[发明专利]一种高精度低g值冲击加速度波形发生装置在审
申请号: | 201910805914.8 | 申请日: | 2019-08-29 |
公开(公告)号: | CN110455486A | 公开(公告)日: | 2019-11-15 |
发明(设计)人: | 孙浩琳;张大治 | 申请(专利权)人: | 中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所 |
主分类号: | G01M7/08 | 分类号: | G01M7/08 |
代理公司: | 11639 北京理工正阳知识产权代理事务所(普通合伙) | 代理人: | 毛燕<国际申请>=<国际公布>=<进入国 |
地址: | 100095*** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 加速度波形 精密丝杠 锤体 砧体 碰撞系统 电磁力 空气力 电机 波形发生器 一体化加工 并列安装 冲击脉宽 冲击设备 电机机构 定位准确 发生装置 谐振频率 运动支撑 自动切换 成形 对心 法兰 脉宽 限位 底座 测量 自由 | ||
1.一种高精度低g值冲击加速度波形发生装置,其特征在于:主要由冲击激励结构、碰撞系统、运动支撑系统和底座(7)组成;
所述冲击激励结构包括电磁力锤(1)、空气力锤(2)和精密丝杠电机(3)机构;所述电磁力锤(1)和空气力锤(2)并列安装在所述精密丝杠电机(3)上,通过精密丝杠电机(3)实现激励结构定位准确的自动切换,得到较宽的冲击加速度和脉宽的测量范围;
冲击激励结构采用电磁力锤(1)和空气力锤(2)组合的方式构成,电磁力锤(1)是采用电磁力激励的电磁锤,空气力锤(2)是采用压缩空气激励的空气锤;电磁力锤(1)由于激励电压有限,所能提供的冲击能量大小受限制,空气力锤(2)用于弥补电磁力锤(1)冲击能量大小受限制的不足;通过上述两种方式的激励源的结合,能够满足不同量程及精度的冲击加速度校准及测试;
所述碰撞系统主要由锤体(11)、砧体(9)和波形发生器(5)构成,所述锤体(11)和砧体(9)用于实现对心自由碰撞,锤体(11)和砧体(9)的运动限位部分采用一体化加工成形的法兰设计以提高整体的谐振频率;
所述较宽的冲击加速度和脉宽的测量范围指加速度范围(2~1000)g、冲击脉宽时间范围(0.5~10)ms。
2.如权利要求1所述的一种高精度低g值冲击加速度波形发生装置,其特征在于:所述运动支撑系统包括锤体运动支撑系统和砧体运动支撑系统;
所述锤体运动支撑系统包括高精密空气轴承(14)、空气轴承安装套(12)、轴承端盖(13)和安装套压环(4),所述高精密空气轴承(14)安装在所述空气轴承安装套(10)中,所述轴承端盖(13)用于对所述高精密空气轴承(14)进行固定和限位,所述锤体(11)在所述空气轴承安装套(10)中由所述高精密空气轴承(14)支撑;
所述砧体运动支撑系统包括高精密空气轴承(15)、空气轴承安装套(10)、轴承端盖(16)和安装套压环(6),所述高精密空气轴承(15)安装在所述空气轴承安装套(10)中,所述轴承端盖(16)用于对所述高精密空气轴承(15)进行固定和限位,所述砧体(9)在所述空气轴承安装套(10)中由所述高精密空气轴承(15)支撑;
所述运动支撑系统采用高精密空气轴承(14、15)的支撑方式,保证砧体(9)始终受到对称力的作用,解决在锤体(11)和砧体(9)运动过程中由于非对称里的作用而导致出现转动或者其他非轴向运动分量的问题。
3.如权利要求1或2所述的一种高精度低g值冲击加速度波形发生装置,其特征在于:所述冲击激励结构的电磁力锤(1)、空气力锤(2)均采用直线导轨列阵为活塞的运动提供精确导向,有效的减少因摩擦、结构偏摆导致的能量损失,提高冲击力输出的重复性和可控性。
4.如权利要求3所述的一种高精度低g值冲击加速度波形发生装置,其特征在于:为了保证高精密空气轴承(14、15)的压缩空气能够进气畅通,在高精密空气轴承(14、15)内壁对应的位置设有匹配的进出气口,以保证气流能够顺利进入高精密空气轴承(14、15)各部分,有效均匀地支撑锤体(11)和砧体(9),进而避免机械结构部分的谐振以及外界环境的干扰对冲击运动部分的不利影响。
5.如权利要求4所述的一种高精度低g值冲击加速度波形发生装置,其特征在于:所述波形发生器(5)安装在所述锤体(11)端面,在锤体(11)和砧体(9)的碰撞面之间起缓冲作用,避免锤体(11)和砧体(9)直接碰撞产生的强烈谐振现象的影响,所述波形发生器(5)选用材料包括毛毡、硅胶、聚氨酯,不同材料的冲击脉冲波形发生器(5)会产生不同的冲击加速度脉冲波形。
6.如权利要求5所述的一种高精度低g值冲击加速度波形发生装置,其特征在于:所述底座(7)采用V型槽的结构,所述运动支撑系统通过安装套压环(4、6)固定在所述底座(7)的V型槽中间。
7.如权利要求6所述的一种高精度低g值冲击加速度波形发生装置,其特征在于:所述空气力锤(2)采用快开球形气阀,提高械阀门响应速度。
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