一種自適應(yīng)的變載荷振動(dòng)平臺(tái)動(dòng)平衡校正系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種自適應(yīng)的動(dòng)態(tài)變載荷振動(dòng)平臺(tái)動(dòng)平衡校正系統(tǒng)及方法，尤其是一種動(dòng)態(tài)變載荷動(dòng)平衡系統(tǒng)的自適應(yīng)測(cè)量與校正方法。本系統(tǒng)包括振動(dòng)平臺(tái)、光電傳感器、加速度傳感器、傳感器信號(hào)處理電路、微處理器、旋轉(zhuǎn)配重裝置。旋轉(zhuǎn)配重裝置是由步進(jìn)電機(jī)控制的旋轉(zhuǎn)軸承。加速度傳感器測(cè)得振動(dòng)平臺(tái)的振動(dòng)信號(hào)通過傳感器信號(hào)處理電路傳送給微處理器，光電傳感器測(cè)得振動(dòng)平臺(tái)主軸承的轉(zhuǎn)速信號(hào)通過傳感器信號(hào)處理電路傳送給微處理器，微處理器通過振動(dòng)信號(hào)和轉(zhuǎn)速信號(hào)計(jì)算得到不平衡量的幅值和相位。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了振動(dòng)平臺(tái)的不平衡量的測(cè)量與不平衡校正，尤其是能夠自適應(yīng)的校正動(dòng)態(tài)變載荷振動(dòng)平臺(tái)的不平衡，使其處于動(dòng)平衡狀態(tài)。
【專利說明】一種自適應(yīng)的變載荷振動(dòng)平臺(tái)動(dòng)平衡校正系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種自適應(yīng)的變載荷振動(dòng)平臺(tái)動(dòng)平衡校正系統(tǒng)及方法，尤其一種動(dòng)態(tài)變載荷動(dòng)平衡系統(tǒng)的自適應(yīng)測(cè)量與校正系統(tǒng)及方法。
技術(shù)背景
[0002]振動(dòng)平臺(tái)由于材質(zhì)不均勻、加工及組裝過程中產(chǎn)生的誤差，甚至設(shè)計(jì)時(shí)留下的不平衡缺陷，使得主軸在做旋轉(zhuǎn)時(shí)，平臺(tái)的每個(gè)質(zhì)點(diǎn)產(chǎn)生的離心慣性力不能相互抵消，離心慣性力通過軸承作用到機(jī)械平臺(tái)上，引起振動(dòng)，產(chǎn)生了噪音，使軸承磨損加劇，縮短了機(jī)械壽命，嚴(yán)重的可能造成事故。為此，必須對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行平衡，使其達(dá)到允許的平衡精度等級(jí)，或者使機(jī)械振動(dòng)幅度降在允許的范圍內(nèi)。
[0003]目前，針對(duì)振動(dòng)平臺(tái)，發(fā)明201210099294.9公開了一種搖床，特點(diǎn)是:操作簡單易懂，搖動(dòng)效果顯著；發(fā)明201210088298.7公開了一種電動(dòng)搖床特點(diǎn)是:操作簡單易懂，搖動(dòng)效果顯著；發(fā)明201210184686.5公開一種慣性力、阻尼力及彈性力可控的電動(dòng)式振動(dòng)平臺(tái)，特點(diǎn)是:實(shí)現(xiàn)了對(duì)彈性力，阻尼力，慣性力的控制，不需要和配重塊，阻尼器，彈性支承體共同作用，可以獨(dú)自實(shí)現(xiàn)具體的振動(dòng)需要；發(fā)明201010244138.8公開了一種洗衣機(jī)配重塊的振動(dòng)平臺(tái)等。
