權(quán)利要求書： 1.一種離心機(jī)三向振動臺，其特征在于，包括：用于實現(xiàn)多作動器同步伺服控制和三向振動波形復(fù)現(xiàn)控制的控制單元(1)；

用于提供激振力和傳導(dǎo)反作用力的作動單元(3)；作動單元(3)安裝在離心機(jī)的吊籃單元(6)內(nèi)；作動單元(3)包括用于提供水平X向激振力的X向作動器模塊(31)、水平Y(jié)向激振力的Y向作動器模塊(32)、豎直Z向激振力的Z向作動器模塊(33)；X向作動器模塊(31)、Y向作動器模塊(32)、Z向作動器模塊(33)的作用端均作用于試驗件；控制單元(1)的信號輸出端分別與X向作動器模塊(31)的信號輸入端、Y向作動器模塊(32)的信號輸入端、Z向作動器模塊(33)的信號輸入端連接；

用于安裝支撐試驗件并使其能沿三個方向解耦運動的承載單元(2)；承載單元(2)設(shè)置于內(nèi)部箱體(62)內(nèi)；承載單元(2)包括：用于安裝試驗件和傳遞水平雙向振動載荷的上臺面(21)；試驗件安裝在上臺面(21)頂部；X向作動器模塊(31)、Y向作動器模塊(32)的作用端均通過豎向設(shè)置的橡膠軸承(24)與上臺面(21)連接；

用于傳遞豎向振動載荷的下臺面(22)；下臺面(22)安裝在上臺面(21)的下部，下臺面(22)的上端通過平鋪設(shè)置的橡膠軸承(24)與上臺面(21)的底部連接，Z向作動器模塊(33)豎直安裝在內(nèi)部箱體(62)的底部，Z向作動器模塊(33)的作用端與下臺面(22)的底部連接；

內(nèi)部箱體(62)安裝于外部箱體(63)內(nèi)部；X向作動器模塊(31)、Y向作動器模塊(32)均為兩個，兩個X向作動器模塊(31)分別置于上臺面(21)的X向兩端，兩個Y向作動器模塊(31)分別置于上臺面(21)的Y向兩端；兩個X向作動器模塊(31)采用一推一拉串聯(lián)方式共同實現(xiàn)X向激振；兩個Y向作動器模塊(32)采用一推一拉串聯(lián)方式共同實現(xiàn)Y向激振；

控制單元(1)包括用于將常重力場三向振動波形處理為超重力場三向加載波形的波形預(yù)處理模塊(11)、用于三向振動波形控制的三向波形修正控制模塊(12)、用于實現(xiàn)作動單元同步閉環(huán)控制和三向運動協(xié)調(diào)控制的多軸伺服控制模塊(13)和用于測試反饋的傳感模塊(14)；擬開展試驗的常重力場三向振動波形通過波形預(yù)處理模塊(11)的輸入端輸入，三向波形修正控制模塊(12)的信號輸入端分別與波形預(yù)處理模塊(11)的信號輸出端、傳感模塊(14)的信號輸出端連接，多軸伺服控制模塊(13)的信號輸入端分別與三向波形修正控制模塊(12)的信號輸出端、傳感模塊(14)的信號輸出端連接，多軸伺服控制模塊(13)的信號輸出端與X向作動器模塊(31)的信號輸入端、Y向作動器模塊(32)的信號輸入端、Z向作動器模塊(33)的信號輸入端連接；

上臺面(21)的四個側(cè)面均開設(shè)有T型槽(211)，橡膠軸承(24)包括設(shè)置在上臺面(21)側(cè)壁的第一橡膠軸承和設(shè)置在T型槽(211)內(nèi)的第二橡膠軸承；上臺面(21)X方向上的T型槽(211)內(nèi)的第二橡膠軸承、以及安裝在上臺面(21)X方向側(cè)邊上的第一橡膠軸承均沿Y方向布設(shè)；上臺面(21)Y方向上的T型槽(211)內(nèi)的第二橡膠軸承、以及安裝在上臺面(21)Y方向側(cè)邊上的第一橡膠軸承均沿X方向布設(shè)；上臺面(21)的同一側(cè)的第一橡膠軸承和第二橡膠軸承之間相互連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種離心機(jī)三向振動臺，其特征在于，離心機(jī)三向振動臺還包括豎直設(shè)置的導(dǎo)向模塊(23)，下臺面(22)安裝在導(dǎo)向模塊(23)內(nèi)并沿導(dǎo)向模塊豎直上下動作。

