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振动工作台

阅读：23发布：2021-04-13

专利汇可以提供振动工作台专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种用于测试产品的振动工作台，其使用了用于将测试产品或测试产品的夹具安装在工作台上的螺纹插入物。螺纹插入物具有加大的且细长形的螺纹杆，螺纹杆啮合工作台的上表面中的螺纹孔，插入物上的加大的头部设置在邻近工作台的外表面或邻近安装在工作台上的隔离层的外表面的位置。插入物具有在其中的细长形的内螺纹孔，测试产品或夹具由细长形螺栓拧紧到内螺纹孔。有隔离层或没有隔离层时，插入物都能提高振动力到测试产品的传递。插入物还通过在测试产品和工作台之间提供空气循环提供了改进的温度均匀性。，下面是振动工作台专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种振动工作台，其具有上表面，且其中，所述上表面由一隔离层覆盖，所述隔离层包括粘着地结合到所述上表面的陶瓷的片，一种改进措施用于将测试产品或测试产品的安装夹具安装到所述上表面，所述改进措施包括插入物，所述插入物包括外螺纹杆，所述外螺纹杆在上端具有加大的头部，在所述头部的上端和下端处所述头部宽于所述杆，在所述加大的头部的上端和下端处，所述头部具有基本平的上表面和下表面，所述插入物具有在其中以轴向方向从所述头部的上端的开口端向内延伸的螺纹内孔，所述外螺纹杆延伸穿过所述隔离层中的孔并延伸入与所述工作台的所述上表面中的内螺纹插入孔啮合，所述测试产品或用于所述测试产品的所述安装夹具通过与所述插入物中的所述螺纹内孔啮合的螺栓被安装到所述插入物的加大的头部的上表面并向下靠在所述插入物的加大的头部的上表面被紧固，所述插入物从头到尾被拧入到所述内螺纹插入孔，直到所述插入物的头部牢固地靠在所述隔离层上为止。
2.如权利要求1所述的振动工作台，其中所述插入物上的所述外螺纹杆的外径大于
3/8英寸，所述插入物的杆的外径足够大以使所述插入物将加速力从所述工作台传递到所述测试产品，而减少由所述插入物引起的衰减。
3.如权利要求1所述的振动工作台，其中所述插入物上的所述螺纹杆的外径大于3/8英寸。
4.如权利要求3所述的振动工作台，其中所述插入物上的所述螺纹杆的所述外径为约
3/4英寸或更宽。
5.如权利要求1所述的振动工作台，其中使用至少120-130英尺磅的扭矩，将所述插入物上的所述螺纹杆紧固就位在所述插入孔中，所述杆进一步由螺栓锁定剂锁定在所述上表面的孔内。
6.如权利要求1所述的振动工作台，其中所述插入物的所述头部足够厚，使得安装在所述插入物头部上的测试产品悬在所述隔离层的上表面之上足够的距离，以允许在所述测试产品和所述隔离层的所述上表面之间有显著的空气流。
7.一种振动工作台，其具有上表面，其中，一测试产品借助于间隔的螺栓孔安装在所述上表面上，一种改进措施用于将所述测试产品或用于所述测试产品的安装夹具安装到所述上表面，所述改进措施包括插入物，所述插入物包括外螺纹杆，所述外螺纹杆在上端具有加大的头部，所述插入物具有在其中从所述头部的上端的开口端向内延伸的轴向螺纹内孔，所述外螺纹杆延伸贯穿隔离层并啮合所述工作台的所述上表面中的内螺纹孔，所述测试产品或用于所述测试产品的安装夹具通过与所述插入物中的所述轴向螺纹内孔啮合的螺栓而被安装到所述插入物的上表面。
8.如权利要求7所述的振动工作台，其中所述插入物的外径足够大于3/8英寸，且所述插入物中的所述螺纹内孔的长度足够大于板的厚度，使得所述振动工作台具有比传统工作台更高的加速力传递性能，其中在所述传统工作台中，测试产品由拧入工作台顶部内的3/8英寸的螺纹孔的3/8英寸螺栓直接连接到工作台的顶部。
9.一种振动工作台，其包括：
预定厚度的安装板，测试产品安装在所述安装板上，所述安装板中具有多个加大的内螺纹插入孔；
多个插入物，具有外螺纹杆，所述外螺纹杆啮合所述安装板中的内螺纹插入孔，所述外螺纹杆在上端具有加大的头部，所述插入物具有在其中以轴向方向延伸的内螺纹内孔，所述插入物和螺纹内孔具有大于所述安装板的所述厚度的长度；以及
多个细长形的产品连接螺栓，其啮合所述测试产品或所述测试产品的安装夹具，所述连接螺栓啮合所述插入物中的所述螺纹内孔。

