起振的制造方法
【專利摘要】提供一種能夠更安全地實施振動試驗，而且能夠防止試驗對象損傷的起振機。起振機(100)在引導(dǎo)支柱(2)具備一對限位開關(guān)(15、15)。限位開關(guān)(15、15)的一個設(shè)于重錘(4)的下限位置(LL)，另一個設(shè)于重錘(4)的上限位置(UL)。在重錘(4)設(shè)有被檢測片(16)，被檢測片(16)在重錘(4)到達下限位置(LL)時與限位開關(guān)(15)相接，而且，在重錘(4)到達上限位置(UL)時與限位開關(guān)(15)相接。在本實施方式中，在重錘(4)的高度方向的中央設(shè)置被檢測片(16)，由此一個被檢測片(16)與下限位置(LL)及上限位置(UL)這雙方相接。
【專利說明】起振機

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及在求取結(jié)構(gòu)物的振動特性時向該結(jié)構(gòu)物施加振動的起振機，尤其是涉及適合于向橋梁等那樣的固有振動頻率小的結(jié)構(gòu)物施加振動的起振機。

【背景技術(shù)】
[0002]在通過向結(jié)構(gòu)物附加外力而計測其響應(yīng)性來求出該結(jié)構(gòu)物的振動特性的強制振動試驗中，作為向該結(jié)構(gòu)物施加振動的起振機，已知有專利文獻I公開的技術(shù)。
[0003]專利文獻I的起振機具備重錘、彈性地懸吊重錘的彈性支承單元、將重錘引導(dǎo)成能夠沿著上下方向往復(fù)移動的引導(dǎo)單元、經(jīng)由與重錘連結(jié)的鋼索而使重錘沿著上下方向往復(fù)移動的移動單元。專利文獻I的起振機通過直線運動而能夠產(chǎn)生起振力，因此即使在向質(zhì)量比較大且固有振動頻率比較小的結(jié)構(gòu)物施加振動的情況下，也能夠幾乎不受振動頻率影響地得到起振力，即使在需要大的起振力矩的情況下也能夠容易地適用。而且，經(jīng)由線條物而使重錘往復(fù)移動，因此強制振動試驗的試驗場所的組裝時的施工調(diào)整能夠非常容易地進行，能夠簡化組裝花費的勞力和時間。
[0004]在先技術(shù)文獻
[0005]專利文獻
[0006]專利文獻1:日本特開平10-263478號公報


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]發(fā)明要解決的課題
[0008]起振機使用1t或20t這樣的質(zhì)量大的重錘，因此當(dāng)重錘超過預(yù)先設(shè)定的移動路徑地移動而與構(gòu)成起振機的支柱、臺板等構(gòu)件發(fā)生碰撞時，會使這些構(gòu)件破損，無法安全地實施振動試驗，存在使作為試驗對象的結(jié)構(gòu)物自身破損的可能性。
[0009]本發(fā)明基于這樣的課題而作出，其目的在于提供一種能夠更安全地實施振動試驗而且能夠防止試驗對象損傷的起振機。
[0010]用于解決課題的技術(shù)方案
[0011]本發(fā)明的起振機的特征在于，以具備重錘、引導(dǎo)單元、移動單元、彈性支承單元為前提，該引導(dǎo)單元將重錘引導(dǎo)成能夠在沿著鉛垂方向或水平方向的移動路徑上往復(fù)移動，該移動單元經(jīng)由與重錘連結(jié)的線條物而使重錘沿著移動路徑往復(fù)移動，該彈性支承單元在重錘沿鉛垂方向往復(fù)移動時，彈性地懸吊重錘，此外，本發(fā)明的起振機還具備:檢測單元，檢測移動路徑上的重錘的位置；以及控制單元，基于由檢測單元檢測到的重錘的位置，使基于移動單元的重錘的移動停止。
[0012]本發(fā)明的起振機檢測移動路徑上的重錘的位置，基于該檢測結(jié)果而使重錘的移動停止，因此能夠防止重錘預(yù)先超過設(shè)定的移動路徑地移動的情況。例如，可以檢測作為重錘的驅(qū)動源而使用的伺服電動機的旋轉(zhuǎn)，基于該檢測結(jié)果也能夠特定重錘的位置。然而，在伺服電動機與重錘之間夾設(shè)有線條物、典型的是鋼索、其他的構(gòu)件，由于它們產(chǎn)生延伸、變形，因而即使基于伺服電動機的旋轉(zhuǎn)而特定了重錘的位置，該位置也有可能欠缺準(zhǔn)確性。相對于此，本發(fā)明檢測實際的重錘的位置，因此能夠準(zhǔn)確地特定重錘的位置，因此能夠高精度地使重錘停止。
[0013]作為本發(fā)明的檢測單元，包含至少二個方式。