3.根據(jù)權(quán)利要求1?2任一項所述的一種離心機(jī)三向振動臺，其特征在于，X向作動器模塊(31)、Y向作動器模塊(32)均為兩個，兩個X向作動器模塊(31)分別置于上臺面(21)的X向兩端，兩個Y向作動器模塊(31)分別置于上臺面(21)的Y向兩端。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種離心機(jī)三向振動臺，其特征在于，吊籃單元(6)包括：兩個吊耳(61)；兩個吊耳(61)通過銷軸與離心機(jī)大臂相連；

內(nèi)部箱體(62)；

外部箱體(63)；兩個吊耳(61)與外部箱體(63)固定連接；內(nèi)部箱體(62)與外部箱體(63)之間設(shè)置有多個用于減小三向振動對離心機(jī)大臂影響的隔振模塊(64)；X向作動器模塊(31)、Y向作動器模塊(32)、Z向作動器模塊(33)均固定在內(nèi)部箱體(62)上，X向作動器模塊(31)、Y向作動器模塊(32)的活塞桿穿過內(nèi)部箱體(62)上的通孔與上臺面(21)相連；下臺面(22)安裝在內(nèi)部箱體(62)內(nèi)部，Z向作動器模塊(33)的活塞桿穿過內(nèi)部箱體(62)上的通孔后與下臺面(22)連接；導(dǎo)向模塊(23)豎直安裝在內(nèi)部箱體(62)的內(nèi)側(cè)壁上，導(dǎo)向模塊(23)與下臺面(22)配合安裝，并用于下臺面(22)的豎向滑動導(dǎo)向。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種離心機(jī)三向振動臺，其特征在于，離心機(jī)三向振動臺還包括用于平衡豎直Z向超重力效應(yīng)的平衡單元，平衡單元包括用于提供豎直Z向平衡力的平衡用液壓缸(41)、平衡用伺服閥組件(42)、平衡用蓄能器組件(43)；平衡用液壓缸(41)安裝在內(nèi)部箱體(62)底部，平衡用液壓缸(41)的活塞桿與下臺面(22)連接；平衡用伺服閥組件(42)安裝于平衡用液壓缸(41)上，平衡用蓄能器組件(43)安裝在外部箱體(63)內(nèi)；平衡用液壓缸(41)通過管路與平衡用蓄能器組件(43)連接，控制單元(1)的信號輸出端與平衡用伺服閥組件(42)的信號輸入端連接，平衡用伺服閥組件(42)與平衡用液壓缸(41)和平衡用蓄能器組件(43)連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種離心機(jī)三向振動臺，其特征在于，離心機(jī)三向振動臺還包括油源單元，油源單元包括：

用于提供高壓液壓油的地面液壓泵站(51)；

用于離心機(jī)三向振動臺激振過程瞬時大流量補(bǔ)油和多個作動器供油控制的蓄能分配模塊(53)；

用于將高壓液壓油從地面?zhèn)鬏數(shù)诫x心機(jī)大臂上的旋轉(zhuǎn)接頭(52)；地面液壓泵站(51)通過管道連接旋轉(zhuǎn)接頭(52)，旋轉(zhuǎn)接頭(52)通過管道與蓄能分配模塊(53)連接；蓄能分配模塊(53)分別與X向作動器模塊(31)、Y向作動器模塊(32)、Z向作動器模塊(33)連接。