说明书全文

振动工作台

[0001] 相关申请的交叉引用

[0002] 本申请基于申请者的2005年4月8日递交的待决的第60/669,690号美国临时申请，并要求该申请的优先权日，该申请的公开内容在此以引用方式并入本文。

[0003] 发明背景

[0004] 振动工作台(vibration table)主要结合试验夹具(test fixture)来使用，目的是在振动条件下测试产品。振动工作台的一般结构是众所周知的。通常，振动工作台包括由间隔物隔开的上板和下板，振动装置(vibrator)安装在下板的底部，而测试产品安装在上板的上面。申请者的第5,594,177号美国专利申请(以引用方式并入本文)和第5,402,991号美国专利申请显示了代表性的振动工作台。

[0005] 振动工作台的设计目的是提供一种可在期望频率范围内将振动能量的大部分传递到测试产品的工作台。为了实现这些目的，通常最好是将工作台制造的尽可能的刚性和尽可能的轻。刚性使高频和高能传输达到最大程度并使低频范围下的共振频率减至最小，同时轻质的工作台使由重的工作台的质量引起的能量损失减至最小。为了实现这些目的，工作台常常被制造成具有中空或半中空的心部。在申请者的第5,594,177号专利中，工作台包括间隔开的上板和下板，上板和下板由边缘间隔物(edge spacer)在周围连接在一起且具有在中间位置相互连接板的中间间隔物。

[0006] 振动工作台的另一特征是它们常常用来在高温和低温环境下测试产品。因此，常常在上板的顶部结合一隔离片(insulating sheet)。在隔离体上面安装一由钛或类似物形成的金属片。振动器工作台(shaker table)内加入隔离体存在的问题是，隔离体可具有衰减振动的作用，从而减少由振动工作台传递的能量和工作台的频率响应。已有工作台通常被限制到传递约70 Gs RMS以下的力，大多数力在约1000-3000Hz的频率范围下传递。

[0007] 本发明的目的是提供一种具有改进的能量响应性(energyresponsiveness)和宽带频谱的轻质工作台，并提供一种用于均匀加热测试产品的装置。

[0008] 附图简述

[0009] 图1是本发明的改进的振动工作台的透视图。

[0010] 图2是沿图1的线2-2的不完全侧视图，显示了安装在振动器工作台内的间隔物，且在振动工作台上安装有测试产品。

[0011] 图3是本发明的改进的间隔物的平面视图。

[0012] 图4是图3的间隔物的端视图。

[0013] 图5和6是本发明一个实施方案的透视图。

[0014] 图7是图5和6的实施方案的侧视图。

[0015] 图8是图7的实施方案的顶部平面视图。

[0016] 图9是图7的实施方案的底部视图。

发明内容

[0017] 根据本发明，振动工作台具有可由隔离层覆盖的上表面，该振动工作台应用多个插入物以用于将测试产品或其安装夹具(mounting fixture)安装到上表面。插入物包括加大的外螺纹杆(externally threaded shaft)，加大的外螺纹杆在上端具有加大的头部。插入物还具有在其中以轴向方向从头部上端的开口端向内延伸的螺纹内孔(threaded internal opening)。外螺纹杆延伸穿过任何隔离层中的孔并延伸入与工作台上表面中的内螺纹孔(intemally threaded opening)啮合。测试产品或安装夹具由与插入物中的螺纹内孔相啮合的螺栓安装到插入物的上表面。插入物改进了振动到测试产品的传递，而不管是否存在隔离层。插入物还通过提供测试产品和振动工作台之间的空气循环提供了改进的温度均匀性。

[0018] 插入物的外螺纹杆的的外径足够大以使插入物将加速力从工作台传递到测试产品，而没有由插入物造成的实质上的衰减。所希望的是，插入物上螺纹杆的外径大于3/8英寸，优选地是至少约3/4英寸。插入物上的螺纹杆可由螺栓锁定剂(bolt locking compound)锁定在上板的孔中。

[0019] 优选的插入物不仅具有大于传统3/8英寸板孔的外径，而且还具有比安装板中的螺纹孔长的内螺纹孔，以便可使用更长的连接螺栓。这两个特征都改进了螺纹接触区域，并从而改进了工作台的力传递性能，即使没有使用工作台上的隔离层。

[0020] 优选实施方式的详细描述

[0021] 现参考附图，图1显示了根据本发明制造的振动器工作台10。振动器工作台10包括铝上板12(通常约1/2英寸厚)、下板14以及分隔开上板和下板的边缘间隔物16。边缘间隔物16由螺栓18连接到上板和下板，且通常将各板隔开约1/2英寸。螺栓18通常是3/8英寸的内六角头部不锈钢螺栓，螺栓18从头到尾延伸穿过上板、下板和边缘间隔物，并由螺母19在下端固定。锁紧垫圈设置在邻近头部的位置。为了期望的刚性，这些螺栓被紧固到约30-45ft lbs的扭矩。扭矩上限由螺栓强度决定。下限对于能量传递来说非常重要。
当使用低扭矩设定时，由工作台传递的G力显著减少。

