[發明專利]多維主動控制減振裝置和方法

有效

• 申請號: 201710303769.4
• 申請日: 2017-05-03
• 公開（公告）號: CN107061613B
• 公開（公告）日: 2019-01-25
• 發明（設計）人: 胡文彬;鄭磊;甘維兵;楊燕;李盛;劉芳
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: F16F15/027
• 分類號: F16F15/027;F16F15/03;F16F15/04;G01H17/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 王丹

本發明提供一種多維主動控制減振裝置，包括外盒，和置于外盒中用于放置待減振物體的內盒；外盒上設有三個維度方向的加速度傳感器；內盒設有頂面、底面和側面，內盒的底面與外盒之間、內盒的側面與外盒之間分別連接有主動控制減振器，主動控制減振器的數量和方向保證：所述的加速度傳感器的每個維度方向上，至少有一個主動控制減振器；本裝置還包括微處理器和減振器驅動器，微處理器用于接收所述的加速度傳感器的信號，分別分析每個維度方向的振動狀態，計算每個維度對應的主動控制減振器的減振方案，分別通過減振器驅動器驅動對應的主動控制減振器。本發明能夠實時適應環境振動干擾，以及主動減輕某方向振動。

技術領域

本發明屬于儀器減振領域，具體涉及一種多維主動控制減振裝置和方法。

背景技術

現有的主動式陀螺穩定平臺見美國專利US5922039、US52227806、US4156241和中國專利CN1305091A、CN2833206Y、CN94218035.6。這些專利均利用傳感器輸出反映載體姿態及其變化率的信號，經微處理器解算后，控制驅動裝置保持平臺姿態不變，實現對平臺的穩定控制。上述專利并未對動態振動進行隔離或者減弱。

現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）設計了一種空間六面結構平臺，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，使得光纖陀螺捷聯系統IMU在振動條件下具由各向同性動力學響應特征。該專利采用被動減振的手段實現了臺體空間多維的減振效果，通過對臺體的結構設計提高了系統的穩定性，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用情況中，來自不同方向的振動其劇烈程度不同，無法實現有針對性地減振。

一種具有高抗振性能的光纖陀螺慣性測量系統（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定位定向儀（專利號：CN201210114243.9）設計了一種高抗振的光纖陀螺慣性測量系統，采用薄壁加筋結構和一體化模塊結構，提高整體抗振性能。

其中主動式減振平臺相關專利包括中國專利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）利用輔助質量反力來抑制與起振源的起振頻率成分相應的減振對象的振動。主動減振隔振裝置及主動減振隔振系統（專利號：CN200810201311.9）采用密封活塞氣腔和直線驅動實現對負載六自由度振動的主動控制，利用可調節氣壓實現隔振效果。雖然該專利可實現六自由度振動，卻只能利用空氣進行隔振主動控制，多路氣閥將導致裝置復雜，實用性差。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：提供一種多維主動控制減振裝置和方法，能夠實時適應環境振動干擾，并主動減輕某方向振動。

本發明為解決上述技術問題所采取的技術方案為：一種多維主動控制減振裝置，其特征在于：它包括外盒，和置于外盒中用于放置待減振物體的內盒；外盒上設有三個維度方向的加速度傳感器；內盒設有頂面、底面和側面，內盒的底面與外盒之間、內盒的側面與外盒之間分別連接有主動控制減振器，主動控制減振器的數量和方向保證：所述的加速度傳感器的每個維度方向上，至少有一個主動控制減振器；

本裝置還包括微處理器和減振器驅動器，微處理器用于接收所述的加速度傳感器的信號，分別分析每個維度方向的振動狀態，計算每個維度對應的主動控制減振器的減振方案，分別通過減振器驅動器驅動對應的主動控制減振器。

按上述方案，所述的三個維度方向為正交坐標系的X軸、Y軸和Z軸，其中Z軸與外盒的底面垂直，X軸和Y軸分別與外盒的側面垂直；

所述的內盒的底面與外盒之間均布有若干個與Z軸相互平行的主動控制減振器；所述的內盒的側面與外盒之間分別連接有2個X軸正方向、2個X軸負方向和2個Y軸正方向的主動控制減振器。