專利名稱：自支撐且自對準的振動激發(fā)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于對諸如汽車車體部件的物體的振動行為進行測量的設(shè)備。在上下 文中，被檢查的物體，在下文中稱作測量物體，進行振動，且可以例如測量該部件發(fā)射出多 大的聲音。測量物體通過在明確限定的位置施加振蕩或至少動態(tài)作用力而進行振動。為了 更好地描述振動行為，希望人們精確地知道測量物體承受的是哪個力，即，該力的方向和該 力的大小隨時間的波動。本發(fā)明尤其涉及一種用于使被檢查的測量物體以受控的方式承受明確限定 的振動作用力的設(shè)備。在這一領(lǐng)域，這種設(shè)備，在下文中稱為“振動激發(fā)器(vibration excitator)”，通常由英文詞“shaker (搖蕩器)”來表示。因為振動激發(fā)器本身是已知的， 在此不需要過多地討論。
背景技術(shù)：
振動激發(fā)器包括主體，該主體具有較大的質(zhì)量，且打算用作配重和/或被支撐，例 如被固定的外界支撐，或被被檢查的測量物體支撐。而且，振動激發(fā)器包括用于在振動激發(fā) 器和被檢查的測量物體之間通過施加振動作用力而建立激發(fā)聯(lián)接的動態(tài)部件。這一動態(tài)部 件，通常用英文詞“stinger (刺激器)”來表示，它能相對于該主體運動，且具有彈性，以避 免被檢查的測量物體的振動行為被干擾。而且，振動激發(fā)器包括驅(qū)動部件，例如電力機械轉(zhuǎn) 換器、液壓機械轉(zhuǎn)換器、氣動機械轉(zhuǎn)換器，該驅(qū)動部件致使該主體和刺激器根據(jù)控制信號互 相相對運動，至少在該主體和刺激器上施加共同的作用力。為了能精確地測量施加的作用力有多大、和/或能精確地測量在作用力的位置測 量物體的位移/加速度有多大，所以設(shè)置一個或多個傳感器，它們可以安裝在刺激器內(nèi)?，F(xiàn)有的振動激發(fā)器具有一些缺點和/或限制。第一個限制涉及可以傳遞的作用力的大小。希望能傳遞更大的作用力，但為達到 這一目的需要使主體更大，且使刺激器的振動幅度相對于主體更大，這需要更大的空間。因 為搖蕩器用于測試現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)，經(jīng)常僅可利用有限的空間，所以希望搖蕩器的尺寸盡可能 地小。而且，希望振動激發(fā)器可用于所有的位置和方位。大多數(shù)現(xiàn)有的振動激發(fā)器僅可 用于一個或小數(shù)目的方位，且不能或僅能以復(fù)雜的方式，將現(xiàn)有的振動激發(fā)器以任何方位 和在任何位置加裝到測量物體上。好的振動激發(fā)器是高價格的精密儀器?？捎糜诙鄠€位置 和任何方位的振動激發(fā)器意味著成本有相當(dāng)大的節(jié)省。在本文中，振動激發(fā)器自身的主體 承受重力是個問題。尤其是，對于自支撐的振動激發(fā)器，即僅通過刺激器連接于測量物體且 主體沒有支撐于固定外界上或測量物體上的振動激發(fā)器，這是個問題。因此，在這種情況 下，主體的重量被刺激器承載，結(jié)果刺激器可能變形，其中變形取決于方位。因為這種變形，所以可能出現(xiàn)施加的作用力不再正確地對準，這可能有各種各樣的不希望的效果，可能不 利地影響檢查結(jié)果。為了防止這種變形，人們將主體通過附加的加裝裝置加裝到測量物體 上，但這種附加的加裝裝置的使用具有缺點，即振動激發(fā)器的安裝更復(fù)雜且在被檢查的測 量物體上施加了不希望的影響。應(yīng)當(dāng)指出的是存在著自支撐但沒有刺激器的振動激發(fā)器，所以它們在重力的影響 下不(或幾乎不)偏斜(脫離位置)。然而，在這種情況下，被檢查的測量物體不能自由地 振動，且被檢查的測量物體的振動行為受振動激發(fā)器的影響。