本發(fā)明涉及一種懸掛激振器以實(shí)現(xiàn)其三向微調(diào)移動(dòng)且即停即鎖的懸掛裝置。

背景技術(shù)：

模態(tài)分析是結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性研究的一種方法，其中試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析是借助一些儀器設(shè)備進(jìn)行相關(guān)測(cè)試，通過(guò)采集試驗(yàn)過(guò)程中系統(tǒng)的輸入信號(hào)與輸出信號(hào)，再對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行參數(shù)識(shí)別就可以獲得結(jié)構(gòu)的模態(tài)參數(shù)，這些模態(tài)參數(shù)不僅能評(píng)估結(jié)構(gòu)的特性也能為結(jié)構(gòu)的優(yōu)化指引方向。在試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析中，常用的激勵(lì)方法有錘擊和激振器激勵(lì)兩種方法，在很多情況下激振器通過(guò)橡皮繩和固定于地面的懸掛裝置連接是一種可取的激振器彈性固定于地面的方式。

目前，存在的實(shí)現(xiàn)三軸移動(dòng)功能的懸掛裝置，存在著各種各樣的問(wèn)題。如塔吊雖能實(shí)現(xiàn)三向移動(dòng)，但不能實(shí)現(xiàn)XY兩個(gè)方向的各自移動(dòng)、且不能微調(diào)；三軸微調(diào)平臺(tái)也能實(shí)現(xiàn)三向移動(dòng)，也能實(shí)現(xiàn)微調(diào)，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、行程小，承載能力差等。而在試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析中用來(lái)懸掛激振器的懸掛裝置大多不具有三向微調(diào)移動(dòng)的功能，能實(shí)現(xiàn)即停即鎖的懸掛激振器的懸掛裝置更是寥若晨星，現(xiàn)在普遍使用的方法是慢慢移動(dòng)整個(gè)懸掛裝置，另外調(diào)整軟繩的固定位置和長(zhǎng)度來(lái)實(shí)現(xiàn)懸掛著的激振器前端頂桿與刀架被激勵(lì)點(diǎn)處安裝的力傳感器的連接，這種方法受到實(shí)驗(yàn)者人為影響因素很大，很可能會(huì)產(chǎn)生力矩，使傳遞函數(shù)計(jì)算有誤，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果誤差大，其原因如下：

輸入量通過(guò)力傳感器測(cè)量，力傳感器只能用來(lái)測(cè)量激勵(lì)力，而不能測(cè)量其它物理量(如力矩)，當(dāng)頂桿與力傳感器的連接不準(zhǔn)時(shí)就會(huì)引起輸入變化，如因?yàn)轫敆U彎曲而產(chǎn)生力矩，這時(shí)的輸入量包括激勵(lì)力和力矩，此時(shí)的輸出是激勵(lì)力和力矩共同作用下的響應(yīng)，傳遞函數(shù)為：

這種方法測(cè)量計(jì)算得到的傳遞函數(shù)是錯(cuò)誤的，因此在頻響分析時(shí)會(huì)存在很大的誤差，實(shí)驗(yàn)結(jié)果不準(zhǔn)確。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：提供一種在結(jié)構(gòu)試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析中用于懸掛激振器且能實(shí)現(xiàn)其三向微調(diào)移動(dòng)和即停即鎖的懸掛裝置及使用方法。該懸掛裝置制造成本低，操作方法簡(jiǎn)單，能實(shí)現(xiàn)激振器前端的頂桿與結(jié)構(gòu)被激勵(lì)點(diǎn)的的精準(zhǔn)連接。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的用于懸掛激振器的懸掛裝置可采用如下技術(shù)方案：

一種用于懸掛激振器的懸掛裝置，包括底座、安裝在底座并向上延伸的直線導(dǎo)軌、安裝在底座上的絲桿升降機(jī)、安裝在絲桿升降機(jī)頂端且橫向延伸的支撐臺(tái)、安裝在支撐臺(tái)上的微調(diào)平臺(tái)及安裝在微調(diào)平臺(tái)上的懸掛臺(tái)；

所述絲桿升降機(jī)包括帶有驅(qū)動(dòng)輪的蝸桿與套有蝸輪的絲桿，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)蝸桿調(diào)整絲桿的向上或向下運(yùn)動(dòng)；

