一種空間方向激振力施加裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于振動測試、激振力施加及測試儀器測量誤差標(biāo)定領(lǐng)域，特別涉及一種基于壓電疊堆的空間方向激振力施加裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]振動測試試驗是工程技術(shù)領(lǐng)域中的一項基本試驗，也是工業(yè)產(chǎn)品研發(fā)的重要手段之一。工業(yè)生產(chǎn)中的零部件、構(gòu)件乃至整機基本都需要經(jīng)過振動測試試驗才能確定其可靠性、強度等力學(xué)性能。因此，振動測試試驗在許多重要的工程領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，如各種力測量儀器的標(biāo)定實驗，判斷各部件的動力強度和各種機械設(shè)備的性能、可靠性等。所以，激振器作為振動測試試驗的關(guān)鍵設(shè)備，其性能的高低直接影響到各項工程技術(shù)的進步和發(fā)展。
[0003]激振器是制造振源的裝置，由激振器產(chǎn)生的激振力作用于試驗對象的某一區(qū)域，使試驗對象產(chǎn)生強迫振動，所以，激振器是振動試驗中和傳感器、儀器校驗與標(biāo)定實驗中必不可少的裝置，它可以使被激試件受到所需要的動態(tài)力、位移或加速度。在力測量誤差標(biāo)定實驗中，通過比較已知的激振力和被激傳感器或儀器所測量的力可獲得被激傳感器或儀器的測量誤差，這對于改善力測量傳感器和儀器的測量精度具有重要的指導(dǎo)意義。常見的激振器有機械式、電磁式和電液式，這些激振器驅(qū)動裝置輸出頻帶窄，不能滿足精密工程領(lǐng)域高頻、微小位移激勵的要求。而壓電疊堆具有很大的工作頻率范圍，基于壓電疊堆的驅(qū)動器可用于精密機械與儀器中實現(xiàn)納米級的位移、力、加速度的高頻驅(qū)動。目前商業(yè)化的壓電激振器普遍存在結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定、輸出位移不能調(diào)節(jié)、激振力方向不能變化等問題，導(dǎo)致這些的激振器難以滿足精密力測量儀器標(biāo)定實驗所要求的性能，

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型提供一種空間方向激振力施加裝置，以解決目前激振器存在的結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定、激振頻率低、輸出位移不能自由調(diào)節(jié)、激振力方向不能在空間中改變的問題。
[0005]本實用新型采取的技術(shù)方案是:垂直導(dǎo)軌一和垂直導(dǎo)軌二分別通過緊定螺釘二和緊定螺釘三安裝在龍門型底座兩邊的支柱上，垂向運動體安裝在垂直導(dǎo)軌一和垂直導(dǎo)軌二上，可沿垂直導(dǎo)軌一和垂直導(dǎo)軌二上下移動，并由緊定螺釘一和緊定螺釘四固定位置，水平移動及轉(zhuǎn)動塊與垂向運動體的圓柱部分滑動連接、并且該水平移動及轉(zhuǎn)動塊還與該垂向運動體的圓柱部分轉(zhuǎn)動連接，該水平移動及轉(zhuǎn)動塊在垂向運動體的圓柱部分上的位置由緊定螺釘五、緊定螺釘十固定，圓盤固定在水平移動及轉(zhuǎn)動塊的底部，壓電疊堆支架通過螺母和墊片安裝在圓盤的下端，并可繞圓盤下端的圓形凸臺轉(zhuǎn)動，壓電疊堆支架相對于圓盤的位置由安裝在壓電疊堆支架上的緊定螺釘六和緊定螺釘十一固定，滑座底板安裝在壓電疊堆支架的下方，滑座安裝在滑座底板的下方，能沿滑座底板的燕尾槽做軸向移動、并通過滑座上的緊定螺釘七、緊定螺釘九與滑座底板緊定，壓電疊堆被滑座夾緊在滑座和壓電疊堆支架的微動平臺之間，壓電疊堆由滑座上的預(yù)緊螺釘八推動滑座上的移動塊進行預(yù)緊，杠桿放大機構(gòu)的基體通過兩個緊定螺釘十二安裝在壓電疊堆支架的前端，杠桿放大機構(gòu)的微轉(zhuǎn)平臺通過一個緊定螺釘十六安裝在壓電疊堆支架的微動平臺上，壓電疊堆支架的微動平臺在壓電疊堆的激勵下推動杠桿放大機構(gòu)的微轉(zhuǎn)平臺一起移動，壓電疊堆提供激振力，壓力傳感器夾緊機構(gòu)穿過杠桿放大機構(gòu)的長臂、并沿長臂移動，并由緊定螺釘十三和緊定螺釘十五固定位置，壓力傳感器通過一個緊定螺釘十四由壓力傳感器夾緊機構(gòu)上的杠桿機構(gòu)進行夾緊；