[0014]第一個方式是檢測重錘到達移動路徑上的規(guī)定位置的情況，例如，相當(dāng)于置于移動路徑上的限位開關(guān)。移動的重錘直接或間接地與該限位開關(guān)接觸，由此能夠檢測移動路徑上的重錘的位置。例如，預(yù)先將該限位開關(guān)置于移動路徑上的移動極限位置，在移動極限位置處檢測到重錘與限位開關(guān)接觸的情況的控制單元能夠使重錘的驅(qū)動源停止。需要說明的是，如后述的實施方式中敘述那樣，放置限位開關(guān)沒有局限于移動極限位置。而且，同樣地，本發(fā)明設(shè)置限位開關(guān)的位置是任意的，可以設(shè)置于例如重錘或起振機的支柱。
[0015]第二個方式是檢測重錘在移動路徑上移動的位置，例如，相當(dāng)于金屬線式的位移計，只要將該位移計的金屬線的前端固定于重錘，另一方面位移計的主體部分固定于起振機的基礎(chǔ)部分即可。在該方式中，只要控制單元連續(xù)地檢測重錘的位移(位置)，并檢測出到達預(yù)先確定的位移量的情況，就能夠使重錘的驅(qū)動源停止。
[0016]本發(fā)明能夠僅使用第一個方式及第二個方式中的一方，也能夠?qū)烧呓M合。第二個方式實時地獲知重錘的準(zhǔn)確的位置，由此存在如下優(yōu)點，能夠利用于確認所希望的振動是否由起振機產(chǎn)生，因此在實施了安全且準(zhǔn)確的振動試驗的基礎(chǔ)上，優(yōu)選將第一個方式及第二個方式進行組合。
[0017]本發(fā)明的起振機可以預(yù)先具備與超過移動路徑而移動的重錘發(fā)生碰撞并吸收沖擊的限動件。本發(fā)明的起振機基于重錘的位置而使重錘的移動停止，這是為了確保進一步的安全性。
[0018]本發(fā)明的起振機可以具備檢測移動中的重錘的加速度的單個或多個第一加速度傳感器。通過檢測重錘的加速度來求出勵振試驗中的重錘的起振力，作為是否適當(dāng)?shù)剡M行勵振試驗的判斷指標(biāo)。通過具備多個第一加速度傳感器，能夠獲知重錘的傾斜、扭轉(zhuǎn)。
[0019]本發(fā)明的起振機可以具備檢測由于重錘移動而發(fā)生勵振的對象結(jié)構(gòu)物的加速度的第二加速度傳感器。這樣的話，在勵振試驗時能夠?qū)嶋H測定對象結(jié)構(gòu)物的振動響應(yīng)，能夠?qū)崟r地掌握響應(yīng)倍率、相位曲線。
[0020]發(fā)明效果
[0021]根據(jù)本發(fā)明，檢測移動路徑上的重錘的位置，并基于該檢測結(jié)果而使重錘的移動停止，因此能夠防止重錘超過預(yù)先設(shè)定的移動路徑地移動的情況。因此，本發(fā)明的起振機能夠更安全地實施振動試驗，而且能夠防止試驗對象的損傷。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1是表示沿鉛垂方向產(chǎn)生了振動的第一實施方式的起振機的概略結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。
[0023]圖2是表示圖1所示的起振機的俯視圖。
[0024]圖3是表示沿水平方向產(chǎn)生振動的第一實施方式的起振機的概略結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。
[0025]圖4是表示圖3所示的起振機的俯視圖。
[0026]圖5是表示圖1所示的起振機的變形例的側(cè)視圖。
[0027]圖6是表示沿鉛垂方向產(chǎn)生振動的第二實施方式的起振機的概略結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。
[0028]圖7是表示沿水平方向產(chǎn)生振動的第二實施方式的起振機的概略結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。
[0029]圖8是表示在第二實施方式中檢測到的重錘的位移的坐標(biāo)圖，(a)表示位移正常的例子，(b)表不位移異常的例子。
[0030]圖9是表示第三實施方式的起振機的概略結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖，(a)表示沿鉛垂方向產(chǎn)生振動的起振機，(b)表示沿水平方向產(chǎn)生振動的起振機。
[0031]圖10是表示第四實施方式的起振機的概略結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖，(a)表示沿鉛垂方向產(chǎn)生振動的起振機，(b)表示沿水平方向產(chǎn)生振動的起振機。
