[發明專利]工作臺式電子沖擊力錘

有效

• 申請號: 201210361908.6
• 申請日: 2012-09-25
• 公開（公告）號: CN102879167A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 劉戰強;張楊廣;萬熠;史振宇
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: G01M7/08
• 分類號: G01M7/08
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 劉乃東

技術領域

本發明涉及錘擊法模態試驗的力錘裝置，尤其涉及一種通過BCD開關調節脈沖時間，產生可重復、可變大小沖擊力的工作臺式電子沖擊力錘。

背景技術

試驗模態分析法用于測量機械結構的動態特性，其目的是得到結構的固有頻率、模態振型和模態阻尼，以進行機械結構的瞬態動力學仿真或者諧響應分析。

模態試驗常采用錘擊法。錘擊法是利用安裝有力傳感器的力錘（impact?hammer）擊打(即激勵）被試驗機械結構，借助于模態測試技術和快速傅立葉變換（FFT）以脈沖試驗原理和模態理論求得機械結構模態參數的方法。在錘擊法試驗中，對被測機械結構輸入的是錘擊力即激勵力信號，通過測量被錘擊機械結構各點的響應加速度信號即輸出，通過輸入(錘擊力信號)和輸出(加速度信號)即可求得機械結構的傳遞函數，獲得機械結構的自振特性。

按照激勵理論，輸入的力脈沖信號可以是任意的。但任意形狀的脈沖信號功率譜較亂，甚至某些功率譜的分量為零，使得頻響函數分母為零，造成頻響函數發生畸變。實踐證明，δ函數形式的力脈沖，其譜線平直，是較為理想的激勵信號。

目前錘擊法試驗由人工操作力錘擊打被測機械結構，每次錘擊力的大小和方向很難保持一致，而且激勵時間也難以控制，因此可重復性差，難以激勵出理想的力脈沖。這就亟需發明一種電子沖擊設備，

發明內容

本發明的目的就是為了解決現有技術存在的錘擊力的大小和方向難保持一致，激勵時間難以控制，可重復性差，難以激勵出理想的力脈沖的問題；提供一種工作臺式電子沖擊力錘；保證沖擊力的可重復性和可調節性，可靠地控制錘頭與被測機械結構之間的接觸時間、以得到理想的力脈沖，尤其應用于機械結構的模態分析、自動沖擊測試以及FEA模型驗證。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種工作臺式電子沖擊力錘，包括工作臺、控制器、觸發器、直流電源，控制器、觸發器分別與直流電源連接，控制器分別與觸發器、執行器連接，所述執行器包括牽引式電磁鐵，電磁鐵的鐵芯外伸部分與力傳感器連接，力傳感器前端部設有起保護作用的沖擊頭，電磁鐵安裝在工作臺的平臺上。

所述鐵芯外伸部分與力傳感器之間為螺紋連接。

所述控制器包括光耦、場效應晶體管、穩壓二極管、穩壓器、微調BCD開關、粗調BCD開關、外部觸發開關、LED指示燈、場效應晶體管（FET）、在線燒寫接口、電源輸出接口13、外部電源接口、第二單片機，外部觸發開關通過光耦與第二單片機連接，所述微調BCD開關、粗調BCD開關分別與第二單片機連接，電源輸出接口通過場效應晶體管（FET）11與第二單片機連接，外部電源接口通過第三連接線與開關電源連接，電源輸出接口通過第四連接線與電磁鐵連接，在線燒寫接口與第二單片機連接，穩壓器與外部電源接口連接，LED指示燈分別與第二單片機和穩壓二極管連接，穩壓二極管分別與LED指示燈和場效應晶體管（FET）連接。

所述觸發器包括觸發器電源接口、觸發按鈕、手動觸發接口、第一單片機、觸發選擇接口、自動觸發接口，所述觸發選擇接口通過第五連接線與第一單片機上的接口連接，觸發器電源接口通過第一連接線與開關電源的直流電壓輸出接口連接，觸發按鈕分別與電源接口、手動觸發接口相連，第一單片機與自動觸發接口連接，所述手動動觸發接口、自動觸發接口與控制器的外部觸發開關連接。

所述控制器及觸發器均是先根據電路原理圖制作印刷電路板以作為電子元器件的支撐體和電氣連接的提供者，然后將元器件焊接在雙層印刷電路板（PCB）上。

工作臺包括上部支座、底部支座，所述上部支座、底部支座的配合位置分別設有長槽孔，所述上部支座、底部支座通過設于長槽孔中的螺栓螺母連接。

本發明的工作原理:本發明包括工作臺、控制器、觸發器、直流電源，控制器、觸發器分別與直流電源連接，控制器分別與觸發器、執行器連接，所述執行器包括牽引式電磁鐵，電磁鐵的鐵芯外伸部分與力傳感器連接，力傳感器前端部設有起保護作用的沖擊頭，電磁鐵安裝在工作臺的平臺上。鐵芯外伸部分與力傳感器之間為螺紋連接，根據需要選擇不同的力傳感器和沖擊頭、以得到所需的激振頻率。