本發(fā)明屬于機(jī)械減振裝置技術(shù)領(lǐng)域,具體地說,本發(fā)明涉及一種多維減振平臺。
背景技術(shù):
振動是自然界普遍存在的一種現(xiàn)象,振動會影響精密儀器設(shè)備的功能,降低加工精度和光潔度,加劇構(gòu)件的疲勞和磨損,從而縮短機(jī)器和結(jié)構(gòu)物的使用壽命,振動還可能引起結(jié)構(gòu)的大變形破壞。在機(jī)構(gòu)工程和機(jī)械工程領(lǐng)域,一直都在尋求一種性能優(yōu)越的減振平臺。目前已公開的相關(guān)專利,如專利號201610545258.9。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是提供提供一種具有準(zhǔn)零剛度的減振平臺,該減振平臺同時具備較高的靜態(tài)剛度和較低的動態(tài)剛度,并可實現(xiàn)剛度可調(diào)。
一種具有準(zhǔn)零剛度的減振平臺,包括動平臺、減振器、調(diào)節(jié)裝置、連桿和底座;
底座設(shè)置有六個底座鉸鏈支架,且設(shè)置有同等數(shù)目的輪輻,連桿下部與底座上的底座鉸鏈支架連接,且可以繞鉸鏈支架旋轉(zhuǎn);
連桿的上部通過虎克鉸鏈與動平臺連接,下部與底座鉸鏈支架連接;
動平臺的底面設(shè)有六條滑槽;每二滑槽各相平行,均勻布置在動平臺底部;
減振器的頭部通過虎克鉸鏈與動平臺轉(zhuǎn)動連接,其底端馬蹄鐵與調(diào)節(jié)裝置轉(zhuǎn)動連接;
調(diào)節(jié)裝置的底板通過六角螺母與動平臺上的滑槽連接,且可在滑槽內(nèi)移動;
虎克鉸鏈包括第三鉸鏈支架、第四鉸鏈支架、第一鉸鏈支架和第二鉸鏈支架;第三鉸鏈支架和第四鉸鏈支架通過十字型連接件連接;十字型連接件一端連接軸,十字型連接件可沿軸軸線方向移動;第二鉸鏈支架通過軸與第三鉸鏈支架水平連接;第一鉸鏈支架與第三鉸鏈支架垂直固定連接。
動平臺與虎克鉸鏈的第一鉸鏈支架相連接。
連桿的上端與虎克鉸鏈上的第四鉸鏈支架連接。
減振器的頭部與虎克鉸鏈的第二鉸鏈支架連接,且底端馬蹄鐵與調(diào)節(jié)裝置的鉸鏈支架連接。
調(diào)節(jié)裝置包括一底板,底板下通過六角螺母固定有二滑塊,底板上二側(cè)固定有鉸鏈支架。
調(diào)節(jié)裝置的滑塊與動平臺滑槽連接,且可在滑槽內(nèi)移動。
減振器包括頭部、彈簧調(diào)節(jié)塊、活塞桿、減振彈簧、底端馬蹄鐵;頭部連接活塞桿,活塞桿上端裝有彈簧調(diào)節(jié)塊,外圍包裹減振彈簧,尾端設(shè)置底端馬蹄鐵;活塞桿一端設(shè)有活塞,活塞將工作缸分為上下兩個腔,活塞上安裝有復(fù)原閥和流通閥,工作缸底部設(shè)有補(bǔ)償閥和壓縮閥,工作缸外側(cè)設(shè)有貯油缸、工作液充滿整個工作缸,貯油缸內(nèi)儲存大部分工作液。
一種通過準(zhǔn)零剛度減振平臺,準(zhǔn)零剛度實現(xiàn)步驟:
首先計算當(dāng)動平臺受到外界激振力時,達(dá)到靜平衡位置時減振器上的減振彈簧的變形量;
然后根據(jù)所放物體達(dá)到靜平衡位置時,減振器上的減振彈簧的變形量和減振器的預(yù)壓縮量,使減振器的預(yù)緊力向內(nèi);