[0032]圖11表示在圖10(a)的起振機設(shè)有多個加速度傳感器的例子，(a)是側(cè)視圖，(b)是表示相對于重錘的加速度傳感器的配置的俯視圖。
[0033]圖12表不在圖10(b)的起振機設(shè)有多個加速度傳感器的例子，(a)是側(cè)視圖，(b)是表示相對于重錘的加速度傳感器的配置的俯視圖。
[0034]圖13是表示在成為勵振的對象的結(jié)構(gòu)物中也設(shè)有加速度傳感器的起振機的側(cè)視圖。

【具體實施方式】
[0035]以下，基于實施方式來說明本發(fā)明的起振機。
[0036][第一實施方式]
[0037]參照圖1、圖2，說明本實施方式的起振機100。
[0038]起振機100經(jīng)由基臺I而安裝于橋梁、建筑物等結(jié)構(gòu)物200，使用于求出結(jié)構(gòu)物的振動特性的勵振試驗。在基臺I的四角附近分別豎立設(shè)有引導(dǎo)支柱2，臺板3的拐角附近分別支承在這些引導(dǎo)支柱2的上端。
[0039]在基臺I與臺板3之間配備有重錘4。在重錘4的側(cè)面設(shè)有旋轉(zhuǎn)自如的滾子5，該滾子5與引導(dǎo)支柱2抵接。S卩，滾子5將重錘4引導(dǎo)成能夠沿著引導(dǎo)支柱2升降移動。
[0040]多個(在本實施方式中為四個)拉伸螺旋彈簧6的一端分別固定在臺板3的下表面。這些拉伸螺旋彈簧6的另一端分別連結(jié)、固定在重錘4的上部。而且，在臺板3的上部，以穿過拉伸螺旋彈簧6的中心部的方式使桿向臺板3的下方貫通的氣缸7對于各拉伸螺旋彈簧6而分別安裝。這些氣缸7的前端與重錘4的上部分別連結(jié)。即，拉伸螺旋彈簧6及氣缸7將重錘4彈性地懸吊成能夠沿上下方向往復(fù)(升降)移動。向氣缸7供給的空氣蓄積于空氣罐13。
[0041]如圖1所示，在基臺I上設(shè)置有繞著水平軸能夠旋轉(zhuǎn)的滾筒8。在位于比滾筒8靠上方的位置的臺板3上設(shè)有與滾筒8同樣的滾筒9。在滾筒8與滾筒9之間架設(shè)有作為線條物的鋼索10。鋼索10連結(jié)固定于重錘4。如圖1、圖2所示，能夠正反旋轉(zhuǎn)的伺服電動機12經(jīng)由減速機11而分別連結(jié)于滾筒9。通過使該伺服電動機12同步地正反旋轉(zhuǎn)，經(jīng)由減速機11、滾筒8、9、鋼索10能夠使重錘4沿上下方向往復(fù)移動。
[0042]起振機100在引導(dǎo)支柱2具備一對限位開關(guān)15、15。限位開關(guān)15、15的一個設(shè)于重錘4的下限位置LL，另一個設(shè)于重錘4的上限位置UL。重錘4在由置于下限位置LL的限位開關(guān)15和置于上限位置UL的限位開關(guān)15所特定的鉛垂方向的移動路徑上往復(fù)移動。限位開關(guān)15檢測被檢測片16發(fā)生了接觸的情況，能夠廣泛地適用將檢測結(jié)果作為電信號而向控制裝置50施加的單元。
[0043]在重錘4上設(shè)有被檢測片16，該被檢測片16在重錘4達到下限位置LL時與限位開關(guān)15相接，而且，在重錘4達到上限位置UL時與限位開關(guān)15相接。在本實施方式中，通過在重錘4的高度方向的中央設(shè)置被檢測片16，而一個被檢測片16與下限位置LL及上限位置UL這雙方相接。
[0044]在此，下限位置LL及上限位置UL是為了對重錘4超過下限位置LL及上限位置UL地移動的情況進行限制而設(shè)定的，通過限位開關(guān)15、15與被檢測片16的相對的位置關(guān)系來特定。即，即使限位開關(guān)15、15置于同一位置，若被檢測片16的位置不同，則重錘4可移動的范圍也不同，考慮到這一點而在不會妨礙勵振試驗的位置設(shè)定下限位置LL及上限位置UL0
[0045]起振機100中，基臺1、引導(dǎo)支柱2、臺板3、拉伸螺旋彈簧6、氣缸7、空氣罐13構(gòu)成彈性支承單元，通過引導(dǎo)支柱2、滾子5構(gòu)成引導(dǎo)單元，通過滾筒8、9、鋼索10、減速機11、伺服電動機12構(gòu)成移動單元。
[0046]起振機100具備對起振機100的動作進行控制的控制裝置50。動作的控制是指伺服電動機12及氣缸7的運轉(zhuǎn)的控制。關(guān)于伺服電動機12，控制裝置50除了進行旋轉(zhuǎn)的開始及旋轉(zhuǎn)的停止的控制之外，還進行旋轉(zhuǎn)的方向(正轉(zhuǎn)及反轉(zhuǎn))的控制。而且，關(guān)于氣缸7，控制裝置50除了供給蓄積于空氣罐13的空氣而使氣缸7動作之外，還停止空氣的供給而使氣缸7的動作停止。