刺激器應(yīng)當(dāng)這樣設(shè)計，即它可以傳遞振動方向上的振蕩壓力和拉力，且它在所有 其他自由度(諸如橫向上平移；和所有轉(zhuǎn)動方向)上是柔性的，以便在執(zhí)行自由振動的過程 中阻止測量物體在涉及的方向上盡可能地小，且以便使所涉及的那些方向上的力的分量最 小。因此，振動激發(fā)器是易受影響的。在使用過程中，刺激器的作用力傳遞端通過膠水或通 過螺釘連接或其他連接固定在測量物體上。在安裝過程中，和后來去除振動激發(fā)器時，刺激 器承受可能損害刺激器和/或振動激發(fā)器主體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的作用力?，F(xiàn)有這樣的振動激發(fā)器，其中測量由測量物體執(zhí)行的振動運動的振動傳感器加裝 到靠近刺激器的測量物體上。因為這種傳感器僅對其加裝點位置的振動敏感，所以這種振 動傳感器的安裝的缺點是它不能測量被刺激器承載的位置的振動行為。還有這樣的振動激 發(fā)器，其中振動傳感器安裝在刺激器的端部。然而，在這種情況下，該振動激發(fā)器受被刺激 器施加的作用力的影響，這影響傳感器的測量信號。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種改進的振動激發(fā)器。尤其是，本發(fā)明旨在提供一種可以快速且容易地加裝在被檢查的測量物體上的振 動激發(fā)器，在任何位置和以任何方位，其中不需要從外部支撐振動激發(fā)器。尤其是，本發(fā)明旨在提供一種振動激發(fā)器，其能沿精確地已知的方向和精確地已 知的位置施加精確地已知的作用力。尤其是，本發(fā)明旨在提供一種能精確地測量施加的作用力和測量物體的感應(yīng)振動 運動的振動激發(fā)器。根據(jù)本發(fā)明的第一方面。主體相對于固定外界或被檢查的測量物體沒有支撐，且 主體的全部重量由刺激器承載。刺激器這樣設(shè)計，即施加的作用力的至少一個參數(shù)總是明 確限定且已知的、且對應(yīng)于設(shè)計標準。該參數(shù)例如可以是作用力的方向、或作用點。由于沒 有外部支撐部件，除了節(jié)省成本之外，還降低了空間需求。而且，由于這一原因，安裝振動激 發(fā)器變得更簡單，因為不需要執(zhí)行安裝和加裝到這些支撐部件上的動作。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，刺激器的作用力傳遞端設(shè)有傳感器，且設(shè)有通過主要在 傳感器周圍的刺激器將作用力轉(zhuǎn)換成施加在測量物體上的裝置。因此，該傳感器可以更精 確地提供測量數(shù)據(jù)。


本發(fā)明的這些和其他方面、特征和優(yōu)點將通過下面參照附圖的描述進一步解釋， 其中相同的附圖標記表示相同或類似的部件，其中
圖1和2A-B示意地示出了已知的振動激發(fā)器的原理；圖3A-D示意地示出了彈性中心點的限定；圖4A-B示意地示出了本發(fā)明的振動激發(fā)器的幾個方面；圖5A示意地示出了帶有傳感器的刺激器端部的已知結(jié)構(gòu)；圖5B-E示意地示出了帶有本發(fā)明提出的集成傳感器的刺激器端部的結(jié)構(gòu)細節(jié)；圖5F示意地示出了為改善拾取器和測量物體之間的接觸使用高粘性物質(zhì)；圖5G示意地示出了在拾取器80的前面81上使用特殊形狀的接觸點；以及圖6A-6D示出了本發(fā)明的其他實現(xiàn)形式。