所述直線導(dǎo)軌包括固定在底座上的下直線軸承、固定在支撐臺(tái)下方的上直線軸承、光軸；所述光軸的下端插入下直線軸承，光軸的上端穿過(guò)上直線軸承并穿過(guò)支撐臺(tái)；

所述微調(diào)平臺(tái)包括底板、承載于底板上的中間板及承載于中間板上的頂板，所述底板上表面設(shè)有第一導(dǎo)軌，中間板下表面設(shè)有與第一導(dǎo)軌配合的第一導(dǎo)槽，中間板的上表面設(shè)有與第一導(dǎo)軌正交設(shè)置的第二導(dǎo)軌，頂板的下表面設(shè)有與第二導(dǎo)軌配合的第二導(dǎo)槽；所述底板、中間板及頂板均具有兩個(gè)側(cè)面及兩個(gè)端面；

底板的一個(gè)側(cè)面上設(shè)有第一凸塊及水平穿過(guò)第一凸塊的第一螺栓，中間板的一個(gè)側(cè)面上具有向外凸出并抵靠第一螺栓的第一承力塊；底板的另一個(gè)側(cè)面上設(shè)有第二凸塊及水平穿過(guò)第二凸塊的第二螺栓，頂板的另一個(gè)側(cè)面上具有向外凸出并抵靠第二螺栓的第二承力塊；當(dāng)?shù)谝宦菟斨谝怀辛K使中間板沿著第一導(dǎo)軌前移，第二承力塊則頂著第二螺栓后退；

中間板的一個(gè)端面上設(shè)有第三凸塊及水平穿過(guò)第三凸塊的第三螺栓，頂板的一個(gè)端面上具有向外凸出并抵靠第三螺栓的第三承力塊；中間板的另一個(gè)端面上設(shè)有第四凸塊及水平穿過(guò)第四凸塊的第四螺栓，中間板的另一個(gè)端面上具有向外凸出并抵靠第四螺栓的第四承力塊；當(dāng)?shù)谌菟斨谌辛K使頂板沿著第二導(dǎo)軌前移，第四承力塊則頂著第四螺栓后退。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提出的方法具有以下有益效果：

1.該裝置能對(duì)三向(XYZ)的每個(gè)方向進(jìn)行各自移動(dòng)，進(jìn)行不斷移動(dòng)微調(diào)，從而以保證激振器前端頂桿與刀架被激勵(lì)點(diǎn)處安裝的力傳感器實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)連接，只傳遞力而不傳遞力矩。這時(shí)測(cè)量計(jì)算得到的傳遞函數(shù)是正確的，在后面的數(shù)據(jù)處理分析中得到的動(dòng)態(tài)特性參數(shù)將是正確且可靠的。

2.該裝置能實(shí)現(xiàn)即停即止的鎖緊功能，且對(duì)三個(gè)方向都可實(shí)現(xiàn)。

3.整個(gè)裝置所用的各個(gè)部件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，部分零件可以直接買到，沒(méi)有特殊工藝要求，成本低，能夠以較低的成本，高標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)功能要求。

4.根據(jù)實(shí)際需要，可對(duì)相關(guān)部件規(guī)格尺寸進(jìn)行修改，滿足不同空間約束和負(fù)載條件下的要求，在多種條件下，以多方式實(shí)現(xiàn)懸掛著的激振器前端頂桿和力傳感器的精準(zhǔn)連接。

進(jìn)一步的，本發(fā)明還提供了用于懸掛激振器的懸掛裝置的使用方法的技術(shù)方案：首先將掛有激振器的軟繩固定在懸掛臺(tái)上，并使激振器前端頂桿處于水平位置；然后觀察激振器前端頂桿和刀架激勵(lì)點(diǎn)的相對(duì)位置，通過(guò)搖轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)輪使蝸輪帶動(dòng)絲桿上下運(yùn)動(dòng)以實(shí)現(xiàn)激振器前端頂桿的上下微調(diào)移動(dòng)，微調(diào)平臺(tái)因其特定結(jié)構(gòu)通過(guò)擰轉(zhuǎn)螺絲可以實(shí)現(xiàn)激振器前端頂桿在水平面兩個(gè)方向(X向和Y向)的微調(diào)移動(dòng)和鎖止，最后可以達(dá)到激振器前端頂桿和結(jié)構(gòu)被激勵(lì)點(diǎn)處力傳感器的精準(zhǔn)連接。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明懸掛裝置的整體結(jié)構(gòu)立體圖。

