電磁振動夯實機是基于振實和夯實壓實理論設(shè)計制造的，它的運動機構(gòu)既能在垂直方向?qū)Φ孛孢M行沖擊和振實作業(yè)，又能在水平方向產(chǎn)生自移運動。
　　電磁振動夯實機采用電磁式激振器，其原理如圖1所示，由鐵心、電磁線圈、銜鐵和彈簧等組成。

　　電磁式激振器的電磁激振力是周期變化的，靜態(tài)實驗測量的結(jié)果表明：電磁力F與氣隙δ的平方成反比，與電流的平方近似成正比，因此本文采用調(diào)節(jié)供電電流的方式來改變夯實力的大小。根據(jù)大部分壓實材料對最佳工作頻率和振幅的要求，選用矩形波（方波的下半部分過零）、頻率在15-80Hz范圍可調(diào)的勵磁方式對電磁夯實機進行供電與控制。頻率的變化采用單片機控制主開關(guān)驅(qū)動電路，使開關(guān)元件定期觸發(fā)，以達到變頻和改變脈寬的目的。

　　圖2為電磁振動夯實機的機械結(jié)構(gòu)簡圖和三維結(jié)構(gòu)模擬示意圖，圖中底板10中心部位上方設(shè)置電磁裝置，該電磁由底板上的振鐵9、“Ⅱ”字形導(dǎo)磁鐵心6及繞制在該導(dǎo)磁鐵心兩立柱上的串聯(lián)線圈7組成，振鐵9與底板10采用焊接的方式連接為一個整體。電磁裝置的上部設(shè)置有頂板5，而外周四角設(shè)置有4個圓柱彈簧1，彈簧套在連接頂板5與底板10的導(dǎo)向桿4上，套筒2與套筒座8焊接，而套筒座8焊接在底板10上，導(dǎo)向桿4可以沿套筒在垂直方向上移動一定的距離。彈簧1套在套筒2外，并直立于套筒座8上，這樣導(dǎo)向桿4、套筒2及彈簧1就能實現(xiàn)夯實機在垂直方向上的運動。“Ⅱ”字形鐵心的上部兩側(cè)以槽鋼3萬頭夾持并連接于上蓋板上，平面底板10上設(shè)置有與底板相連的振鐵9，在安裝時要保證鐵心和振鐵之間有合理的間隙。為了使夯實機能夠自行，夯實機的底板做成向前2.5°傾角的坡度，夯實機可在電磁力水平分力的作用下實現(xiàn)自動向前行走。
　　當接通主機電源時，在鐵心和振鐵之間產(chǎn)生電磁力，鐵心吸引底板上的振鐵帶動底板向上運動，彈簧呈壓縮狀態(tài)。當線圈失電時，電磁裝置的磁場消失，在彈簧力的作用下振鐵和底板下落，彈簧復(fù)位，利用夯實機本身自重和彈簧力對土壤等材料進行沖擊和振實，如此周而復(fù)始地完成夯實作業(yè)。
　　根據(jù)電磁夯實機的使用條件與工作特點，可以通過調(diào)節(jié)彈簧剛度或調(diào)節(jié)電源頻率來改變夯實機的振幅，以達到壓實的最佳效果。
　　為了保證產(chǎn)品的可靠性，對電磁振動夯實機建立了三維模型，并對各個零件進行應(yīng)力分析、模態(tài)分析和疲勞分析。
　　2、電磁振動夯實機的電源設(shè)計
　　根據(jù)電磁振動夯實機的工作參數(shù)設(shè)計了一種專用逆變電源，參照弧焊變壓器大電流、低電壓的模式，設(shè)定工作電壓為80V，輸入為220V工頻交流電，輸出為大功率、大電流、低電壓，頻率、脈寬可調(diào)的方波電源（方波的下半部過零）。
　　逆變電源電路主要包括主回路和控制回路兩大部分。主回路主要包括前級逆變單元、高頻儲能式變壓器、后級逆變單元、整流濾波單元；控制回路主要包括單片機控制芯片、主開關(guān)元件的驅(qū)動電路、脈寬調(diào)制電路（PWM）、電流的反饋電路及相關(guān)的保護電路等。前級逆變單元工作在高頻，與高頻變壓器配合工作可實現(xiàn)在輸出大功率的情況下大大減小電源的體積；后級逆變單元由單片機控制主開關(guān)的驅(qū)動電路實現(xiàn)對輸出波形的頻率和脈寬的控制。
　　根據(jù)對輸出電流的穩(wěn)定性要求，對電流進行負反饋控制，可以使輸出電流值與電流給定值趨于一致，從而實現(xiàn)恒流輸出特性。再根據(jù)需要輸出的脈沖參數(shù)，在適當時間切換電流給定值基值電流和峰值電流，就可以獲得穩(wěn)定的脈沖方波電流。
　　以單片機為核心組成的閉環(huán)控制系統(tǒng)如圖3所示。

　　3、夯實機性能參數(shù)測試
　　根據(jù)以上設(shè)計的機械部分和電源，對新型電磁振動夯實機進行樣機試制，并參照行業(yè)標準JG/5013.3-1992《振動平板夯性能試驗方法》、JG/5014.3-1992《振動沖擊夯性能試驗方法》和國家標準GB/T 18148-2000《壓實機械壓實性能試驗方法》對樣機進行性能參數(shù)測試，夯實機的性能參數(shù)見表1。

　　為了測試電磁振動夯實機的壓實效果，參照標準JG/5013.3-1992和GB/T 18148-2000進行壓實度試驗，用環(huán)刀法對壓實土壤表層進行采樣。在實驗條件下振動頻率為30Hz時，經(jīng)過4遍壓實后的土壤壓實度可達到88.67%，能夠滿足用戶對路基、建筑物基礎(chǔ)等進行壓實的要求。
　　該產(chǎn)品目前還處于試制階段，雖取得了一定成果，但機械的穩(wěn)定性、可靠性和使用壽命等方面的研究有待進一步深入，機械結(jié)構(gòu)和供電電源也有待進一步優(yōu)化。