說明書： 一種離心機(jī)三向振動臺技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明屬于振動試驗裝備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種離心機(jī)三向振動臺。背景技術(shù)[0002] 美國1999年花巨資在TreasureIsland現(xiàn)場觀測到地震動傳播從104m深基巖到地表過程中不同深度處的地震加速度時程曲線，發(fā)現(xiàn)基巖地震動具有三向性，向地表傳播的

過程中發(fā)生了放大效應(yīng)；三個方向地震波的相位隨時間和空間發(fā)生變化，不同向地震波之

間的相位差異沿著傳播方向也發(fā)生著變化，具有非一致性。2008年汶川地震德陽白馬臺站

記錄的地面地震波也發(fā)現(xiàn)了顯著的三向性。地震動在巖土體中傳播的波動效應(yīng)非常復(fù)雜，

如地震動放大效應(yīng)、各向地震動間相位時變的空間非一致性、蹦床效應(yīng)。

[0003] 巖土體塑性主應(yīng)變增量方向與主應(yīng)力方向不一致的非共軸效應(yīng)對災(zāi)變有重要影響。三向地震動之間相位時變的非一致性導(dǎo)致土體主應(yīng)力方向不斷變化，從而顯著加劇土

體的非共軸效應(yīng)。初步理論研究顯示單向、雙向和三向地震動作用下巖土體的震陷變形災(zāi)

變具有顯著差異。在建構(gòu)筑物抗震設(shè)計中尚未考慮地震動三向特征和土體非共軸效應(yīng)的影

響，使得工程的抗震安全性大大降低。

[0004] 國際學(xué)術(shù)界和工程界普遍認(rèn)為模擬地震動的最有效途徑是振動臺，振動臺分為地面振動臺和離心機(jī)振動臺。離心機(jī)振動臺，振動臺安裝在離心機(jī)上，離心機(jī)利用高速旋轉(zhuǎn)的

長臂產(chǎn)生n倍于重力加速度的離心加速度，在1/n比尺的物理模型上產(chǎn)生與原型等效的重力

場，同時對原型時間也縮短n倍，從而實現(xiàn)“時空壓縮”。例如當(dāng)離心機(jī)產(chǎn)生150g的超重力場

時，0.5m厚的模型土體等效現(xiàn)場75m厚的場地巖土體，歷時1s的高頻激振復(fù)現(xiàn)150s持時的實

際地震。因此，離心機(jī)振動臺能真實地模擬地震動在大尺度空間內(nèi)的傳遞規(guī)律和巖土體的

災(zāi)變效應(yīng)，是目前唯一能在模型尺度上再現(xiàn)大尺度巖土體地震動傳播及災(zāi)變形成和演化的

科研裝置。由于離心機(jī)振動臺的獨特優(yōu)勢，國外內(nèi)已經(jīng)研制了多臺離心機(jī)振動臺，但現(xiàn)有的

離心機(jī)振動臺多為離心機(jī)單向振動臺，離心機(jī)雙向振動臺只有幾臺，尚無離心機(jī)三向振動

臺，無法開展三向地震動的研究工作。

[0005] 因此急需研發(fā)出一種離心機(jī)三向振動臺來解決以上問題。發(fā)明內(nèi)容[0006] 為解決上述背景技術(shù)中提出的問題。本發(fā)明提供了一種離心機(jī)三向振動臺。[0007] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：[0008] 一種離心機(jī)三向振動臺，包括：[0009] 用于實現(xiàn)多作動器同步伺服控制和三向振動波形復(fù)現(xiàn)控制的控制單元；[0010] 用于提供激振力和傳導(dǎo)反作用力的作動單元；作動單元安裝在離心機(jī)的吊籃單元內(nèi)；作動單元包括用于提供水平X向激振力的X向作動器模塊、水平Y(jié)向激振力的Y向作動器

模塊、豎直Z向激振力的Z向作動器模塊；X向作動器模塊、Y向作動器模塊、Z向作動器模塊的

作用端均作用于試驗件；控制單元的信號輸出端分別與X向作動器模塊的信號輸入端、Y向

作動器模塊的信號輸入端、Z向作動器模塊的信號輸入端連接。

[0011] 具體地，控制單元包括用于將常重力場三向振動波形處理為超重力場三向加載波形的波形預(yù)處理模塊、用于三向振動波形控制的三向波形修正控制模塊、用于實現(xiàn)作動單

