[發明專利]一種六自由度低頻振動主被動隔離機械裝置

有效

• 申請號: 201711422464.1
• 申請日: 2017-12-25
• 公開（公告）號: CN108167379B
• 公開（公告）日: 2019-01-01
• 發明（設計）人: 李偉鵬;李晶;黃海;張弘
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: F16F15/04
• 分類號: F16F15/04;F16F15/03;F16F15/02
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 楊學明;顧煒

1.一種六自由度低頻振動主被動隔離機械裝置，其特征在于：包括載物臺(1)、隔振單元(2)和基座(3)；其中：

所述載物臺(1)包括固定板(4)、上連接塊(5)和關節軸承支座(6)，固定板(4)為六邊形扁平結構件，三條長邊長度相等，三條短邊長度相等，三個上連接塊(5)分別固定在固定板(4)中的三條短邊位置上，最長邊與短邊重合，每一個上連接塊(5)安裝固定兩個關節軸承支座(6)；所述基座(3)包括底板(8)、下連接塊(7)和關節軸承支座(6)，底板(8)形狀與固定板(4)相同，下連接塊(7)為直角等腰梯形結構件，三個下連接塊(7)分別固定在底板(8)中的三條短邊位置上，下連接塊(7)中兩個等腰平面上分別連接一個關節軸承支座(6)；載物臺(1)和基座(3)的每一個關節軸承支座(6)通過鉸制孔螺栓和關節軸承(18)分別連接一個隔振單元(2)的動關節軸承接頭(9)和定關節軸承接頭(19)；所述的隔振單元的被動隔振部分包括T形塊(12)、支撐彈簧(13)、直線軸承(23)、第二連接螺釘(24)、二力桿(25)、杠桿(11)和橫向彈簧(16)，主動隔振部分包括加速度傳感器(14)、電機驅動桿(15)、第一連接螺釘(17)、電機安裝筒(20)、線圈(21)、磁鐵系統(22)和外部驅動控制系統，機械接口部分包括動關節軸承接頭(9)、螺紋連接塊(10)、關節軸承(18)和定關節軸承接頭(19)；所述T形塊(12)頂部設有圓孔、底部設有螺紋孔，左右兩端分別與杠桿(11)中心孔連接作為固定鉸支，支撐彈簧(13)下端與T形塊(12)頂部圓孔的底部接觸，上端受動關節軸承接頭(9)底部壓緊，動關節軸承接頭(9)外徑與直線軸承(23)徑向配合，直線軸承(23)外圈與T形塊(12)頂部固定，定關節軸承接頭(19)的螺紋端與T形塊(12)的底部連接固定，另一端與關節軸承(18)固定；螺紋連接塊(10)通過螺紋固定在動關節軸承接頭(9)外圍，兩端分別通過鉸鏈連接一個二力桿(25)，二力桿(25)的另一端通過鉸鏈與一個杠桿(11)的一端連接，杠桿(11)的另一端通過鉸鏈與一個電機驅動桿(15)連接；音圈電機的主要構件包括電機驅動桿(15)、線圈(21)、磁鐵系統(22)和橫向彈簧(16)，電機驅動桿(15)沿電機軸向運動，在磁鐵系統(22)內運動的部分作為線圈(21)的支架，外側面與線圈(21)內側面貼合固定，底部壓緊一個橫向彈簧(16)的一端，橫向彈簧(16)另一端與磁鐵系統(22)的底部接觸，音圈電機通過電機安裝筒(20)固定在T形塊(12)的兩側，電機驅動桿(15)在遠離橫向彈簧(16)的一端固定有加速度傳感器(14)，其信號通過傳感器電纜傳輸到外部驅動控制系統，系統輸出信號通過電機安裝筒(20)外壁上圓孔傳回音圈電機；當裝置底部受到振動時，螺紋連接塊(10)偏離平衡位置，偏移量依次通過二力桿(25)和杠桿(11)使電機驅動桿(15)產生偏移，橫向彈簧(16)產生使螺紋連接塊(10)偏離平衡位置的分力，形成負剛度，同時位于電機驅動桿(15)另一端的加速度傳感器(14)測到電機驅動桿(15)偏移運動的加速度信號并輸出，外部驅動控制系統將加速度作為負反饋積分放大后算得電機力；

所述的T形塊(12)上端有直徑23mm的圓孔，下端有M16內螺紋的結構件；

動關節軸承接頭(9)和定關節軸承接頭(19)是有M16外螺紋、頂部有直徑19mm的圓孔的桿件；

螺紋連接塊(10)是中間有M16內螺紋，兩端開槽的長方體結構件；

杠桿(11)是兩端和中間開有鉸接孔的桿件；

二力桿(25)為一端開槽，兩端有鉸接孔的桿件；

電機驅動桿(15)是一端有M5外螺紋，另一端有臺階面，中間有鉸接孔且在孔周開有矩形槽的圓柱形桿件；

電機安裝筒(20)是頂部孔徑小于底部的圓筒形結構件，筒壁上開有圓孔，臺階面上圓周均布4個直徑4.5通孔的圓筒形構件；

第一連接螺釘(17)為M6×14的內六角螺釘；

第二連接螺釘(24)為M5×12的內六角螺釘。

2.根據權利要求1所述的一種六自由度低頻振動主被動隔離機械裝置，其特征在于：所述的關節軸承(18)的型號為SKF GE10C。

3.根據權利要求1所述的一種六自由度低頻振動主被動隔離機械裝置，其特征在于：所述的支撐彈簧(13)、橫向彈簧(16)為YI型；直線軸承(23)的型號為LMF13UU。

4.根據權利要求1所述的一種六自由度低頻振動主被動隔離機械裝置，其特征在于：所述的加速度傳感器(14)的型號為LC0108。