具體實施例方式圖1示意地示出了已知設(shè)計的振動激發(fā)器1，用于對測量物體V進行振動檢查。振 動激發(fā)器1包括較重的主體2，該主體2通過加裝部件4a加裝到測量物體V上、和/或通過 加裝部件4b加裝到固定外界上。而且，振動激發(fā)器1包括刺激器3，該刺激器適于在被稱為 工作方向的方向上向測量物體V傳遞振動力，其中在圖中，工作方向為水平方向。為此，振 動激發(fā)器1包括驅(qū)動部件5，在下文中也稱作致動器，該致動器接合到主體2上、并且接合到 刺激器3的第一端3a上，且適于在所述工作方向上向主體2和刺激器3施加相互作用力。 致動器5可以例如是電動機械轉(zhuǎn)換器、或液壓機械轉(zhuǎn)換器、或氣動機械轉(zhuǎn)換器、或其他適當(dāng) 的類型。施加的力取決于致動器所接收到的控制信號，為了簡化，圖中沒有示出控制信號。 如果控制信號是振蕩的，那么作用力將振蕩，刺激器3和主體2將會在工作方向上互相相對 振動。為了使這種相對的振動運動成為可能，振動激發(fā)器1包括引導(dǎo)部件6。與第一端3a相對的刺激器3的第二端3b與測量物體V直接接觸或經(jīng)由傳感器7 接觸。致動器5誘發(fā)的作用力被刺激器3傳遞到測量物體V (如箭頭Fe所示)，導(dǎo)致測量物 體振動；測量與振動作用力Fe的工作方向平行的該振動的分量，在圖中如箭頭X所示。布 置在測量物體V上靠近刺激器3的振動傳感器示為80。為了能夠很好地傳遞作用力Fe，刺激器3在工作方向上是相對剛性的。在兩個橫 向方向上以及所有轉(zhuǎn)動方向上，刺激器3是相對柔性的，以防止引發(fā)工作方向以外的其他 方向上的作用力、以及防止測量物體V的振動行為被整個振動激發(fā)器的質(zhì)量和剛度干擾。為了良好操作，在垂直于工作方向的方向上，刺激器3具有足夠的彈性是非常重 要的。參照附圖1，如前所述，刺激器3的第一端3a通過引導(dǎo)部件6和致動器5聯(lián)接到主體 2，并且在垂直于工作方向的方向上，引導(dǎo)部件6和致動器5可以提供一些彈性，但這些通常 是不足的。因此，希望刺激器3本身在其兩端3a和3b之間是以這樣的方式實施，即第二端 3b可以相對于刺激器的第一端3a彈性移動。因此，刺激器3優(yōu)選在其兩端3a和3b之間包 括至少一個彈性元件，例如直徑相對較小的桿、彈性體聯(lián)接塊等。主體2可以用通常的方式加裝到被檢查的測量物體V和/或固定的外界(參見圖 1，加裝裝置4a，4b)。然而，加裝主體2和刺激器3是相當(dāng)費力的。根據(jù)本發(fā)明的第一方面， 僅將刺激器3加裝到被檢查的測量物體V就足夠了。這樣，主體2不受測量物體V和環(huán)境 的約束，主體2的全部重量由刺激器3承載。這在圖2A中示意地示出，考慮到支撐4a和4b 被省略，圖2與圖1是可以比較的。振動激發(fā)器1的重心指示為G ；重力用箭頭Fz所示。在圖2A中，所施加的作用力的工作方向是水平的，且振動激發(fā)器1示為處于無重力的位置上。在加裝點61處，刺激器3的第二端3b固定到被檢查的測量物體V的豎直平 面Vv上。豎直平面Vv上通過所述加裝點61的垂直線指示為62。刺激器3的縱向軸線與 垂直線62對準。當(dāng)致動器5通電時，由刺激器3施加在測量物體V上的作用力F將接合于 所述點61處，且將沿所述垂直線62的方向。然而，在現(xiàn)實中，振動激發(fā)器1不是無重力的。作為主體2的重量由刺激器3承載 的結(jié)果，刺激器3將會變形。在引導(dǎo)部件6和致動器5處或多或少也會發(fā)生變形。這在圖 2B中示出。圖2B還示出了一種狀態(tài)，其中刺激器3在其整個長度上沿同一方向彎曲。由刺 激器所施加的作用力具有由致動器5的方位確定的方向63，該方向與設(shè)定的方向(垂直線 62)呈一角度并且在點64處與豎直平面Vv相交，點64相對于設(shè)定的作用點61偏移。本發(fā)明旨在提供一種解決這一問題的方案。為此，根據(jù)本發(fā)明，外罩這樣設(shè)計，即 無論是否與在該振動激發(fā)器中的引導(dǎo)部件和致動器的彈性行為組合，其平衡適于刺激器的 彈性行為。在這一方面的下述說明中，彈性刺激器、引導(dǎo)部件和致動器的組合將稱作刺激器 組合30。該刺激器組合30在圖4A-B中被簡化為桿，將被視為具有彈性中心點Me的彈性 體。