[發明專利]一種基于磁流變的二級隔振云臺

有效

• 申請號: 201811058985.8
• 申請日: 2018-09-11
• 公開（公告）號: CN108974382B
• 公開（公告）日: 2023-09-12
• 發明（設計）人: 林潔瓊;谷巖;孫佳旺;方可心;王俊強;楊振;趙慧博;許占彪;郭海龍;田旭;董青青;鄭艷蘋;賈申;鞠歡;于顯寧;趙佰亮
• 申請（專利權）人: 長春工業大學
• 主分類號: B64D47/08
• 分類號: B64D47/08;B64D47/00;F16F9/53
• 代理公司: 吉林長春新紀元專利代理有限責任公司 22100
• 代理人: 魏征驥

1.一種基于磁流變的二級隔振云臺，其特征在于：包括一級隔振平臺、二級隔振阻尼器、連載單元、承載單元和相機夾持機構，其中二級隔振阻尼器通過螺釘緊固連接在一級隔振平臺上，所述的連載單元通過調穩平臺裝配在二級隔振阻尼器上，所述的承載單元與連載單元通過伺服電機一連接，所述的相機夾持機構通過伺服電機二連接在承載單元上；

所述的二級隔振阻尼器包括能量俘獲單元、T形滑軌安裝座、缸筒、輸出桿傳遞裝置、氮氣室、工作腔、擋板、固定底座、線圈一、線圈安裝盒和外側通道，其中輸出桿傳遞裝置焊接在所述的調穩平臺上，所述的T形滑軌安裝座安裝在隔磁銅罩上，所述的缸筒通過螺釘緊固在固定底座上，在缸筒外部設置了六個外側通道，在缸筒內部通過擋板將其分成氮氣室和工作腔，氮氣室位于工作腔下面，工作腔是存放磁流變液的空間，所述的固定底座與需調平臺通過螺釘緊固連接，所述的線圈安裝盒安裝在外側通道上，所述的線圈一安放在線圈安裝盒中；

所述的輸出桿傳遞裝置包括活塞桿、橡膠圓塊和活塞，所述的活塞桿與所述的調穩平臺焊接在一起，所述的橡膠圓塊硫化連接在活塞桿上，所述的活塞與活塞桿通過螺釘緊固連接，其中活塞包括上蓋、下蓋、孔一、孔二、攪拌器和阻尼通道，所述的上蓋和下蓋通過螺釘緊固連接，所述的攪拌器焊接在阻尼通道內側；

所述的能量俘獲單元包括線圈二、永磁環、壓電片、隔磁銅罩和楔形塊，所述的壓電片通過膠粘連接在楔形塊上表面，所述的楔形塊置于T形軌道中，所述的永磁環鑲嵌于隔磁銅罩內部，所述的隔磁銅罩焊接在缸筒上，所述的線圈二纏繞在所述的活塞桿上；

當振動發生時，二級隔振阻尼器會接收到調穩平臺的激勵信號，根據信號強度的大小，輸出相應的阻尼力，該裝置在使用過程中，當調穩平臺接收到振動信號時，會帶動二級隔振阻尼器中的活塞桿上下往復運動，工作腔中的磁流變液一小部分會從活塞的孔二流入到阻尼通道中，攪拌器會隨著液體的流動進行旋轉并攪拌，從而達到磁流變液中磁粉顆粒不會沉降的目的，最后從孔一流出，而磁流變液絕大部分會流入到工作腔的外側通道中，磁流變液在流經線圈安裝盒的過程中，可向線圈安裝盒中的線圈一供電，使線圈一覆蓋的區域內形成磁場，從而改變磁流變液的物理特性，以此提高阻尼力。

2.根據權利要求1所述的一種基于磁流變的二級隔振云臺，其特征在于：所述的一級隔振平臺包括主被動減振桿、需調平臺、連接平臺、球鉸和球鉸槽，所述的主被動減振桿與需調平臺和連接平臺均通過球鉸連接，所述的連接平臺用于將一級隔振平臺固定在無人機上，所述的球鉸裝配在連接平臺和需調平臺的球鉸槽中；

所述的主被動減振桿包括頂蓋、剛度調節元件、加速度傳感器、壓頭、橡膠環、粘彈性橡膠塊、限位卡槽、管型壓電、直線軸承、壓電保護裝置一、壓電保護裝置二和約束套筒，所述的頂蓋與約束套筒通過螺釘緊固連接，所述的剛度調節元件安裝在約束套筒滑槽中且分別與頂蓋、壓頭焊接，其通過剛度調節塊和彈簧一、彈簧二相互配合實現阻尼的調節，用以初步抵消振動產生的振幅，所述的加速度傳感器固定在剛度調節塊上，所述的橡膠環安裝在壓頭和約束套筒內壁二之間，所述的粘彈性橡膠塊安裝在約束套筒凸臺上，所述的壓電保護裝置一安裝在約束套筒腔體中，所述的管型壓電置于壓電保護裝置一和壓電保護裝置二之間，目的在于利用壓電陶瓷的逆壓電效應抵消低頻段振動，所述的壓電保護裝置二安裝在管型壓電上，所述的限位卡槽與約束套筒內壁一剛性連接，所述的直線軸承置于限位卡槽中，所述的直線軸承裝配在管型壓電外；目的在于使管型壓電沿直線運動，防止向其他位置的偏移；在壓頭和壓電保護裝置二之間存留一定空隙，此空隙稱為管型壓電所需工作的極限位移，當振動發生時，振動會使壓頭產生位移，但由于此時產生的位移不足以達到極限位移的長度，所以此時管型壓電不作用，然而振動會從壓頭傳遞到剛度調節元件上，使得焊接在壓頭上的彈簧二因振動的作用而產生形變，進而帶動剛度調節塊和彈簧一，通過改變彈簧一和彈簧二的長度，實現剛度的可調節，從而達到減緩振動沖擊，與此同時，振動會從壓頭傳遞給橡膠環與粘彈性橡膠塊，利用橡膠及粘彈性材料的本身性質，可分別對高頻段的振動和中頻段的振動進行減振，當振動增強時，此時壓頭產生的位移大于極限位移，利用安裝在剛度調節塊上的加速度傳感器，經過數據處理測出此時振動產生的位移，再計算出該位移與極限位移的差值，根據此差值經過系統處理計算出需向管型壓電輸送的電壓量，利用管型壓電輸出的位移來彌補此時振動產生的位移與極限位移的差值，從而達到減振作用，由于橡膠環可抵消高頻段的振動、粘彈性橡膠塊其利用粘彈性材料的彈性和粘性抵消中頻段振動，管型壓電利用壓電陶瓷的逆壓電效應抵消低頻段的振動，該減振桿實現了對振動的全頻段減振。