元同步閉環(huán)控制和三向運動協(xié)調(diào)控制的多軸伺服控制模塊和用于測試反饋的傳感模塊；擬

開展試驗的常重力場三向振動波形通過波形預(yù)處理模塊的輸入端輸入，三向波形修正控制

模塊的信號輸入端分別與波形預(yù)處理模塊的信號輸出端、傳感模塊的信號輸出端連接，多

軸伺服控制模塊的信號輸入端分別與三向波形修正控制模塊的信號輸出端、傳感模塊的信

號輸出端連接，多軸伺服控制模塊的信號輸出端與X向作動器模塊的信號輸入端、Y向作動

器模塊的信號輸入端、Z向作動器模塊的信號輸入端連接。

[0012] 具體地，離心機(jī)三向振動臺還包括用于安裝支撐試驗件并使其能沿三個方向解耦運動的承載單元，承載單元包括：

[0013] 用于安裝試驗件和傳遞水平雙向振動載荷的上臺面；試驗件安裝在上臺面頂部；X向作動器模塊、Y向作動器模塊的作用端均通過豎向設(shè)置的橡膠軸承與上臺面連接；

[0014] 用于傳遞豎向振動載荷的下臺面；下臺面安裝在上臺面的下部，下臺面的上端通過平鋪設(shè)置的橡膠軸承與上臺面的底部連接，Z向作動器模塊豎直安裝在內(nèi)部箱體的底部，

Z向作動器模塊的作用端與下臺面的底部連接。

[0015] 優(yōu)選地，離心機(jī)三向振動臺還包括豎直設(shè)置的導(dǎo)向模塊，下臺面安裝在導(dǎo)向模塊內(nèi)并沿導(dǎo)向模塊豎直上下動作。

[0016] 優(yōu)選地，X向作動器模塊、Y向作動器模塊均為兩個，兩個X向作動器模塊分別置于上臺面的X向兩端，兩個Y向作動器模塊分別置于上臺面的Y向兩端。

[0017] 具體地，吊籃單元包括：[0018] 兩個吊耳；兩個吊耳通過銷軸與離心機(jī)大臂相連；[0019] 內(nèi)部箱體；[0020] 外部箱體；兩個吊耳與外部箱體固定連接；內(nèi)部箱體安裝于外部箱體內(nèi)部；內(nèi)部箱體與外部箱體之間設(shè)置有多個用于減小三向振動對離心機(jī)大臂影響的隔振模塊；X向作動

器模塊、Y向作動器模塊、Z向作動器模塊均固定在內(nèi)部箱體上，X向作動器模塊、Y向作動器

模塊的活塞桿穿過內(nèi)部箱體上的通孔與上臺面相連；下臺面安裝在內(nèi)部箱體內(nèi)部，Z向作動

器模塊的活塞桿穿過內(nèi)部箱體上的通孔后與下臺面連接；導(dǎo)向模塊豎直安裝在內(nèi)部箱體的

內(nèi)側(cè)壁上，導(dǎo)向模塊與下臺面配合安裝，并用于下臺面的豎向滑動導(dǎo)向。

[0021] 優(yōu)選地，離心機(jī)三向振動臺還包括用于平衡豎直Z向超重力效應(yīng)的平衡單元，平衡單元包括用于提供豎直Z向平衡力的平衡用液壓缸、平衡用伺服閥組件、平衡用蓄能器組

件；平衡用液壓缸安裝在內(nèi)部箱體底部，平衡用液壓缸的活塞桿與下臺面連接；平衡用伺服

閥組件安裝于平衡用液壓缸上，平衡用蓄能器組件安裝在外部箱體內(nèi)；平衡用液壓缸通過

管路與平衡用蓄能器組件連接，控制單元的信號輸出端與平衡用伺服閥組件的信號輸入端

連接，平衡用伺服閥組件與平衡用液壓缸和平衡用蓄能器組件連接。

[0022] 具體地，油源單元包括：[0023] 用于提供高壓液壓油的地面液壓泵站；[0024] 用于離心機(jī)振動臺激振過程瞬時大流量補(bǔ)油和多個作動器供油控制的蓄能分配模塊；

