[發(fā)明專利]一種空間六自由度磁懸浮隔振平臺

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010783860.2
• 申請日: 2020-08-06
• 公開（公告）號: CN111963624B
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊飛;岳洪浩;李韶振;王宇;陸一凡
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: F16F15/03
• 分類號: F16F15/03
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠(yuǎn)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 23211
• 代理人: 李恩慶

一種空間六自由度磁懸浮隔振平臺，屬于空間有效載荷隔振技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明解決了現(xiàn)有的磁懸浮平臺占用的空間較大，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，集成化程度低的問題。四個線圈陣列對應(yīng)位于四個上永磁體陣列與四個下永磁體陣列之間，連接筒穿設(shè)在四個線圈陣列合圍區(qū)域內(nèi)，每個永磁體陣列均包括磁極方向水平的永磁體和磁極方向豎直的永磁體，工作時，線圈陣列在上永磁體陣列和下永磁體陣列產(chǎn)生的磁場中收到水平立向和豎直方向的洛倫茲力作用，實現(xiàn)水平方向和豎直方向運(yùn)動的控制。利用電磁驅(qū)動，能夠?qū)崿F(xiàn)六自由度動作。機(jī)構(gòu)響應(yīng)迅速，易實現(xiàn)高精度控制，有效抑制低頻振動。結(jié)構(gòu)零組件較少，結(jié)構(gòu)簡單，集成化程度高，占用空間相對較小，產(chǎn)品重量輕便且易于拆卸維護(hù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種空間六自由度磁懸浮隔振平臺，屬于空間有效載荷隔振技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

空間微振動通常是指航天器在軌運(yùn)行期間，星上運(yùn)動部件(如飛輪、陀螺等驅(qū)動機(jī)構(gòu))高速周期性運(yùn)動或因變軌、冷熱交變等引發(fā)擾動使星體產(chǎn)生的一種幅值較小、頻帶較寬的顫振響應(yīng)。這些發(fā)生在低頻段的小幅值、持續(xù)微振動對于空間微重力實驗結(jié)果影響劇烈，甚至可能直接導(dǎo)致某些空間任務(wù)的失敗。隔振技術(shù)主要包括被動隔振技術(shù)、主動隔振技術(shù)和主被動混合隔振技術(shù)三種。依靠彈簧、橡膠等不需要外界能量元件進(jìn)行的隔振稱為被動隔振技術(shù)，這種隔振方法可靠性高，但是被動隔振只對中高頻帶范圍內(nèi)的擾動有良好的隔離抑制效果，無法消除低頻范圍內(nèi)的擾動。主動隔振技術(shù)是指借助外界能量，按照一定的控制策略產(chǎn)生與擾動源相同的作用力抵消振源的擾動，使隔振后的加速度量級滿足要求。主動隔振系統(tǒng)常用的作動器包括壓電式、磁懸浮式、超磁致伸縮式等。在空間微振動隔離與抑制領(lǐng)域，最常用的作動器主要有壓電陶瓷式和磁懸浮式兩種。壓電陶瓷式作動器其有效行程較小，對低頻擾動抑制效果不好。現(xiàn)有磁懸浮式隔振器在低頻或極低頻范圍內(nèi)具有較好的隔振性能，但設(shè)計小型化、集成化、輕質(zhì)量、高精度的磁懸浮隔振平臺是目前亟需解決的一個問題?，F(xiàn)有技術(shù)中的磁懸浮平臺中，單個作動器只能夠?qū)崿F(xiàn)單自由度運(yùn)動，所需要布置作動器數(shù)目多，占用的空間較大，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，集成化程度低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有的磁懸浮平臺占用的空間較大，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，集成化程度低的問題，進(jìn)而提供了一種空間六自由度磁懸浮隔振平臺。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種空間六自由度磁懸浮隔振平臺，它包括動平臺和靜平臺，其中所述動平臺包括上板、下板、連接筒、四個上永磁體陣列、四個下永磁體陣列、若干PSD位移傳感器及若干加速度傳感器，所述上板與下板上下平行布置且通過布置在上板與下板之間的連接筒固接，四個上永磁體陣列固裝在上板的底面，四個下永磁體陣列固裝在下板的頂面，若干PSD位移傳感器分別通過傳感器支架固裝在上板與下板之間，若干加速度傳感器分別設(shè)置在上板的底面、下板的頂面及連接筒的內(nèi)壁上；所述靜平臺包括基座和四個線圈陣列，每個線圈陣列均包括線圈支座、通過線圈支座固裝在基座上的若干豎直線圈以及固裝在豎直線圈上的若干水平線圈；四個線圈陣列對應(yīng)位于四個上永磁體陣列與四個下永磁體陣列之間，連接筒穿設(shè)在四個線圈陣列合圍區(qū)域內(nèi)，每個永磁體陣列均包括磁極方向水平的永磁體和磁極方向豎直的永磁體，工作時，線圈陣列在上永磁體陣列和下永磁體陣列產(chǎn)生的磁場中收到水平立向和豎直方向的洛倫茲力作用，實現(xiàn)水平方向和豎直方向運(yùn)動的控制。

進(jìn)一步地，每個永磁體陣列中均包括間隔布置的四個磁極方向豎直的永磁體及三個磁極方向水平的永磁體。

進(jìn)一步地，每個線圈陣列均包括三個豎直線圈和四個水平線圈，其中三個豎直線圈相互平行設(shè)置且均固裝在線圈支座上，四個水平線圈對應(yīng)套裝在位于邊緣的兩個豎直線圈的上下兩端部。

進(jìn)一步地，上板的底面與下板的頂面均開設(shè)有四個矩形凹槽，四個上永磁體陣列對應(yīng)安裝在上板的四個矩形凹槽內(nèi)，四個下永磁體陣列對應(yīng)安裝在下板的四個矩形凹槽內(nèi)。

進(jìn)一步地，四個上永磁體陣列與四個下永磁體陣列上下正對設(shè)置。

進(jìn)一步地，四個上永磁體陣列及四個下永磁體陣列均呈矩形均布設(shè)置。