[發明專利]一種多自由度主動質量阻尼器減振系統

在審

• 申請號: 202010042989.8
• 申請日: 2020-01-15
• 公開（公告）號: CN111077634A
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發明（設計）人: 孫京海
• 申請（專利權）人: 中國科學院國家天文臺
• 主分類號: G02B7/183
• 分類號: G02B7/183
• 代理公司: 北京市盛峰律師事務所 11337
• 代理人: 于國強

本發明提供了一種多自由度主動質量阻尼器減振系統，包括運動控制裝置和主動質量阻尼器；待減振裝置沿其周向均勻間隔設置有至少三個主動質量阻尼器，相鄰兩個主動質量阻尼器之間間隔的角度相等；各所述主動質量阻尼器均與所述運動控制裝置相連。優點是：主動質量阻尼器在所有振動模態上都有很好的效果，且克服了被動阻尼器低剛度、大行程不易實現的弱點，能夠提供優異的減振效果。

技術領域

本發明涉及振動控制領域，尤其涉及一種多自由度主動質量阻尼器減振系統。

背景技術

500米口徑球面射電望遠鏡(FAST)(圖1)采用新型的柔性支撐方案來實現饋源艙大跨度、高精度的定位和指向功能；使用6根鋼索懸吊并拖動重30噸的饋源艙完成大范圍運動。

這個柔性懸吊系統頻率非常低，容易受到外界的干擾而激起振動。通過可行手段來增大饋源支撐結構的阻尼可減小饋源艙的振動，是提高定位和指向精度的有效途徑之一。在現有支撐方案的前提下，很難提高結構自身的阻尼，因此需要考慮額外的振動控制設備。

質量阻尼器不需要連接額外的基礎而是直接安裝在需要抑制振動的設備上，具有很好的有效性和可靠性，廣泛應用于如高層建筑、橋梁以及存在振動的機械設備上。在天文望遠鏡領域，同樣有質量阻尼器的應用實例，例如：與FAST具有相似索支撐結構的Arecibo望遠鏡使用了的“Stockbridge”阻尼器。

與高層建筑、橋梁和Arecibo望遠鏡的應用環境相比，FAST具有三個顯著的不同：首先，FAST饋源艙的工作位置始終在變化中，導致其索支撐結構的振動模態和頻率也在不停變化，使用被動工作的調諧質量阻尼器工作效果有限，如果多個調諧質量阻尼器協同工作，勢必會給饋源艙增加過多的負重壓力，不可行；其次，FAST饋源艙的振動特點是空間6自由度復合運動。因此，其質量阻尼器的結構和布局會與常規應用完全不同；最后，FAST需要抑制的振動頻率很低，在0.1-1Hz區間，這給質量阻尼器的參數設計帶來很大困難。

發明內容

本發明的目的在于提供一種多自由度主動質量阻尼器減振系統，從而解決現有技術中存在的前述問題。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種多自由度主動質量阻尼器減振系統包括運動控制裝置和主動質量阻尼器；待減振裝置沿其周向均勻間隔設置有至少三個主動質量阻尼器，相鄰兩個主動質量阻尼器之間間隔的角度相等；各所述主動質量阻尼器均與所述運動控制裝置相連。

優選的，所述主動質量阻尼器包括安裝板、質量塊、位置傳感器、加速度傳感器和驅動裝置，所述安裝板平行于其高度方向的一側間隔設置有至少兩條運動導軌，所述運動導軌沿所述安裝板的高度方向延伸；所述質量塊上設置有至少兩個沿其移動方向貫穿其上下兩側的導孔，各所述運動導軌分別對應伸入相應的導孔中，令所述質量塊沿所述運動導軌上下滑動；所述質量塊與所述驅動裝置和所述位置傳感器相連，所述驅動裝置、所述位置傳感器和加速度傳感器均固定在所述安裝板上。

優選的，所述驅動裝置經電機控制線纜與所述運動控制裝置相連；所述加速度傳感器經加速度信號線與所述運動控制模塊相連；所述位置傳感器經位置信號線與所述運動控制模塊相連。

優選的，所述主動質量阻尼器還包括位移限位塊，所述位移限位塊固定在所述安裝板上；所述位置限位塊設置在所述質量塊的行程范圍內。

優選的，所述驅動裝置和所述位置傳感器設置在所述安裝板平行于其高度方向的相對的兩側，且所述驅動裝置和所述位置傳感器的所在側垂直于所述運動導軌的所在側。

優選的，所述驅動裝置為直線電機，所述直線電機的動子與所述質量塊相連，所述直線電機的定子固定在所述安裝板上，所述定子的上方設置有至少一個與所述定子的上端接觸的位移限位塊；所述定子的下方設置有至少一個與所述定子的下端接觸的位移限位塊。