圖2是本發(fā)明中底座的立體圖。

圖3是本發(fā)明中直線導(dǎo)軌的立體圖。

圖4是本發(fā)明中絲桿升降機(jī)的立體圖。

圖5是本發(fā)明中微調(diào)平臺(tái)的立體圖。

圖6是本發(fā)明中微調(diào)平臺(tái)的底板與中間板之間兩個(gè)螺栓及兩個(gè)承力塊布置的示意圖。

圖7是是本發(fā)明中微調(diào)平臺(tái)的中間板與頂板之間兩個(gè)螺栓及兩個(gè)承力塊布置的示意圖。

圖8是本發(fā)明中懸掛臺(tái)的立體圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明：

請(qǐng)參閱圖1所示，本發(fā)明公開了一種用于懸掛激振器的懸掛裝置，包括底座1、安裝在底座1并向上延伸的直線導(dǎo)軌2、安裝在底座1上的絲桿升降機(jī)3、安裝在絲桿升降機(jī)3頂端且橫向延伸的支撐臺(tái)4、安裝在支撐臺(tái)4上的微調(diào)平臺(tái)5及安裝在微調(diào)平臺(tái)5上的懸掛臺(tái)51。還包括套在懸掛臺(tái)上并向下延伸的軟繩(未圖示)，激勵(lì)器懸掛在軟繩上。

請(qǐng)結(jié)合圖2所示，所述底座1包括四塊鋁板，兩橫兩縱設(shè)置，其中兩塊鋁板承載于另外兩塊鋁板上，并用螺絲固定裝配成整體；所述底座下方設(shè)有帶有剎車的腳輪(未圖示)。當(dāng)整個(gè)懸掛裝置移動(dòng)到合適位置后，踩下腳輪上的剎車可以實(shí)現(xiàn)懸掛裝置相對(duì)于地面的鎖止。

請(qǐng)結(jié)合圖3所示，所述直線導(dǎo)軌2包括通過(guò)安裝座21固定在底座1上的下直線軸承22、固定在支撐臺(tái)4下方的上直線軸承23、光軸24；所述光軸24的下端插入下直線軸承22，光軸24的上端穿過(guò)上直線軸承23并穿過(guò)支撐臺(tái)4。

請(qǐng)結(jié)合圖4所示，所述絲桿升降機(jī)3包括帶有驅(qū)動(dòng)輪(在本實(shí)施方式中為手輪)的蝸桿31及與蝸桿31配合的套有蝸輪(絲杠與蝸輪以螺紋副連接)的絲桿32，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)蝸桿31與絲桿32之間形成蝸輪蝸桿傳動(dòng)從而調(diào)整絲桿32的向上或向下運(yùn)動(dòng)。絲桿32通過(guò)法蘭33固定在底座1上。而所述支撐臺(tái)4在絲杠升降機(jī)3的作用下，以直線導(dǎo)軌2為導(dǎo)向?qū)崿F(xiàn)上下移動(dòng)(Z向移動(dòng))，且絲杠升降機(jī)3中的絲杠32具有自鎖功能可實(shí)現(xiàn)支撐臺(tái)4升降的即停即鎖。所述絲桿32的上方通過(guò)法蘭33與支撐臺(tái)5連接，絲杠32的上下運(yùn)動(dòng)可以通過(guò)法蘭33傳到支撐臺(tái)4帶動(dòng)其上下移動(dòng)。

請(qǐng)結(jié)合圖5所示，所述微調(diào)平臺(tái)5包括底板6、承載于底板6上的中間板7及承載于中間板7上的頂板8，所述底板6上表面設(shè)有第一導(dǎo)軌61，中間板下表面設(shè)有與第一導(dǎo)軌61配合的第一導(dǎo)槽(未標(biāo)號(hào))，中間板7的上表面設(shè)有與第一導(dǎo)軌61正交設(shè)置的第二導(dǎo)軌(未圖示)，頂板8的下表面設(shè)有與第二導(dǎo)軌配合的第二導(dǎo)槽81。由于第一導(dǎo)軌與第二導(dǎo)軌的正交，使微調(diào)平臺(tái)5整體上能夠在在水平面內(nèi)兩個(gè)方向(即X向、Y向)各自移動(dòng)。

