[发明专利]工作台式电子冲击力锤

说明书

技术领域

本发明涉及锤击法模态试验的力锤装置，尤其涉及一种通过BCD开关调节脉冲时间，产生可重复、可变大小冲击力的工作台式电子冲击力锤。

背景技术

试验模态分析法用于测量机械结构的动态特性，其目的是得到结构的固有频率、模态振型和模态阻尼，以进行机械结构的瞬态动力学仿真或者谐响应分析。

模态试验常采用锤击法。锤击法是利用安装有力传感器的力锤（impact hammer）击打(即激励）被试验机械结构，借助于模态测试技术和快速傅立叶变换（FFT）以脉冲试验原理和模态理论求得机械结构模态参数的方法。在锤击法试验中，对被测机械结构输入的是锤击力即激励力信号，通过测量被锤击机械结构各点的响应加速度信号即输出，通过输入(锤击力信号)和输出(加速度信号)即可求得机械结构的传递函数，获得机械结构的自振特性。

按照激励理论，输入的力脉冲信号可以是任意的。但任意形状的脉冲信号功率谱较乱，甚至某些功率谱的分量为零，使得频响函数分母为零，造成频响函数发生畸变。实践证明，δ函数形式的力脉冲，其谱线平直，是较为理想的激励信号。

目前锤击法试验由人工操作力锤击打被测机械结构，每次锤击力的大小和方向很难保持一致，而且激励时间也难以控制，因此可重复性差，难以激励出理想的力脉冲。这就亟需发明一种电子冲击设备，

发明内容

本发明的目的就是为了解决现有技术存在的锤击力的大小和方向难保持一致，激励时间难以控制，可重复性差，难以激励出理想的力脉冲的问题；提供一种工作台式电子冲击力锤；保证冲击力的可重复性和可调节性，可靠地控制锤头与被测机械结构之间的接触时间、以得到理想的力脉冲，尤其应用于机械结构的模态分析、自动冲击测试以及FEA模型验证。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种工作台式电子冲击力锤，包括工作台、控制器、触发器、直流电源，控制器、触发器分别与直流电源连接，控制器分别与触发器、执行器连接，所述执行器包括牵引式电磁铁，电磁铁的铁芯外伸部分与力传感器连接，力传感器前端部设有起保护作用的冲击头，电磁铁安装在工作台的平台上。

所述铁芯外伸部分与力传感器之间为螺纹连接。

所述控制器包括光耦、场效应晶体管、稳压二极管、稳压器、微调BCD开关、粗调BCD开关、外部触发开关、LED指示灯、场效应晶体管（FET）、在线烧写接口、电源输出接口13、外部电源接口、第二单片机，外部触发开关通过光耦与第二单片机连接，所述微调BCD开关、粗调BCD开关分别与第二单片机连接，电源输出接口通过场效应晶体管（FET）11与第二单片机连接，外部电源接口通过第三连接线与开关电源连接，电源输出接口通过第四连接线与电磁铁连接，在线烧写接口与第二单片机连接，稳压器与外部电源接口连接，LED指示灯分别与第二单片机和稳压二极管连接，稳压二极管分别与LED指示灯和场效应晶体管（FET）连接。

所述触发器包括触发器电源接口、触发按钮、手动触发接口、第一单片机、触发选择接口、自动触发接口，所述触发选择接口通过第五连接线与第一单片机上的接口连接，触发器电源接口通过第一连接线与开关电源的直流电压输出接口连接，触发按钮分别与电源接口、手动触发接口相连，第一单片机与自动触发接口连接，所述手动动触发接口、自动触发接口与控制器的外部触发开关连接。

所述控制器及触发器均是先根据电路原理图制作印刷电路板以作为电子元器件的支撑体和电气连接的提供者，然后将元器件焊接在双层印刷电路板（PCB）上。

工作台包括上部支座、底部支座，所述上部支座、底部支座的配合位置分别设有长槽孔，所述上部支座、底部支座通过设于长槽孔中的螺栓螺母连接。

本发明的工作原理:本发明包括工作台、控制器、触发器、直流电源，控制器、触发器分别与直流电源连接，控制器分别与触发器、执行器连接，所述执行器包括牵引式电磁铁，电磁铁的铁芯外伸部分与力传感器连接，力传感器前端部设有起保护作用的冲击头，电磁铁安装在工作台的平台上。铁芯外伸部分与力传感器之间为螺纹连接，根据需要选择不同的力传感器和冲击头、以得到所需的激振频率。