專利名稱：一種用于改造小型振動臺的傳動裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于土木工程結構實驗設備技術領域，涉及到一種土木工程結構試驗領域中改造小型振動臺的傳動裝置，特別涉及到一種實現將水平向振動轉化為豎向振動并實現加載豎向速度脈沖的傳動裝置。
背景技術：
目前，土木工程結構試驗領域中，振動臺的使用越發頻繁，而實驗所用的振動臺按 體形和功能可大致分為大型振動臺和小型振動臺。大型振動臺功能豐富但對實驗場地空間要求大，且價格高昂，實驗投入的一次性成本巨大。小型振動臺功能有限，一般無法實現豎向振動的模擬，但是占地小，方便實驗，成本低廉。
發明內容本實用新型目的是提供一種用于改造小型振動臺的傳動裝置及其安裝使用方法，解決了土木工程結構抗震試驗中模擬豎向震動成本高昂問題，并實現加載豎向速度脈沖。本實用新型的技術方案是一種用于改造小型振動臺的傳動裝置，由水平振動主動板、傳動滾珠、可拆卸滑道、豎向振動從動板以及限制從動板水平位移的固定裝置組成。通過機械傳動的方法，使實驗室水平振動臺實現豎向振動并實現加載豎向速度大脈沖在水平振動臺上安裝帶有滑槽的主動板,并通過傳動滾珠與帶有滑槽的從動板相接觸。當振動臺水平振動時，限制從動板的水平位移，兩板滑道對傳動滾珠產生擠壓力，使得傳動滾珠在滑道中沿滑道相對運動。由于滑槽深度變化，滾珠產生豎向位移變化，引起從動板豎向振動。由于從動板滑槽的約束作用，使得四個主動板滑槽中的四個傳動滾珠在主動板滑槽中位置相同，保證了從動板板面水平不發生傾斜。通過調整主動板上可拆卸滑道與水平振動方向的角度使水平振動轉換豎向振動幅值放大倍數具有可調功能，本實用新型特征技術如下水平振動主動板，材料選用有機玻璃,打孔并用螺栓固定在振動臺臺面上,在板面上安裝可拆卸滑道的位置打螺栓孔。可拆卸滑道，兩側分別留有兩個螺栓孔與主動板的螺栓孔對齊，用螺栓將可拆卸滑道固定在主動板上，可以根據主動板上螺栓孔位置的不同調整滑道與主動板振動方向的角度以達到實現放大豎向振動幅值的目的。可拆卸滑道共有四個，分兩組左右對稱地安裝在主動板板面上，一組的兩個滑道相互平行。可拆卸滑道剖面呈V字形，分三段，第一段與第三段是對稱的直線段，第二段是光滑連接第一段與第三段的圓弧段，傳動滾珠在滑道上滑動時滾珠球心軌跡是一條折線。可拆卸滑道剖面高度變化，使得傳動滾珠在軌道內運動時產生豎向位移分量，帶動從動板豎向振動，并且傳動滾珠在V字形軌道中間運動軌跡有突變，產生豎向速度突變，進而實現加載豎向速度脈沖。豎向振動從動板，材料選用有機玻璃，垂直于主動板振動方向的一邊長于主動板，以方便限制從動板水平位移。從動板下板面上的從動板滑道是兩條平行的直線滑道固定于從動板上，且兩條滑道以與從動板長邊平行的中軸線為對稱軸左右對稱，主動板上四個可拆卸滑道與從動板滑道之間用四個大小相等的傳動滾珠連接，傳動滾珠的材料用高強度的鋼材。限制從動板水平位移的固定裝置，由有機玻璃塊、受拉鋼管、鋼架柱組成，有機玻璃塊，共有四塊分布在從動板的四角，在與從動板接觸的一側安裝豎直方向的滑道，同樣在從動板與有機玻璃塊接觸的位置安裝豎直方向滑道，兩個滑道之間用滾珠連接，保證在限
制從動板水平位移時，減小豎向振動受到的摩阻。有機玻璃塊的內部水平方向打有兩組互相垂直的孔洞，受拉鋼管穿過孔洞將四個有機玻璃塊連成整體，受拉鋼管端部用螺帽擰緊，鋼架柱一端與位于從動板短邊兩側的受拉鋼管焊接，另一端用長螺栓固定在地面上。本實用新型的效果和益處是本實用新型可用于土木工程結構抗震試驗，實現將小型振動臺水平向振動轉化為豎向振動并實現加載豎向脈沖，便于制作，工作原理明確，安全可靠，減少振動臺試驗成本，方便實驗的進行，具有很好的應用前景和市場價值。
圖I是一種用于改造小型振動臺的傳動裝置的正立面示意圖。圖2是一種用于改造小型振動臺的傳動裝置的俯視圖。圖3是水平振動主動板振動時交錯滑道與滾珠之間的相對位置示意圖。其中，(a)(b) (c)是水平振動主動板運動到不同位置時滾珠與滑道之間的相對位置的平面示意圖，(e) (d) (f)是分別與之對應的立面示意圖。圖4是主動板V字形可拆卸滑道沿滾珠運動方向的剖面圖。其中，第一段(I)與第三段(3)是對稱的直線段，第二段(2)是光滑連接第一段(I)與第三段(3)的圓弧段。圖5是一種用于改造小型振動臺的傳動裝置的限制從動板水平位移裝置的與地面固定的鋼架柱的立體圖。圖中1振動臺臺面；2主動板；3從動板；4從動板滑道；5傳動滾珠；6可拆卸滑道；7有機玻璃塊；8受拉鋼管；9螺帽；10鋼架柱；11滾珠。
