[發明專利]自適應減震的非線性彈簧-可變阻尼系統和移動平臺系統

在審

• 申請號: 202110369940.8
• 申請日: 2021-04-07
• 公開（公告）號: CN113175492A
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發明（設計）人: 房營光;谷任國;朱合華;武威;丁小彬;陳俊生
• 申請（專利權）人: 華南理工大學;同濟大學
• 主分類號: F16F9/512
• 分類號: F16F9/512;F16F15/02;F16F15/027;F16F15/067;F16M11/42
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 劉新容

本發明公開了一種自適應減震的非線性彈簧?可變阻尼系統和移動平臺系統，其中非線性彈簧?可變阻尼系統應用于移動平臺，其特征在于，包括：容納有阻尼油的一油缸；一活塞，其容納于油缸，活塞能夠沿著油缸移動而使阻尼油流動；至少一連桿，其與活塞連接；至少一彈簧，其變形過程受連桿約束；和一阻尼自適應調節裝置，其配置成能夠自適應地根據移動平臺的震動而改變阻尼油的流動阻力，以對系統阻尼進行控制；其中，當移動平臺震動時，連桿和彈簧能夠使活塞受到非線性彈簧力。與線性?阻尼系統相比，本非線性彈簧?可變阻尼系統的振幅得到極大抑制。

技術領域

本發明涉及一種自適應減震的非線性彈簧-可變阻尼系統和移動平臺系統。

背景技術

移動檢測平臺在結構表面移動過程中，經過不平整的結構表面時會產生震動，震動將會對移動檢測平臺的平順性和穩定性產生重大影響，進而影響到檢測探頭的安全性和數據采集的穩定性和準確性，因此移動檢測平臺必須設置減震系統，降低對移動平臺的沖擊荷載，改善滾輪的接地性，抑制移動平臺的跳動，提高移動平臺的平順性和穩定性，保證檢測設備安全有效運行。

傳統被動式減震系統采用的彈簧和減震器的特性是固定的，即其剛度和阻尼都是不可變的，由于其結構簡單、性能可靠、成本低、不需額外能量，因而被廣泛應用。然而，按照隨機震動理論，它只能在特定的結構表面狀態和速度下才能達到最優減震效果，難以適應不同的結構表面和使用狀況，因此對于需在不同結構表面和狀況下進行檢測的移動檢測平臺而言，被動式減震系統并不適用。

而主動懸架減震系統則需要復雜的傳感器和電子控制設備執行機構不僅要選用高精度的液壓伺服裝置，而且要較大的外部動力來驅動，導致成本高、結構復雜、可靠性低，目前也主要應用于賽車上。

目前在汽車中主要使用的是線性彈簧和阻尼系數可變的減震器組成的半主動懸架減震系統，其性能好于被動減震懸架且結構簡單、無須力源、能量損耗小、成本遠低于主動懸架。但它只能通過改變減震器的阻尼特性而適應不同的道路和行駛狀況的需要，其減震性能還需要進一步優化。

發明內容

本發明的一個目的是提供一種自適應減震的非線性彈簧-可變阻尼系統，應用于移動平臺，旨在解決移動平臺移動過程中的平順性和穩定性問題。

本發明的另一目的是提供一種移動平臺系統，旨在解決移動平臺移動過程中的平順性和穩定性問題。

針對本發明的一個目的，本發明采用以下技術方案：

一種自適應減震的非線性彈簧-可變阻尼系統，應用于移動平臺，包括：

容納有阻尼油的一油缸；

一活塞，其容納于所述油缸，所述活塞能夠沿著所述油缸移動而使阻尼油流動；

至少一連桿，其與所述活塞連接；

至少一彈簧，其變形過程受所述連桿約束；和

一阻尼自適應調節裝置，其配置成能夠自適應地根據所述移動平臺的震動而改變阻尼油的流動阻力，以對系統阻尼進行控制；

其中，當所述移動平臺震動時，所述連桿和所述彈簧能夠使所述活塞受到非線性彈簧力。

進一步地，所述活塞能沿所述油缸在第一方向上移動，至少一所述彈簧沿第二方向布置于一彈簧缸內，所述彈簧缸固定于所述移動平臺，所述彈簧缸內還設有能夠沿著所述彈簧缸在第二方向上運動的至少一滑塊，所述彈簧的一端與所述滑塊連接；所述連桿的一端與所述滑塊連接，而另一端與所述活塞連接。

進一步地，所述第一方向垂直于所述第二方向，且所述彈簧的伸長量與所述活塞的位移滿足以下約束條件：

(x₀+u_x)²+(y₀+u_y)²＝l²