CN100572849C - 隔振装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种隔振装置，包括工作平台、支撑平台，工作平台与支撑平台之间设有多个磁致伸缩作动器，工作平台上设有加速度传感器，加速度传感器检测工作平台的振动信号，并将所述信号传给控制模块，控制模块根据该信号控制磁致伸缩作动器的动作，抵消工作平台的振动。磁致伸缩作动器与支撑平台之间通过橡胶阻尼器连接。磁致伸缩作动器设有冷却装置。隔振能力高、隔振效果好。
Description
技术领域
本发明涉及一种隔振技术，尤其涉及一种隔振装置。
背景技术
随着科学的进步和发展，高精密设备和仪器不断涌现，如激光测量仪、高精密电子设备、超高精度数控加工机床等等。这些高精度的仪器和设备本身精度较高，对环境温度及振动要求极为严格。为了保证高精密设备的正常运行及充分发挥其高精密的特性，采取有效的隔振措施是十分必要的，隔振效果的好坏直接高精密仪器设备的性能。
现有技术一的隔振方法是被动隔振：
在振源与系统之间加入弹性阻尼元件，诸如减振橡胶、空气弹簧、挤压油膜阻尼器等等，实现隔振。
上述现有技术一至少存在以下缺点：
隔振能力有限，且不能适应时变工况，隔振效果差。
现有技术二的隔振方法是主动隔振：
主动隔振的基本思想就是：根据检测传感器测得的振源振动信号，由控制器控制作动器按一定的规律动作。通过不断地检测振动信号，控制器随时调节作动器的动作，系统就能实时地根据工况的变化来调整隔振效果。作动器主要有液压作动器、空气弹簧作动器及压电晶体作动器等。
上述现有技术二至少存在以下缺点：
作动器的频响较低、位移量小，导致隔振能力低。
发明内容
本发明的目的是提供一种隔振能力高、隔振效果好的隔振装置。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明的隔振装置，包括工作平台、支撑平台，还包括控制模块，所述的工作平台与支撑平台之间设有多个磁致伸缩作动器，所述工作平台上设有加速度传感器，所述加速度传感器检测所述工作平台的振动信号，并将所述信号传给所述控制模块，所述控制模块根据根据所述信号控制所述磁致伸缩作动器的动作，抵消所述工作平台的振动。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明所述的隔振装置，由于工作平台与支撑平台之间设有多个磁致伸缩作动器，工作平台上设有加速度传感器，加速度传感器检测工作平台的振动信号，并将所述信号传给控制模块，控制模块根据该信号控制磁致伸缩作动器的动作，抵消所述工作平台的振动。隔振能力高、隔振效果好。
附图说明
图1为本发明隔振装置的结构示意图；
图2为本发明中工作平台的结构示意图。
具体实施方式
本发明的隔振装置，其较佳的具体实施方式如图1、图2所示，包括工作平台1、支撑平台5，还包括控制模块，控制模块可以是计算机、单片机等。
工作平台1与支撑平台5之间设有多个磁致伸缩作动器2，工作平台1上设有加速度传感器14，加速度传感器14检测工作平台1的振动信号，并将所述信号传给所述控制模块，所述控制模块根据根据所述信号控制磁致伸缩作动器2的动作，抵消所述工作平台1的振动。
工作平台1与支撑平台5之间可以设有4个磁致伸缩作动器2，分别设于所述隔振装置的4个角部。也可以设6个、8个或其它数量的磁致伸缩作动器2，工作平台1可以是方形，也可以是其它的形状。
磁致伸缩作动器2的底部与支撑平台5连接，磁致伸缩作动器2的导杆7与工作平台1连接。
支撑平台5上对应于磁致伸缩作动器2的部位固定有橡胶阻尼器4，磁致伸缩作动器2的底部与所述橡胶阻尼器4连接。
磁致伸缩作动器2包括励磁线圈10，励磁线圈10的通入电流由控制模块控制，产生需要的激励磁场。激励磁场内设有磁致伸缩材料9，激励磁场的变化引起磁致伸缩材料9的伸缩，抵消所述工作平台的振动。隔振能力高、隔振效果好。
