一種氣動沖擊力錘的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種氣動沖擊力錘，尤其涉及一種利用寬脈沖信號控制沖擊氣缸中活塞桿帶動錘頭運動產生沖擊，并具有一體化結構的氣動沖擊力錘。
【背景技術】
[0002]沖擊響應測試中常采用錘擊法，獲取機械結構的傳遞函數，從而獲得機械結構固有的振動特性。錘擊法測試通常由人工操作力錘擊打被測結構，錘擊力的大小和方向難以保持一致，且激勵時間難以控制，可重復性差。目前，已有一些相關的力錘系統試圖解決以上問題，如專利CN102879167.A公開了一種工作臺式電子沖擊力錘，通過控制電磁鐵線圈中電流的通斷產生可重復性的沖擊力；專利CN104155076.A公開了一種工作臺式自動力錘裝置，通過控制電機帶動力錘產生可重復的沖擊力。
[0003]—方面，利用電磁鐵的吸合過程產生沖擊力，易于受到勵磁電流波動及電磁鐵自身老化影響，且磁場容易對傳感器產生干擾;另一方面，目前的設計大多為工作臺形式，結構復雜，體積較大，難以應用于在狹小空間。當前的自動化測試系統中亟需一種能夠克服以上缺陷的沖擊力錘裝置，既能具有較高的穩定性和可靠性，沖擊力大又具有良好的一體化和小型化設計，以適應比較緊湊的空間測試環境。
【實用新型內容】
[0004]鑒于上述目的，本實用新型提出了一種氣動沖擊力錘，解決了沖擊力的穩定和可重復性，并有效避免電磁干擾，且具有良好的一體化和小型化設計。在模態測試中，能利用氣動沖擊力錘對狹小空間的機械結構進行穩定激勵，從而為結構系統的振動特性分析、振動故障診斷和預報以及結構動力特性的優化設計提供依據。
[0005]上述的氣動沖擊力錘由控制和執行兩部分構成，控制部分由氣源、二位五通換向電磁閥和消聲器構成，為氣動沖擊力錘的執行部分提供不同的氣動循環回路，控制沖擊過程;執行部分由氣缸和錘頭構成，作為氣動沖擊力錘的執行部件，在壓縮氣體的作用下完成沖擊。
[0006]上述兩位五通換向電磁閥，電磁閥的電磁線圈由寬脈沖信號控制，不同的脈寬控制電磁線圈不同的通電時長，使力錘產生不同接觸時長的沖擊，滿足不同的測試要求。
[0007]上述氣缸是壓縮氣體的最終作用部位，通過二位五通換向電磁閥控制的不同氣動循環回路，進而控制氣缸中活塞桿的伸出和縮回，帶動活塞桿上的錘頭完成沖擊過程。
[0008]上述錘頭主要由自鎖螺母、力傳感器和錘頭構成，錘頭通過螺紋與活塞桿相連，自鎖螺母固定力傳感器的位置及防止沖擊過程中松動，力傳感器測量錘頭沖擊時的沖擊力大小，錘頭可以通過更換制造時材質獲得能量不同的激勵信號。
【附圖說明】
[0009]圖1氣動沖擊力錘的具體結構示意圖
[0010]圖1中:101.沖擊氣缸；102.氣缸進氣口； 103.氣缸中蓋；104.中蓋噴嘴；105.活塞桿;106.氣缸出氣口 ； 107.自鎖螺母;108.力傳感器;109.錘頭；110.活塞桿腔；111.活塞腔；112.中蓋排氣小孔;113.儲能腔
[0011]圖2氣動沖擊力錘的氣動系統原理圖
[0012]圖2中:201.氣源；202.電磁閥電磁線圈仏；203.沖擊氣缸;204.二位五通換向電磁閥；205.電磁閥電磁線圈K2 ； 206.消聲器
【具體實施方式】
[0013]下面結合附圖更進一步說明:
[0014]氣動沖擊力錘可由計算機輸出脈沖信號自動控制或脈沖開關手動控制，現以計算機輸出脈沖信號自動控制為例加以說明氣動沖擊力錘的具體實施過程。