主體2將被示為具有重心G的剛性體，重心G的位置相對于主體2是靜止的。在第一 近似中，彈性中心點Me的位置被認為相對于刺激器組合30是靜止的。主體2由刺激器組 合30在支撐點B上支撐。參照圖3A-D，彈性體301的彈性中心點Me定義如下。彈性體301設(shè)有剛性的作用 面302，且在303處連接到固定外界。較小的作用力F沿力的作用線304作用于剛性作用 面302上。如果力的作用線304與彈性中心點Me相交，那么作用力F導(dǎo)致作用面302的平 移(圖3B和3C)。如果力的作用線304不與彈性中心點Me相交，那么作用力F導(dǎo)致作用面 302平移和轉(zhuǎn)動(圖3D)。在圖4A中，與圖2A相比，振動激發(fā)器1示為處于中性位置。從彈性中心點Me到 加裝點61之間的距離示為Ll (在上下文中，刺激器3和刺激器組合30的形狀并不嚴格，同 樣，彈性桿或其他彈性裝置的結(jié)構(gòu)也不嚴格)。從支撐點B到加裝點61之間的距離(S卩，刺 激器組合30的長度)示為L2。從重心G到加裝點61之間的距離示為L3。刺激器組合30具有在豎直方向上平移的剛度Kx [N/m]，且刺激器組合30具有在角 向偏轉(zhuǎn)的剛度Kp [Nm]。在重力Fz的作用下，加裝點B將根據(jù)下式下沉距離Xb Xb = Fz/Kx (1)重力Fz根據(jù)下式在刺激器組合30上施加彎曲力矩M M = Fz · (L3-L1) (2)在彎曲力矩M的作用下，主體將根據(jù)下式轉(zhuǎn)動角φ:
φ=Μ/Κρ(3)這也是由刺激器組合30施加的激發(fā)作用力Fe相對于設(shè)定方向的角(參見圖2Β)。這一激發(fā)作用力Fe的作用點64相對于設(shè)定的作用點61根據(jù)下式向上移動距離
XF
7 在圖4B中，力的方向63與設(shè)定方向62的交點在65處示出；人們可以清楚地看到 交點65位于測量物體V前面，即在測量物體V面對主體2的前面一側(cè)。移動激發(fā)作用力Fe的作用點64和轉(zhuǎn)動力的方向63導(dǎo)致產(chǎn)生測量誤差。根據(jù)情 況，作用點64移動的影響可能大于力的方向63轉(zhuǎn)動的影響，或大致相反。如果激發(fā)作用力 Fe的力的方向63的轉(zhuǎn)動是最重要的誤差來源，那么本發(fā)明提供了優(yōu)化，其中激發(fā)方向63總 是與設(shè)定方向62保持平行。為此，在根據(jù)本發(fā)明的振動激發(fā)器的第一實施例變體中，所有 的部件包括致動器5都牢固地連接在主體2上的結(jié)構(gòu)是這樣設(shè)計的，即在刺激器組合30無 負載的情況下這一結(jié)構(gòu)的重心位于經(jīng)過彈性中心點Me的豎直平面內(nèi)，該豎直平面垂直于 刺激器的縱向軸線。這一平面將稱為“彎曲中心平面”。在這種情況下，根據(jù)公式2和3，Ll = L3，且φ = 0。所述的交點65將位于無窮處，在測量物體V之外。激發(fā)作用力的作用點64 將向下移動距離Xb。優(yōu)選地，重心位于經(jīng)過彈性中心點Me的豎直線上，該線位于所述豎直彎曲中心平 面內(nèi)、或在僅偏離所述豎直線小的水平距離的位置。為了可用于從完全水平到完全豎直的 所有方位，所述重心G優(yōu)選與彈性中心點Me重合。如果刺激器3為均勻的桿，且引導(dǎo)部件和致動器的彈性變形可忽略地小，對于最 佳和理想的結(jié)構(gòu)來說，其中交點65位于無窮遠處，那么L2 = 2 · L3。如果激發(fā)作用力F的作用點64移動是最重要的誤差來源，那么本發(fā)明提供了最優(yōu) 化，其中激發(fā)力F的作用點64總是與設(shè)定的作用點61重合。為此，在根據(jù)本發(fā)明的振動 激發(fā)器的第二實施例變體中，刺激器的結(jié)構(gòu)這樣設(shè)計，即彈性中心點Me位于遵從下式的位 置L2=jihi)￥x ⑸在這種情況下，根據(jù)公式4，Xf = 0。