[0025] 用于將高壓液壓油從地面?zhèn)鬏數(shù)诫x心機(jī)大臂上的旋轉(zhuǎn)接頭；地面液壓泵站通過管道連接旋轉(zhuǎn)接頭，旋轉(zhuǎn)接頭通過管道與蓄能分配模塊連接；蓄能分配模塊分別與X向作動器

模塊、Y向作動器模塊、Z向作動器模塊連接。

[0026] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：[0027] 本申請通過三向振動臺結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了超重力場中三向地震動的加載與控制，滿足了三向地震動基礎(chǔ)科學(xué)研究的需要，具有三向載荷組合可調(diào)、時序可調(diào)、模擬精度高和易于

維護(hù)等特點。

附圖說明[0028] 圖1為本申請中吊籃單元安裝位置結(jié)構(gòu)示意圖；[0029] 圖2為本申請中吊籃單元的立體結(jié)構(gòu)示意圖；[0030] 圖3為本申請中吊籃單元的剖視圖；[0031] 圖4為本申請中X向作動器模塊、Y向作動器模塊的安裝結(jié)構(gòu)示意圖；[0032] 圖5為本申請中控制單元、作動單元的連接示意圖；[0033] 圖6為本申請中的高速閉環(huán)控制方框圖；[0034] 圖7為本申請中的低速閉環(huán)控制方框圖；[0035] 圖8為本申請中橡膠軸承的結(jié)構(gòu)示意圖。[0036] 圖中：1.控制單元，11.波形預(yù)處理模塊，12.三向波形修正控制模塊，13.多軸伺服控制模塊，14.傳感模塊，2.承載單元，21.上臺面，211.T型槽，22.下臺面，23.導(dǎo)向模塊，

24.橡膠軸承，241.安裝底板，242.阻尼橡膠層，243.合金板層，3.作動單元，31.X向作動器

模塊，32.Y向作動器模塊，33.Z向作動器模塊，41.平衡用液壓缸，42.平衡用伺服閥組件，

43.平衡用蓄能器組件，51.地面液壓泵站，52.旋轉(zhuǎn)接頭，53.蓄能分配模塊，6.吊籃單元，

61.吊耳，62.內(nèi)部箱體，63.外部箱體，631.吊籃底板，632.底板銷軸，64.隔振模塊。

具體實施方式[0037] 下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；?br />
本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他

實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

[0038] 本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：[0039] 如圖2?5所示，一種離心機(jī)三向振動臺，包括：[0040] 用于實現(xiàn)多作動器同步伺服控制和三向振動波形復(fù)現(xiàn)控制的控制單元1；[0041] 用于提供激振力和傳導(dǎo)反作用力的作動單元3；作動單元3安裝在離心機(jī)的吊籃單元6內(nèi)；作動單元3包括用于提供水平X向激振力的X向作動器模塊31、水平Y(jié)向激振力的Y向

作動器模塊32、豎直Z向激振力的Z向作動器模塊33；X向作動器模塊31、Y向作動器模塊32、Z

向作動器模塊33的作用端均作用于試驗件；控制單元1的信號輸出端分別與X向作動器模塊

31的信號輸入端、Y向作動器模塊32的信號輸入端、Z向作動器模塊33的信號輸入端連接。

[0042] 如圖5所示，控制單元1包括用于將常重力場三向振動波形處理為超重力場三向加載波形的波形預(yù)處理模塊11、用于三向振動波形控制的三向波形修正控制模塊12、用于實