[0047]控制裝置50接受由使用起振機100的操作員進行運轉(zhuǎn)控制所需的參數(shù)(例如，振動振幅、振動頻率(頻率))的輸入，基于預(yù)先保持的控制程序來控制伺服電動機12及氣缸7的動作。而且，通過接受來自限位開關(guān)15的檢測信號而獲知被檢測片16與下限位置LL的限位開關(guān)15或上限位置UL的限位開關(guān)15接觸的情況時，停止伺服電動機12的運轉(zhuǎn)。對于氣缸7也同樣地停止運轉(zhuǎn)。
[0048]接著，說明如以上那樣構(gòu)成的起振機100的動作。
[0049]當(dāng)安設(shè)于結(jié)構(gòu)物200并使伺服電動機12同步地以規(guī)定的周期正反旋轉(zhuǎn)時，經(jīng)由減速機11、滾筒8、9、鋼索10使重錘4沿著引導(dǎo)支柱2以規(guī)定的周期上下移動，因此起振機100產(chǎn)生鉛垂方向的振動而向結(jié)構(gòu)物200施加鉛垂方向的振動。
[0050]在此，設(shè)重錘4的質(zhì)量為M、重錘4的往復(fù)移動距離(振動振幅)為A、重錘4的每單位時間的往復(fù)移動次數(shù)(振動頻率)為ω時，起振力F3通過下述的式(I)求出。
[0051]即，根據(jù)結(jié)構(gòu)物200的質(zhì)量、固有振動頻率等，通過重錘4的質(zhì)量Μ、利用伺服電動機12的控制來調(diào)整振動振幅Α、振動頻率ω，由此能夠得到必要的大小的起振力F3。
[0052]F3= 2ΜΑω 2— (I)
[0053]在通過圓弧運動而產(chǎn)生起振力的類型的起振機中，伴隨著振動頻率增大，起振力指數(shù)性地增大。在如下情況難以適用:例如最近的向高大橋等那樣質(zhì)量比較大而固有振動頻率比較小(0.1Hz左右)的結(jié)構(gòu)物施加振動的情況，即，需要大的起振力矩的情況。相對于此，通過直線運動而產(chǎn)生起振力的本實施方式的起振機100能夠幾乎不受振動頻率影響而得到起振力，因此能夠適用于需要大的起振力矩的情況。
[0054]另外，由于經(jīng)由鋼索10而往復(fù)驅(qū)動重錘4，因此橋梁等的強制振動試驗的試驗場所的組裝時的施工調(diào)整能夠非常容易地進行，能夠簡化組裝花費的勞力和時間。
[0055]另外，由于利用拉伸螺旋彈簧6及氣缸7彈性地懸吊重錘4，因此作用于重錘4的升降的能量可以利用拉伸螺旋彈簧6及氣缸7的彈力。因此，能夠減小使重錘4升降的伺服電動機12所需的動力，因此能夠使伺服電動機12小型化，能夠?qū)崿F(xiàn)向試驗場所的搬運等的容易化。
[0056]在起振機100產(chǎn)生起振力F3且重錘4進行升降運動的過程中，當(dāng)因某些原因而被檢測片16與任一限位開關(guān)15接觸時，控制裝置50使伺服電動機12的運轉(zhuǎn)停止，進而使氣缸7的運轉(zhuǎn)停止。這樣根據(jù)本實施方式，由于抑制重錘4的過大的位移，因此能夠防止結(jié)構(gòu)物200產(chǎn)生損傷，且能夠安全地實施勵振試驗。
[0057]在此，雖然為了控制伺服電動機12的運轉(zhuǎn)，實際測定伺服電動機12的旋轉(zhuǎn)信號，通過減速機11的減速比也能夠算出重錘4的位移量，但是如前述那樣存在無法高精度地得到位移量(位置)的可能性。因此，在基于伺服電動機12的旋轉(zhuǎn)信號的控制中，有時難以可靠地防止重錘4的過大的位移。
[0058]以上說明的起振機100在重錘4達到下限位置LL或上限位置UL時，使伺服電動機12的運轉(zhuǎn)停止，但本發(fā)明沒有限定于此。例如，也可以檢測重錘4達到下限位置LL或上限位置UL的跟前的情況，然后不急劇地使其停止，而容許伺服電動機12旋轉(zhuǎn)規(guī)定時間，利用此期間經(jīng)過平緩的減速而使伺服電動機12停止。
[0059]為此的結(jié)構(gòu)例如圖5所示，在重錘4的高度方向的兩端設(shè)有被檢測片16。因此，在到達下限位置LL或上限位置UL之前，限位開關(guān)15檢測被檢測片16的接觸，并將該檢測結(jié)果向控制裝置50發(fā)送，通過施加平緩地停止的控制邏輯，經(jīng)過規(guī)定的減速過程之后，能夠使伺服電動機12停止。這樣，與伺服電動機12急劇停止的情況相比，受到的沖擊減少，因此會保護起振機100。