磁致伸缩作动器1设有冷却装置，冷却装置包括设于所述的磁致伸缩作动器内部的冷却水环，冷却水环通过冷却水嘴11与外部相通，对励磁线圈起冷却作用。
具体实施例参见图1、图2：
工作平台1通过联结螺母6与4个磁致伸缩作动器2的导杆7固联，4个磁致伸缩作动器通过联结螺栓3分别与橡胶阻尼器4固联，而橡胶阻尼器分别用螺栓12与支撑平台5固联。4个磁致伸缩作动器上都安装了冷却水嘴11，以便接入循环冷却水，为隔振平台的长期稳定工作提供了保障。在支撑平台的四个角上分别装有地脚螺栓13，用于固定整个隔振平台及调整水平。这样就形成了一个稳固的4脚隔振平台，工作平台上可以放置需要隔振的精密仪器设备。该隔振平台采用主被动联合隔振的方法进行隔振，即具有传统被动隔振的优点，同时又可以体现主动隔振的优点，因此该隔振平台具有非常好的隔振能力。当地面振动通过地脚传到平台上，将引起工作平台的振动，该振动通过装在工作平台上的加速度传感器14测得。控制系统通过测得的加速度信号，按照一定的控制率对磁致伸缩作动器进行控制，以达到将工作平台振动降到最小的目的。
本发明隔振装置的主要工作过程：
首先将隔振平台通过地脚螺栓13与基础相联，并调整好水平，然后再将需要隔振的精密仪器设备放置在工作平台1上。当联结好控制及测量线路、循环冷却水管路后，启动外部控制计算机，隔振平台即可进入工作状态。隔振平台可实时地隔掉由地面传向工作平台的振动，为紧密仪器设备提供良好的工作环境。具体动作顺序如下：当地面振动通过地脚螺栓传到隔振平台，首先由橡胶隔振器进行了初步衰减，残余振动由放置在工作平台1上的加速度传感器测得。当残余振动通过采集系统传到控制计算机后，计算机通过控制电路向磁致伸缩作动器2中的励磁线圈10通控制电流。磁致伸缩材料9在磁场作用下按一定规律伸缩，并通过导杆7向工作平台1输出位移，以抵消工作平台的振动。通过不断检测工作平台的振动，控制计算机实时对控制电流进行调整，以完成实时隔振控制。如此反复检测、控制这一过程，隔振平台即可实现有效的隔振，且可实时对地面振动的变化进行快速跟踪。具有响应快，隔振效果好的优点。
本发明采用具有高频响(可达500赫兹)的磁致伸缩作动器作为主动隔振执行元件，设计了具有较高隔振能力的主动隔振平台。该平台可以在5～500Hz范围内隔振20分贝以上。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1、一种隔振装置，包括工作平台、支撑平台，其特征在于，还包括控制模块，所述的工作平台与支撑平台之间设有4个磁致伸缩作动器，分别设于所述隔振装置的4个角部，所述工作平台上设有加速度传感器，所述加速度传感器检测所述工作平台的振动信号，并将所述信号传给所述控制模块，所述控制模块根据该信号控制所述磁致伸缩作动器的动作，抵消所述工作平台的振动；
所述磁致伸缩作动器的底部与所述支撑平台连接，所述磁致伸缩作动器的导杆与所述工作平台连接；
所述的支撑平台上对应于磁致伸缩作动器的部位固定有橡胶阻尼器，所述磁致伸缩作动器的底部与所述橡胶阻尼器连接。
2、根据权利要求1所述的隔振装置，其特征在于，所述的磁致伸缩作动器包括励磁线圈，所述励磁线圈的通入电流由所述控制模块控制。
3、根据权利要求2所述的隔振装置，其特征在于，所述的磁致伸缩作动器设有冷却装置。
4、根据权利要求3所述的隔振装置，其特征在于，所述冷却装置包括设于所述的磁致伸缩作动器内部的冷却水环，所述冷却水环通过冷却水嘴与外部相通。
5、根据权利要求1所述的隔振装置，其特征在于，所述的磁致伸缩作动器的频响为5～500Hz。
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