現(xiàn)作動單元同步閉環(huán)控制和三向運動協(xié)調(diào)控制的多軸伺服控制模塊13和用于測試反饋的

傳感模塊14；擬開展試驗的常重力場三向振動波形通過波形預(yù)處理模塊11的輸入端輸入，

三向波形修正控制模塊12的信號輸入端分別與波形預(yù)處理模塊11的信號輸出端、傳感模塊

14的信號輸出端連接，多軸伺服控制模塊13的信號輸入端分別與三向波形修正控制模塊12

的信號輸出端、傳感模塊14的信號輸出端連接，多軸伺服控制模塊13的信號輸出端與X向

作動器模塊31的信號輸入端、Y向作動器模塊32的信號輸入端、Z向作動器模塊33的信號輸

入端連接。

[0043] 在本實施例中，所有的X向作動器模塊31、Y向作動器模塊32、Z向作動器模塊33均由液壓缸及對應(yīng)的伺服閥組成。

[0044] 如圖3所示，離心機(jī)三向振動臺還包括用于安裝支撐試驗件并使其能沿三個方向解耦運動的承載單元2，承載單元2包括：

[0045] 用于安裝試驗件和傳遞水平雙向振動載荷的上臺面21；試驗件安裝在上臺面21頂部；X向作動器模塊31、Y向作動器模塊32的作用端均通過豎向設(shè)置的橡膠軸承24與上臺面

21連接；

[0046] 用于傳遞豎向振動載荷的下臺面22；下臺面22安裝在上臺面21的下部，下臺面22的上端通過平鋪設(shè)置的橡膠軸承24與上臺面21的底部連接，Z向作動器模塊33豎直安裝在

內(nèi)部箱體62的底部，Z向作動器模塊33的作用端與下臺面22的底部連接。

[0047] 在一些實施例中下臺面22形成為下端設(shè)置開口的箱型結(jié)構(gòu)。[0048] 如圖3所示，離心機(jī)三向振動臺還包括豎直設(shè)置的導(dǎo)向模塊23，下臺面22安裝在導(dǎo)向模塊23內(nèi)并沿導(dǎo)向模塊豎直上下動作。

[0049] 如圖4所示，X向作動器模塊31、Y向作動器模塊32均為兩個，兩個X向作動器模塊31分別置于上臺面21的X向兩端，兩個Y向作動器模塊31分別置于上臺面21的Y向兩端。

[0050] 在本實施例中，兩個X向作動器模塊31在同一水平面內(nèi)沿直線分別安裝于上臺面X方向兩側(cè)，兩個Y向作動器模塊32在同一水平面內(nèi)沿直線分別安裝于上臺面Y方向兩側(cè)，兩

個X向作動器模塊31采用一推一拉串聯(lián)方式共同實現(xiàn)X向激振；兩個Y向作動器模塊32采用

一推一拉串聯(lián)方式共同實現(xiàn)Y向激振；Y向作動器模塊32由兩套液壓缸及對應(yīng)伺服閥組成。

[0051] 如圖4所示，在本實施例中，上臺面21的四個側(cè)面均開設(shè)有T型槽211，橡膠軸承24布設(shè)T型槽211內(nèi)；在其中上臺面21的X方向上的T型槽211內(nèi)橡膠軸承24為沿Y方向布設(shè)，使

得Y向作動器模塊32工作時候，上臺面21產(chǎn)生沿Y方向的振動；其中上臺面21的Y方向上的T

型槽211內(nèi)橡膠軸承24為沿X方向布設(shè)，使得X向作動器模塊32工作時候，上臺面21產(chǎn)生沿X

方向的振動；且在本實施例中優(yōu)選在上臺面21的每側(cè)均開設(shè)有兩個T型槽211。

[0052] 如圖2、3所示，吊籃單元6包括：[0053] 兩個吊耳61；兩個吊耳61通過銷軸與離心機(jī)大臂相連；[0054] 內(nèi)部箱體62；[0055] 外部箱體63；兩個吊耳61與外部箱體63固定連接；內(nèi)部箱體62安裝于外部箱體63內(nèi)部；內(nèi)部箱體62與外部箱體63之間設(shè)置有多個用于減小三向振動對離心機(jī)大臂影響的隔

