一种低频振动控制系统的制作方法

1.本实用新型涉及振动测试技术领域，尤其是一种低频振动控制系统。


背景技术：

2.目前国内外通常采用的振动台按激振方式主要分为三类：机械式振动台、液压式振动台以及电动式振动台，其中机械式与液压式振动台常用于低频，超低频振动实验，电动式振动台常用于高频振动实验。在土木工程环境中，对于涉及到的高层建筑、桥梁以及能量采集，通常来说其频率为低频或者超低频的。
3.机械式振动台的工作频率仅限于低频，上限频率为20hz左右，最大加速度为3g左右，加速度波形失真很大；现有的液压式振动台尽管可测量的频率范围较低，但是其造价昂贵、设备复杂、操作不便，一般的科研院所或高校承担不起高额的经费，且通常采用人工控制，容易造成实验测量误差；电动式振动台采用电磁感应技术产生振动，所能测量的低频、超低频范围十分有限，且容易造成信号失真，测量结果不够精确。


技术实现要素：

4.为解决上述技术问题，本实用新型的目的在于：提供一种结构简单、成本低廉、测量准确的低频振动控制系统。
5.本实用新型所采取的技术方案是：
6.一种低频振动控制系统，包括主控模块、驱动器、第一电机、数据采集板卡以及振动组件，所述振动组件包括丝杆、导轨、滑台以及连接板，所述主控模块依次通过所述数据采集板卡和所述驱动器连接至所述第一电机，所述第一电机还与所述丝杆连接，所述丝杆设置在所述导轨上，所述滑台与所述导轨进行滑动连接，所述连接板设置在所述滑台的上表面，所述丝杆与所述滑台进行传动连接，所述第一电机用于通过所述丝杆带动所述滑台沿所述导轨滑动，所述连接板用于固定传感器。
7.进一步，所述第一电机设置在所述导轨的一端，所述第一电机包括相配合设置的电机转子与电机定子，所述电机转子与所述丝杆固定连接，所述电机定子与所述导轨固定连接。
8.进一步，所述丝杆为滚珠丝杆。
9.进一步，所述连接板上设有多个安装孔，所述安装孔用于通过螺丝固定传感器。
10.进一步，所述导轨的两端各设有一个支座，所述丝杆设置在两个支座间。
11.进一步，所述驱动器为asda
‑
b2驱动器。
12.进一步，所述第一电机为ecma伺服电机。
13.进一步，所述数据采集板卡为ni9263数据采集板卡。
14.进一步，所述主控模块为计算机。
15.本实用新型的有益效果是：低频振动控制系统包括主控模块、驱动器、第一电机、数据采集板卡以及振动组件，振动组件包括丝杆、导轨、滑台以及连接板，使用时将低频振
动传感器设置在连接板处，通过主控模块下发控制信号给数据采集板卡，进而通过数据采集板卡发送相应的控制指令至驱动器，由驱动器驱动第一电机转动，从而带动丝杆进行旋转，进而使得滑台沿导轨滑动，产生低频振动，可实现对低频传感器的精确校核、振动能量的采集以及相关的低频或超低频振动实验。本实用新型结构简单、成本低廉，在降低实验成本的同时，提高了低频振动的控制精度以及测量精度，有利于各中小型科研院所以及高校进行低频振动实验的研究。
附图说明
16.本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
17.图1为本实用新型实施例提供的一种低频振动控制系统的结构框图；
18.图2为本实用新型实施例提供的一种低频振动控制系统的连接示意图；
19.图3为本实用新型实施例提供的振动组件的结构示意图。
20.附图标记：
21.10、主控模块；20、数据采集板卡；30、驱动器；40、第一电机；51、丝杆；52、导轨；53、滑台；54、连接板；55、支座。
具体实施方式
22.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
23.参照图1、2和3，本实用新型实施例提供了一种低频振动控制系统，包括主控模块10、驱动器30、第一电机40、数据采集板卡20以及振动组件，振动组件包括丝杆51、导轨52、滑台53以及连接板54，主控模块10依次通过数据采集板卡20和驱动器30连接至第一电机40，第一电机40还与丝杆51连接，丝杆51设置在导轨52上，滑台53与导轨52进行滑动连接，连接板54设置在滑台53的上表面，丝杆51与滑台53进行传动连接，第一电机40用于通过丝杆51带动滑台53沿导轨52滑动，连接板54用于固定传感器。
24.如图1所示为本实用新型实施例提供的一种低频振动控制系统的结构框图，可以理解的是，主控模块10、数据采集板卡20、驱动器30以及第一电机40之间为信号连接，第一电机40与丝杆51之间为机械传动连接。
