本發(fā)明屬于力學(xué)環(huán)境模擬實驗平臺技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于力學(xué)結(jié)構(gòu)碰撞性能模擬實驗平臺的波形發(fā)生器裝置。

背景技術(shù)：

碰撞試驗臺，是采用計算機控制的碰撞試驗設(shè)備。用于對各種整機、器件進行碰撞試驗，以便考核這些工業(yè)產(chǎn)品，特別是電工電子產(chǎn)品、軍用設(shè)備，在碰撞環(huán)境條件下，性能的適應(yīng)性及結(jié)構(gòu)的完好性，保證產(chǎn)品具有高可靠的質(zhì)量；也是對新產(chǎn)品進行工藝試驗、優(yōu)化設(shè)計不可缺少的手段。主要有控制單元、檢測單元、執(zhí)行單元、數(shù)據(jù)采集單元和機械單元，其中，機械單元主要包括臺面、臺體、提升機構(gòu)和緩沖墊，現(xiàn)有的碰撞臺中波形發(fā)生裝置(即緩沖墊)是一個橡膠墊，在試驗過程中，需要通過實驗來測試不同橡膠墊的波形，若不適合，更換成另一個橡膠墊繼續(xù)試驗，直至得到所需的橡膠墊為止。這種波形發(fā)生裝置需要不停的更換，使得試驗操作過程復(fù)雜，試驗周期長，不能實現(xiàn)波形的線性調(diào)整，同時，現(xiàn)有的波形發(fā)生裝置產(chǎn)生的波形穩(wěn)定性較差。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種用于力學(xué)結(jié)構(gòu)碰撞性能模擬實驗平臺的波形發(fā)生器裝置，解決現(xiàn)有的波形發(fā)生器不能線性調(diào)整波形的問題。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：

用于力學(xué)結(jié)構(gòu)碰撞性能模擬實驗平臺的波形發(fā)生器裝置，包括底座、套筒、墊塊、彈性墊和把手；

所述的底座為內(nèi)設(shè)有槽的柱體，所述的套筒套接在底座的內(nèi)壁上，所述的墊塊和彈性墊均套接在套筒的內(nèi)壁上，所述的墊塊的一端與底座連接，所述的墊塊的另一端與彈性墊的一端連接，所述的彈性墊的另一端端面為向外凸的曲面；

所述的套筒可沿著彈性墊的側(cè)面的運動，通過改變套筒對彈性墊的夾持面積，進而調(diào)整彈性墊的形變量，得到不同的脈沖波形。

所述的套筒上固接有耳板，所述的把手安裝在耳板上。

本發(fā)明還具有如下區(qū)別技術(shù)特征：

所述的套筒與底座螺旋安裝在一起。

所述的把手螺旋安裝在耳板上。

所述的彈性墊為橡膠墊，所述的橡膠墊優(yōu)選1164橡膠或1142橡膠。

所述的墊塊與彈性墊連接的端面上設(shè)有凹槽，所述的彈性墊塊與彈性墊通過凹槽和凸起配合安裝在一起。

所述的裝置還包括沖頭，所述的沖頭為圓柱狀結(jié)構(gòu)，所述的沖頭的一端面為向外凸的曲面；

在所述的曲面上沿沖頭軸向加工有多個通孔，所述的通孔呈同心圓分布，所述的同心圓的個數(shù)至少為三個，每個同心圓圓周上均布有多個通孔，所述的通孔用于將沖頭固定在臺面下方。

所述的同心圓的個數(shù)優(yōu)選三個，第一圓周上的孔與第二圓周上的孔的夾角為30°；第三圓周上的孔與第二圓周上的孔的夾角為15°，且第三圓周上的孔與第一圓周上的孔的夾角也為15°。

所述的底座中心通過定位銷固定在臺體底座中心位置。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明的波形發(fā)生裝置不需要更換彈性墊，通過調(diào)整套筒對彈性墊，進而調(diào)整彈性墊的形變量，得到不同的脈沖波形；本裝置得到的脈沖波形穩(wěn)定性好，調(diào)節(jié)過程簡單快捷。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的波形發(fā)生裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)的主視圖。

圖3是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)的俯視圖。

圖4是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。

圖5是本發(fā)明的臺面的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6是本發(fā)明的同步傳動裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7是本發(fā)明的凸輪中心高度調(diào)節(jié)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8是本發(fā)明的隔震裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖9是本發(fā)明的隔震單元的蓋板的俯視圖和側(cè)面剖視圖。

圖10是本發(fā)明的導(dǎo)向隔震裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖11是本發(fā)明的沖頭的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖12是本發(fā)明的凸輪潤滑裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖13是本發(fā)明的同步測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖14是本發(fā)明的凸輪的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖15是本發(fā)明空載下的碰撞波形。

