专利名称：永磁式非接触激振器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于机械振动与测试领域，特别涉及一种基于永磁铁的非接触激 振器。
背景技术：
激振器是附加在某些机械和设备上用以产生激励力的装置，是利用机械振动 的重要部件。激振器能使被激物件获得一定形式和大小的振动量，从而对物体进 行振动和强度试验，或对振动测试仪器和传感器进行校准。激振器还可作为激励 部件组成振动机械，用以实现物料或物件的输送、筛分、密实、成型和土壤砂石 的捣固等工作。
现今主流的接触式激振器有惯性式电动式、电磁式、电液式、气动式和液压 式等型式。激振器可产生单向的或多向的，简谐的或非简谐的激励力。
惯性式激振器利用偏心块回转产生所需的激励力。单向激励力惯性式激振 器一般由两根转轴和一对速比为1的齿轮组成。两根转轴等速反向回转，轴上两 偏心块在Y方向产生惯性力的合力。工作时将激振器固定于被激件上，被激件便 获得所需的振动。在振动机械中还广泛采用一种自同步式惯性式激振器。这种激 振器的两根转轴分别由两台特性相近的感应电动机驱动，而且不用齿轮，依靠振 动同步原理使两个带偏心块的转轴实现等速反向回转，从而获得单向激励力。
电动式激振器将交变电流通入动线圈，使线圈在给定的磁场中受电磁激励 力的作用而产生振动。电动式激振器的恒定磁场是借直流电通入励磁线圈而产生 的，再将交流电通入动线圈中，动线圈受到周期变化的电磁激励力的作用带动顶 杆作往复运动。使顶杆与被激件接触，便可获得预期的振动。
电磁式激振器将周期变化的电流输入电磁铁线圈，在被激件与电磁铁之间 便产生周期变化的激励力。振动机械中应用的电磁式激振器通常由带有线圈的电 磁铁铁芯和衔铁组成，在铁芯与衔铁之间装有弹簧。当向线圈输入交流电，或交流电加直流电，或半波整流后的脉动电流时，便可产生周期变化的激励力，这种
激振器通常是将衔铁直接固定于需要振动的工作部件上。
电液式激振器利用小功率电动激振器带动液压伺服阀，控制管道中的液压
力介质，在液压缸中的活塞上便产生很大的激励力，从而使被激件获得振动。
以上激振器，他们共同的缺点是
1. 与被激结构相连接， 一是通过螺栓连接结构与激振器；二是通过托盘粘接 在结构上，使用顶杆将托盘与激振器连接。前者破坏了结构，后者虽然未破坏结 构，但激振器安装时可能会产生预应力，结构的边界改变，从而刚度发生改变
2. 无法用于移动结构，当试验件移动时，激振器要跟随结构运动，这点很难 实现。如梁做轴向运动，使用激振器对梁某点激励，激振器必须跟随，虽然可做 成导轨驱动，但要求跟随进度高，基座的横向振动小，这很难实现，或者实现成 本较高。
现有的无接触式激振器是采用电磁铁实现，通过调节线圈中的电流，对铁磁
结构或者安装有永磁铁的结构产生可调力，实现激振。Rong-Fong Fung—， Yung-Tien Liu, Chun-Chao Wang研究了电磁铁对自由端安装有永磁铁的悬臂梁 的振动控制。(Dynamic model of an electromagnetic actuator for vibration control of a cantilever beam witha tip mass. Journal of Sound and Vibration 288 (2005) 957 - 980); Jie Liu, Kefu Liu研究了一种电磁铁吸振器的性质及 其应用。(A tunable electromagnetic vibration absorber: Characterization and application. Journal of Sound and Vibration 295 (2006) 708 - 724)。 其缺点是
1. 若要实现激振力方向可调，必须在结构的力作用点安装永磁铁，再调节 线圈中电流方向实现，这样就破坏结构，改变结构的质量分布，这点与非接触本 意有一定得矛盾；若不安装永磁铁，该类激振器只能对铁磁结构产生单方向的力 作用。
2. 需要专用的电流控制系统，结构较复杂。
3. 难以适用于移动工件上，如1中所述，工件需要上安装永磁铁，当工件移 动时，要求线圈跟随永磁铁运动，或者永磁铁面积足够大，保证工件运动过程中， 线圈都可与其发生作用。
4发明内容
