[發(fā)明專利]雙層主動控制減振裝置和方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710303767.5
• 申請日: 2017-05-03
• 公開（公告）號: CN107218341A
• 公開（公告）日: 2017-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡文彬;鄭磊;甘維兵;楊燕;李盛;劉芳
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號: F16F15/02
• 分類號: F16F15/02;F16F15/027;F16F15/03
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司42102
• 代理人: 王丹

本發(fā)明提供一種雙層主動控制減振裝置，包括由外到內(nèi)依次嵌套的密封箱、外盒和內(nèi)盒，其中內(nèi)盒用于放置待減振物體，內(nèi)盒與外盒之間設(shè)有被動減振器，外盒上設(shè)有三個維度的加速度傳感器；密封箱內(nèi)設(shè)有轉(zhuǎn)軸，所述的外盒與轉(zhuǎn)軸連接使得外盒能夠繞轉(zhuǎn)軸擺動；外盒與密封箱之間充滿流體主動減振材料，密封箱上設(shè)有極板；本裝置還包括微處理器和控制電源；加速度傳感器、微處理器、控制電源和極板依次電連接。本發(fā)明利用雙層結(jié)構(gòu)，內(nèi)層通過傳統(tǒng)的被動減振裝置保證整個系統(tǒng)多維的減振效果，外層通過流體主動減振材料和加速度傳感器采集數(shù)據(jù)進行反饋控制的方法，對重點維度進行主動減振隔振，從而提高減振效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于儀器減振領(lǐng)域，具體涉及一種雙層主動控制減振裝置和方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)有的主動式陀螺穩(wěn)定平臺見美國專利US5922039、US52227806、US4156241和中國專利CN1305091A、CN2833206Y ZL94218035.6。這些專利均利用傳感器輸出反映載體姿態(tài)及其變化率的信號，經(jīng)微處理器解算后，控制驅(qū)動裝置保持平臺姿態(tài)不變，實現(xiàn)對平臺的穩(wěn)定控制。上述專利并未對動態(tài)振動進行隔離或者減弱。

現(xiàn)有的陀螺減振平臺分為被動式和主動式，其中被動式見 CN201210048107.4。其中，一種空間對角減振的光纖陀螺IMU臺體（專利號：CN201210048107.4）設(shè)計了一種空間六面結(jié)構(gòu)平臺，在平臺臺體的空間對角布局了四個T型橡膠減振器安裝支腿，使得光纖陀螺捷聯(lián)系統(tǒng)IMU在振動條件下具由各向同性動力學(xué)響應(yīng)特征。該專利采用被動減振的手段實現(xiàn)了臺體空間多維的減振效果，通過對臺體的結(jié)構(gòu)設(shè)計提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，使得X、Y、Z各向具有相同的減振性能。但該專利未能考慮在實際應(yīng)用情況中，來自不同方向的振動其劇烈程度不同，無法實現(xiàn)有針對性地減振。

一種具有高抗振性能的光纖陀螺慣性測量系統(tǒng)（專利號：CN200510074856.4） 和一種基于三軸一體高精度光纖陀螺的車載動態(tài)定位定向儀（專利號：CN201210114243.9）設(shè)計了一種高抗振的光纖陀螺慣性測量系統(tǒng)，采用薄壁加筋結(jié)構(gòu)和一體化模塊結(jié)構(gòu)，提高整體抗振性能。

其中主動式減振平臺相關(guān)專利包括中國專利CN201180045964.2和CN200810201311.9。主動減振裝置、車輛、主動減振裝置的控制方法（專利號：CN201180045964.2）利用輔助質(zhì)量反力來抑制與起振源的起振頻率成分相應(yīng)的減振對象的振動，未涉及到多維度多方向的減振與隔振。主動減振隔振裝置及主動減振隔振系統(tǒng)（專利號：CN200810201311.9）采用密封活塞氣腔和直線驅(qū)動實現(xiàn)對負載六自由度振動的主動控制，利用可調(diào)節(jié)氣壓實現(xiàn)隔振效果。雖然該專利可實現(xiàn)六自由度振動，卻只能利用空氣進行隔振主動控制，多路氣閥將導(dǎo)致裝置復(fù)雜，實用性差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：提供一種雙層主動控制減振裝置和方法，能夠提高減振效果。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案為：一種雙層主動控制減振裝置，其特征在于：它包括由外到內(nèi)依次嵌套的密封箱、外盒和內(nèi)盒，其中內(nèi)盒用于放置待減振物體，內(nèi)盒與外盒之間設(shè)有被動減振器，外盒上設(shè)有三個維度的加速度傳感器；密封箱內(nèi)設(shè)有轉(zhuǎn)軸，所述的外盒與轉(zhuǎn)軸連接使得外盒能夠繞轉(zhuǎn)軸擺動；外盒與密封箱之間充滿流體主動減振材料，密封箱上設(shè)有極板；

本裝置還包括微處理器和控制電源；加速度傳感器、微處理器、控制電源和極板依次電連接。

按上述方案，所述的流體主動減振材料為磁流變材料或電流變材料。

按上述方案，所述的三個維度為正交坐標(biāo)系的X軸、Y軸和Z軸，其中Z軸與外盒的底面垂直，X軸和Y軸分別與外盒的側(cè)面垂直。

按上述方案，所述的內(nèi)盒設(shè)有頂面、底面和側(cè)面，其中內(nèi)盒的底面和側(cè)面分別與外盒之間設(shè)有多個被動減振器。

利用所述的雙層主動控制減振裝置實現(xiàn)的減振方法，其特征在于：它包括以下步驟：