圖16是本發(fā)明在空載和負載情下的碰撞波形。

圖中各標(biāo)號表示為：1-臺面，2-臺體，3-波形發(fā)生裝置，4-同步傳動系統(tǒng)，5-凸輪中心高度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，6-隔震裝置，7-沖頭，8-潤滑裝置，10-支撐板，11-滾輪；

(1-1)-連接部，(1-2)-定位桿；(2-1)-底座，(2-2)-上底板，(2-3)-下底板；

(3-1)-底座，(3-2)-套筒，(3-3)-墊塊，(3-4)-彈性墊，(3-5)-把手；

(4-1)-主電機，(4-2)-傳動軸，(4-3)-同步帶傳動機構(gòu)，(4-4)凸輪；(4-3-1)-同步帶，(4-3-2)-帶輪；

(5-1)-連接座、(5-2)-第一支撐板，(5-3)-第二支撐板，(5-6)-電動機，(5-7)-位移傳感器；

(5-1-1)-u型板，(5-1-2)-柱體，(5-1-3)-第一通孔，(5-1-4)-第二通孔，(5-1-5)-第三通孔；

(5-4-1)-絲杠，(5-4-2)-絲母，(5-4-3)-導(dǎo)向軸，(5-4-4)-導(dǎo)向套；(5-5-1)-第一齒輪，(5-5-2)-第二齒輪；

(6-1)-蓋板，(6-2)-底板，(6-3)-氣囊，(6-4)-導(dǎo)氣管，(6-5)-減震器；(6-1-1)-定位塊，(6-1-2)-通孔，(6-5-1)-套筒，(6-5-2)-塞桿，(6-5-3)-耳板，(6-5-4)-角鋼；(7-1)-通孔。

(8-1)-杯體，(8-2)-杯蓋，(8-3)-支架；(8-1-1)-連接桿，(8-3-1)-第一通孔，(8-3-2)-凹槽，(8-3-3)-第二通孔；

(9-1)-碼盤，(9-2)-傳感器，(9-3)-支架，(9-4)-墊片。

以下結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明的具體內(nèi)容作進一步詳細解釋說明。

具體實施方式

本發(fā)明的彈性墊的一端面為向外凸的曲面，本發(fā)明碰撞臺的沖頭7與波形發(fā)生器裝置的接觸面也為向外凸的曲面，使得兩者之間形成點接觸。

沖頭中心與臺面底部中心之間、波形發(fā)生裝置底座與臺體底座的中心之間均通過定位銷固定。用于保證臺面沖頭沖擊時與波形發(fā)生裝置的彈性墊準(zhǔn)確定位。

本發(fā)明的套筒與底座內(nèi)壁螺旋連接，使得套筒沿著彈性墊的側(cè)面的上下運動，套筒套接在彈性墊上，通過旋轉(zhuǎn)套筒向上運動，套筒對彈性墊的夾持面積越大，彈性墊越硬，沖頭作用在彈性墊上之后，沖擊產(chǎn)生的能量越大越大，獲得的波形的脈寬越??；隨著旋轉(zhuǎn)套筒使套筒向下運動，套筒對彈性墊的夾持面積變小，彈性墊彈力被“釋放”，沖頭作用在彈性墊上之后，脈寬變大加速度變小。

本發(fā)明的套筒上設(shè)有把手，把手螺旋安裝在套筒的耳板上，方便套筒轉(zhuǎn)動并易于安裝和拆卸。

本發(fā)明的彈性墊為橡膠墊，優(yōu)選1164橡膠或1142橡膠，其邵爾硬度分別為67和45，具有較好的耐腐蝕性、韌性和抗震性，碰撞試驗中能獲得較好的脈沖波形。

以下給出本發(fā)明的具體實施例，需要說明的是本發(fā)明并不局限于以下具體實施例，凡在本申請技術(shù)方案基礎(chǔ)上做的等同變換均落入本發(fā)明的保護范圍。

實施例1

如圖1所示，本實施例給出用于力學(xué)結(jié)構(gòu)碰撞性能模擬實驗平臺的波形發(fā)生器裝置，包括底座3-1、套筒3-2、墊塊3-3、彈性墊3-4和把手3-5；底座3-1為內(nèi)設(shè)有槽的柱體，套筒3-2套接在底座3-1的內(nèi)壁上，墊塊3-3和彈性墊3-4均套接在套筒3-2的內(nèi)壁上，墊塊3-3的一端與底座3-1連接，墊塊3-3的另一端與彈性墊3-4的一端連接，彈性墊3-4的另一端端面為向外凸的曲面；彈性墊3-4為橡膠墊，所述的橡膠墊優(yōu)選1164橡膠或1142橡膠。

