[發(fā)明專利]一種自平衡主被動減振裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210552671.3
• 申請日: 2022-05-19
• 公開（公告）號: CN114877012B
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王敏;熊婧;蒲華燕;鄭偉森;孫翊;羅均;丁基恒;彭艷;謝少榮
• 申請（專利權(quán)）人: 上海大學(xué)
• 主分類號: F16F13/04
• 分類號: F16F13/04
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 趙麗恒

本發(fā)明公開一種自平衡主被動減振裝置，涉及儀器減振技術(shù)領(lǐng)域，包括自平衡支架和主被動減振器，自平衡支架包括支撐架、外環(huán)和內(nèi)環(huán)，外環(huán)的兩端轉(zhuǎn)動安裝于支撐架上，內(nèi)環(huán)的兩端轉(zhuǎn)動安裝于外環(huán)的內(nèi)壁上，外環(huán)的轉(zhuǎn)動軸線與內(nèi)環(huán)的轉(zhuǎn)動軸線相垂直；主被動減振器包括負(fù)載平臺、基礎(chǔ)殼體、主動減振機(jī)構(gòu)、被動減振機(jī)構(gòu)、反饋采集傳感器和控制器，主動減振機(jī)構(gòu)包括音圈電機(jī)、膜片彈簧和柔性鉸鏈，被動減振機(jī)構(gòu)包括彈簧組件和連接組件，反饋采集傳感器設(shè)置于負(fù)載平臺上，反饋采集傳感器和音圈電機(jī)均與控制器連接。該自平衡主被動減振裝置解決了船載設(shè)備在船舶航行時多自由度運動導(dǎo)致的振動影響和傾斜平衡補(bǔ)償問題，作動行程適中且兼顧控制精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及儀器減振技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種自平衡主被動減振裝置。

背景技術(shù)

當(dāng)前，船舶除了貨運用途外，還廣泛應(yīng)用于科學(xué)考察，其搭載的一些儀器設(shè)備的工作環(huán)境存在振動的干擾，容易導(dǎo)致儀器工作狀態(tài)不佳，因此對振動控制技術(shù)的研究刻不容緩，就結(jié)構(gòu)來看，減振裝置通常由被動減振元件與主動執(zhí)行器組成。目前主流的被動減振元件包括螺旋彈簧、空氣彈簧、彎曲片彈簧、膜片彈簧等，其對應(yīng)的被動減振技術(shù)的特點是結(jié)構(gòu)簡單，但系統(tǒng)低頻處共振峰值與高頻振動衰減間存在矛盾。而主動執(zhí)行器包括直線電機(jī)、壓電作動器、音圈電機(jī)等，主動執(zhí)行器與被動減振元件的并聯(lián)對應(yīng)為主動減振技術(shù)，其解決了低頻處共振峰值與高頻振動衰減間存在的矛盾，但主動減振技術(shù)中控制執(zhí)行器的控制系統(tǒng)參數(shù)調(diào)節(jié)會改變減振器的隔振帶寬。常見的金屬彈簧與直線電機(jī)并聯(lián)機(jī)構(gòu)其結(jié)構(gòu)簡單，但精度較差。壓電陶瓷與彎曲片彈簧并聯(lián)機(jī)構(gòu)控制精度高，但是壓電陶瓷的作動行程小。且針對船舶航行時船舶橫搖、縱搖等引發(fā)的不水平、傾斜等問題，減振裝置缺少必要的補(bǔ)償機(jī)構(gòu)來實現(xiàn)，從而降低了減振裝置主被動減振的使用效果。

發(fā)明內(nèi)容

為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種自平衡主被動減振裝置，解決了船載設(shè)備在船舶航行時多自由度運動導(dǎo)致的振動影響和傾斜平衡補(bǔ)償問題，作動行程適中且兼顧控制精度。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

本發(fā)明提供一種自平衡主被動減振裝置，包括自平衡支架和主被動減振器，所述自平衡支架包括支撐架、外環(huán)和內(nèi)環(huán)，所述外環(huán)的兩端轉(zhuǎn)動安裝于所述支撐架上，所述內(nèi)環(huán)的兩端轉(zhuǎn)動安裝于所述外環(huán)的內(nèi)壁上，所述外環(huán)的轉(zhuǎn)動軸線與所述內(nèi)環(huán)的轉(zhuǎn)動軸線相垂直；所述主被動減振器包括負(fù)載平臺、基礎(chǔ)殼體、主動減振機(jī)構(gòu)、被動減振機(jī)構(gòu)、反饋采集傳感器和控制器，所述基礎(chǔ)殼體安裝于所述內(nèi)環(huán)上，所述基礎(chǔ)殼體包括上殼體、中筒和下殼體，所述上殼體為下端敞口結(jié)構(gòu)，所述中筒和所述下殼體均為上端敞口結(jié)構(gòu)，所述中筒設(shè)置于所述下殼體中，所述上殼體設(shè)置于所述中筒的上方，所述上殼體、所述中筒和所述下殼體依次連接；所述主動減振機(jī)構(gòu)包括音圈電機(jī)、膜片彈簧和柔性鉸鏈，所述被動減振機(jī)構(gòu)包括彈簧組件和連接組件，所述音圈電機(jī)固定于所述中筒的內(nèi)部，所述音圈電機(jī)的輸出軸頂端連接有所述柔性鉸鏈，所述膜片彈簧套設(shè)于所述輸出軸上且位于所述柔性鉸鏈與所述輸出軸之間，所述膜片彈簧的邊緣位于所述上殼體與所述中筒之間，所述柔性鉸鏈的上端穿過所述上殼體并與所述負(fù)載平臺固定連接，所述彈簧組件套設(shè)于所述音圈電機(jī)的外部，且所述彈簧組件位于所述膜片彈簧的下方，所述連接組件的一端與所述彈簧組件的頂端連接，所述連接組件的另一端穿過所述膜片彈簧和所述上殼體并與所述負(fù)載平臺連接；所述反饋采集傳感器設(shè)置于所述負(fù)載平臺上，所述反饋采集傳感器和所述音圈電機(jī)均與所述控制器連接。

優(yōu)選地，所述中筒內(nèi)部的底面上設(shè)置有定位塊，所述定位塊上表面的中部設(shè)置有定位柱，所述音圈電機(jī)的下部套設(shè)于所述定位柱上并固定于所述定位塊上。

優(yōu)選地，所述音圈電機(jī)包括音圈電機(jī)定子和音圈電機(jī)動子，所述音圈電機(jī)定子的下部套設(shè)于所述定位柱上并固定于所述定位塊上，所述音圈電機(jī)定子的上部設(shè)置有環(huán)形凹槽，所述音圈電機(jī)動子插入所述環(huán)形凹槽中，所述輸出軸固定于所述音圈電機(jī)動子的上部，所述音圈電機(jī)動子與所述控制器連接。