[0060]需要說明的是，在起振機100中，限位開關(guān)15可以將設(shè)置的位置固定，但也可以設(shè)置成能夠移動。這樣的話，在進行勵振試驗的結(jié)構(gòu)物200對應(yīng)的位置設(shè)置限位開關(guān)15變得容易。
[0061]以上說明的起振機100沿鉛垂方向產(chǎn)生振動，但本發(fā)明也可以適用于沿水平方向產(chǎn)生振動的起振機110。以下，參照圖3及圖4進行說明。
[0062]起振機110經(jīng)由基臺21而安裝于橋梁、建筑物等結(jié)構(gòu)物200，使用于求出結(jié)構(gòu)物的振動特性的試驗。在基臺21上經(jīng)由支柱22而設(shè)有框架23。在框架23上鋪設(shè)有導(dǎo)軌23a。在導(dǎo)軌23a上經(jīng)由車輪25而設(shè)置有重錘24，重錘24能夠沿著導(dǎo)軌23a行駛移動。
[0063]在框架23的四角上分別設(shè)有能夠繞著與重錘24的行駛移動方向正交的水平軸旋轉(zhuǎn)的滾筒28a?28d。在位于滾筒28a、28c的下方的基臺21上分別設(shè)有與滾筒8同樣的滾筒29a、29b。另一方面，在重錘24的行駛方向的一端側(cè)分別連結(jié)固定有作為線條物的鋼索30a、30b的一端。鋼索30a經(jīng)由滾筒28a、29a、28d而將其另一端連結(jié)固定于重錘24的行駛方向的另一端側(cè)。鋼索30b經(jīng)由滾筒28c、29b、28b而將其另一端連結(jié)固定于重錘24的行駛方向的另一端側(cè)。
[0064]在滾筒29a、29b經(jīng)由減速機31a、31b而分別連結(jié)有能夠正反旋轉(zhuǎn)的伺服電動機32a、32b。通過使該伺服電動機32a、32b同步地正反旋轉(zhuǎn)，經(jīng)由減速機31a、31b、滾筒29a、29b、鋼索30a、30b而能夠使重錘24沿水平方向往復(fù)移動。
[0065]起振機110在重錘24的行駛方向的兩端分別具備限位開關(guān)15、15。另一方面，對應(yīng)于限位開關(guān)15、15而在框架23設(shè)有被檢測片16、16。被檢測片16、16的一個設(shè)于重錘24的左限位置FL，另一個設(shè)于重錘4的右限位置RL。重錘24在由設(shè)于左限位置FL的被檢測片16和設(shè)于右限位置RL的被檢測片16所特定的水平方向的移動路徑上往復(fù)移動。在重錘24達到左限位置FL時，限位開關(guān)15與對應(yīng)的被檢測片16相接，而且，在重錘24達到右限位置RL時，限位開關(guān)15與對應(yīng)的被檢測片16相接。
[0066]起振機110中，基臺21、支柱22、框架23、導(dǎo)軌23a、車輪25構(gòu)成引導(dǎo)支承單元，滾筒28a?28d、29a、29b、鋼索30a、30b、減速機31a、31b、伺服電動機32a、32b構(gòu)成移動單元。
[0067]起振機110通過與起振機100具備的控制裝置50同樣的控制裝置50來控制其動作。
[0068]對起振機110的動作進行說明。
[0069]當(dāng)安設(shè)于結(jié)構(gòu)物200并使伺服電動機32a、32b同步地以規(guī)定的周期正反旋轉(zhuǎn)時，通過減速機31a、31b、滾筒28a、28b、鋼索30a、30b使重錘24經(jīng)由車輪25沿著導(dǎo)軌23a以規(guī)定的周期在水平方向上行駛移動，因此產(chǎn)生水平方向的振動，能夠向結(jié)構(gòu)物200施加水平方向的振動。這樣，起振機100能夠向結(jié)構(gòu)物200施加鉛垂方向的振動，但起振機110能夠向結(jié)構(gòu)物200施加水平方向的振動。
[0070]因此，在起振機110中，也能夠幾乎不受振動頻率影響地得到水平方向的起振力，能夠適用于需要大的起振力矩的情況，并且組裝時的施工調(diào)整能夠非常容易地進行，能夠簡化組裝花費的勞力和時間。而且，利用車輪25、導(dǎo)軌23a、框架23、支柱22、基臺21來支承重錘24，因此重錘24的移動花費的運動能量較少即可。
[0071]而且，當(dāng)因某些原因而被檢測片16與限位開關(guān)15接觸時，伺服電動機32a、32b的運轉(zhuǎn)停止。因此，能抑制重錘24的過大的移動，因此能防止結(jié)構(gòu)物200發(fā)生損傷，并安全地實施勵振試驗。
