[发明专利]一种共振作动器

说明书

本发明提供了一种共振作动器，其包括：安装基座、固有频率与车架固有频率接近的质量弹簧系统、用于产生接近车架固有频率振动动力的动力机构以及用于测量动力机构输出载荷的测量机构；所述质量弹簧系统可滑动地设置在所述安装基座上，所述动力机构设置在所述质量弹簧系统上，所述测量机构与所述动力机构连接。通过设计具有固有频率与车架固有频率接近的质量弹簧系统、用于产生接近车架固有频率振动动力的动力机构以及用于测量动力机构输出载荷的测量机构组合的共振作动器，通过动力机构进行一侧共振放大，通过质量弹簧系统进行二次共振放大，提升作动器的输出载荷，并对作动器的输出载荷进行测量。

技术领域

本发明涉及作动器技术领域，尤其涉及一种共振作动器。

背景技术

随着技术的不断发展，装备车辆载重能力不断提高，作为车辆承载能力的依托，车架结构力学设计越来越困难。对小批量装备，仅依靠力学设计及跑车试验难以完全保证结构的可靠性，越野运输时车梁疲劳开裂等问题时有发生，极大的影响了装备的可靠性。为提升结构产品的可靠性，一方面需要优化结构的力学设计，提高产品的安全裕度(安全裕度是测量中的总的不确定度的允许值，主要由测量器具的不确定度允许值及测量条件引起的测量不确定度允许值两部分组成。)，一方面也需要配置健康管理系统，监测结构的力学状态并在故障前期发出预警，提高产品的可靠性。

主动激励结构损伤识别是结构健康自检的一种有效方法，这种方法采用作动器发出正弦、脉冲等特定信号激励结构使其产生动力学响应，并在结构特定位置布置加速度及应变传感器测量响应信号，利用识别算法提取信号特征的变化，在此基础上判定结构是否可靠。现有技术中的激励设备，作动器输出力太小，使得布置在车架远端的传感器无法测得相关信号，无法激起所需的动力学响应，导致系统识别能力下降。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种共振作动器。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种共振作动器，其包括：安装基座、固有频率与车架固有频率接近的质量弹簧系统、用于产生接近车架固有频率振动动力的动力机构以及用于测量动力机构输出载荷的测量机构；

所述质量弹簧系统可滑动地设置在所述安装基座上，所述动力机构设置在所述质量弹簧系统上，所述测量机构与所述动力机构连接。

本发明的有益效果是：通过设计具有固有频率与车架固有频率接近的质量弹簧系统、用于产生接近车架固有频率振动动力的动力机构以及用于测量动力机构输出载荷的测量机构组合的共振作动器，根据固有频率相同，产生共振时，作动器输出力最大、易激起所需的动力学响应、便于系统识别且振动传递最远的原理，在共振作动器工作时，将动力机构的输出频率调整至与车架固有频率相同，从而通过动力机构对振动波在车架中的传导过程进行一侧共振放大，将质量弹簧系统的固有频率调整至于车架固有频率相同，使得质量弹簧系统随着动力机构的振动，一起共振，并将共振传递至车架，从而通过质量弹簧系统进行二次共振放大，提升作动器的输出载荷，并对作动器的输出载荷进行测量。

进一步地，所述质量弹簧系统包括：用于安装动力机构的共振板以及用于隔离共振板与安装基座之间振动传递的隔振器，所述共振板可滑动地设置在所述安装基座上，所述动力机构设置在所述隔振器上，所述隔振器设置在所述共振板和所述安装基座之间，所述隔振器的两端依次与共振板以及安装基座连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：共振板用于传递动力机构的振动，使得动力机构带动共振板振动，当动力机构的振动频率与共振板的固有频率接近时，动力机构的输出载荷最大，即共振板辅助增加了动力机构的输出载荷。隔振器用于隔离共振板与安装基座之间振动传递，防止动力机构的振动在安装基座处传导，提高作动器的稳定性以及可靠性。在动力机构输出频率与质量弹簧系统频率接近时，系统将发生共振，使得输出载荷放大，达到提升输出力的目的。

进一步地，所述质量弹簧系统还包括：用于对共振板的滑动起导向作用的滑动轴，所述滑动轴设置在所述安装基座上，所述共振板可滑动地套设在所述滑动轴上。