[0004]目前，針對(duì)動(dòng)平衡測(cè)量與校正，發(fā)明201210314417.6公開了一種電機(jī)轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡輔具及動(dòng)平衡方法，解決了長期困擾生產(chǎn)部門電機(jī)轉(zhuǎn)子難于動(dòng)平衡和動(dòng)平衡質(zhì)量差的難題，且使用方便，可靠性強(qiáng)；發(fā)明201310284240.4公開了一種動(dòng)平衡校正工藝，能夠快捷方便的確定刀具的不平衡量，工作效率高，精度高，不會(huì)造成刀具的可靠性下降，且刀具外形美觀；發(fā)明201110127722.X公開了一種動(dòng)平衡分析裝置，采用FFT實(shí)時(shí)分析技術(shù)，極大地提高了系統(tǒng)分辨率和分析速度；適于在動(dòng)平衡檢測(cè)和振動(dòng)分析、補(bǔ)償?shù)葢?yīng)用場合廣泛推廣；發(fā)明201010186944.4公開了油田抽油機(jī)配重平衡系統(tǒng)中的一種動(dòng)平衡機(jī)構(gòu)等。
[0005]在已公開的發(fā)明或文獻(xiàn)中，未提到本發(fā)明中針對(duì)動(dòng)態(tài)變載荷振動(dòng)平臺(tái)使用自適應(yīng)的測(cè)量與校正方法，特別是采樣多傳感器測(cè)量和雙質(zhì)量塊平衡機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)態(tài)變載荷振動(dòng)平臺(tái)的不平衡在線動(dòng)態(tài)測(cè)量與校正。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種自適應(yīng)的動(dòng)態(tài)變載荷振動(dòng)平臺(tái)動(dòng)平衡校正系統(tǒng)及方法，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)變載荷振動(dòng)平臺(tái)的不平衡量的測(cè)量與校正不平衡，特別是能夠自適應(yīng)的校正不平衡的系統(tǒng)，使其達(dá)到動(dòng)平衡狀態(tài)。
[0007]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的構(gòu)思是:
一種自適應(yīng)的動(dòng)態(tài)變載荷振動(dòng)平臺(tái)動(dòng)平衡校正系統(tǒng)，包括振動(dòng)平臺(tái)、旋轉(zhuǎn)配重裝置、力口速度傳感器(振動(dòng)傳感器)、光電傳感器、傳感器信號(hào)處理電路、微處理器，其中旋轉(zhuǎn)配重裝置包括裝置底座、上半部軸承、下半部軸承、配重塊、內(nèi)置步進(jìn)電機(jī)、傳動(dòng)裝置、傳動(dòng)軌道、固定環(huán)軌。所述加速度傳感器(X軸、y軸和z軸)測(cè)得所述振動(dòng)平臺(tái)的振動(dòng)信號(hào)(X軸、y軸和Z軸)通過所述傳感器信號(hào)處理電路傳送給所述微處理器，所述光電傳感器測(cè)得所述振動(dòng)平臺(tái)主軸承的轉(zhuǎn)速信號(hào)通過所述傳感器信號(hào)處理電路傳送給所述微處理器，所述微處理器通過振動(dòng)信號(hào)和轉(zhuǎn)速信號(hào)得到不平衡量的幅值和相位，所述微處理器根據(jù)計(jì)算得到的不平衡量的幅值和相位控制所述旋轉(zhuǎn)配重裝置，使所述振動(dòng)平臺(tái)校正到動(dòng)平衡狀態(tài)。
[0008]上述旋轉(zhuǎn)配重裝置中的旋轉(zhuǎn)軸承，分為所述上半部軸承與所述下半部軸承，所述上半部軸承與所述下半部軸承分別由內(nèi)置步進(jìn)電機(jī)控制，所述上半部軸承連接一個(gè)所述配重塊，所述配重塊固定在徑向所述傳動(dòng)軌道上，所述傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)所述傳動(dòng)軌道使所述配重塊徑向來回移動(dòng)，所述傳動(dòng)裝置與所述固定環(huán)軌通過齒輪咬合固定，所述下半部軸承連接一個(gè)所述配重塊，所述配重塊固定在徑向所述傳動(dòng)軌道上，所述傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)所述傳動(dòng)軌道使所述配重塊徑向來回移動(dòng)，所述傳動(dòng)裝置與所述固定環(huán)軌通過齒輪咬合固定，所述微處理器通過分別控制旋轉(zhuǎn)軸承中的內(nèi)置步進(jìn)電機(jī)和所述傳動(dòng)裝置調(diào)整所述配重塊的分布位置從而校正系統(tǒng)的不平衡量。
