[發明專利]帶有磁懸浮單元的空氣彈簧隔振基礎

有效

• 申請號: 200610150808.3
• 申請日: 2006-09-26
• 公開（公告）號: CN101067432A
• 公開（公告）日: 2007-11-07
• 發明（設計）人: 譚久彬;劉彥;王雷;姚紹明;楊文國;魯云峰
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: F16F15/02
• 分類號: F16F15/02
• 代理公司: 哈爾濱東方專利事務所
• 代理人: 陳曉光

技術領域

本發明屬于超低頻隔振領域，尤其是一種空氣彈簧隔振基礎。

背景技術

空氣彈簧隔振基礎由于其低頻隔振效果好、對負載變化不敏感、使用壽命長等優點而被廣泛應用于振動隔離領域。隨著超精密加工與測量、微納米技術和超大規模集成電路制造精度水平的不斷提高，對振動隔離的超低頻性能提出了更高的要求。然而目前的空氣彈簧隔振基礎因空氣彈簧橫、縱向剛度相互耦合導致橫、縱向超低頻隔振性能無法兼顧，這在很大程度上限制了其在超低頻隔振領域的進一步應用。

專利US5779010”Suspended?low-frequency?horizontal?pendulum?isolatorfor?vibration?isolation?systems”提出將空氣彈簧與單擺機構串聯以支撐臺體。由于單擺機構的橫向剛度遠小于空氣彈簧橫向剛度而縱向剛度遠大于空氣彈簧的縱向剛度，兩者串聯后等效橫向剛度接近單擺機構橫向剛度，等效縱向剛度接近空氣彈簧縱向剛度，因而隔振系統的橫向剛度取決于單擺的橫向剛度、縱向剛度取決于空氣彈簧的縱向剛度。它可解決因空氣彈簧橫、縱向剛度耦合帶來的隔振系統橫向隔振和縱向隔振不能兼顧的問題。但是單擺機構的橫向隔振能力很大程度上取決于單擺的臂長，臂長越長隔振效果越好，欲獲得超低的隔振頻率就會導致系統隔振系統會有龐大的尺寸，這也是它的一個很大的弱點，此外它的承載能力不高，不適于承載超大型隔振基礎。

專利CN1487216A“倒擺式氣動隔振器”利用密封氣囊的柔性實現與地面的垂直隔振，依靠倒擺的水平擺動實現水平隔振。它也可解決因空氣彈簧橫、縱向剛度耦合帶來的隔振系統橫向隔振和縱向隔振不能兼顧的問題。但是由于它的所有承載都將施加到底座內的滾珠之上，因而其承載能力不高，不適于承載超大型隔振基礎。

此外國內外很多學者提出采用主動控制方法實現超低頻隔振(1.K.G.AHN，et?al.A?Hybrid-type?Active?Vibration?Isolation?System?Using?Neural?Networks.Journal?of?Sound?and?Vibration.1996，192(4)，793-805.；2.Yoshiya?Nakamura，etal.Development?of?Active?6-DOF?Microvibration?Control?System?Using?GiantMagnetostrictive?Actuator.SPIE?1999，229-240)，其原理是采用主動作動器和空氣彈簧并聯，選用適當的主動控制策略控制作動器的運動，達到減振的目的。這種方法的缺點是控制原理復雜、實現困難、可能導致系統不穩定。

在此之前由發明人提出的“一種帶有氣體潤滑單元的空氣彈簧隔振基礎”具有優良的超低頻隔振性能和良好的承載能力，但由于氣體潤滑單元的承載能力的限制，使得它只適合用于質量相對較小的中、小型或大型隔振基礎，而無法滿足超大型隔振基礎對承載能力的要求。

發明內容

本發明提出一種帶有磁懸浮單元的空氣彈簧隔振基礎，以滿足超大型隔振基礎對承載能力的要求，可在不改變隔振系統承載能力的條件下，大幅度提高隔振基礎的橫、縱向超低頻隔振性能，可有效解決已有空氣彈簧隔振基礎橫、縱向隔振不能兼顧的問題。

本發明的技術解決方案是：

帶有磁懸浮單元的空氣彈簧隔振基礎，其組成包括：基體5、一組空氣彈簧4、供氣系統1、高度控制系統2、多個磁懸浮單元3、低剛度扶正裝置6，所述的供氣系統1與所述的高度控制系統2輸入端相連，所述的高度控制系統2輸出端與每個所述的空氣彈簧4分別相連，所述的磁懸浮單元3和所述的空氣彈簧4串聯安裝于所述的基體5之下，由所述的空氣彈簧4與所述的磁懸浮單元3串聯支撐所述的基體5，所述的基體5側面安裝所述的低剛度扶正裝置6。

所述的一種帶有磁懸浮單元的空氣彈簧隔振基礎，所述的磁懸浮單元3置于空氣彈簧4之上或者之下。

所述的一種帶有磁懸浮單元的空氣彈簧隔振基礎，所述的低剛度扶正裝置6是柔性氣囊或者金屬螺旋彈簧或者非金屬橡膠。

所述的一種帶有磁懸浮單元的空氣彈簧隔振基礎，所述的磁懸浮單元3是由一對電磁鐵7或者永磁鐵8組成，兩個電磁鐵7或者永磁鐵8布置方式是串聯方式，并且相對面為同極性。

本發明具有以下特點和良好效果：