套筒3-2可沿著彈性墊3-4的側(cè)面的運動，通過改變套筒3-2對彈性墊3-4的夾持面積，進而調(diào)整彈性墊3-4的形變量，得到不同的脈沖波形。套筒3-2上固接有耳板，所述的把手3-6安裝在耳板上，所述的把手安裝在耳板上。套筒3-2與底座3-1螺旋安裝在一起。把手3-6螺旋安裝在耳板上。墊塊3-3與彈性墊3-4連接的端面上設(shè)有凹槽，彈性墊塊3-3與彈性墊3-4通過凹槽和凸起4-1配合安裝在一起。

還包括沖頭，沖頭7為圓柱狀結(jié)構(gòu)，沖頭7的一端面為向外凸的曲面；在曲面上沿沖頭7軸向加工有多個通孔7-1，所述的通孔7-1呈同心圓分布，所述的同心圓的個數(shù)至少為三個，每個同心圓圓周上均布有多個通孔7-1，所述的通孔用于將沖頭固定在臺面下方。同心圓的個數(shù)優(yōu)選三個，第一圓周上的孔與第二圓周上的孔的夾角為30°；第三圓周上的孔與第二圓周上的孔的夾角為15°，且第三圓周上的孔與第一圓周上的孔的夾角也為15°。

實施例2

結(jié)合附圖1～16，本實施例給出一種力學(xué)結(jié)構(gòu)碰撞性能模擬實驗平臺，包括臺面1、臺體2、波形發(fā)生裝置3、同步傳動系統(tǒng)4、凸輪中心高度調(diào)節(jié)系統(tǒng)5和隔震平臺6；

臺面1呈方形，臺面1尺寸為1.2m×1.2m，臺面1兩側(cè)設(shè)有動態(tài)傳動1-1，動態(tài)傳動1-1通過支撐板10安裝在臺體2上；臺體2包括底座2-1、上底板2-2和下底板2-3，底座2-1置于上底板2-2上方，下底板2-3置于上底板2-2下方；臺面1下方設(shè)有沖頭7，沖頭7位于臺面1中心，沖頭7的一端面為向外凸的曲面；沿沖頭軸向加工有多個通孔7-1，通孔呈同心圓分布，同心圓的個數(shù)為三個，每個同心圓圓周上均布有24個通孔，通孔用于將沖頭用高強度鏍釘固定在臺面下方。

波形發(fā)生器裝置3包括底座3-1、套筒3-2、墊塊3-3和彈性墊3-4，底座3-1為內(nèi)設(shè)有槽的柱體，套筒3-2套接在底座3-1的內(nèi)壁上，墊塊3-3和彈性墊3-4均按特定公差動配合套接在套筒3-2的內(nèi)壁上，墊塊3-3在彈性墊與底座之間，彈性墊3-4的另一端端面為向外凸的曲面3-5，曲面3-5與沖頭7的曲面凸凸相對安裝。

同步傳動系統(tǒng)4包括主電機4-1、傳動軸4-2、同步帶傳動機構(gòu)4-3和凸輪4-4；同步帶傳動機構(gòu)4-3包括一個主拖動同步帶4-3-1和兩組帶輪4-3-2；臺體底座兩側(cè)各安裝有一個凸輪4-4，兩凸輪4-4分別與左右兩組同步帶傳動機構(gòu)中的一個從動帶輪4-3-2同軸安裝，另一個主拖動同步帶輪4-3-2安裝在傳動軸4-2上，傳動軸4-2與主電機4-1連接；兩凸輪4-4同步轉(zhuǎn)動，同步推動分別安裝在臺面兩端的支承板10推動臺面平行上升。

凸輪中心高度調(diào)節(jié)系統(tǒng)5包括連接座5-1、第一支撐板5-2、第二支撐板5-3、導(dǎo)向單元、變速單元、電動機5-6和位移傳感器5-7；

連接座5-1包括u型板5-1-1和柱體5-1-2；u型板5-1-1底部固接在柱體5-1-2側(cè)壁上，u型板5-1-1壁上加工有第一通孔5-1-3，連接座5-1的u型板端通過第一通孔5-1-3與凸輪4-4同軸安裝；柱體5-1-2上加工有一個第二通孔5-1-4和二個第三通孔5-1-5；第三通孔5-1-5位于第二通孔5-1-4兩側(cè)，第二通孔5-1-4和第三通孔5-1-5的軸線與柱體5-1-2的軸線方向相同；