所述交點65將與測量物體V的前面重合。這樣，激發(fā)力Fe的作用點64不移動。如果刺激器3為均勻的桿，且引導(dǎo)部件和致動器的彈性變形可忽略地小，對于最 佳和理想的結(jié)構(gòu)來說，其中交點65與所述前面重合，那么L2 = 1. 5 · L3.除了所述優(yōu)化之外，本發(fā)明已經(jīng)提供了改進，如果激發(fā)力Fe的作用點64向下移動 幾乎等于Xb的距離。在這種情況下，所述交點65將總是位于測量物體V的前面之外，即在 測量物體V遠離主體2的前面一側(cè)。因此，在這種情況下，通常是下式
κL\<L3<Ll + —^- (6)
Kx · Ll如前文所指出，為了檢查測量物體V，經(jīng)常需要為它設(shè)置拾取器，以便能測量由測 量物體在激發(fā)位置和激發(fā)方向?qū)嶋H進行的振動運動。拾取器可包括絕對或相對加速度拾取 器、速度拾取器、位移拾取器等。這樣的拾取器可位于刺激器3附近(如圖1所示)，但這 種配置方式的缺點是在偏離設(shè)定測量位置的測量位置即刺激器3接合的位置進行測量。而 且，兩個部件必須連接于被檢查的測量物體是個缺點。所以，將拾取器集成到刺激器3的端部3b本身是公知的，且甚至可把它與測量振
8動激發(fā)器施加的作用力的作用力拾取器集成。圖5A示意地示出了具有測量物體V、刺激器 端部3b和位于它們之間的拾取器6的已知配置方式，該拾取器固定在測量物體V上和刺激 器端部3b的頭端面3c上，所以拾取器6跟隨測量物體V和刺激器端部3b的運動。然而， 這種已知構(gòu)造的問題在于拾取器承受由刺激器端部3b施加在測量物體V上的壓力和拉力， 這可能影響拾取器6產(chǎn)生的測量信號。本發(fā)明的第二方面涉及由本發(fā)明提出的通過刺激器3的第二端3b的適當(dāng)結(jié)構(gòu)實 現(xiàn)的一種解決這些問題的方案，其中帶有集成傳感器的該刺激器的第二端加裝在被檢查的 測量物體上。該第二方面可以獨立于前文論述的第一方面應(yīng)用。圖5B和5C以大比例示出了該第二方面。在刺激器端部3b的頭端面3c上，布置 有凹入的傳感器容納腔82，其中拾取器80這樣布置，即傳感器不接觸容納腔。腔82還設(shè) 有形成拾取器80和刺激器端部3b之間的連接的彈性裝置83 ；在所示示例中，那些彈性裝 置83示為布置在加速度拾取器80和腔82底部之間的彈簧，但這些彈性裝置83的各種其 他實施例也是可能的。例如，該彈性裝置可包括膜懸掛或彈性墊圈。傳感器和測量物體V之間的接觸可以通過例如磁性、膠粘、螺釘或其他連接形成。 刺激器頭端面3c與測量物體V的連接可以例如通過磁性、膠粘、螺釘或其他連接形成。傳 感器和測量物體V之間的接觸也可以通過壓力實現(xiàn)，其中不需要在傳感器和測量物體V之 間的固定連接。應(yīng)當(dāng)指出的是，拾取器80當(dāng)然設(shè)有一或多個用于與信號處理裝置連接的信號線， 但為簡單起見在附圖中沒有示出。彈性裝置83相對于刺激器端部3b這樣保持拾取器80，即在無負載的狀態(tài)下(圖 5B)，拾取器80稍從腔82凸出，超出頭端面3c。當(dāng)如本發(fā)明所述實現(xiàn)的刺激器固定到測量物體V上時(圖5C)，從腔82凸出的拾 取器80接觸測量物體V，且被測量物體V壓入腔82內(nèi)，直到刺激器頭端3c接觸測量物體 V。在該過程中，因為腔82具有大于拾取器80的深度(軸向尺寸)，所以拾取器不接觸腔 82的底部。刺激器3經(jīng)腔82的壁84剛性連接于測量物體V。所以，最大部分的動態(tài)/振 蕩作用力經(jīng)腔82的壁84從刺激器傳遞給測量物體V。僅小部分動態(tài)/振蕩作用力經(jīng)彈性 裝置83傳遞給拾取器80。應(yīng)當(dāng)指出的是，腔優(yōu)選具有大于拾取器的橫向尺寸，以便如果因為測量物體V的 表面不完全平坦，拾取器在腔82內(nèi)傾斜，防止拾取器可能接觸腔的壁。