一种半主动隔振电磁作动器测试台

摘要

本发明提供的是一种半主动隔振电磁作动器测试台。其组成包括夹紧机构、拉力测量机构、拉力作用机构、控制器等部分；夹紧机构包括由安装在底座上的两个楔型块组成的V型块，设置在V型块两侧的活动压板与固定压板；拉力作用机构包括安装在底座一端的支架，支架中安装的丝杆副以及手柄，所述丝杆副包括丝杆和螺母；拉力测量机构包括与丝杆连接的拉压传感器，拉压传感器通过螺纹连接一个连接杆，连接杆采用铰链连接拉杆，拉杆采用螺纹连接在电磁作动器的输出轴上；控制器接受拉压传感器反馈的拉力信号，处理后显示拉力的大小。本发明提供的半主动隔振电磁作动器测试台简单可靠，操作方便，适合于半主动隔振电磁作动器的静态性能测试。

说明书

(一)技术领域

本发明涉及的是一种柴油机半主动隔振电磁作动器的性能测试设备，特别是一种船用柴油机半主动隔振电磁作动器的静态特性的测试设备。

(二)背景技术

振动控制是振动工程领域内的一个重要分支，是振动研究的出发点和归宿。按振动控制系统是否需要外界能量，振动控制方法可分为两大类别：振动的被动控制和振动的主动控制。被动控制虽然具有不需要外界能源、方法简单、可靠性高等优点，但对超低频和宽带随机振动，隔振效果较差。主动控制可克服上述缺陷，它依靠结构和系统的振动信息作为反馈、并联能满足一定要求的作动器，或者用作动器代替被动隔振装置的部分或全部元件，通过适当控制作动器的动作，达到减振的目的。

作动器是主(半主)动控制系统中最常用的、最重要的元件之一，其作用是向系统施加控制信号，以按所需方式改变系统的响应。作动器是控制器和被控对象之间联系的纽带，是实现主动振动控制的关键部件，目前应用于控制领域的作动器，主要有电磁、气动、电液等几种。气、液传形式的作动系统具有功率大的特点，但其系统可靠性差、易污染、重量大、并且维护性差。电磁作动器基于磁力传动的工作原理，具有响应快、控制力大、无接触的优点。

电磁作动器的静态特性对隔振的实施效果有很大的影响，通过测量得到电磁作动器的静态特性是研究、设计、制造作动器的关键。

关于电磁作动器的性能测试装置的研究文献很少。其中2007年6月的江苏大学硕士论文“新型串接式高能电磁作动器的研制与性能试验”提到一种电磁作动器的输入输出特性测试方案，方案由信号发生器提供正弦信号，功率放大器将正弦信号放大后控制电磁作动器的振动。该方案包括：信号发生器、功率放大器、数据采集器、拉压传感器和计算机组成。该方案提出了一个原理框图，没有对实验测试装置结构原理进行描述。

2006年9月发表在机械工程杂志上的“新型高效电磁作动器的研制及特性分析”论文提到了作动器的性能试验。其原理为由33120A信号发生器发出正弦激励信号，经HEAS-5功率放大器进行功率放大，通过作动器的线圈产生电磁力，采用STL型拉/压力传感器测量作动力；正弦信号与作动力通过UA300型数据采集器输入计算机系统，采用VTCL-DSP虚拟测控系统采集信号。该方案提出了一个原理框图，没有对实验测试装置结构原理进行描述。

(三)发明内容

本发明的目的在于提供一种操作方便，能有效地实现电磁作动器静态性能的测试的一种半主动隔振电磁作动器测试台。

本发明的目的是这样实现的：

其组成包括夹紧机构、拉力测量机构、拉力作用机构、控制器等部分；夹紧机构包括由安装在底座上的两个锲型块组成的V型块，设置在V型块两侧的活动压板与固定压板；拉力作用机构包括安装在底座一端的支架，支架中安装的丝杆副以及手柄，所述丝杆副包括丝杆和螺母；拉力测量机构包括与丝杆连接的拉压传感器，拉压传感器通过螺纹连接一个连接杆，连接杆采用铰链连接拉杆，拉杆采用螺纹连接在电磁作动器的输出轴上；控制器接受拉压传感器反馈的拉力信号，处理后显示拉力的大小。

