[發(fā)明專利]一種六自由度主被動(dòng)減振平臺(tái)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710131950.1
• 申請(qǐng)日: 2017-03-07
• 公開（公告）號(hào): CN106763465B
• 公開（公告）日: 2018-08-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張兵;戴開宇;張新星;謝方偉;錢鵬飛;王存堂
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類號(hào): F16F15/027
• 分類號(hào): F16F15/027;F15B13/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明提供了一種六自由度主被動(dòng)減振平臺(tái)，包括靜平臺(tái)、動(dòng)平臺(tái)、支腿、液壓系統(tǒng)和控制系統(tǒng)；所述動(dòng)平臺(tái)與靜平臺(tái)之間通過若干支腿支撐，通過若干所述支腿調(diào)節(jié)動(dòng)平臺(tái)的六個(gè)自由度；若干所述支腿內(nèi)集成有液壓伺服油缸和閥控可調(diào)阻尼減振器；所述動(dòng)平臺(tái)上設(shè)有若干加速度傳感器；所述支腿內(nèi)設(shè)有位移傳感器，所述液壓系統(tǒng)包括動(dòng)力單元，閥組單元、第三電磁換向閥和電液伺服換向閥；所述控制系統(tǒng)包括工控機(jī)，所述工控機(jī)與加速度傳感器、位移傳感器、閥組單元、第三電磁換向閥和電液伺服換向閥連接。本發(fā)明可以對(duì)放在動(dòng)平臺(tái)上的裝置或元件進(jìn)行精確的定位，還可以主動(dòng)減振與被動(dòng)減振結(jié)合的使用，對(duì)低頻和高頻都有很好的減振效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及平臺(tái)減振技術(shù)領(lǐng)域或者實(shí)驗(yàn)設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及一種六自由度主被動(dòng)減振平臺(tái)。

背景技術(shù)

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，以精密機(jī)床加工，光學(xué)精密儀器設(shè)備等為代表的精密制造設(shè)備得到了越來越廣泛的應(yīng)用。由于這類設(shè)備工作環(huán)境一般比較復(fù)雜，存著難以預(yù)估的振源，因此導(dǎo)致的振動(dòng)、特別是微幅振動(dòng)難以用通常的辦法解決。這類設(shè)備突出要求了對(duì)減振的大承載力、寬頻率范圍以及高精度。要使控制平臺(tái)滿足寬頻范圍內(nèi)的減振要求，必須引入振動(dòng)控制措施，包括被動(dòng)和主動(dòng)控制措施。傳統(tǒng)減振方式多采用被動(dòng)減振，被動(dòng)減振控制實(shí)現(xiàn)起來比較容易，但很難在共振區(qū)和高頻區(qū)同時(shí)具有良好的減振效果。目前的被動(dòng)減振用到的智能型材料有：電流變流體、磁流變流體、壓電材料、形狀記憶材料、壓電材料等，但是變流體穩(wěn)定性不夠且機(jī)械響應(yīng)較差，壓電材料驅(qū)動(dòng)力動(dòng)作小，形狀記憶材料響應(yīng)速度慢。主動(dòng)減振裝置多采用空氣彈簧、電機(jī)等，承載能力不如液壓作用器。

矩形大載荷平臺(tái)一般不采用六桿支撐方案，因?yàn)榱鶙U支撐的平臺(tái)的幾何形狀一般需要有三個(gè)對(duì)稱軸，而矩形臺(tái)面只有兩個(gè)對(duì)稱軸，而且六桿支撐的平臺(tái)(Stewart平臺(tái))并不能在完成主動(dòng)減振控制的同時(shí)，作為承力的構(gòu)建。因此在大承載力的同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)平臺(tái)寬頻范圍的振動(dòng)控制是對(duì)現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與控制方法的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

專利公開號(hào)為CN101398052A公開了一種重載精密減振器及其構(gòu)成的減振系統(tǒng)，該專利采用空氣彈簧作為垂直方向的被動(dòng)減振裝置，倒立擺作為水平向被動(dòng)減振裝置，直線電機(jī)作為水平方向上的主動(dòng)執(zhí)行器，因此主動(dòng)力小，限制了水平方向上的減振和定位功能。

專利公開號(hào)為CN105240445A，名稱為“六自由度半主動(dòng)減振平臺(tái)”的專利，采用磁流變阻尼器作為支腿的減振平臺(tái)，但是該減振平臺(tái)僅適用于小型輕載設(shè)備。

專利公開號(hào)為CN101383196A，名稱為“模塊化六自由度主動(dòng)隔振平臺(tái)”的專利，主要針對(duì)低頻微幅大載荷的環(huán)境下設(shè)計(jì)的，并不能解決高頻振動(dòng)的情況。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在不足，本發(fā)明提供了一種六自由度主被動(dòng)減振平臺(tái)，該減振平臺(tái)能在六自由度上實(shí)現(xiàn)對(duì)低頻振動(dòng)的主動(dòng)減振和高頻振動(dòng)的被動(dòng)減振，并具有較好的承載能力，而且具有六自由度定位功能。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的的。

一種六自由度主被動(dòng)減振平臺(tái)，包括靜平臺(tái)、動(dòng)平臺(tái)、支腿、液壓系統(tǒng)和控制系統(tǒng)；所述動(dòng)平臺(tái)與靜平臺(tái)之間通過若干支腿支撐，通過若干所述支腿調(diào)節(jié)動(dòng)平臺(tái)的六個(gè)自由度；若干所述支腿內(nèi)集成有液壓伺服油缸和閥控可調(diào)阻尼減振器，通過液壓伺服油缸和閥控可調(diào)阻尼減振器共同作用使支腿的活塞桿伸縮；所述動(dòng)平臺(tái)上設(shè)有若干加速度傳感器，且與若干所述支腿一一對(duì)應(yīng)，用于測(cè)量動(dòng)平臺(tái)對(duì)應(yīng)支腿處的加速度；所述支腿內(nèi)設(shè)有位移傳感器，用于測(cè)量活塞桿的伸縮距離；所述液壓系統(tǒng)包括動(dòng)力單元、閥組單元、第三電磁換向閥和電液伺服換向閥；所述閥組單元閥串聯(lián)在控可調(diào)阻尼減振器的無桿腔和有桿腔之間；所述閥組單元由電磁換向閥和阻尼孔組成，且電磁換向閥和阻尼孔通過油管并聯(lián)連接；所述動(dòng)力單元通過油管與電液伺服換向閥連接，所述液壓伺服油缸的進(jìn)出口通過油管分別與電液伺服換向閥的A口和B口連接；所述液壓伺服油缸和電液伺服換向閥通過油管并聯(lián)第三電磁換向閥；所述控制系統(tǒng)包括工控機(jī)，所述工控機(jī)與加速度傳感器、位移傳感器、閥組單元、第三電磁換向閥和電液伺服換向閥連接。