[實用新型]一種自動柔性力錘

有效

• 申請號: 201620752598.4
• 申請日: 2016-07-17
• 公開（公告）號: CN206330721U
• 公開（公告）日: 2017-07-14
• 發明（設計）人: 汪迪松;王輝;周洪梅;李臻峰;步正延
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: G01M7/08
• 分類號: G01M7/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種自動柔性力錘，尤其涉及一種通過步進電機控制、依靠柔性錘柄帶動錘頭完成錘擊的自動柔性力錘裝置。

背景技術

模態分析是研究結構動力特性的一種近代方法，是系統辨別方法在工程振動領域中的應用。模態是機械結構的固有振動特性，通常采用模態實驗測量機械結構的動態特性，得到結構的固有頻率、模態振型和模態阻尼，為結構系統的振動特性分析、振動故障診斷和預報以及結構動力特性的優化設計提供依據。

模態試驗常采用錘擊法，在錘擊法實驗中，用安裝有力傳感器的力錘敲擊被測的機械結構進行激勵，測量錘擊機械結構各點的響應加速度信號，最后通過輸入的激勵力信號和輸出的加速度信號求得機械結構的傳遞函數，獲得機械結構的振動特性。這種方法最重要的優點是激勵裝置(即力錘)不和所測量的機械結構相連接，不會給結構附加任何質量，不影響機械結構最終的動態特性。

目前，錘擊法試驗是由人工操作力錘擊打被測結構，由于每次錘擊力的大小和方向很難保持一致，而且當要求大錘擊力場合時裝置結構復雜，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。

實用新型內容

本實用新型提供了一種自動柔性力錘，已解決錘擊力的穩定性和可重復性的需求，且整體結構簡單，制造過程易行。在模態測試中，通過柔性錘柄提供較大的錘擊力，能夠在線對機械產品給予大小穩定方向可控的激勵。

上述自動柔性力錘由控制和執行兩部分構成，控制部分由步進電機、聯軸器、凸輪驅動軸和凸輪構成，為自動柔性力錘提供可控的動力源，控制錘擊過程；執行部分由柔性錘柄、回復彈簧、立座和錘頭構成，作為自動柔性力錘的執行部件，在動力源的帶動下完成錘擊過程。

上述凸輪，由凸輪驅動軸驅動，凸輪驅動軸通過聯軸器和步進電機轉子連接傳遞動力。而且凸輪可以采用不同曲率變化，帶動錘柄形成不同的加速度大小的擺動，以適應不同錘擊力場合。

上述柔性錘柄，柔性錘柄的材質為彈性鋼板，錘柄在錘擊時形成弧狀，借用錘頭來回彈擺的加速度增加錘擊的力量。

上述錘頭，通過鎖緊螺母和柔性錘柄連為一體，錘頭主要由可替換錘頭材料和上方的力傳感器構成，更換不同材質的錘頭已獲得不同能量的激勵信號，力傳感器測量錘頭錘擊時錘擊力大小。

附圖說明

圖1一種自動柔性力錘的具體示意圖。

圖1中：1.凸輪；2.柔性錘柄；3.回復彈簧；4.立座；5.鎖緊螺母；6.力錘錘體；7.力傳感器；8.可替換錘頭材料。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實例更進一步說明：

當接通電源時，通過脈沖信號控制電機轉子轉動，當電機轉子順時針轉動時，轉子通過聯軸器帶動凸輪驅動軸的順時針轉動，凸輪驅動軸驅動凸輪(1)順時針運轉，凸輪(1)順時針轉動帶動柔性錘柄(2)繞立座(4)上轉軸向下擺動，回復彈簧(3)逐漸被拉伸，柔性錘柄(2)頂端的力錘隨著錘柄(2)的向下擺動完成錘擊動作。錘擊時可替換錘頭材料(8)和力錘錘體(6)間的力傳感器(7)采集錘擊力大小，信號實時輸送到計算機。隨著凸輪(1)繼續轉動，柔性錘柄(2)在回復彈簧(3)的彈力作用下向上擺動，遠離被錘擊物件。當電機轉子逆時針轉動時，轉子通過聯軸器帶動凸輪驅動軸的逆時針轉動，凸輪驅動軸驅動凸輪(1)逆時針運轉，柔性錘柄(2)在回復彈簧(3)的作用下向上擺動，遠離被敲擊物體。隨著凸輪(1)繼續逆時針轉動，帶動柔性錘柄(2)繞立座(4)上轉軸向下擺動，回復彈簧(3)逐漸被拉伸，柔性錘柄(2)頂端的力錘隨著錘柄(2)的向下完成錘擊動作。錘擊時力傳感器(7)檢測錘擊力大小，信號輸送到計算機。

整過錘擊過程回復彈簧(3)始終處在拉伸狀態保持柔性錘柄(2)和凸輪(1)之間的貼合，保證錘柄(2)能夠隨凸輪(1)的轉動而進行相應的擺動。上述可替換錘頭材料(8)可為金屬鋁質錘頭、塑料錘頭、硬橡膠錘頭或軟橡膠錘頭，根據不同使用場合選用不同材質，所有材質錘頭的具體實施如上所述。