本发明还可以包括：

1、在固定压板上安装有一个刻度尺，在拉杆上安装有一个指针。

2、锲型块的位置调整合适后用螺钉紧固，V型块上铺有弹性胶皮。

本发明的测试台采用“V”型块定位电磁作动器的轴线位置，“V”型块的间距可以调整，在“V”型块的两侧各有一个压板，移动压板的位置来禁锢电磁作动器；测试台上安装一个丝杆副机构，通过旋转安装在丝杆副机构的手柄旋转丝杆，可控制电磁作动器输出轴的位置，丝杆副和电磁作动器输出轴间安装一个拉压传感器，拉压传感器的信号送给控制器以显示拉力大小，控制器可以控制输入给电磁作动器的电压以驱动作动器产生不同大小的电磁力。

通过利用丝杆副拉动电磁作动器输出轴以控制其准确位置，并通过控制器调节电磁作动器的电压大小，读取拉压传感器的数据，来获得电磁作动器的位移与电磁力的静态特性。

测试台上安装一个丝杆副机构，通过旋转安装在丝杆副机构的手柄旋转丝杆，可拖动电磁作动器输出轴到某一位置固定。

测试台采用“V”型块定位电磁作动器的轴线位置，“V”型块的间距可以调整。

在“V”型块的两侧各有一个压板，移动压板的位置来禁锢电磁作动器。

在丝杆副和电磁作动器输出轴间安装一个拉压传感器，拉压传感器的信号传给控制器以显示拉力大小。

控制器包括拉力测量和调节电磁作动器输入电压的功能，以控制电磁作动器的产生电磁力大小，并采集、显示拉压传感器反馈的拉力大小。

本发明提出了一种电磁作动器测试台，其结构简单，操作方便，能有效地实现电磁作动器静态性能的测试。

(四)附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的俯视图；

图3是安装有电磁作动器的结构示意图；

图4是控制器的结构示意图；

(五)具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：

结合图1，本发明一种半主动隔振电磁作动器测试台包含1、底座，2活动压板，3、控制器，4、V型块，5固定压板，6、刻度尺、7指针，8、拉杆，9、连接杆、10、拉压传感器、11、丝杠、12手柄、13、螺母、14、支架等零件组成。两个安装底座1上的锲型块组成V型块4，锲型块的位置调整合适后用螺钉紧固，V型块4上铺有弹性胶皮；在V型块4两侧有活动压板2和固定压板5，活动压板用于夹紧电磁作动器；底座1一端安装有支架14，支架14中安装有丝杆副，包括丝杆11和螺母13，丝杆11的一端安装有一个手柄14，手柄14的旋转运动可实现丝杆的移动；在丝杆的另一头连接有拉压传感器10，拉压传感器10的另一头用螺纹连接一个连接杆9，连接杆9采用铰链连接拉杆8，拉杆8采用螺纹连接在电磁作动器的输出轴上，连接杆9和拉杆8间的铰链连接保证丝杆副和电磁作动器可以不严格同轴。在固定压板5上安转有一个刻度尺6，在拉杆8上安装有一个指针7，当拉杆随着丝杆移动时，指针7和刻度尺6可以反映拉杆的位移量；控制器3接受拉压传感器10反馈的拉力信号，处理后显示拉力的大小，控制器3有调节旋钮，可以调节输出给电磁作动器的电压大小，并显示电流值。

控制器3包括电源模块、微处理器模块、数据采集模块、显示模块、功率放大模块，其结构如图4所示。

丝杠副可以采用丝杆移动，螺母旋转的形式，也可以采用丝杆旋转移动，螺母固定的形式，手柄安装在可旋转零件上。