[0009]根據(jù)上述發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案:
一種自適應(yīng)的動(dòng)態(tài)變載荷振動(dòng)平臺(tái)動(dòng)平衡校正系統(tǒng)，包括振動(dòng)平臺(tái)、旋轉(zhuǎn)配重裝置、X軸加速度傳感器、y軸加速度傳感器、z軸加速度傳感器、微處理器、光電傳感器、傳感器信號(hào)處理電路，其特征在于:旋轉(zhuǎn)配重裝置安裝在振動(dòng)平臺(tái)上，X軸加速度傳感器、y軸加速度傳感器及z軸加速度傳感器分別固定在振動(dòng)平臺(tái)上，X軸加速度傳感器、y軸加速度傳感器和z軸加速度傳感器經(jīng)傳感器信號(hào)處理電路連接微處理器，光電傳感器對(duì)準(zhǔn)振動(dòng)平臺(tái)而輸出端經(jīng)傳感器信號(hào)處理電路連接微處理器，旋轉(zhuǎn)配重裝置連接微處理器；χ軸加速度傳感器、y軸加速度傳感器及z軸加速度傳感器分別測(cè)得振動(dòng)信號(hào)傳送給傳感器信號(hào)處理電路，傳感器信號(hào)處理電路處理振動(dòng)信號(hào)后再將經(jīng)處理的振動(dòng)信號(hào)傳送給微處理器，光電傳感器測(cè)得轉(zhuǎn)速信號(hào)傳送給傳感器信號(hào)處理電路，傳感器信號(hào)處理電路處理轉(zhuǎn)速信號(hào)后再將經(jīng)處理的轉(zhuǎn)速信號(hào)傳送給微處理器；
所述旋轉(zhuǎn)配重裝置包括裝置底座、上半部軸承、下半部軸承、配重塊A、配重塊B、內(nèi)置步進(jìn)電機(jī)A、內(nèi)置步進(jìn)電機(jī)B、傳動(dòng)裝置A、傳動(dòng)裝置B、傳動(dòng)軌道A、傳動(dòng)軌道B、固定環(huán)軌，旋轉(zhuǎn)配重裝置中的旋轉(zhuǎn)軸承，分為上半部軸承與下半部軸承，上半部軸承與下半部軸承分別由內(nèi)置步進(jìn)電機(jī)B和內(nèi)置步進(jìn)電機(jī)A控制，上半部軸承連接一個(gè)配重塊B，配重塊B固定在徑向傳動(dòng)軌道B上，傳動(dòng)裝置B驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)軌道B使配重塊B徑向來回移動(dòng)，傳動(dòng)裝置B與固定環(huán)軌通過齒輪咬合固定，下半部軸承連接一個(gè)配重塊A,配重塊A固定在徑向傳動(dòng)軌道A上，傳動(dòng)裝置A驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)軌道A使配重塊A徑向來回移動(dòng)，傳動(dòng)裝置A與固定環(huán)軌通過齒輪咬合固定。
[0010]一種自適應(yīng)的變載荷振動(dòng)平臺(tái)動(dòng)平衡校正方法，采用上述的自適應(yīng)的動(dòng)態(tài)變載荷振動(dòng)平臺(tái)動(dòng)平衡校正系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)平衡校正，操作步驟如下:
1)開啟振動(dòng)平臺(tái)；
2)X軸加速度傳感器、y軸加速度傳感器、z軸加速度傳感器分別測(cè)得振動(dòng)平臺(tái)的振動(dòng)信號(hào)通過傳感器信號(hào)處理電路傳送給微處理器；光電傳感器測(cè)得振動(dòng)平臺(tái)主軸承的轉(zhuǎn)速信號(hào)通過傳感器信號(hào)處理電路傳送給微處理器；