[0006]所述滑座的移動塊通過一對直板型柔性鉸鏈連接在滑座上，壓電疊堆支架的微動平臺由四個平行的直板型柔性鉸鏈連接在壓電疊堆支架上，通過擰緊預(yù)緊螺釘八使一對直板型柔性鉸鏈產(chǎn)生變形，從而推動滑座的移動塊，壓電疊堆被夾緊在滑座的移動塊和壓電疊堆支架的微動平臺之間；
[0007]所述杠桿放大機構(gòu)的長臂通過一個直板型柔性鉸鏈繞杠桿放大機構(gòu)的基體轉(zhuǎn)動，杠桿放大機構(gòu)的微轉(zhuǎn)平臺通過一個柔性鉸鏈繞杠桿放大機構(gòu)的長臂轉(zhuǎn)動；緊定螺釘十四與壓力傳感器夾緊機構(gòu)的杠桿機構(gòu)螺紋連接；
[0008]所述壓力傳感器夾緊機構(gòu)的結(jié)構(gòu)是:杠桿機構(gòu)通過柔性鉸鏈與基體連接。
[0009]本實用新型的優(yōu)點及有益效果:結(jié)構(gòu)新穎，裝置采用龍門型布局，有兩個支撐柱體，從而使結(jié)構(gòu)穩(wěn)定；采用壓電疊堆作為振源，壓電疊堆具有振動頻率高、定位精度高等優(yōu)點；由于壓電疊堆的輸出位移較小，本裝置采用了杠桿放大機構(gòu)對壓電疊堆的輸出位移進行放大，從而可以適應(yīng)不同標(biāo)定實驗的要求，且放大倍數(shù)為無級調(diào)節(jié)；本實用新型之裝置具有四個自由度:采用垂向運動體實現(xiàn)Y向移動，采用水平移動及轉(zhuǎn)動塊實現(xiàn)X向移動及繞X軸的轉(zhuǎn)動，并采用壓電疊堆支架繞固定圓盤實現(xiàn)Y軸的轉(zhuǎn)動，所以，可以在空間各向?qū)δ繕?biāo)展開激振，有效地擴大了該激振器的適用范圍?；c滑座底板之間的位移可調(diào)節(jié)，從而可以安裝不同長度和規(guī)格的壓電疊堆。本實用新型適用于一維或多維精密力傳感器或力測量儀的高頻動態(tài)力測量誤差的標(biāo)定實驗等。
【附圖說明】
[0010]圖1是激振力合力與XYZ三向激振力分力的示意圖；
[0011]圖2是一種空間方向激振力施加裝置的示意圖；
[0012]圖3是一種空間方向激振力施加裝置的示意圖；
[0013]圖4是一種空間方向激振力施加裝置的示意圖；
[0014]圖5是一種空間方向激振力施加裝置的正視圖；
[0015]圖6是一種空間方向激振力施加裝置的俯視圖；
[0016]圖7是一種空間方向激振力施加裝置的左視圖；
[0017]圖8是一種空間方向激振力施加裝置的剖視圖；
[0018]圖9是一種空間方向激振力施加裝置施加空間方向激振力時的示意圖；
[0019]圖10是一種空間方向激振力施加裝置施加空間方向激振力時的示意圖；
[0020]圖11是一種空間方向激振力施加裝置的龍門型底座示意圖；
[0021]圖12是一種空間方向激振力施加裝置的壓電疊堆支架示意圖；
[0022]圖13是一種空間方向激振力施加裝置的激振核心組件示意圖；
[0023]圖14是一種空間方向激振力施加裝置的滑座、壓電疊堆、壓電疊堆支架的配合示意圖；
[0024]圖15是一種空間方向激振力施加裝置的位移放大組件示意圖；
[0025]圖16是一種空間方向激振力施加裝置的壓電疊堆支架示意圖；
[0026]圖17是一種空間方向激振力施加裝置的滑座示意圖；
[0027]圖18是一種空間方向激振力施加裝置的杠桿放大機構(gòu)示意圖；
[0028]圖19是一種空間方向激振力施加裝置的垂向運動體示意圖；
[0029]圖20是一種空間方向激振力施加裝置的水平移動及轉(zhuǎn)動塊示意圖；
[0030]圖21是一種空間方向激振力施加裝置的圓盤示意圖；
[0031]圖22是一種空間方向激振力施加裝置的壓力傳感器夾緊機構(gòu)示意圖；
[0032]圖中:龍門型底座1、垂向運動體2、緊定螺釘一 3、垂直導(dǎo)軌一 4、緊定螺釘二 5、緊定螺釘三6、垂直導(dǎo)軌二 7、水平移動及轉(zhuǎn)動塊8、緊定螺釘四9、緊定螺釘五10、圓盤11、緊定螺釘六12、壓電疊堆支架13、杠桿放大機構(gòu)14、壓力傳感器夾緊機構(gòu)15、壓力傳感器16、滑座底板17、壓電疊堆18、滑座19、緊定螺釘七20、緊定螺釘八21、緊定螺釘九22、緊定螺釘十23、緊定螺釘十一 24、緊定螺釘十二 25、緊定螺釘十三26、緊定螺釘十四27、緊定螺釘十五28、墊片29、螺母30、緊定螺釘十六31。