[0072][第二實施方式]
[0073]第一實施方式的起振機100、110通過限位開關(guān)15來抑制重錘4、24的過大的位移，但本發(fā)明也可以取代限位開關(guān)15，而設(shè)置能夠直接計測重錘4、24的位移的位移計。以下，參照圖6?圖8說明該例子。
[0074]圖6所示的起振機120與第一實施方式的起振機100的基本結(jié)構(gòu)一致，但是取代限位開關(guān)15、15而具備位移計17。位移計17設(shè)置在基臺I上，通過連續(xù)地測定距重錘4的下端的距離，能夠檢測重錘4的位移。
[0075]位移計17只要發(fā)揮目的即可，與其形態(tài)無關(guān)?？梢詮V泛地適用例如金屬線式的位移計、激光式的位移計等。雖然根據(jù)重錘4的位移量也受到影響，但是若是同一位移量，則金屬線式的位移計在成本的方面上有利，但是在重錘4的位移速度較快的情況下，推薦使用激光位移計等的非接觸型的位移計。
[0076]位移計17的計測結(jié)果向數(shù)據(jù)收錄裝置60傳送。圖8 (a) (b)表示基于位移計17的計測結(jié)果的一例。當(dāng)伺服電動機12被正常驅(qū)動時，重錘4如圖8(a)所示，以一定周期、一定振幅(一定位移)進行升降運動。然而，因某些要因而重錘4的位移存在顯示異常的情況如前述那樣。其一例如圖8(b)所示。在該例子中，會維持周期及振幅，但位移逐漸向上側(cè)偏移。操作員觀察由數(shù)據(jù)收錄裝置60取得的來自位移計17的位移信息的經(jīng)度和瑋度，若位移達到閾值，則停止伺服電動機12的運轉(zhuǎn)。在圖8(a) (b)中，例如，可以將±40cm設(shè)定為停止伺服電動機12的運轉(zhuǎn)的閾值。而且，也可以將位移計17的計測結(jié)果直接向控制裝置50取入，由控制裝置50執(zhí)行上述的一連串的操作。
[0077]起振機120利用位移計17直接計測重錘4的位移，因此能夠準(zhǔn)確地掌握重錘4的位置。其結(jié)果是，能夠抑制重錘4的過大的位移，因此能夠防止結(jié)構(gòu)物200發(fā)生損傷，且能夠安全地實施勵振試驗。
[0078]本發(fā)明如圖7所示，對于沿水平方向產(chǎn)生振動的起振機130能夠適用。起振機130與第一實施方式的起振機110的基本結(jié)構(gòu)一致，但是取代限位開關(guān)15、15而具備位移計17。位移計17設(shè)置在重錘24上，通過連續(xù)地測定距設(shè)于框架23的基準(zhǔn)片18的距離，由此能夠檢測重錘24的位移。起振機130也能夠起到與起振機120同樣的效果。
[0079]另外，本發(fā)明能夠適用第一實施方式的限位開關(guān)15和第二實施方式的位移計17中的任一方或雙方。尤其是適用雙方時，會雙重地確保安全地抑制重錘4的過大的位移。而且，通過監(jiān)視由位移計17計測到的結(jié)果(圖8(a)、(b))，能夠依次掌握重錘4的動作，因此有助于安全且適當(dāng)?shù)膭钫裨囼灥膱?zhí)行。
[0080][第三實施方式]
[0081]第一實施方式及第二實施方式通過準(zhǔn)確地掌握移動路徑上的重錘4、24的位置(位移量)，由此抑制重錘4、24的過大的位移，但優(yōu)選采取進一步的安全對策。
[0082]因此，在第三實施方式中，如圖9 (a)所示，設(shè)置當(dāng)重錘4超過下限位置LL或上限位置UL時發(fā)生碰撞的限動件40，或者如圖9 (b)所示，設(shè)置當(dāng)重錘24超過左限位置FL或右限位置RL時發(fā)生碰撞的限動件40。例如，即使起振機成為不能控制，限位開關(guān)15、位移計17成為未工作的狀態(tài)，也會利用機械式的限動件40吸收沖擊而強制性地使重錘4、24的振動停止。需要說明的是，在圖9中，省略了限位開關(guān)15、位移計17的記載，但如上述那樣，設(shè)置限位開關(guān)15及位移計17中的一方或雙方。
[0083]構(gòu)成限動件40的材質(zhì)只要能夠?qū)崿F(xiàn)上述目的就不受限制，也可以僅由金屬材料構(gòu)成，但是為了高效地進行沖擊吸收，也可以安裝橡膠、其他的彈性體，或僅由彈性體構(gòu)成。
[0084]當(dāng)起振機發(fā)生異常而陷入不能控制時，限位開關(guān)15、位移計17有可能不進行動作，但是這樣的情況下，根據(jù)第三實施方式，利用限動件40來阻止重錘4、24的振動，能夠防止作為勵振對象的結(jié)構(gòu)物及起振機的損傷。