振模塊64；X向作動器模塊31、Y向作動器模塊32、Z向作動器模塊33均固定在內(nèi)部箱體62

上，X向作動器模塊31、Y向作動器模塊32的活塞桿穿過內(nèi)部箱體62上的通孔與上臺面21相

連；下臺面22安裝在內(nèi)部箱體62內(nèi)部，Z向作動器模塊33的活塞桿穿過內(nèi)部箱體62上的通孔

后與下臺面22連接；導(dǎo)向模塊23豎直安裝在內(nèi)部箱體62的內(nèi)側(cè)壁上，導(dǎo)向模塊23與下臺面

22配合安裝，并用于下臺面22的豎向滑動導(dǎo)向。

[0056] 在一些實施例中，如圖2所示，示出了外部箱體63包括吊籃底板631和底板銷軸632，吊籃底板631置于外部箱體63的底部，底板銷軸632用于吊籃底板631與外部箱體63主

體的連接。

[0057] 在一些實施例中，隔振模塊64采用聚氨酯緩沖塊，隔振模塊64為多個，一部分置于內(nèi)部箱體62外側(cè)壁和外部箱體63內(nèi)側(cè)壁之間，另一部分置于內(nèi)部箱體62底部與外部箱體63

內(nèi)側(cè)底部之間。

[0058] 如圖3所示，離心機(jī)三向振動臺還包括用于平衡豎直Z向超重力效應(yīng)的平衡單元，平衡單元包括用于提供豎直Z向平衡力的平衡用液壓缸41、平衡用伺服閥組件42、平衡用蓄

能器組件43；平衡用液壓缸41安裝在內(nèi)部箱體62底部，平衡用液壓缸41的活塞桿與下臺面

22連接；平衡用伺服閥組件42安裝于平衡用液壓缸41上，平衡用蓄能器組件43安裝在外部

箱體63內(nèi)；平衡用液壓缸41通過管路與平衡用蓄能器組件43連接，控制單元1的信號輸出

端與平衡用伺服閥組件42的信號輸入端連接，平衡用伺服閥組件42與平衡用液壓缸41和平

衡用蓄能器組件43連接。

[0059] 本實施例工作時候，試驗時，離心機(jī)運行到設(shè)定加速度值時，控制單元1將輸出控制信號給平衡用伺服閥組件42，平衡用伺服閥組件42控制平衡用液壓缸41使其達(dá)到中間位

置工作零位，同時繼續(xù)通過平衡用蓄能器組件43向平衡用液壓缸41供油，直到平衡用液壓

缸41的壓力達(dá)到設(shè)定的壓力值后關(guān)閉，開始激振，激振過程中控制平衡用液壓缸41中的液

壓油總量保持不變。

[0060] 如圖1、3所示，油源單元包括：[0061] 用于提供高壓液壓油的地面液壓泵站51；[0062] 用于離心機(jī)振動臺激振過程瞬時大流量補(bǔ)油和多個作動器供油控制的蓄能分配模塊53；

[0063] 用于將高壓液壓油從地面?zhèn)鬏數(shù)诫x心機(jī)大臂上的旋轉(zhuǎn)接頭52；地面液壓泵站51通過管道連接旋轉(zhuǎn)接頭52，旋轉(zhuǎn)接頭52通過管道與蓄能分配模塊53連接；蓄能分配模塊53分

別與X向作動器模塊31、Y向作動器模塊32、Z向作動器模塊33連接。

[0064] 如圖8所示，示出了橡膠軸承24的具體結(jié)構(gòu)，橡膠軸承24包括安裝底板241、阻尼橡膠層242、合金板層243，多層阻尼橡膠層242、多層合金板層243間隔分布，兩層安裝底板

241置于阻尼橡膠層242和合金板層243的組合兩側(cè)；橡膠軸承24為現(xiàn)有技術(shù)，在此不做過多

敷述。

[0065] 在本申請中，優(yōu)選地，X向作動器模塊31、Y向作動器模塊32、Z向作動器模塊33、平衡用液壓缸41、平衡用蓄能組件43、蓄能分配模塊53和吊籃單元6的總質(zhì)量應(yīng)大于上臺面