顯然，在本發(fā)明提出且在圖5B-C中示出的構(gòu)造下，由刺激器3在測量物體V上施 加的作用力經(jīng)腔82的壁引導(dǎo)，所以不或幾乎不加載在拾取器80上。優(yōu)選地，所述構(gòu)造尤其是剩余端面3c的形狀是相對于刺激器3的縱向軸線轉(zhuǎn)動對 稱的，且拾取器80基本上相對于該縱向軸線居于中心在這種情況下，即，由刺激器3施加 在測量物體上的作用力F可以認為與拾取器80的測量位置重合。實際上，測量物體V的表面不完全平坦也可以。在這種情況下，拾取器80的前面 81 (即，拾取器80面對測量物體V的端面)將不以理想的方式接觸測量物體V的表面，且測 量物體V的振動不以正確的或期望的方式傳遞給拾取器80。為了解決或至少減輕這一問題，可以在拾取器80的前面81上施加相符合的高粘 性物質(zhì)89，諸如液體、漿糊、軟性合成材料、膠水等。圖5F以大比例示出了這種高粘性物質(zhì)89將填充由測量物體V的表面和/或拾取器80的前面81的可能不平整導(dǎo)致的中間空間， 因此將改善向拾取器80的振動傳遞。在該圖中，可能的不平整的高度差夸大地繪出。在另一種解決方案中，本發(fā)明提出在拾取器80的前面81上設(shè)置三個觸點88。觸 點88優(yōu)選以等邊三角形的模式排列，接近拾取器80的前面81的邊緣，并且每個觸點88優(yōu) 選為金字塔或圓錐的形狀。圖5G示意地示出了這種結(jié)構(gòu)。由于這些措施，可以保證拾取器 80總能以確定的方式，也就是三點接觸的方式接觸測量物體V。拾取器80的前面81上可 以設(shè)置多個觸點，從而在實際中，總是至少有三個觸點能夠與測量物體V良好接觸，但是， 哪些(多少)觸點處于工作狀態(tài)并不總是明確知道的。如果需要，圖5G的結(jié)構(gòu)可以與圖5F的高粘性物質(zhì)組合使用。為了有利于把刺激器3安裝在測量物體上，刺激器第二端3b優(yōu)選為可拆卸的安裝 部件，如圖5D和5E所示。在兩圖中，刺激器本體的剩余部分，即沒有可拆卸的安裝部件3b 的刺激器由附圖標記3d示出?？刹鹦兜陌惭b部件3b具有頭端面3c和傳感器容納腔82。 與頭端面相對，可拆卸的安裝部件3b設(shè)有聯(lián)接部件85，該部件與刺激器剩余部分3d的自 由端上的聯(lián)接部件86匹配。在適當(dāng)?shù)膶嵤├?，如圖所示，刺激器的剩余部分3d設(shè)有外螺 紋86，可拆卸的安裝部件3b設(shè)有對應(yīng)的內(nèi)螺紋85?；蛘?，可以例如采用卡扣連接、或磁性 連接、或任何其他的適當(dāng)連接。在圖5D所示的實施例中，傳感器容納腔82完全位于可拆卸的安裝部件3b內(nèi)，且 傳感器80由可拆卸的安裝部件3b保持。在圖5E所示的實施例中，傳感器容納腔82部分 位于可拆卸的安裝部件3b (82)內(nèi)，部分位于刺激器的剩余部分3d的自由端(822)內(nèi)，且傳 感器80由剩余的刺激器部分3d保持。這種可拆卸的安裝部件的一個重要優(yōu)點是人們可以首先將該可拆卸安裝部件3b 固定在測量物體V上，隨后將刺激器3d安裝在安裝部件3b上。當(dāng)需要去除搖蕩器時，安裝 部件3b可以保持裝在測量物體V上，在隨后的階段重新使用。有多個互相相同的安裝部件 3b也是可行的，這些部件以預(yù)備的狀態(tài)在不同位置固定在測量物體V上。然后，為了改變測 量位置，人們僅需要從一個安裝部件3b上去除刺激器3d，并將其固定到下一個安裝部件3b 上。這樣，可以更快地進行刺激器的安裝和拆卸。圖6A和6D示出了本發(fā)明的另一種實施方式。圖6A示意地示出了作用力傳遞部件90的剖面，該部件包括作用力傳遞本體95， 該本體具有用于安裝在被檢查的測量物體(未示出)上的頭端面91、和用于接受作用力的 相對端面94。該作用力可以通過刺激器產(chǎn)生，如前文中所述，但該作用力業(yè)可以通過例如 錘子提供。