒14的内孔；
[0013]所述压缩手柄I放在压力销19与固定壳体4的凸起之间，构成跷杆效应，驱使运动轴17运动。
[0014]所述卡滞机构5通过固定冒14与固定壳体4固定连接,卡滞杆15伸入壳体内。
[0015]所述挡板10与固定壳体4 一端通过螺栓9相连。
[0016]所述幅值调节螺母3为带有螺纹的凸形体，紧顶螺母2和幅值调节螺母3通过螺纹与运行部件6相连接。
[0017]所述固定壳体4上的凸起在卡滞杆15的轴线延长线上。
[0018]本发明的关键点:
[0019]一种激励器，包括储能弹簧、卡滞部件、运动部件、幅值调节螺母、壳体、直线轴承、挡板、紧定螺母、压缩手柄组成。储能弹簧安装在壳体与运动部件之间。卡滞部件通过螺栓与壳体相连。紧定螺母与幅值调节螺母通过螺纹捏在运动部件后端。直线轴承通过螺栓与壳体相连。挡板通过螺栓与壳体连接、压缩手柄通过壳体支撑点与压力销接触。
[0020]幅值调节螺母通过调节其与壳体之间的距离实现阶跃信号幅值变动。
[0021]卡滞机构由卡滞冒、预紧弹簧、卡滞杆、固定冒组成。预紧弹簧安装在固定冒与卡滞杆中间。卡滞冒通过螺纹与卡滞杆相连。
[0022]运动部件由运动轴、安全帽、压力销组成。运动轴分别与安全帽和压力销通过过盈配合连接在一起。
[0023]工作原理:在卡滞杆15没有受到轴向力作用，预紧弹簧处于压缩状态，保持卡滞杆15处于低位，当运动部件6经过卡滞杆15下端，当运动轴17的最大半径经过卡滞杆15时，卡滞杆15在轴向压力作用下向上运动,在运动轴17的最大半径经过卡滞部件5以后，卡滞杆15在预紧弹簧16作用下，阻止运动部件6在储能弹簧7的作用下反向运动。当操纵人员向上拉卡滞冒13，储能弹簧7突然释放能量，驱动运动部件6运动。
[0024]当需要不同幅值的阶跃信号时，通过调节幅值调节螺母右端面与挡板10之间的距离，就能设置阶跃激励器输出幅值。
[0025]安全帽18防止压缩手柄I在力矩作用下，滑出压力销19，压力销19带动运动轴17压缩储能弹簧7，实现能量的储存，压力销19分别与运动轴17和安全帽18通过过盈配合连接在一起。
[0026]在激励器使用中，使用垂直于压缩手柄I轴线的力，压力销19在压缩手柄作用下，沿直线运动，并且运动轴17顶起卡滞杆15，使其向上运动，当移动一段距离后，卡滞杆15在自身重力和预紧弹簧16的作用下，向下运动，卡住运动轴17，此时储能弹簧7被压缩，储存能量，当向上拉卡滞杆15，运动轴17在储能弹簧7作用下，突然直线运动，从而形成阶跃位移信号。
[0027]本发明的有益效果:阶跃激励器的液压驱动改为弹簧储能驱动，通过储能弹簧驱动运动部件移动，整个系统采用机械结构装置，不需要辅助设备，这样减少了液压系统压力车、油路软管、伺服阀、液压缸、控制系统等，因此，阶跃激励器结构部件的减少，使得整体系统结构简单，有效的降低设计成本。其次，阶跃激励器采用卡滞机构和操纵手柄，操纵简单，便于操纵，一般工作人员就能完成相关操纵。再次，阶跃激励器安装有幅值调节螺母，可以设置输入不同幅值的阶跃信号。因此，本发明不仅改变了驱动方式，还改变了阶跃激励器工作原理，而且改变了结构形式，具有具有便于携带、操纵和结构简单、成本低、污染低等优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]图1为阶跃激励器整体结构图
[0029]图2为图1俯视图
[0030]图3为幅值调节螺母
[0031]图4为卡滞机构
[0032]图5为运动部件
[0033]图6为现有阶跃激励器构成
【具体实施方式】
[0034]一种阶跃激励器，其特征在于，包括压缩手柄1、固定壳体4、卡滞机构5、运行部件
6、储能弹簧7、直线轴承8和挡板10 ；
[0035]所述运动部件6由运动轴17、安全冒18和压力销19组成，运动轴17中部加工有阶梯状结构，安全帽18为圆环结构，运动部件6穿过固定壳体4的两端，固定壳体4 一端由装配有直线轴承8，另一端安装挡板10 ；
[0036]所述运动轴17径向最大半径处开有销孔，压力销一端通过过盈配合压入销孔内，压力销另一端通过过盈配合与安全帽连接；
[0037]所述的储能弹簧7为一个根据本发明性能要求自行设计的弹簧，起穿过运动轴17,—端与挡板10接触,另一端与运动轴17半径最大的端面接触。
[0038]所述固定壳体4两侧各有设置一个凸起，起支撑压缩手柄I作用；
[0039]所述卡滞机构5由卡滞冒13、固定冒14、卡滞杆15和预紧弹簧16构成；卡滞冒13是带有螺纹孔的凸形圆柱体所述的凸形圆柱体为圆形薄柱体上有一个相对较小的圆柱体、固定冒14是轴向开有内孔、端部开有通孔的凸形圆柱体、卡滞杆15是一端带有螺纹的阶梯轴；卡滞杆15穿过固定冒14的通孔，与卡滞冒13通过螺纹连接，卡滞杆15穿过预紧弹簧16，并通过卡滞杆径向凸起将预紧弹簧16卡入固定冒14的内孔；