具體實施方式
以下結合技術方案和附圖詳細敘述本實用新型的具體實施方式
。水平振動主動板2，的材料選用有機玻璃，用螺栓固定振動臺臺面I上。在有機玻璃水平振動主動板上打多組孔洞，用于將可拆卸滑道6固定在主動板上，且可以根據主動板上孔洞位置的不同調整可拆卸滑道與主動板振動方向的角度以達到實現放大豎向振動幅值的目的。豎向振動從動板3的材料同樣選用有機玻璃，從動板滑道4是兩條平行的直線軌道固定于從動板上。主動板與從動板之間靠滑道交錯對滾珠產生擠壓實現傳動，傳動滾珠5的材料選用高強度鋼材。由于可拆卸滑道剖面高度變化，傳動滾珠在滑道內運動時產生豎向位移分量，帶動從動板豎向振動。可拆卸滑道剖面分三段，呈V字形第一段(I)與第三段(3)是對稱的斜直線段，中間段是光滑連接第一段與第三段的圓弧段(2)。如此，使得傳動滾珠在可拆卸滑道中的運動軌跡為折線，在軌道中間運動軌跡有突變，實現豎向速度大脈沖。豎向振動從動板在垂直于主動板振動方向上的一邊長于主動板，并在從動板四角安裝豎向滑道，通過滾珠11與有機玻璃塊7連接。有機玻璃塊的內部水平方向打兩組互相垂直的孔洞，從動板長邊一側的一組孔洞穿過兩條受拉鋼管8，從動板短邊一側的一組孔 洞穿過四條受拉鋼管，受拉鋼管端部由螺帽9擰緊，使四塊有機玻璃塊連成整體。將鋼架柱10—端與從動板短邊一側的四條受拉鋼管焊接，鋼架柱的另一端用長螺栓固定在地面上。
權利要求1.一種用于改造小型振動臺的傳動裝置，由水平振動主動板(2)、傳動滾珠(5)、可拆卸滑道￠)、豎向振動從動板(3)以及限制從動板水平位移的固定裝置組成，其特征是水平振動主動板(2)，打孔并用螺栓固定在振動臺臺面(I)上，在板面上安裝可拆卸滑道(6)的位置打螺栓孔；可拆卸滑道(6)的兩側分別留有兩個螺栓孔與主動板(2)的螺栓孔對齊，用螺栓將可拆卸滑道(6)固定在主動板上，可拆卸滑道(6)共有四個，分兩組左右對稱地安裝在主動板⑵板面上，一組的兩個可拆卸滑道(6)相互平行；豎向振動從動板(3)，垂直于主動板振動方向的一邊長于主動板，從動板(3)下板面上的從動板滑道(4)是兩條平行的直線滑道固定于從動板上，且兩條從動板滑道(4)以與從動板長邊平行的中軸線為對稱軸左右對稱，主動板(2)上四個可拆卸滑道(6)與從動板滑道(4)之間用四個大小相等的傳動滾珠(5)連接；限制從動板水平位移的固定裝置，由有機玻璃塊(7)、受拉鋼管(8)、鋼架柱(10)組成，有機玻璃塊(7)，共有四塊分布在從動板的四角，在與從動板(3)接觸的一側安裝豎直方向的滑道，同樣在從動板(3)與有機玻璃塊(7)接觸的位置安裝豎直方向滑道，兩個滑道之間用滾珠(11)連接，有機玻璃塊(7)的內部水平方向打有兩組互相垂直的孔洞，受拉鋼管(8)穿過孔洞將四個有機玻璃塊(7)連成整體，受拉鋼管端部用螺帽(9)擰緊，鋼架柱(10) —端與位于從動板短邊兩側的受拉鋼管(8)焊接，另一端用長螺栓固定在地面上。
2.根據權利要求I所述的一種用于改造小型振動臺的傳動裝置，其特征是所述的可拆卸滑道(6)剖面呈V字形，分三段，第一段與第三段是對稱的直線段，第二段是光滑連接第一段與第三段的圓弧段，傳動滾珠(5)在可拆卸滑道(6)上滑動時傳動滾珠(5)球心軌跡是一條折線。
專利摘要一種用于改造小型振動臺的傳動裝置，屬于土木工程結構實驗設備改造技術領域。其特征是由水平振動主動板，傳動滾珠及可拆卸滑道，豎向振動從動板以及限制從動板水平位移的固定裝置組成。主動板水平振動時通過主動板與從動板滑道交錯而產生的對傳動滾珠的擠壓力使傳動滾珠在可拆卸滑道中運動，并通過傳動滾珠運動時可拆卸滑道滑槽高度變化實現豎向高度變化的目的，使水平振動臺實現豎向振動。通過主動板滑道V型軌道在拐點突變使滾珠經過拐點產生豎向速度突變實現加載豎向速度脈沖。本實用新型的效果和益處是便于制作，工作原理明確，安全可靠，減少振動臺試驗成本，具有很好的應用前景。
文檔編號G01M7/02GK202494552SQ20122015807
公開日2012年10月17日 申請日期2012年4月16日 優先權日2012年4月16日
發明者何政, 張昊強, 李波, 謝忠良 申請人:大連理工大學