21、下臺面22、X向作動器模塊31的液壓缸活塞桿、Y向作動器模塊32的液壓缸活塞桿、Z向作

動器模塊33的液壓缸活塞桿和最大試驗件總質(zhì)量的5倍以上；

[0066] 在本實施例中，三向波形修正控制模塊12用于完成高頻地震壓縮波的快速修正，通過1～3次修正后，能夠達(dá)到較高的控制精度。多軸伺服控制模塊13用于完成三軸向的多

作動器之間的同步協(xié)調(diào)運動控制，同時實現(xiàn)臺面克服離心力的支撐平衡控制，以保證在離

心場環(huán)境下三向振動臺的穩(wěn)定寬頻激振。傳感模塊14用于監(jiān)測位移、加速度、壓差及壓力信

號，作為控制信號反饋量，提供給三向波形修正控制模塊12、多軸伺服控制模塊13進(jìn)行閉環(huán)

控制。

[0067] 本實施例中還涉及到三軸向多作動器同步協(xié)調(diào)運動控制方法，為高低速閉環(huán)下的雙環(huán)路控制方法，可有效解決運動自由度解耦、作動器寬頻激振控制和克服離心力支撐平

衡控制等問題。其一，高速閉環(huán)控制方法是通過引入自由度解耦、作動器動態(tài)壓差與位移混

合控制以及自由度反饋控制法，可實現(xiàn)離心機(jī)三向振動臺的三軸向?qū)掝l激振，并有效削弱

各個自由度之間的串?dāng)_；其二，低速閉環(huán)控制方法是，沿離心機(jī)順臂方向的平衡用液壓缸

41，須引入平衡用液壓缸41的壓力信號，進(jìn)行力反饋閉環(huán)控制，同時根據(jù)作動器位移均值補(bǔ)

償方法，實現(xiàn)克服離心力的支撐平衡控制，并有效保證在動態(tài)激振過程中平衡用液壓缸41

的振動位移均值都在工作零位。

[0068] 高低速閉環(huán)下的雙環(huán)路閉環(huán)控制：[0069] 針對離心場下的三向振動臺，為了實現(xiàn)離心力方向的作動器寬頻激振，必須采用有效的控制方式，使得電液作動器一方面必須能夠克服離心力，一方面可以穩(wěn)定寬頻激振。

這里提出了一種高低速閉環(huán)下的雙環(huán)路閉環(huán)控制方法，有效解決自由度解耦控制、作動器

寬頻控制和克服離心力支撐控制問題。

[0070] 如圖6所示，高速閉環(huán)控制方法為，引入自由度解耦、壓差與位移混合控制和自由度反饋控制法，取系統(tǒng)控制閉環(huán)周期為0.2ms以內(nèi)，有效實現(xiàn)三向振動臺的三軸向?qū)掝l激

振，并削弱各個自由度之間的串?dāng)_。

[0071] 如圖7所示，低速閉環(huán)控制方法為，同時采用伺服閥的位移均值控制和支撐閥的壓力控制，取系統(tǒng)控制閉環(huán)周期為0.5。

[0072] 這里，引入平衡用液壓缸41的壓力信號，進(jìn)行平衡用伺服閥組件42的壓力控制，經(jīng)過控制的平衡用液壓缸41提供靜平衡力與離心力抵消，壓力信號計算如下：

[0073][0074] 這里， 為平衡用液壓缸(41)的支撐壓強(qiáng)，F(xiàn)i(i＝1,2,3,4)為平衡用液壓缸41的支撐壓力。

[0075] 這里采用伺服閥的位移均值控制和支撐閥的壓力控制，取系統(tǒng)控制閉環(huán)周期為1ms。由此，作動器可以實現(xiàn)低頻克服離心力控制和高頻激振控制。

[0076] 盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進(jìn)行多種變化、修改、替換

和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。