[0040]所述压缩手柄I放在压力销19与固定壳体4的凸起之间，构成跷杆效应，驱使运动轴17运动。
[0041]所述卡滞机构5通过固定冒14与固定壳体4固定连接,卡滞杆15伸入壳体内。
[0042]所述挡板10与固定壳体4 一端通过螺栓9相连。
[0043]所述幅值调节螺母3为带有螺纹的凸形体，紧顶螺母2和幅值调节螺母3通过螺纹与运行部件6相连接。
[0044]所述固定壳体4上的凸起在卡滞杆15的轴线延长线上。
[0045]卡滞杆15穿过固定冒14的通孔，与卡滞冒13通过螺纹连接，卡滞杆15穿过预紧弹簧16，并通过卡滞杆径向凸起将预紧弹簧16卡入固定冒14的内孔，滞机构5通过固定冒14与固定壳体4固定连接，卡滞杆15伸入壳体内。【具体实施方式】见图5所示。在卡滞杆15没有受到轴向力作用，预紧弹簧处于压缩状态，保持卡滞杆15处于低位，当运动部件6经过卡滞杆15下端，卡滞杆15在轴向压力作用下向上运动，在运动部件6经过卡滞部件5以后，卡滞杆15在预紧弹簧16作用下，阻止运动部件6在储能弹簧7的作用反向运动。当操纵人员向上拉卡滞冒13，储能弹簧7突然释放能量，驱动运动部件6运动。
[0046]所述安全帽18防止压缩手柄I在力矩作用下，滑出压力销19，压力销19带动运动轴17压缩储能弹簧7，实现能量的储存，压力销19分别与运动轴17和安全帽18通过过盈配合连接在一起。其【具体实施方式】如图6所示。
[0047]在卡滞杆15没有受到轴向力作用，预紧弹簧处于压缩状态，保持卡滞杆15处于低位，当运动部件6经过卡滞杆15下端，卡滞杆15在轴向压力作用下向上运动，在运动部件6经过卡滞部件5以后，卡滞杆15在预紧弹簧16作用下，阻止运动部件6在储能弹簧7的作用反向运动。当操纵人员向上拉卡滞冒13，储能弹簧7突然释放能量，驱动运动部件6运动。
[0048]通过调节幅值调节螺母右端面与挡板10之间的距离，就能设置阶跃激励器输出幅值。
[0049]压缩手柄I放在压力销19与固定壳体4的凸起之间，构成跷杆效应，驱使运动轴17运动。
【权利要求】
1.一种阶跃激励器，其特征在于，包括压缩手柄(I)、固定壳体(4)、卡滞机构(5)、运行部件(6)、储能弹簧(7)、直线轴承(8)和挡板(10)； 所述运动部件(6)由运动轴(17)、安全冒(18)和压力销(19)组成，运动轴(17)中部加工有阶梯状结构，安全帽(18)为圆环结构，运动部件(6)穿过固定壳体⑷的两端，固定壳体(4) 一端由装配有直线轴承(8)，另一端安装挡板(10)； 所述运动轴(17)径向最大半径处开有销孔，压力销一端通过过盈配合压入销孔内，压力销另一端通过过盈配合与安全帽连接； 所述的储能弹簧(7)为一个根据本发明性能要求自行设计的弹簧，起穿过运动轴(17)，一端与挡板(10)接触，另一端与运动轴(17)半径最大的端面接触。 所述固定壳体4两侧各有设置一个凸起，起支撑压缩手柄(I)作用； 所述卡滞机构(5)由卡滞冒(13)、固定冒(14)、卡滞杆(15)和预紧弹簧(16)构成；卡滞冒(13)是带有螺纹孔的凸形圆柱体(所述的凸形圆柱体为圆形薄柱体上有一个相对较小的圆柱体)、固定冒(14)是轴向开有内孔、端部开有通孔的凸形圆柱体、卡滞杆(15)是一端带有螺纹的阶梯轴；卡滞杆(15)穿过固定冒(14)的通孔，与卡滞冒(13)通过螺纹连接，卡滞杆(15)穿过预紧弹簧(16)，并通过卡滞杆径向凸起将预紧弹簧(16)卡入固定冒(14)的内孔； 所述压缩手柄(I)放在压力销(19)与固定壳体(4)的凸起之间，构成跷杆效应，驱使运动轴(17)运动。
2.根据权利要求1所述的阶跃激励器，其特征在于，所述卡滞机构(5)通过固定冒(14)与固定壳体⑷固定连接，卡滞杆(15)伸入壳体内。
3.根据权利要求1所述的阶跃激励器，其特征在于，所述挡板(10)与固定壳体(4)一端通过螺栓(9)相连。
4.根据权利要求1所述的阶跃激励器，其特征在于，所述幅值调节螺母(3)为带有螺纹的凸形体，紧顶螺母(2)和幅值调节螺母(3)通过螺纹与运行部件(6)相连接。
5.根据权利要求1所述的阶跃激励器，其特征在于，所述固定壳体(4)上的凸起在卡滞杆(15)的轴线延长线上。
【文档编号】G01M99/00GK104236941SQ201410424392
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年8月26日 优先权日:2014年8月26日
【发明者】范生荣, 杨送非, 赵良, 翟磊, 邹亚鹏 申请人:中国直升机设计研究所