而進(jìn)一步的，為了實(shí)現(xiàn)微調(diào)平臺(tái)5內(nèi)中間板7及頂板8的即停即鎖，對(duì)微調(diào)平臺(tái)5的結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步的改進(jìn)。所述底板6、中間板7及頂板8均具有兩個(gè)側(cè)面及兩個(gè)端面。

結(jié)合圖6所示，底板6的一個(gè)側(cè)面上設(shè)有第一凸塊62及水平穿過(guò)第一凸塊62的第一螺栓63。中間板7的一個(gè)側(cè)面上具有向外凸出并抵靠第一螺栓63的第一承力塊71。底板6的另一個(gè)側(cè)面上設(shè)有第二凸塊64及水平穿過(guò)第二凸塊64的第二螺栓65。中間板7的另一個(gè)側(cè)面上具有向外凸出并抵靠第二螺栓65的第二承力塊72；當(dāng)?shù)谝宦菟?3頂著第一承力塊71使中間板沿著第一導(dǎo)軌前移，第二承力塊72則頂著第二螺栓65后退；這樣通過(guò)第一螺栓63的移動(dòng)會(huì)受到第二螺栓65限位的作用，反之第二螺栓65的移動(dòng)也會(huì)收到第一螺栓63的限位，從而使中間板7移動(dòng)的即停即鎖。

結(jié)合圖7所示，與上述中間板7移動(dòng)的即停即鎖原理相同。中間板7的一個(gè)端面上設(shè)有第三凸塊73及水平穿過(guò)第三凸塊73的第三螺栓74。頂板8的一個(gè)端面上具有向外凸出并抵靠第三螺栓74的第三承力塊82。中間板7的另一個(gè)端面上設(shè)有第四凸塊75及水平穿過(guò)第四凸塊75的第四螺栓76，頂板8的另一個(gè)端面上具有向外凸出并抵靠第四螺栓76的第四承力塊83。當(dāng)?shù)谌菟?4頂著第三承力塊82使頂板8沿著第二導(dǎo)軌前移，第四承力塊83則頂著第四螺栓76后退。

請(qǐng)參閱圖8所示，懸掛臺(tái)51上有穿孔也有固定螺絲，可以通過(guò)軟繩在多種條件下，實(shí)現(xiàn)多方式懸掛激振器。

進(jìn)一步的，可選的實(shí)施方式還包括，所述微調(diào)平臺(tái)位于支撐臺(tái)的一端，支撐臺(tái)的另外一端懸掛有用以與懸掛的激勵(lì)器保持平衡的配重(未圖示)。

而本發(fā)明同時(shí)公開用于懸掛激振器的懸掛裝置的使用方法的一個(gè)實(shí)施例，具體為：首先將掛有激振器的軟繩固定在懸掛臺(tái)上，并使激振器前端頂桿處于水平位置；然后觀察激振器前端頂桿和刀架激勵(lì)點(diǎn)的相對(duì)位置，通過(guò)搖轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)輪使蝸輪帶動(dòng)絲桿上下運(yùn)動(dòng)以實(shí)現(xiàn)激振器前端頂桿的上下微調(diào)移動(dòng)，微調(diào)平臺(tái)因其特定結(jié)構(gòu)通過(guò)擰轉(zhuǎn)螺絲可以實(shí)現(xiàn)激振器前端頂桿在水平面兩個(gè)方向的微調(diào)移動(dòng)和鎖止，最后可以達(dá)到激振器前端頂桿和結(jié)構(gòu)被激勵(lì)點(diǎn)處力傳感器的精準(zhǔn)連接。即能對(duì)三向(XYZ)的每個(gè)方向進(jìn)行各自移動(dòng)，進(jìn)行不斷移動(dòng)微調(diào)，從而以保證激振器前端頂桿與刀架被激勵(lì)點(diǎn)處安裝的力傳感器實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)連接，只傳遞力而不傳遞力矩。此時(shí)傳遞函數(shù)為：

這時(shí)測(cè)量計(jì)算得到的傳遞函數(shù)是正確的，在后面的數(shù)據(jù)處理分析中得到的動(dòng)態(tài)特性參數(shù)將是正確且可靠的。