[0015]當接通電源時，空氣壓縮機工作，通過管道將氣源(201)輸到氣動沖擊力錘控制部分的二位五通換向電磁閥(204)。如果此時計算機輸出高電平，電磁線圈Ki (202)得電，電磁線圈K2 (205)失電，二位五通換向電磁閥(204)閥芯移動到電磁線圈仏(202)端緊貼缸壁，壓縮氣體經換向電磁閥(204)進氣口 P進入，通過換向電磁閥(204)內部到換向電磁閥(204)進出氣口 A，壓縮氣體經沖擊氣缸(101)進氣口(102)進入氣缸儲能腔(113)。儲能腔(113)內壓力逐漸升高，當壓力升到作用在中蓋噴嘴口(104)小面積上的總推力能克服活塞桿腔(110)的總阻力時，活塞桿(105)向下運動，中蓋噴嘴口(104)開啟，聚集在儲能腔(113)內的壓縮空氣通過中蓋噴嘴(104)突然作用于活塞的全部面積上，給予活塞桿(105)很大的向下推力。此時活塞桿腔(110)內壓力很低，活塞桿(105)在很大的壓差作用下迅速加速，很短時間內極大的速度向下沖擊。氣動回路中沖擊氣缸的活塞桿腔(110)中氣體通過氣缸進出氣口(106)排出到換向電磁閥(204)進出氣口B，通過換向電磁閥(204)內部，從換向電磁閥(204)出氣口 O2輸出，最后氣體輸到消聲器(206)中進行降噪。
[0016]如果此時計算機輸出低電平，電磁線圈K2(205)得電，電磁線圈Κι(202)失電，二位五通換向電磁閥(204)閥芯移動到電磁線圈Κ2(205)端緊貼缸壁，壓縮氣體經換向電磁閥(204)進氣口 P進入，通過換向電磁閥(204)內部到換向電磁閥(204)進出氣口 B，壓縮氣體經沖擊氣缸進出氣口( 106)進入氣缸活塞桿腔(I 10)，腔內壓力逐漸升高，當壓力升到能克服活塞腔(111)的總阻力時，活塞桿(105)向上運動，直到活塞桿(105)回到開始位置，此時活塞腔(111)內氣體通過中蓋排氣小孔(112)排出。
[0017]氣動沖擊力錘借助脈沖信號控制換向電磁閥(204)中的電磁線圈ΚΚ202)和電磁線圈K2(205)，使換向電磁閥(204)控制循環氣動回路方向，實現對氣動沖擊力錘的沖擊過程控制。沖擊氣缸(101)作為執行部件，活塞桿(105)帶動錘頭(109)在壓縮氣體的作用下實現沖擊。
【主權項】
1.一種氣動沖擊力錘，其特征在于氣動力錘由控制和執行兩部分構成。2.根據權利要求1所述的一種氣動沖擊力錘，其特征在于控制部分的換向電磁閥(204)的電磁線圈由可變脈寬的脈沖信號控制。3.根據權利要求1所述的一種氣動沖擊力錘，其特征在于執行部分由沖擊氣缸(101)和錘頭構成，氣缸(101)中的活塞桿(105)頂端有螺紋，通過螺紋與錘頭(109)相連。4.根據權利要求3所述的一種氣動沖擊力錘，其特征在于錘頭由自鎖螺母(107)、力傳感器(108)和可替換材料組成的錘頭(109)，自鎖螺母(107)固定力傳感器(108)的位置及防止沖擊時的松動，錘頭上方附有的力傳感器(108)輸出沖擊力信號，且錘頭(109)為可替換材料。
【專利摘要】本實用新型公布了一種氣動沖擊力錘，主要由控制和執行兩部分構成，控制部分由氣源、二位五通換向電磁閥和消聲器構成，為氣動沖擊力錘的執行部分提供不同的氣動循環回路，控制沖擊過程；執行部分由氣缸和錘頭構成，氣缸在壓縮氣體的作用下帶動錘頭完成沖擊，錘頭上方的力傳感器測量力錘沖擊力的大小。本實用新型采用換向電磁閥控制氣缸動作產生沖擊，力傳感器信號不受電磁場干擾，且沖擊力大，結構簡單，易實現一體化的小型設計與制造，操作簡便可在狹小空間中使用。
【IPC分類】G01M7/08
【公開號】CN205300885
【申請號】
【發明人】浦宏杰, 汪迪松, 陸勇, 李臻峰
【申請人】江南大學
【公開日】2016年6月8日
【申請日】2015年12月8日