3)微處理器通過步驟2)測(cè)得的振動(dòng)信號(hào)和轉(zhuǎn)速信號(hào)計(jì)算得到不平衡量的幅值和相
位； 4)微處理器根據(jù)步驟3)計(jì)算得到的不平衡量的幅值和相位，判斷系統(tǒng)是否不平衡；若判斷系統(tǒng)不平衡，微處理器控制旋轉(zhuǎn)配重裝置中的旋轉(zhuǎn)軸承，特別是微處理器根據(jù)計(jì)算得到具體結(jié)果相應(yīng)的分別控制上半部軸承所連接一個(gè)配重塊2.4B與下半部軸承所連接的配重塊2.4A的分布位置，從而校正不平衡，振動(dòng)平臺(tái)達(dá)到動(dòng)平衡狀態(tài)；
5)在達(dá)到動(dòng)平衡狀態(tài)之后，振動(dòng)平臺(tái)質(zhì)量分布發(fā)生改變，即載荷發(fā)生動(dòng)態(tài)的改變，由步驟2)、步驟3)和步驟4)使振動(dòng)平臺(tái)很快的又達(dá)到動(dòng)平衡狀態(tài)；振動(dòng)平臺(tái)達(dá)到平衡狀態(tài)，同樣由步驟2)、步驟3)和步驟4)使振動(dòng)平臺(tái)一直處于動(dòng)平衡狀態(tài)；該過程實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)測(cè)量與校正動(dòng)態(tài)變載荷振動(dòng)平臺(tái)的不平衡量。
[0011]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有以下顯而易見的實(shí)質(zhì)特點(diǎn)和顯著技術(shù)進(jìn)步: 與傳統(tǒng)振動(dòng)平臺(tái)相比，一方面這種自適應(yīng)的動(dòng)態(tài)變載荷振動(dòng)平臺(tái)動(dòng)平衡校正方法，實(shí)
現(xiàn)了動(dòng)態(tài)變載荷振動(dòng)平臺(tái)的不平衡量的測(cè)量與校正不平衡；另一方面這種自適應(yīng)的動(dòng)態(tài)變載荷振動(dòng)平臺(tái)動(dòng)平衡校正方法，一旦系統(tǒng)上電，加速度傳感器就測(cè)得振動(dòng)平臺(tái)的振動(dòng)信號(hào)通過傳感器信號(hào)處理電路傳送給微處理器，光電傳感器測(cè)得振動(dòng)平臺(tái)主軸承的轉(zhuǎn)速信號(hào)通過傳感器信號(hào)處理電路傳送給微處理器，微處理器通過振動(dòng)信號(hào)和轉(zhuǎn)速信號(hào)得到不平衡量的幅值和相位，從而控制旋轉(zhuǎn)配重裝置的配置塊分布位置，使振動(dòng)平臺(tái)校正到平衡狀態(tài)。特別是當(dāng)振動(dòng)平臺(tái)在運(yùn)行在動(dòng)平衡狀態(tài)以后，振動(dòng)平臺(tái)的質(zhì)量分布發(fā)生變化，即載荷發(fā)生動(dòng)態(tài)改變使其失去動(dòng)平衡，系統(tǒng)能夠自適應(yīng)的將振動(dòng)平臺(tái)動(dòng)態(tài)校正達(dá)到動(dòng)平衡狀態(tài)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明一種自適應(yīng)的變載荷振動(dòng)平臺(tái)動(dòng)平衡校正方法示意圖。
[0013]圖2是本發(fā)明所涉及的旋轉(zhuǎn)配重裝置的俯視圖。
[0014]圖3是本發(fā)明所涉及的旋轉(zhuǎn)配重裝置的側(cè)視圖。
[0015]圖4是本發(fā)明自適應(yīng)動(dòng)平衡測(cè)量與校正方法原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
[0017]實(shí)施例一:
參見圖1-圖4,本自適應(yīng)的動(dòng)態(tài)變載荷振動(dòng)平臺(tái)動(dòng)平衡校正系統(tǒng),包括振動(dòng)平臺(tái)1.1、旋轉(zhuǎn)配重裝置1.2、X軸加速度傳感器1.3、y軸加速度傳感器1.4、z軸加速度傳感器1.5、微處理器1.6、光電傳感器1.7、傳感器信號(hào)處理電路1.8，其特征在于:所述旋轉(zhuǎn)配重裝置1.2安裝在振動(dòng)平臺(tái)1.1上，所述X軸加速度傳感器1.3、y軸加速度傳感器1.4及z軸加速度傳感器1.5分別固定在振動(dòng)平臺(tái)1.1上，所述X軸加速度傳感器1.3、y軸加速度傳感器1.4和z軸加速度傳感器1.5經(jīng)傳感器信號(hào)處理電路1.8連接微處理器1.6，光電傳感器1.7對(duì)準(zhǔn)振動(dòng)平臺(tái)1.1而輸出端經(jīng)傳感器信號(hào)處理電路1.8連接微處理器1.6，旋轉(zhuǎn)配重裝置1.2連接微處理器器1.6 ;所述X軸加速度傳感器1.3、y軸加速度傳感器1.4及z軸加速度傳感器1.5分別測(cè)得振動(dòng)信號(hào)傳送給傳感器信號(hào)處理電路1.8，傳感器信號(hào)處理電路
1.8處理振動(dòng)信號(hào)后再將經(jīng)處理的振動(dòng)信號(hào)傳送給微處理器1.6，光電傳感器1.7測(cè)得轉(zhuǎn)速信號(hào)傳送給傳感器信號(hào)處理電路1.8，傳感器信號(hào)處理電路1.8處理轉(zhuǎn)速信號(hào)后再將經(jīng)處理的轉(zhuǎn)速信號(hào)傳送給微處理器1.6 ； 實(shí)施例二:
所述旋轉(zhuǎn)配重裝置1.2包括裝置底座2.1、上半部軸承2.2、下半部軸承2.3、配重塊A2.4A、配重塊B2.4B、內(nèi)置步進(jìn)電機(jī)A2.5A、內(nèi)置步進(jìn)電機(jī)B2.5B、傳動(dòng)裝置A2.6A、傳動(dòng)裝置B2.6B、傳動(dòng)軌道A2.7A、傳動(dòng)軌道B2.7B和固定環(huán)軌2.8，所述旋轉(zhuǎn)配重裝置1.2中的旋轉(zhuǎn)軸承，分為上半部軸承2.2與下半部軸承2.3，上半部軸承2.2與下半部軸承2.3分別由內(nèi)置步進(jìn)電機(jī)B2.5B和內(nèi)置步進(jìn)電機(jī)A2.5A控制，上半部軸承2.2連接一個(gè)配重塊B2.4B,配重塊B2.4B固定在徑向傳動(dòng)軌道B2.7B上，傳動(dòng)裝置B2.6B驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)軌道B2.7B使配重塊B2.4B徑向來回移動(dòng)，傳動(dòng)裝置B2.6B與固定環(huán)軌2.8通過齒輪咬合固定，下半部軸承2.3連接一個(gè)配重塊A2.4A，配重塊A2.4A固定在徑向傳動(dòng)軌道A2.7A上，傳動(dòng)裝置A2.6A驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)軌道A2.7A使配重塊A2.4A徑向來回移動(dòng)，傳動(dòng)裝置A2.6A與固定環(huán)軌2.8通過齒輪咬合固定。
[0018]實(shí)施例三:
如圖1所示，本自適應(yīng)的動(dòng)態(tài)變載荷振動(dòng)平臺(tái)動(dòng)平衡校正系統(tǒng)，包括振動(dòng)平臺(tái)1.1、旋轉(zhuǎn)配重裝置1.2、X軸加速度傳感器1.3、y軸加速度傳感器1.4、Z軸加速度傳感器1.5、微處理器1.6、光電傳感器1.7、傳感器信號(hào)處理電路1.8。如圖2所示，旋轉(zhuǎn)配重裝置1.2包括裝置底座2.1、上半部軸承2.2、下半部軸承2.3、配重塊A2.4A、配重塊B2.4B、內(nèi)置步進(jìn)電機(jī)A2.5A、內(nèi)置步進(jìn)電機(jī)B2.5B、傳動(dòng)裝置A2.6A、傳動(dòng)裝置B2.6B、傳動(dòng)軌道A2.7A、傳動(dòng)軌道B2.7B、固定環(huán)軌2.8。