當(dāng)動平臺向下運動時,減振器上的減振彈簧產(chǎn)生正剛度;通過彈簧調(diào)節(jié)塊調(diào)節(jié)與上一減振器相對的減振器上的減振彈簧的變形量,調(diào)節(jié)該減振器的預(yù)壓縮量,使該減振器的預(yù)緊力向外;當(dāng)動平臺向下運動時該減振器上的減振彈簧產(chǎn)生負(fù)剛度;兩相對的減振器產(chǎn)生的正負(fù)剛度在數(shù)值上相加就可以實現(xiàn)整個減振系統(tǒng)的總剛度為零,從而實現(xiàn)準(zhǔn)零剛度減振平臺。
本發(fā)明的有益效果是:1.該減振平臺具有較高的支撐剛度的同時,還具有較低的運動剛度,減振效果好;
2.該減振平臺可以通過調(diào)節(jié)裝置來調(diào)節(jié)減振器的初始位置,可實現(xiàn)寬頻域減振,具有良好的工程實用性;
3.該減振平臺在具有良好的減振效果的同時,結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低。
附圖說明
圖1是本發(fā)明一種準(zhǔn)零剛度減振平臺的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2是本發(fā)明一種準(zhǔn)零剛度減振平臺中底座結(jié)構(gòu)示意圖;
圖3是本發(fā)明一種準(zhǔn)零剛度減振平臺中虎克鉸鏈結(jié)構(gòu)示意圖;
圖4是本發(fā)明一種準(zhǔn)零剛度減振平臺中減振器結(jié)構(gòu)示意圖;
圖5是本發(fā)明一種準(zhǔn)零剛度減振平臺中減振器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖;
圖6是本發(fā)明一種準(zhǔn)零剛度減振平臺中調(diào)節(jié)裝置結(jié)構(gòu)示意圖;
圖7是本發(fā)明一種準(zhǔn)零剛度減振平臺中動平臺結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
為詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所達(dá)成目的及功效,下面將結(jié)合實施例并配合附圖予以詳細(xì)說明。
參閱圖1至圖7,本發(fā)明一種準(zhǔn)零剛度減振平臺,包括動平臺6、減振器4、調(diào)節(jié)裝置5、連桿2和底座1;
底座1設(shè)置有六個底座鉸鏈支架11,且設(shè)置有同等數(shù)目的輪輻12,連桿2下部與底座鉸鏈支架11連接,且可以繞鉸鏈支架旋轉(zhuǎn);上部通過虎克鉸鏈3與動平臺6連接;
動平臺6的底面設(shè)有六條滑槽61;每二滑槽61各相平行;
減振器4的頭部通過虎克鉸鏈3與動平臺6轉(zhuǎn)動連接,其底端馬蹄鐵與調(diào)節(jié)裝置5轉(zhuǎn)動連接;
調(diào)節(jié)裝置5的底板51通過六角螺母與動平臺6上的滑槽61連接,且可在滑槽內(nèi)移動;
虎克鉸鏈3包括第三鉸鏈支架31、第四鉸鏈支架36、第一鉸鏈支架33和第二鉸鏈支架34;第三鉸鏈支架31和第四鉸鏈支架36通過十字型連接件32連接;十字型連接件32一端連接軸35,十字型連接件32可沿軸軸線方向移動;第二鉸鏈支架34通過軸35與第三鉸鏈支架31水平連接;第一鉸鏈支架33與第三鉸鏈支架31垂直固定連接;動平臺6與虎克鉸鏈的第一鉸鏈支架33相連接;
連桿2的上端與虎克鉸鏈3上的第四鉸鏈支架36連接。
減振器4的頭部41與虎克鉸鏈3的第二鉸鏈支架34連接,且底端馬蹄鐵45與調(diào)節(jié)裝置5的鉸鏈支架54連接。
調(diào)節(jié)裝置5包括一底板51,底板51下通過六角螺母固定有二平行滑塊52,底板51上二側(cè)固定有鉸鏈支架54。