傳感器容納腔92凹入在頭端面91內(nèi)，振動傳感器93安裝在其中。對于容納腔 92和振動傳感器93，與在前文中關(guān)于腔82和傳感器80的敘述分別相同，所以不需要重復(fù)。圖6B示意地示出了作用力傳遞部件90的變體，其中作用力傳感器96容納在兩端 面91和94之間，該傳感器適用于測量由作用力傳遞本體95從作用力接受端面94傳遞到 頭部安裝端面91的作用力的大小。這種作用力傳遞部件90的實施例也稱為阻抗傳感器。 因為具有集成的作用力傳感器的阻抗傳感器本身是公知的，所以這里可以省略其更多的廣 泛描述。圖6C示意地示出了作為阻抗傳感器的可拆卸的安裝部件3b的變體，其中作用力 傳感器97容納在其中。
圖6D示出作用力傳感器98也可以容納在刺激器3內(nèi)。對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，顯然本發(fā)明不限于在前文所述的示例性實施例，而 一些變體和改進可能也在如所附權(quán)利要求內(nèi)限定的本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種振動激發(fā)器，包括主體(2)；刺激器(3)，所述刺激器適于沿特定的工作方向相對于所述主體(2)運動；與主體(2)和刺激器(3)聯(lián)接的致動器(5)；其中，所述刺激器(3)具有與所述主體(2)聯(lián)接的第一端(3a)、和用于加裝到被檢查物體(V)上的相對的第二端(3b)；所述刺激器的第二端(3b)具有頭端面(3c)、以及布置在所述頭端面(3c)內(nèi)的凹入的傳感器容納腔(82)；傳感器(80)布置在所述容納腔(82)內(nèi)；所述振動激發(fā)器設(shè)有彈性裝置(83)，所述彈性裝置適于使所述傳感器(80)與所述容納腔(82)聯(lián)接；以及所述傳感器(80)不與所述容納腔(82)的壁和底部接觸。
2.如權(quán)利要求1所述的振動激發(fā)器，其特征在于，所述彈性裝置(83)相對于所述刺激 器第二端(3b)這樣保持所述傳感器(80)，即在無負載的狀態(tài)下，所述傳感器(80)稍微從所 述容納腔(82)凸出。
3.如權(quán)利要求1或2所述的振動激發(fā)器，其特征在于，所述容納腔(82)的深度(軸向 尺寸)大于所述傳感器(80)的深度。
4.如權(quán)利要求1-3任一所述的振動激發(fā)器，其特征在于，所述容納腔(82)的橫向尺寸 大于所述傳感器(80)的橫向尺寸。
5.如權(quán)利要求1-4任一所述的振動激發(fā)器，其特征在于，所述彈性裝置(83)適于在所 述傳感器(80)上施加彈性壓力，以便將所述傳感器壓在所述測量物體上。
6.如權(quán)利要求1-5任一所述的振動激發(fā)器，其特征在于，所述傳感器(80)具有前面 (81)，所述前面設(shè)有高粘性物質(zhì)(89)，諸如液體、漿糊、軟性合成材料、膠水等。
7.如權(quán)利要求1-6任一所述的振動激發(fā)器，其特征在于，所述傳感器(80)具有設(shè)置至 少三個接觸點(88)的前面(81)。
8.如權(quán)利要求7所述的振動激發(fā)器，其特征在于，所述接觸點(88)的數(shù)目等于三，所述 接觸點優(yōu)選以等邊三角形的模式布置在拾取器(80)的前面(81)的邊緣附近，且每個觸點 優(yōu)選具有金字塔或圓錐的形狀。
9.如前述任一權(quán)利要求所述的振動激發(fā)器，其特征在于，所述刺激器第二端(3b)可拆 卸地加裝到剩余刺激器部分(3d)上。
10.如權(quán)利要求8所述的振動激發(fā)器，其特征在于，所述刺激器第二端(3b)設(shè)有作用力 傳感器(98)。
11.如在引用權(quán)利要求1時權(quán)利要求9或10所述的振動激發(fā)器，其特征在于，所述傳感 器容納腔(82)完全位于所述刺激器第二端(3b)內(nèi)。