加速度傳感器1.3、加速度傳感器1.4分別測(cè)得振動(dòng)平臺(tái)1.1的x軸向和I軸向(即水平面)的振動(dòng)信號(hào)通過傳感器信號(hào)處理電路1.8傳送給微處理器1.6，z軸加速度傳感器1.5測(cè)得振動(dòng)平臺(tái)1.1的z軸向(即與水平面垂直方向)的振動(dòng)信號(hào)通過傳感器信號(hào)處理電路1.8傳送給微處理器1.6，光電傳感器1.4測(cè)得振動(dòng)平臺(tái)1.1主軸承的轉(zhuǎn)速信號(hào)通過傳感器信號(hào)處理電路1.8傳送給微處理器1.6，微處理器1.6通過振動(dòng)信號(hào)和轉(zhuǎn)速信號(hào)得到不平衡量的幅值和相位，微處理器1.6根據(jù)計(jì)算得到的不平衡量的幅值和相位控制旋轉(zhuǎn)配重裝置1.2，使振動(dòng)平臺(tái)1.1校正到動(dòng)平衡狀態(tài)。
[0019]如圖2所示，一種自適應(yīng)的動(dòng)態(tài)變載荷振動(dòng)平臺(tái)動(dòng)平衡校正系統(tǒng)，旋轉(zhuǎn)配重裝置
1.2中的旋轉(zhuǎn)軸承，分為上半部軸承2.2與下半部軸承2.3，上半部軸承2.2與下半部軸承
2.3分別由內(nèi)置步進(jìn)電機(jī)B2.5B和內(nèi)置步進(jìn)電機(jī)A2.5A控制，上半部軸承2.2連接一個(gè)配重塊B2.4B，配重塊B2.4B固定在徑向傳動(dòng)軌道B2.7B上，傳動(dòng)裝置B2.6B驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)軌道B2.7B使配重塊B2.4B徑向來回移動(dòng)，傳動(dòng)裝置B2.6B與固定環(huán)軌2.8通過齒輪咬合固定，下半部軸承2.3連接一個(gè)配重塊A2.4A，配重塊A2.4A固定在徑向傳動(dòng)軌道A2.7A上，傳動(dòng)裝置A2.6A驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)軌道A2.7A使配重塊A2.4A徑向來回移動(dòng)，傳動(dòng)裝置A2.6A與固定環(huán)軌2.8通過齒輪咬合固定，微處理器1.6通過分別控制旋轉(zhuǎn)軸承中的內(nèi)置步進(jìn)電機(jī)A2.5A、內(nèi)置步進(jìn)電機(jī)B2.5B、傳動(dòng)裝置A2.6A和傳動(dòng)裝置B2.6B分別調(diào)整配重塊的分布位置從而校正系統(tǒng)的不平衡量。
[0020]一種自適應(yīng)的動(dòng)態(tài)變載荷振動(dòng)平臺(tái)動(dòng)平衡校正方法，實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)測(cè)量與校正動(dòng)態(tài)變載荷振動(dòng)平臺(tái)的不平衡量，如圖3所示，操作步驟如下:
1)開啟振動(dòng)平臺(tái)3.1 ；
2)加速度傳感器檢測(cè)3.2，如圖1所示的X軸加速度傳感器1.3、y軸加速度傳感器1.4分別測(cè)得振動(dòng)平臺(tái)1.1的水平面上X軸向和I軸向的振動(dòng)信號(hào)通過傳感器信號(hào)處理電路1.8傳送給微處理器1.6，Z軸加速度傳感器1.5測(cè)得振動(dòng)平臺(tái)1.1的與水平面垂直的Z軸向的振動(dòng)信號(hào)通過傳感器信號(hào)處理電路1.8傳送給微處理器1.6 ;光電傳感器檢測(cè)3.3，如圖1所示的光電傳感器1.7測(cè)得振動(dòng)平臺(tái)1.1主軸承的轉(zhuǎn)速信號(hào)通過傳感器信號(hào)處理電路1.8傳送給微處理器1.6 ；
3)微處理器計(jì)算3.4，微處理器1.6通過步驟2)測(cè)得的振動(dòng)信號(hào)和轉(zhuǎn)速信號(hào)計(jì)算得到不平衡量的幅值和相位；