[0085][第四實施方式]
[0086]第四實施方式如圖10(a)所示，在重錘4設(shè)置加速度傳感器(第一加速度傳感器)19，而且，如圖10 (b)所示在重錘24設(shè)置加速度傳感器19。需要說明的是，在圖10 (a)(b)中，省略了限位開關(guān)15、位移計17、限動件40、控制裝置50、數(shù)據(jù)收錄裝置60的記載，但是可以設(shè)置限位開關(guān)15及位移計17的一方或雙方，進而，可以設(shè)置限動件40。加速度傳感器19的檢測結(jié)果與第二實施方式同樣地向數(shù)據(jù)收錄裝置60傳送，但也可以向控制裝置50傳送。
[0087]通過在重錘4、24設(shè)置加速度傳感器19，來求出勵振試驗中的重錘4、24的起振力，能夠成為判斷勵振試驗是否適當(dāng)進行的判斷指標(biāo)。而且，加速度傳感器19能夠?qū)嶋H測定控制異常發(fā)生而重錘4、24與限動件40碰撞而產(chǎn)生的加速度。與該加速度相關(guān)的信息向數(shù)據(jù)收錄裝置60傳送，因此若對其進行確認，則能夠掌握起振機主體的損壞。而且，若裝入了將加速度傳感器19的檢測結(jié)果向控制裝置50傳送且即使對于加速度異常也能事先使裝置停止的控制邏輯，則也能夠事先防止起振機損傷。
[0088]如圖11(a) (b)及圖12(a) (b)所示，可以在重錘4、24設(shè)置多個加速度傳感器19。
[0089]圖11 (a) (b)以配置在矩形的頂點的方式在重錘4上設(shè)置4個加速度傳感器19-1?19-4。加速度傳感器19-1?19-4檢測鉛垂方向的加速度。因此，若由加速度傳感器19-1得到的加速度al與由加速度傳感器19-3得到的加速度a3不同，則在將加速度傳感器19-1固定的位置與將加速度傳感器19-3固定的位置處加速度產(chǎn)生偏差，可知重錘4存在相對于移動方向(鉛垂方向)傾斜并振動的可能性。而且，通過加速度傳感器19-2與加速度傳感器19-4的比較、加速度傳感器19-1與加速度傳感器19-2的比較，也能夠掌握重錘4的傾斜的振動狀態(tài)。
[0090]圖12 (a) (b)將2個加速度傳感器19_5和加速度傳感器19_6沿著與重錘24的移動方向正交的方向配置。并且，加速度傳感器19-5和加速度傳感器19-6配置成檢測水平方向的加速度。這樣的話，若由加速度傳感器19-5得到的加速度a5與由加速度傳感器19-6得到的加速度a6不同，則在將加速度傳感器19-5固定的位置和將加速度傳感器19-6固定的位置處加速度產(chǎn)生偏差，可知存在重錘24在繞著鉛垂軸的平面方向上扭轉(zhuǎn)而產(chǎn)生振動的可能性。
[0091]重錘4傾斜的情況或重錘24扭轉(zhuǎn)的情況啟示了重錘4、24進行異常的動作的情況。通過時序地取得來自加速度傳感器19-1?19-6的加速度信息，能夠檢測表示伺服電動機12、32a、32b的異常動作的重錘4、24的傾斜、扭轉(zhuǎn)，因此能夠提前檢測起振機的異常，在必要的情況下能夠停止起振機的動作。而且，若裝入將加速度傳感器19-1?19-6的檢測結(jié)果向控制裝置50傳送且對于重錘4、24的異常的傾斜、扭轉(zhuǎn)也會事先使裝置停止的控制邏輯，則也能夠事先防止起振機發(fā)生損傷。
[0092]在本實施方式中，如圖13(a)所示，在與作為試驗對象的結(jié)構(gòu)物200相接的基部I也能夠設(shè)置加速度傳感器(第二加速度傳感器)20。該加速度傳感器20的檢測結(jié)果向數(shù)據(jù)收錄裝置60(圖示省略)傳送。由此，通過在勵振試驗時實際測定結(jié)構(gòu)物200的振動響應(yīng)，由此如圖13(b)的坐標(biāo)圖例示那樣，能夠?qū)崟r地掌握響應(yīng)倍率、相位曲線，能夠?qū)嵤┎恢刈銮腋呔鹊膶嶒灐?br> [0093]除此以外，只要不脫離本發(fā)明的主旨，就可以取舍選擇上述實施方式中列舉的結(jié)構(gòu)，或者適當(dāng)變更為其他的結(jié)構(gòu)。
[0094]標(biāo)號說明
[0095]1、21 基臺
[0096]2 引導(dǎo)支柱
[0097]3 臺板
[0098]4、24 重錘
[0099]5 滾子
[0100]6 拉伸螺旋彈簧
[0101]7 氣缸
[0102]8、9 滾筒