調(diào)節(jié)裝置5的滑塊52與動平臺滑槽61連接,且可在滑槽61內(nèi)移動。
減振器4包括頭部41、活塞桿42、彈簧調(diào)節(jié)塊43、減振彈簧44、底端馬蹄鐵45;頭部41連接活塞桿42,活塞桿42上端裝有彈簧調(diào)節(jié)塊43,外圍包裹減振彈簧44,尾端設(shè)置底端馬蹄鐵45;活塞桿42一端設(shè)有活塞47,活塞47將工作缸分為上下兩個腔,活塞上安裝有復(fù)原閥46和流通閥412,工作缸底部設(shè)有補(bǔ)償閥48和壓縮閥49,工作缸外側(cè)設(shè)有貯油缸410、工作液充滿整個工作缸411,貯油缸410內(nèi)儲存大部分工作液。
當(dāng)動平臺6向下運動時,連桿2向外旋轉(zhuǎn),帶動第四鉸鏈支架36向外運動,第四鉸鏈支架36帶動十字型連接件32向外運動,十字型連接件32帶動軸35向外運動,軸35上的第二鉸鏈支架34帶動活塞桿42拉伸運動,活塞桿42帶動活塞47拉伸,導(dǎo)致上腔的體積減小,下腔的體積增大,上腔的工作壓力高于下腔,流通閥412關(guān)閉,復(fù)原閥46打開,工作液通過復(fù)原閥46節(jié)流后向下腔流動,從而產(chǎn)生拉伸阻力,減小振動。由于活塞桿42占據(jù)上腔的一部分體積,導(dǎo)致上腔體積減小的量小于下腔的體積增大的量,上腔的工作液向下腔流動后不足以充滿下腔,下腔產(chǎn)生負(fù)壓,下腔的壓力低于貯油缸的壓力,壓縮閥49關(guān)閉,補(bǔ)償閥48打開,貯油缸410的工作液向工作缸411下腔補(bǔ)償工作液,保持工作缸411里的工作液連續(xù)。
當(dāng)動平臺6向上運動時,連桿2向內(nèi)旋轉(zhuǎn),帶動第四鉸鏈支架36向內(nèi)運動,第四鉸鏈支架36帶動十字型連接件32向內(nèi)運動,十字型連接件32帶動軸35向內(nèi)運動,軸35上的第二鉸鏈支架34帶動活塞桿42壓縮運動,活塞桿42帶動活塞47壓縮,導(dǎo)致上腔的體積增大,下腔的體積減小,復(fù)原閥46關(guān)閉,流通閥412打開,下腔的工作液通過流通閥412向上腔流動,充滿上腔。由于活塞桿42占據(jù)上腔一部分體積,導(dǎo)致上腔體積增大的量小于下腔的體積減小的量,下腔的工作液向上腔流動充滿上腔后多出一部份工作液使補(bǔ)償閥48關(guān)閉,壓縮閥49打開向貯油缸410流動節(jié)流產(chǎn)生壓縮阻力,減小振動。
一種通過準(zhǔn)零剛度減振平臺,準(zhǔn)零剛度實現(xiàn)步驟:
首先計算當(dāng)動平臺6受到外界激振力時,達(dá)到靜平衡位置時減振器4上的減振彈簧44的變形量;
然后根據(jù)所放物體達(dá)到靜平衡位置時,減振器4上的減振彈簧44的變形量和減振器的預(yù)壓縮量,使減振器的預(yù)緊力向內(nèi);
當(dāng)動平臺向下運動時,減振器上4的減振彈簧44產(chǎn)生正剛度;通過彈簧調(diào)節(jié)塊43調(diào)節(jié)與上一減振器相對的減振器上的減振彈簧的變形量,調(diào)節(jié)該減振器4的預(yù)壓縮量,使該減振器4的預(yù)緊力向外;當(dāng)動平臺向下運動時該減振器4上的減振彈簧44產(chǎn)生負(fù)剛度;兩相對的減振器產(chǎn)生的正負(fù)剛度在數(shù)值上相加就可以實現(xiàn)整個減振系統(tǒng)的總剛度為零,從而實現(xiàn)準(zhǔn)零剛度減振平臺。