4)判斷不平衡3.5，微處理器1.6根據(jù)步驟3)計(jì)算得到的不平衡量的幅值和相位，判斷系統(tǒng)是否不平衡；若判斷系統(tǒng)不平衡，控制旋轉(zhuǎn)配重裝置校正不平衡3.6，控制旋轉(zhuǎn)配重裝置1.2中的旋轉(zhuǎn)軸承，特別是微處理器1.6根據(jù)計(jì)算得到具體結(jié)果相應(yīng)的分別控制如圖2所示的上半部軸承2.2所連接的配重塊B2.4B與下半部軸承2.3所連接的配重塊A2.4A的分布位置，從而校正不平衡，振動(dòng)平臺(tái)達(dá)到動(dòng)平衡狀態(tài)3.7 ；
5)在達(dá)到動(dòng)平衡狀態(tài)之后，振動(dòng)平臺(tái)質(zhì)量分布發(fā)生改變3.8，即動(dòng)態(tài)變載荷發(fā)生改變，由步驟2)、步驟3)和步驟4)使振動(dòng)平臺(tái)很快的又達(dá)到動(dòng)平衡狀態(tài)；振動(dòng)平臺(tái)達(dá)到平衡狀態(tài)3.7，同樣由步驟2)、步驟3)和步驟4)使振動(dòng)平臺(tái)一直處于動(dòng)平衡狀態(tài)；該過程實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)測(cè)量與校正動(dòng)態(tài)變載荷振動(dòng)平臺(tái)的不平衡量。
【權(quán)利要求】
1.一種自適應(yīng)的動(dòng)態(tài)變載荷振動(dòng)平臺(tái)動(dòng)平衡校正系統(tǒng)，包括振動(dòng)平臺(tái)(1.1)、旋轉(zhuǎn)配重裝置(1.2)、x軸加速度傳感器(1.3)、y軸加速度傳感器(1.4)、z軸加速度傳感器(1.5)、微處理器(1.6)、光電傳感器(1.7)、傳感器信號(hào)處理電路(1.8)，其特征在于:所述旋轉(zhuǎn)配重裝置(1.2)安裝在振動(dòng)平臺(tái)(1.1)上，所述X軸加速度傳感器(1.3)、y軸加速度傳感器(1.4)及z軸加速度傳感器(1.5)分別固定在振動(dòng)平臺(tái)(1.1)上，所述X軸加速度傳感器(1.3)、y軸加速度傳感器(1.4)和z軸加速度傳感器(1.5)經(jīng)傳感器信號(hào)處理電路(1.8)連接微處理器(1.6)，光電傳感器(1.7)對(duì)準(zhǔn)振動(dòng)平臺(tái)(1.1)而輸出端經(jīng)傳感器信號(hào)處理電路(1.8)連接微處理器(1.6)，旋轉(zhuǎn)配重裝置(1.2)連接微處理器(1.6);所述X軸加速度傳感器(1.3)、y軸加速度傳感器(1.4)及z軸加速度傳感器(1.5)分別測(cè)得振動(dòng)信號(hào)傳送給傳感器信號(hào)處理電路(1.8)，傳感器信號(hào)處理電路(1.8)處理振動(dòng)信號(hào)后再將經(jīng)處理的振動(dòng)信號(hào)傳送給微處理器(1.6)，光電傳感器(1.7)測(cè)得轉(zhuǎn)速信號(hào)傳送給傳感器信號(hào)處理電路(1.8)，傳感器信號(hào)處理電路(1.8)處理轉(zhuǎn)速信號(hào)后再將經(jīng)處理的轉(zhuǎn)速信號(hào)傳送給微處理器(1.6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)的動(dòng)態(tài)變載荷振動(dòng)平臺(tái)動(dòng)平衡校正系統(tǒng)，其特征在于:所述旋轉(zhuǎn)配重裝置(1.2)包括裝置底座(2.1)、上半部軸承(2.2)、下半部軸承(2.3)、配重塊A (2.4A)、配重塊B (2.4B)、內(nèi)置步進(jìn)電機(jī)A (2.5A)、內(nèi)置步進(jìn)電機(jī)B (2.5B)、傳動(dòng)裝置A (2.6A)、傳動(dòng)裝置B (2.6B)、傳動(dòng)軌道A (2.7A)、傳動(dòng)軌道B (2.7B)和固定環(huán)軌(2.8)，所述旋轉(zhuǎn)配重裝置(1.2)中的旋轉(zhuǎn)軸承，分為上半部軸承(2.2)與下半部軸承(2.3)，上半部軸承(2.2)與下半部軸承(2.3)分別由內(nèi)置步進(jìn)電機(jī)B (2.5B)和內(nèi)置步進(jìn)電機(jī)A (2.5A)控制，上半部軸承(2.2)連接一個(gè)配重塊B (2.4B)，配重塊B (2.4B)固定在徑向傳動(dòng)軌道B (2.7B)上，傳動(dòng)裝置B (2.6B)驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)軌道B (2.7B)使配重塊B (2.4B)徑向來回移動(dòng)，傳動(dòng)裝置B (2.6B)與固定環(huán)軌(2.8)通過齒輪咬合固定，下半部軸承(2.3)連接一個(gè)配重塊A (2.4A)，配重塊A (2.4A)固定在徑向傳動(dòng)軌道A (2.7A)上，傳動(dòng)裝置A (2.6A)驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)軌道A (2.7A)使配重塊A (2.4A)徑向來回移動(dòng)，傳動(dòng)裝置A (2.6A)與固定環(huán)軌(2.8)通過齒輪咬合固定。
3.—種自適應(yīng)的變載荷振動(dòng)平臺(tái)動(dòng)平衡校正方法，采用根據(jù)權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)的動(dòng)態(tài)變載荷振動(dòng)平臺(tái)動(dòng)平衡校正系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)平衡校正，其特征在于操作步驟如下: 1)開啟振動(dòng)平臺(tái)； 2)X軸加速度傳感器(1.3)、y軸加速度傳感器(1.4)、z軸加速度傳感器(1.5)分別測(cè)得振動(dòng)平臺(tái)(1.0的振動(dòng)信號(hào)通過傳感器信號(hào)處理電路(1.8)傳送給微處理器(1.6);光電傳感器(1.7)測(cè)得振動(dòng)平臺(tái)(1.1)主軸承的轉(zhuǎn)速信號(hào)通過傳感器信號(hào)處理電路(1.8)傳送給微處理器(1.6)； 3)微處理器(1.6)通過步驟2)測(cè)得的振動(dòng)信號(hào)和轉(zhuǎn)速信號(hào)計(jì)算得到不平衡量的幅值和相位； 4)微處理器(1.6)根據(jù)步驟3)計(jì)算得到的不平衡量的幅值和相位，判斷系統(tǒng)是否不平衡；若判斷系統(tǒng)不平衡，微處理器(1.6)控制旋轉(zhuǎn)配重裝置1.2中的旋轉(zhuǎn)軸承，特別是微處理器(1.6)根據(jù)計(jì)算得到具體結(jié)果相應(yīng)的分別控制上半部軸承(2.2)所連接一個(gè)配重塊B(2.4B)與下半部軸承(2.3)所連接的配重塊A (2.4A)的分布位置，從而校正不平衡，振動(dòng)平臺(tái)達(dá)到動(dòng)平衡狀態(tài)；5)在達(dá)到動(dòng)平衡狀態(tài)之后，振動(dòng)平臺(tái)質(zhì)量分布發(fā)生改變，即載荷發(fā)生動(dòng)態(tài)的改變，由步驟2)、步驟3)和步驟4)使振動(dòng)平臺(tái)很快的又達(dá)到動(dòng)平衡狀態(tài)；振動(dòng)平臺(tái)達(dá)到平衡狀態(tài)，同樣由步驟2)、步驟3)和步驟4)使振動(dòng)平臺(tái)一直處于動(dòng)平衡狀態(tài)；該過程實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)測(cè)量與校正動(dòng)態(tài)變載荷振 動(dòng)平臺(tái)的不平衡量。
【文檔編號(hào)】G01M1/38GK104019942SQ201410285015
【公開日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2014年6月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月24日
【發(fā)明者】王海寬, 方駿, 錢世俊, 費(fèi)敏銳, 張銳 申請(qǐng)人:上海大學(xué)