[0103]10、30、30a、30b 鋼索
[0104]ll、31a、31b 減速機
[0105]12、32a、32b 伺服電動機
[0106]13空氣罐
[0107]15限位開關(guān)
[0108]16被檢測片
[0109]17位移計
[0110]18基準(zhǔn)片
[0111]19,20加速度傳感器
[0112]22 支柱
[0113]23 框架
[0114]23a 導(dǎo)軌
[0115]25 車輪
[0116]28a_28d、29a、29b 滾筒
[0117]40限動件
[0118]50控制裝置
[0119]100、110、120、130 起振機
[0120]200結(jié)構(gòu)物
[0121]al、a2、a3、a4、a5、a6 加速度
[0122]LL下限位置
[0123]UL上限位置
[0124]FL左限位置
[0125]RL右限位置
【權(quán)利要求】
1.一種起振機，其特征在于，具備: 重錘； 引導(dǎo)單元，將所述重錘引導(dǎo)成能夠在沿著鉛垂方向或水平方向的移動路徑上往復(fù)移動； 移動單元，經(jīng)由與所述重錘連結(jié)的線條物而使該重錘沿著所述移動路徑往復(fù)移動； 彈性支承單元，在所述重錘沿鉛垂方向往復(fù)移動時，彈性地懸吊所述重錘； 檢測單元，檢測所述移動路徑上的所述重錘的位置；以及 控制單元，基于由所述檢測單元檢測到的所述重錘的位置，使由所述移動單元引起的所述重錘的移動停止。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的起振機，其中， 所述檢測單元檢測所述重錘到達所述移動路徑上的規(guī)定位置的情況。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的起振機，其中， 所述檢測單元檢測所述重錘在所述移動路徑上移動的位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的起振機，其中， 所述起振機具備與超過所述移動路徑而移動的所述重錘發(fā)生碰撞并吸收沖擊的限動件。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的起振機，其中， 所述起振機具備與超過所述移動路徑而移動的所述重錘發(fā)生碰撞并吸收沖擊的限動件。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的起振機，其中， 所述起振機具備檢測移動中的所述重錘的加速度的單個或多個第一加速度傳感器。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的起振機，其中， 所述起振機具備檢測移動中的所述重錘的加速度的單個或多個第一加速度傳感器。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的起振機，其中， 所述起振機具備檢測移動中的所述重錘的加速度的單個或多個第一加速度傳感器。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的起振機，其中， 所述起振機具備檢測由于所述重錘移動而發(fā)生勵振的對象結(jié)構(gòu)物的加速度的第二加速度傳感器。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的起振機，其中， 所述起振機具備檢測由于所述重錘移動而發(fā)生勵振的對象結(jié)構(gòu)物的加速度的第二加速度傳感器。
11.根據(jù)權(quán)利要求4所述的起振機，其中， 所述起振機具備檢測由于所述重錘移動而發(fā)生勵振的對象結(jié)構(gòu)物的加速度的第二加速度傳感器。
12.根據(jù)權(quán)利要求5所述的起振機，其中， 所述起振機具備檢測由于所述重錘移動而發(fā)生勵振的對象結(jié)構(gòu)物的加速度的第二加速度傳感器。
【文檔編號】G01M7/02GK104520687SQ201380040558
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2013年8月12日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月13日
【發(fā)明者】富谷祐史, 森下邦宏, 古田大介 申請人:三菱重工鐵構(gòu)工程有限公司, 三菱重工業(yè)株式會社