25.具体地，第一电机40的转动轴与丝杆51连接，丝杆51与滑台53进行滚轴连接，滑台53与连接板54用螺丝进行固定连接，滑台53与导轨52之间用滑块进行滑动连接，第一电机40通过转动带动丝杆51的转动可使滑台53沿导轨52滑动。使用时将低频振动传感器设置在连接板54处，通过主控模块10下发控制信号给数据采集板卡20，进而通过数据采集板卡20发送相应的控制指令至驱动器30，由驱动器30驱动第一电机40转动，从而带动丝杆51进行旋转，进而使得滑台53沿导轨52滑动，产生低频振动，可实现对低频传感器的精确校核、振动能量的采集以及相关的低频或超低频振动实验。本实用新型实施例结构简单、成本低廉，在降低实验成本的同时，提高了低频振动的控制精度以及测量精度，有利于各中小型科研
院所以及高校进行低频振动实验的研究。
26.参照图2，进一步作为可选的实施方式，第一电机40设置在导轨52的一端，第一电机40包括相配合设置的电机转子与电机定子，电机转子与丝杆51固定连接，电机定子与导轨52固定连接。
27.具体地，电机转子上刻有凹槽，电机转子通过凹槽与丝杆51连接，并带动丝杆51转动，第一电机40的外壳通过法兰片螺丝与导轨52固定连接，从而实现电机定子与导轨52的固定连接。
28.进一步作为可选的实施方式，丝杆51为滚珠丝杆。
29.具体地，滚珠丝杆具有很高的硬度，通常在表面淬火后再进行晰削加工，保证其有优良的耐磨性能。滚珠丝杆一般与驱动部件连接在一起，滚珠丝杆的转动由电机直接或间接驱动。既可以采用直联的方法。即将电机输出轴通过专用的弹性联轴器与丝杆相联，传动比为1，也可以通过其他的传动环节使电机输出轴与丝杠相连，例如同步带、齿轮等。
30.本实用新型实施例的丝杆51有两种不同的导程，分别为10mm与20mm，通过不同的导程可以完成相应频率幅值的振动试验。
31.可选地，导轨52长度可为2米。
32.参照图3，进一步作为可选的实施方式，连接板54上设有多个安装孔，安装孔用于通过螺丝固定传感器。
33.具体地，如图3所示，本实用新型实施例的连接板54为t字形连接板，t字形连接板的底部与滑台53的上表面固定连接，可采用螺丝固定；t字形连接板上设置有多个安装孔，用于通过螺丝固定传感器，且t字形连接板可以使固定在其上传感器的侧面可以得到支撑，更加稳固；连接板54的材料可使用航空铝材。
34.参照图3，进一步作为可选的实施方式，导轨52的两端各设有一个支座55，丝杆51设置在两个支座间。
35.具体地，通过两个支座55的设置可以将丝杆51与导轨52的距离固定，使得滑台53可以在丝杆51的传动作用下沿导轨52稳定滑动。
36.进一步作为可选的实施方式，驱动器30为asda
‑
b2驱动器。
37.进一步作为可选的实施方式，第一电机40为ecma伺服电机。
38.进一步作为可选的实施方式，数据采集板卡20为ni9263数据采集板卡。
39.进一步作为可选的实施方式，主控模块10为计算机。
40.具体地，本实用新型实施例的计算机采用l abview信号控制系统对其他组件进行控制操作，相比传统的使用信号发生器进行控制而言，更加准确。
41.本实用新型实施例首先由提前编好的l abview控制程序对ni9263数据采集板卡发出正弦电压或者其它波形激励信号，ni9263数据采集板卡收到命令后再发出相应的信号至asda
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b2驱动器，asda
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b2驱动器处理后驱动ecma伺服电机进行转动，ecma伺服电机带动丝杆进行旋转，使得位于丝杆上的滑台进行直线往返运动，从而可以通过固定在滑台上的t字形连接板上安装相应的低频振动传感器进行相关低频实验。
42.本实用新型实施例还具有以下优点：
43.(1)低频振动控制系统搭建方便，所需设备价格便宜.适合各中小型科研院所及高校进行教学研究试验。
44.(2)适合超低频率的振动试验，导程可调节，有利于传感器的振动校核、能量采集发电试验。
45.(3)取代了传统的信号发生器发射信号并采用计算机l abview编程对设备进行操控的控制方法，有效降低了实验误差，且易于方便操控，保障了实验人员的安全。
46.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
47.在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
48.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
49.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
50.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
51.以上对本实用新型的较佳实施例进行了具体说明，但本实用新型并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本技术权利要求所限定的范围内。