[發(fā)明專利]單向非周期振動裝置及非周期振動控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310506589.8
• 申請日: 2013-10-24
• 公開（公告）號: CN103595177A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 任海鵬;王龍
• 申請（專利權(quán)）人: 西安理工大學(xué)
• 主分類號: H02K7/04
• 分類號: H02K7/04;H02P5/747;H02P21/00;H02P27/08
• 代理公司: 西安弘理專利事務(wù)所 61214
• 代理人: 李娜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電機同步控制技術(shù)領(lǐng)域，利用兩個電機反相同步產(chǎn)生非周期的振動，具體涉及一種單向非周期振動裝置，本發(fā)明還涉及一種利用該單向非周期振動裝置實現(xiàn)非周期振動的控制方法。

背景技術(shù)

壓實機械是基礎(chǔ)施工的重要設(shè)備，傳統(tǒng)技術(shù)是利用振動器在物體上產(chǎn)生固定頻率的高頻振動，這種振動將使得被壓實物料顆粒間的摩擦減小，小的顆粒充填到大顆粒的孔隙中，材料處于容積盡量小的狀態(tài)，使得壓實度增加。一般而言，被壓實物料的固有頻率如果與外激振頻率一致，可以得到最好的壓實效果。由于被壓實物料的組分不同，如礫石、沙、土和灰粉之間的自振頻率各不相同，而且差別很大，傳統(tǒng)的周期振動壓實機械，能夠產(chǎn)生的共振頻率范圍有限，無法使各種成分充分共振。混沌具有寬頻譜特性，混沌(非周期)振動在更寬的頻譜范圍內(nèi)產(chǎn)生振動能量，能夠引起不同組分的共振，減小顆粒之間的摩擦力，得到更好的壓實效果。

目前，龍運佳、楊勇、王聰玲撰寫的《基于混沌振動力學(xué)的壓路機工程》中，公開了利用三連桿機械結(jié)構(gòu)產(chǎn)生混沌振動，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，機構(gòu)龐大，設(shè)計不夠靈活，運行噪音大，可靠性不高，參數(shù)也難以在線調(diào)整。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種單向非周期振動裝置，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在傳動結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，運行噪音大，可靠性不高的問題。

本發(fā)明的另一目的是提供一種利用該單向非周期振動裝置實現(xiàn)非周期振動的控制方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜，機構(gòu)龐大，設(shè)計不夠靈活，參數(shù)也難以在線調(diào)整的問題。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種單向非周期振動裝置，包括底座，在底座上固定有對稱的兩個電機支架，在兩個電機支架上分別固定有左電機和右電機，左電機的電機軸與左焊接塊軸傳動連接；右電機的電機軸與右焊接塊軸傳動連接，右焊接塊軸伸進左焊接塊軸內(nèi)圓之中并通過內(nèi)軸承套接；

左焊接塊軸朝向右焊接塊軸的一端固定有左焊接件，左焊接件外表面固定焊接左偏心塊；

右焊接塊軸朝向左焊接塊軸的一端靠內(nèi)固定有右焊接件，右焊接件外表面固定套裝有右偏心塊。

本發(fā)明所采用的另一技術(shù)方案是，一種利用上述的單向非周期振動裝置實現(xiàn)雙電機同步的控制方法，其中一個電機采用直接延遲反饋控制方法使其出現(xiàn)混沌運動，作為驅(qū)動電機，另一個電機作為響應(yīng)電機，通過自適應(yīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器在未知對象模型和負載情況下實現(xiàn)其與驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)速同步，兩個電機轉(zhuǎn)速的同步會使得分別與兩個電機同軸相連的偏心塊反向同速轉(zhuǎn)動。

本發(fā)明的有益效果是，通過對兩個電機的同步實現(xiàn)了兩個同軸共重心旋轉(zhuǎn)面的偏心輪的反相同步，從而實現(xiàn)單向振動，與利用單個電機和復(fù)雜的傳動結(jié)構(gòu)的單向振動產(chǎn)生方法相比，本發(fā)明的機械結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高；無齒輪傳動，噪音小；控制方法在響應(yīng)電機模型和負載未知情況下仍能夠有效同步，保證單向振動的魯棒性；非線性振動的參數(shù)可以方便調(diào)整，能夠產(chǎn)生更好的物料共振，壓實效率更高。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的單向非周期振動裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明裝置中的左焊接件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是圖2中的A-A截面示意圖；

圖4是本發(fā)明裝置中的右焊接件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是圖4中的B-B截面示意圖；

圖6是本發(fā)明裝置中的左偏心塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是本發(fā)明裝置中的左偏心塊的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8是本發(fā)明裝置中的右偏心塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9是本發(fā)明裝置中的右偏心塊的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10是本發(fā)明裝置的單向振動力產(chǎn)生原理示意圖；

圖11是本發(fā)明方法的雙電機及其驅(qū)動系統(tǒng)框圖；

圖12是本發(fā)明方法的驅(qū)動電機轉(zhuǎn)速波形圖；

圖13是本發(fā)明方法的驅(qū)動電機轉(zhuǎn)速頻譜圖；

圖14是本發(fā)明方法的驅(qū)動電機角速度與響應(yīng)電機角速度同步曲線；

圖15是本發(fā)明方法的驅(qū)動電機角速度與響應(yīng)電機角速度同步曲線的局部放大圖；

圖16是本發(fā)明方法的壓實力的時域波形；

圖17是本發(fā)明方法的壓實力的頻譜圖。

圖中，1.底座，2.電機支架，3.左偏心塊，4.右偏心塊，5.平鍵，6.右電機，7.電機軸頭壓蓋，8.左焊接塊軸，9.右焊接塊軸，10.軸承，11.左焊接件，12.內(nèi)軸承，13.左電機，14.右焊接件。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明進行詳細說明。