導(dǎo)向單元包括絲杠5-4-1、絲母5-4-2、導(dǎo)向軸5-4-3和導(dǎo)向套5-4-4；絲母5-4-2安裝在第二通孔5-1-4中，絲杠5-4-1螺旋安裝在絲母5-4-2中；導(dǎo)向套5-4-4安裝在第三通孔5-1-5中，導(dǎo)向軸5-4-3安裝在導(dǎo)向套5-4-4中，導(dǎo)向軸5-4-3的兩端分別固定在第一支撐板5-2和第二支撐板5-3上，絲杠的一端固定在第二支撐板上，絲杠的另一端穿過第一支撐板5-3；

變速單元包括第一齒輪5-5-1和第二齒輪5-5-2；第一齒輪5-5-1和第二齒輪5-5-2嚙合，第一齒輪5-5-1與電動機5-6安裝在一起，第二齒輪5-5-2安裝在第一支撐板5-3上方的絲杠5-5-1上；傳感器5-7設(shè)于連接座5-1的兩端。

隔震平臺包括下底板2-3、隔震單元、導(dǎo)氣管6-4和導(dǎo)向減震裝置，隔震平臺安裝在上底板2-2的下方，隔震單元有6個；隔震單元包括蓋板6-1、第二底板6-2和氣囊6-3，蓋板6-1中心位置設(shè)有定位塊6-1-1，用于與碰撞臺的上底板2-2進行定位；蓋板6-1上加工有呈90°的通孔6-1-2，通孔6-1-2一端位于與氣囊6-3相接觸的蓋板6-1端面，通孔6-1-2的另一端位于蓋板6-1的側(cè)面；導(dǎo)氣管6-4通過位于蓋板6-1的側(cè)面的通孔6-1-2將多個隔震單元串連在一起，其中一個隔震單元中位于蓋板6-1側(cè)面的通孔6-1-2處設(shè)有氣壓調(diào)節(jié)閥，通過調(diào)節(jié)閥來調(diào)整氣囊6-3的氣壓，進而調(diào)節(jié)氣囊6-3的變形量；

導(dǎo)向減震裝置包括減震器6-5，所述的減震器共有四組，每組均有兩個減震器，每組的兩個減震器相互平行，所述的四組減震器位于靠近下底板2-3的四角位置處，減震器6-5包括套筒6-5-1、塞桿6-5-2和彈簧，彈簧設(shè)于套筒6-5-1內(nèi)，塞桿6-5-2的一端置于套筒6-5-1內(nèi)與彈簧連接，彈簧的軸線和塞桿6-5-2的軸線重合。

臺面1上設(shè)有多個定位桿1-2，定位桿1-2呈圓柱狀，定位桿1-2的一端螺旋安裝在臺面1上，定位桿1-2的另一端設(shè)有凹槽1-3；

凸輪4-4與臺面的連接部1-1之間設(shè)有支撐板10和滾輪11，支撐板10安裝在臺面1側(cè)部，滾輪11安裝在支撐板10下方，凸輪4-4安裝在凸輪中心高度調(diào)節(jié)系統(tǒng)5的末端；

滾輪11上方設(shè)有潤滑裝置8，該潤滑裝置中填充有潤滑脂，潤滑脂涂靠壓力自動涂抹在滾輪11上，滾輪帶動潤滑脂潤滑凸輪3-3；潤滑裝置12包括杯體8-1，杯蓋8-2和支架8-3；杯體8-1一端連接杯蓋8-2，杯蓋8-2可繞杯體8-1轉(zhuǎn)動，杯體8-1的另一端設(shè)有連接桿8-1-1，連接桿8-1-1呈空心狀，杯體8-1的內(nèi)腔與連接桿8-1-1的內(nèi)腔貫通；支架8-3呈方形塊體，支架8-3上加工有第一通孔8-3-1，連接桿8-1-1通過第一通孔8-3-1安裝在支架一端；支架8-3的另一端的端面呈凹向支架8-3中心的弧形，沿弧面周向加工有凹槽8-3-2；支架8-3上加工有第二通孔8-3-3，通過第二通孔8-3-3將該潤滑裝置安裝在支撐板10上。

第一齒輪5-5-1上同軸安裝有碼盤9-1、傳感器9-2和支架9-3，傳感器9-2安裝在支架9-3上，傳感器呈u型，碼盤的置于u型開口中，碼盤9-1與第一齒輪之間安裝有墊片。

本發(fā)明的碰撞試驗結(jié)果如圖15所述，碰撞臺的碰撞波形，可以看出，獲得的碰撞波形處于國家規(guī)定的容差帶中。

在負載為200kg下進行試驗，結(jié)果如圖16所示，圖中下部分的波形為負載200kg下的碰撞波形，國家規(guī)定負載200kg下的峰值加速度為30g，脈沖持續(xù)時間為4ms，本實驗在負載為200kg下獲得的波形的你脈沖加速度為27g，脈沖持續(xù)時間為4ms；同時，碰撞臺在負載和空載情況下獲得的波形均處于國家規(guī)定的容差帶中。