[實用新型]用于光學平臺的氣動隔振器

無效

• 申請號: 200820152611.8
• 申請日: 2008-09-02
• 公開（公告）號: CN201262589Y
• 公開（公告）日: 2009-06-24
• 發明（設計）人: 應杏娟;李郝林
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: G01M11/04
• 分類號: G01M11/04;B01L9/02
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司
• 代理人: 吳寶根

技術領域

本實用新型涉及一種隔振裝置，尤其是涉及一種氣動隔振器。

背景技術

光學實驗系統精密性和穩定性方面的要求，使得檢測和試驗工作必須在一個具有良好隔振性能的非常穩定的精密操作平臺——光學平臺上進行。任何微小的振動，如大地的脈動所引起的振動、人在地板上走動所引起的振動等都會對檢測和試驗結果產生影響。

隨著科技進步，光學平臺的應用領域已從傳統的天平、分光、干涉、全息，拓展到現代大規模集成電路、電生理、神經生物學和生物生理學，并在航空、航天、國防軍事等領域中得到了廣泛的應用，對隔振的要求越來越高。因此，光學平臺的制造商們一直努力地研究改善隔振器性能的方法，希望能最大限度地降低光學平臺的固有頻率，提高隔振效率。近年來的研究熱點是具有良好低頻性能的主動控制光學平臺，但由于主動隔振系統穩定性和可靠性差、造價昂貴，因而目前光學平臺主動隔振技術仍有很大的局限性，而不能得到廣泛應用。

發明內容

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種用于光學平臺的氣動隔振器，該氣動隔振器能夠降低光學平臺的固有頻率，且能夠提高隔振效率。

為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案如下：

一種用于光學平臺的氣動隔振器，包括外約束裙、內約束裙、位于外約束裙與內約束裙之間的橡膠隔膜，其特點是：外約束裙由下向上擴展或內約束裙由下向上收縮形成圓錐筒。圓錐筒的傾斜角度為θ＝20°。

本實用新型與現有直筒約束相比，由于直筒約束，橡膠膜在運動時其有效承壓面積是不變化的；而斜筒約束，由于外約束裙是用向上擴展或內約束裙是用下向上收縮的圓錐筒，因而當內約束裙向下移動(相當于彈簧壓縮)時其有效承壓面積減少，即有效承壓面積變化率小于<0。有效承壓面積變化時引起的彈簧剛度可使空氣彈簧剛度減少，從而達到降低固有頻率的作用。

本實用新型的另一特點是：僅稍微改變現有隔振系統結構參數，就達到降低固有頻率的作用，簡單易行。

附圖說明

圖1為本實用新型結構示意圖；

圖2為固有頻率——相對阻尼系數關系圖。

具體實施方式

下面結合附圖與實施例對本實用新型作進一步描述。

本實用新型工作過程如下：

本實用新型一種用于光學平臺的氣動隔振器實際是一個有一定壓力的氣室4和橡膠膜2組成的空氣彈簧，空氣彈簧是利用空氣的可壓縮性實現彈性振動的一種非金屬彈簧，從而達到隔離振動的目的。

本實用新型如圖1所示，主要由外約束裙1、內約束裙3、橡膠膜2(由柔軟的橡膠材料制成，工作時的形狀取決于內、外約束裙1，3的形狀)、氣室組成。外約束裙1、內約束裙3、橡膠膜2之間形成一種傾斜約束結構，即外約束裙1由下向上擴展或內約束裙3由下向上收縮形成圓錐筒6，圓錐筒6的傾斜角度為θ＝20°。

密封的氣室4連接有一定壓力的附加氣室5，使氣室保持一定的壓力。由于約束裙為斜筒，故稱斜筒約束膜式。

橡膠膜2在變形時其有效承壓面積的變化特性取決于內、外約束裙1，3的形狀。

內約束裙3上承受負載重量，當氣室4充滿壓力空氣時，空氣浮力使負載浮起至平衡位置。

在靜止狀態下，氣室4的壓力p和橡膠膜2的有效承載面積A相乘之積，等于橡膠膜2上支承載荷的重量，即p×A＝W。

在運動狀態下，設想整個裝置的基礎突然產生變位或內約束裙3(或其上的載荷)受到外力作用，橡膠膜2產生伸縮，其空氣室4內容積和橡膠膜2有效承載面積都發生變化，從而使橡膠膜2上的負載因受力的作用而產生運動。與此同時，氣室4和附加氣室5之間產生壓力差，一部分空氣從壓力高的一方流向壓力低的一方，其中部分能量變成熱能，運動得到衰減。

圖1所示結構的約束形式使橡膠膜2有效面積變化率小于0，有效承壓面積變化率引起的彈簧剛度降低了系統的剛度，達到降低光學平臺固有頻率，改善其隔振性能的目的。

實施例：外約束裙1做成向上擴展的圓錐筒6，其傾斜角度為θ＝20°?？諝鈴椈傻挠行С休d半徑r＝4.8×10^-2m；空氣彈簧內氣體表壓力：p＝4.4×10⁴Pa；橡膠膜2運動時，其有效面積的變化率為：