12.如在引用權(quán)利要求1時權(quán)利要求9或10所述的振動激發(fā)器，其特征在于，所述刺 激器第二端(3b)具有環(huán)形外觀，且所述傳感器容納腔(82)至少部分位于剩余刺激器部分 (3d)內(nèi)。
13.如前述任一權(quán)利要求所述的振動激發(fā)器，其特征在于，所述刺激器是細長的、柔性 的刺激器(3)，具有與所述工作方向相重合的縱向軸線。
14.一種用于刺激器(3)的可拆卸的端部件(3b)，所述端部件具有用于加裝到被檢查 物體(V)上的頭端面(3c)、以及布置在所述頭端面(3c)上的凹入的傳感器容納腔(82)，所 述容納腔完全位于所述端部件(3b)內(nèi)；其中，在所述容納腔(82)內(nèi)布置有傳感器(80)；所述端部件(3b)設(shè)有彈性裝置(83)，所述彈性裝置適于將所述傳感器(80)聯(lián)接到所 述容納腔(82)，且所述傳感器(80)不與所述容納腔(82)的壁和底部接觸；以及所述端部件(3b)在其與所述頭端面(3c)相對的端部設(shè)有用于與刺激器(3)可拆卸地 聯(lián)接的聯(lián)接裝置(85)。
15.如權(quán)利要求14所述的端部件，其特征在于，還設(shè)有作用力傳感器(97)。
16.一種用于刺激器(3)的可拆卸的端部件(3b)，所述端部件具有用于加裝到被檢查 物體(V)上的頭端面(3c)、以及布置在所述頭端面(3c)內(nèi)的凹入的傳感器容納腔(82)，其 中，所述端部件(3b)具有環(huán)形外觀；以及所述端部件(3b)在其與所述頭端面(3c)相對的端部設(shè)有用于與刺激器(3)可拆卸地 聯(lián)接的聯(lián)接裝置(85)。
17.一種作用力傳遞部件(90)，包括作用力傳遞本體(95)，所述本體具有用于安裝在 被檢查物體(V)上的頭端面(91)、和用于接受作用力的相對端面(94)；其中，傳感器容納腔(92)凹入在所述頭端面(91)內(nèi)；振動傳感器(93)布置在所述容納腔(92)內(nèi)；所述作用力傳遞部件設(shè)有彈性裝置(83)，所述彈性裝置適于將所述傳感器(93)聯(lián)接 到所述容納腔(92)；以及所述傳感器(93)不與所述容納腔(92)的壁和底部接觸。
18.如權(quán)利要求17所述的作用力傳遞部件(90)，其特征在于，作用力傳感器(96)容納 在所述兩個端面(91，94)之間。
19.一種使用如權(quán)利要求1-5任一所述的振動激發(fā)器的方法，其中諸如液體、漿糊、軟 性合成材料、膠水等的高粘性物質(zhì)(89)涂敷在傳感器(80)的前面(81)，隨后所述傳感器 (80)的所述前面(81)接觸測量物體(V)的表面，其中所述高粘性物質(zhì)(89)填充由測量物 體(V)的表面和/或拾取器(80)的前面(81)的可能的不平整造成的中間空間。
全文摘要
本發(fā)明描述了一種振動激發(fā)器，包括主體(2)；刺激器(3)，所述刺激器適于沿特定的工作方向相對于所述主體(2)運動；與主體(2)和刺激器(3)聯(lián)接的致動器(5)；其中所述刺激器(3)具有與所述主體(2)聯(lián)接的第一端(3a)，和用于加裝到被檢查物體(V)上的相對的第二端(3b)；所述刺激器(3)具有彈性中心點(Me)；所述主體(2)具有重心(G)；且L1＝L3，其中L1是沿所述工作方向測量的在所述彈性中心點(Me)與所述刺激器第二端(3b)之間的距離；L3是沿所述工作方向測量的所述重心(G)與所述刺激器第二端(3b)之間的距離。
文檔編號G10K11/24GK101923851SQ201010265590
公開日2010年12月22日 申請日期2006年2月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月8日
發(fā)明者P·J·G·范德林登 申請人:P·J·G·范德林登