[0022] 优选陶瓷材料的隔离片或层20结合在上板12的上面。由钛或类似物形成的金属顶板可设置在隔离片的上面，但是在本发明中不是必需的。通常会使用隔离片，但也有一些应用中未使用隔离片。

[0023] 隔离片和板12的上表面分别包括多个孔36和24，这些孔36和24在振动器工作台上面以传统模式(通常四英寸或100mm中心间距的矩形栅格)间隔开。上板中的孔带有内螺纹。这些孔比传统振动工作台中的孔大以容纳本发明的新型插入物26。

[0024] 传统设计的振动装置28安装在下板下侧。振动装置中的至少一些相对于底板成一定角度安装，且在不同方向倾斜以便提供均匀的多轴激励。螺栓44向上延伸进入振动装置28的端部并延伸进入下板，以将振动装置牢固地安装到下板14的底部。

[0025] 插入物26包括一端具有头部32的外螺纹杆30。头部可具有六角形形状。插入物具有贯穿其中的内螺纹孔34。插入物26延伸穿过隔离片20中的孔36，之后被拧入上板中的内螺纹孔24。插入物从头到尾被拧入上板中的孔，且优选地穿过上板中的孔，直到插入物的头部32牢固地靠在隔离片20上为止。所希望的是，插入物的杆延伸超过板12的底部(通常约1/4英寸)。

[0026] 插入物26牢固地安装在上板的螺纹孔24中。因此，插入物用来提供上板在隔离片之上的刚性延伸。施加到插入物的扭矩应足以将插入物贴合地夹在上板上。最理想的是，使用近似120-130英尺磅的扭矩将插入物紧固在上板中的孔24内。扭矩上限被设定为低于插入物螺纹的扭矩极限。

[0027] 在优选的实施方案中，插入物26是3/4xl英寸的不锈钢螺栓，头部1-1/4英寸宽且约1/4至3/8英寸厚。在示范性的实施方案中，插入物螺栓具有每英寸16个螺纹，但是这看来似乎并不是关键性的。然而螺栓的直径是重要的。3/8英寸直径的较小螺栓看来似乎并不能有效地传递G力。可使用大于3/8英寸的螺栓尺寸。螺栓直径应大到足以具有足够大的螺纹接触区域以传递加速力，而没有由插入物造成的实质上的衰减。大于3/4英寸的螺栓直径通常实际上很少生产且不是必需的。插入物优选地借助于螺栓锁定流体(bolt locking fluid)或螺栓锁定剂锁定在适当位置，例如以商标名称Locktite销售的流体或类似物。

[0028] 当插入物被按所描述的插入后，测试产品就可以借助于连接螺栓50安装在插入物的上表面48上了，连接螺栓50啮合插入物的内螺纹孔34以将测试产品或用于测试产品的安装夹具(都以数字52标记)连接到间隔物的上表面。一些零件可直接拧紧到工作台。另一些零件则需要安装夹具。在示范性的实施方案中，连接螺栓50是3/8英寸(10mm)的螺栓。螺栓50从头到尾延伸穿过插入物的内螺纹区域。插入物的延伸的螺纹区域使获得与连接螺栓50更长的螺纹接触区域成为可能。这种增加的螺纹接触区域改进了加速力穿过测试零件的传递。可以相信，插入物的更大外径以及插入物和连接螺栓中的内螺纹孔的更大长度都对本发明所改进的力传递性能做出了贡献，使得本发明的力传递性能比传统无隔离铝板的力传递性能更好，在传统的无隔离铝板中，测试产品被直接用传统3/8英寸的螺栓拧紧到板上。

[0029] 以这种方式制造的振动器工作台具有许多优点。工作台刚性很好且对振动敏感，使得在高达约10000Hz或更大频率范围内，可将高达120GsRMS或更大的加速力穿过插入物传递到工作台，同时振动力主要分布在约1000-4000Hz的范围内。使用类似驱动力的典型工作台传递70Gs RMS或更小的振动，主要集中在约1000-3000Hz的频率范围内。该新型工作台还传递比现有工作台实质上更高的峰值加速力，且在集中频率范围内力分布的更加均匀。

[0030] 本发明的插入物的另一优点是他们隔开测试产品或测试产品安装夹具远离上板上的隔离片。这使得在测试产品的所有上下表面周围保持更均匀的温度控制成为可能。有时，测试产品将经受-100℃至200℃的温度。在现有振动工作台中，产品或其安装夹具被直接安装在振动工作台的上表面上，振动工作台的上表面阻止空气在测试产品的下面流动，因此在测试产品的下侧和上侧上产生不同的温度。

[0031] 应当理解，上述内容只是本发明优选实施的示范，且可在细节上和结构上对此处所公开的实施方案进行各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

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