本实用新型的目的在于提供一种结构简单、便于实现、拆卸方便、易于加工、 对铁磁性金属结构(如钢梁等)产生激励力，且可方便使用于移动工件的激振器， 不对结构产生任何附加影响。
本实用新型的永磁式非接触激振器不同于其他类的无接触激振器，本激振器 采用永磁铁对铁磁性金属结构产生激励力。该装置包括振动发生器、与振动发生
器相连接的信号发生器、还包括与振动发生器相连接的c型夹具，c型夹具相对
称的两个夹臂内均安装强磁铁及衔铁，工件位于上述两衔铁间隙之间，还包括检
测c型夹具位移变化的位移传感器。
一种永磁式非接触激振器的激振方法，其特征在于包括以下过程
(1)、利用振动发生器相连的c型夹具，及c型夹具相对称的两个夹臂内
均安装强磁铁及衔铁，工件位于上述两衔铁间隙之间，两衔铁对工件具有方向相
反的吸引力；利用振动发生器带动C型夹具振动，引起工件与两衔铁的距离变 化，产生相应吸力变化，使工件产生振动；
(2)、利用位移传感器对振动发生器输出位移的反�。迪终穸⑸骶� 位移控制。
本实用新型与现有技术相比，具有如下特色和优点
1. 与已有发明的无接触电磁铁激振器相比，本实用新型使用永磁铁产生磁 力，无需复杂的电流控制系统，无需在结构上安装任何物件，不对结构产生任何 附加影响。
2. 与现今主流的接触式激振器相比，本实用新型无需与结构接触，无需改 变结构，从而保证了结构的完整性，不改变结构的边界条件；可用于移动的试验 件，克服了主流激振器用于移动结构的困难，使用本激振器激振移动结构而无需 移动本激振器。
3. 本实用新型的磁力作用间隙可进行灵活调整，适用于不同厚度的物体。
图1是本实用新型的装置示意图。
图中标号名称1-C型夹具，2-强磁铁，3-振动发生器，4-位移传感器，5-信号发生器，6-衔铁。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型的装置振动发生器3 (如电磁激振器)、与振动发 生器相连接的信号发生器5、还包括与振动发生器相连接的C型夹具1， C型夹 具相对称的两个夹臂内均安装强磁铁2及衔铁6，工件位于上述两衔铁间隙之间， 还包括检测C型夹具位移变化的位移传感器4。
本实用新型的7la兹式一一接角虫激振器产生激振力过程如下信号发生器5 发出电压信号给振动发生器3，振动发生器产生一定位移，使得衔铁6与结构表 面距离发生变化，从而产生不同大小和方向的激振力。在夹具安装时，将铁磁性 金属结构(如梁等)放置在夹具内部的空间，并使得上下磁铁分别距结构的上下 表面的距离相同，此时上下磁铁对梁的吸力平衡，当要对结构产生向上的吸力时， 夹具向下运动一定距离，使得上磁铁与结构的距离减�。幌喾匆蛳碌奈� 时，夹具向上运动一定距离，使得下磁铁与结构的距离减小。本实用新型使用永 磁铁产生激励力，所以应用对象限制在铁磁性金属结构。
实现衔铁与结构表面距离产生精确变化的方法，其特征在于包含以下步骤
(1) 、设理想输出的位移，其电压值为a，定义縮放系数为k，信号发生器
实际输出电压为"x、
(2) 、测量激振器实际输出位移，若其电压值为b，若""=1，此时激振器 输出位移即为要求的位移输出；若""^1，则修改縮放系数为"xW6， 此时信号发生器实际输出电压为"2x^"，重复步骤(2)。
权利要求1.一种永磁式非接触激振器，其特征在于该装置包括振动发生器(3)、与振动发生器(3)相连接的信号发生器(5)、还包括与振动发生器(3)相连接的C型夹具(1)，C型夹具相对称的两个夹臂内均安装强磁铁(2)及衔铁(6)，工件位于上述两衔铁(6)间隙之间，还包括检测C型夹具位移变化的位移传感器(4)。
专利摘要本实用新型公开了一种永磁式非接触激振器，它包括采用传统振动发生器、C型导磁夹具、强磁铁块、衔铁块组成。C型导磁铁块安装在电磁激振器上、C型导磁铁块两端分别安置强磁铁块、强磁铁端部吸附衔铁块。通过位移传感器测出衔铁块实际位移输出进行反馈补偿，实现位移精确输出，达到控制激振力的目的。本实用新型具有结构简单、安装和拆卸方便、易于加工、可用于移动结构的激振，可实现对铁磁性金属结构进行非接触激振等优点。
文档编号G01M7/02GK201430047SQ200920040729
公开日2010年3月24日 申请日期2009年4月22日 优先权日2009年4月22日
发明者亮 王, 贺旭东, 陈怀海 申请人:南京航空航天大学
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