[發明專利]伺服電機驅動式大位移振動裝置及方法

有效

• 申請號: 201310472010.0
• 申請日: 2013-10-11
• 公開（公告）號: CN103551298A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發明（設計）人: 陳章位;欒強利
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: B06B1/12
• 分類號: B06B1/12
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 張法高

1.一種伺服電機驅動式大位移振動裝置，其特征在于：包括運動臺體和振動控制器(11)，所述運動臺體包括底座（1）、伺服電機（2）、第一滾珠絲杠（3）、第二滾珠絲杠（4）、臺面（5）、第一靜壓導軌（6）、第二靜壓導軌（7）、第三靜壓導軌（10）、加速度傳感器（8）、位移傳感器（9）；在底座（1）上設有伺服電機（2）、第一靜壓導軌（6）、第二靜壓導軌（7）、第三靜壓導軌（10）、以及位移傳感器（9）的靜止部分，并通過螺栓連接，第一滾珠絲杠（3）、第二滾珠絲杠（4）通過齒輪傳動安裝在伺服電機（2）的轉軸上，臺面（5）的底部設有第一靜壓導軌（6）、第二靜壓導軌（7）、第三靜壓導軌（10）的滑塊和第一滾珠絲杠（3）、第二滾珠絲杠（4）的螺母，并通過螺栓連接，臺面（5）的后部設有加速度傳感器（8）、以及位移傳感器（9）運動桿部分，并通過螺栓連接，運動臺體由振動控制器(11)控制。

2.根據權利要求1所述的一種伺服電機驅動式大位移振動裝置，其特征在于：所述振動控制器（11）包括A/D轉換器1、A/D轉換器2、加權控制器、零位調節器、驅動信號生成器、理想信號發生器、信號合成器、PID控制器、D/A轉換器；A/D轉換器1、信號合成器、PID控制器、D/A轉換器順次相連，A/D轉換器2、加權控制器、驅動信號生成器、理想信號發生器順次相連，信號合成器分別與驅動信號生成器、零位調節器相連，A/D轉換器1與加權控制器相連。

3.一種使用如權利要求1所述裝置的伺服電機驅動式大位移振動的方法，其特征在于：底座（1）安裝在振動裝置基礎上，試件安裝在臺面（5）上，A/D轉換器1連接位移傳感器（9），A/D轉換器2連接加速度傳感器（8），D/A轉換器連接伺服電機（2），振動控制器（11）控制伺服電機（2）的轉動，伺服電機（2）通過齒輪傳動同時驅動第一滾珠絲杠（3）、第二滾珠絲杠（4）轉動，第一滾珠絲杠（3）、第二滾珠絲杠（4）的轉動進一步驅動安裝在第一靜壓導軌（6）、第二靜壓導軌（7）、第三靜壓導軌（10）的滑塊和第一滾珠絲杠（3）、第二滾珠絲杠（4）的螺母上的臺面（5）沿第一靜壓導軌（6）、第二靜壓導軌（7）、第三靜壓導軌（10）方向的往復直線運動，臺面（5）運動過程中，通過加速度傳感器（8）、位移傳感器（9）實時監測臺面（5）的加速度和位移變化，反饋加速度傳感器（8）信號和反饋位移傳感器（9）信號經過加權控制器進行加權處理后，通過與理想信號發生器生成的理想信號進行比較，在驅動信號生成器中生成伺服電機（2）的數字驅動信號，信號合成器將該數字驅動信號與零位調節器輸出的零位信號進行加法合成，并與A/D轉換器1的反饋位移信號進行減法合成，輸出合成控制信號，合成控制信號經PID控制器、D/A轉換器后輸出給伺服電機（2），通過對合成控制信號大小及極性的控制實現對伺服電機（2）轉速和轉向的控制，從而實現臺面（5）的運動控制功能，臺面（5）安裝在第一靜壓導軌（6）、第二靜壓導軌（7）、第三靜壓導軌（10）的滑塊上，不僅保證臺面（5）沿第一靜壓導軌（6）、第二靜壓導軌（7）、第三靜壓導軌（10）方向直線運動，同時保證臺面（5）具有極大的抗傾覆能力。