CN101383196B - 模块化六自由度主动隔振平台 - Google Patents

模块化六自由度主动隔振平台 Download PDF

Info

Publication number
CN101383196B
CN101383196B CN2008102222858A CN200810222285A CN101383196B CN 101383196 B CN101383196 B CN 101383196B CN 2008102222858 A CN2008102222858 A CN 2008102222858A CN 200810222285 A CN200810222285 A CN 200810222285A CN 101383196 B CN101383196 B CN 101383196B
Authority
CN
China
Prior art keywords
hole
supporting component
vibration isolation
passive supporting
active vibration
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN2008102222858A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101383196A (zh
Inventor
高艳蕾
李琳
毛剑琴
张天丽
杨勇
李超
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beihang University
Original Assignee
Beihang University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beihang University filed Critical Beihang University
Priority to CN2008102222858A priority Critical patent/CN101383196B/zh
Publication of CN101383196A publication Critical patent/CN101383196A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101383196B publication Critical patent/CN101383196B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

本发明公开了一种模块化六自由度主动隔振平台,由四个二自由度主动隔振模块、一个载物台和一个基座构成;四个二自由度主动隔振模块的下连接板分别安装在基座的四个角上,四个二自由度主动隔振模块的L形连接板与载物台连接;四个二自由度主动隔振模块中相邻两个的水平作动器输出轴垂直。该主动隔振平台采用模块拼装结构设计,并且每个模块自身又可以看作是一个独立的隔振制稳装置,可以实现垂直和水平方向的主被动结合的振动控制。每个模块在微幅低频环境下,可以实现承受27倍于自身重量约500千克载荷的两自由度方向主动振动控制。整体隔振平台可以实现承受2000千克载荷的六自由度方向主动振动控制。

Description

模块化六自由度主动隔振平台
技术领域
本发明涉及一种隔振平台,更特别地说,是指一种采用模块拼装结构设计的具有大承载能力的六自由度主动隔振平台。
背景技术
对光学精密仪器设备的隔振致稳控制平台的要求突出体现在大承载力、宽频率范围以及高精度。在宽频大载荷作用下往往要求平台的振动幅值控制在微米量级。由于隔振致稳控制平台的工作环境一般比较复杂,存在着难以预估的振源,由此导致的振动、特别是微幅振动难以用通常的办法解决。要使隔振致稳控制平台满足宽频范围内的高精度隔振致稳要求,必须引入振动控制措施,包括被动与主动控制措施。在大承载力的同时实现对平台宽频范围的振动控制是对现有的结构设计与控制方法的严峻挑战。
目前用到的智能型材料有:形状记忆材料、压电材料、超磁致伸缩材料、电磁流变变流体等,对于高精度微幅隔振和自适应结构来说,形状记忆材料响应速度慢,压电材料驱动动作小,而且工作电压高、安全性较差,变流体稳定性不够且机械响应较差。磁致伸缩材料在磁场作用下会沿磁化方向产生伸缩变化,并且在正负磁场下都会随磁场的增减而伸长或缩短,在低磁场下具有良好的线性段。在主动振动控制领域,磁致伸缩材料具有广泛的应用前景。与常用的压电材料和形状记忆合金相比,磁致伸缩材料应变大,承载能力强,驱动电压低,不存在时效引起的性能老化现象,温度超过居里点仍可以恢复使用。
大载荷隔振制稳平台结构设计的关键技术在于它的主、被动隔振方法和承力方案。台面为矩形的大载荷平台一般采用具有两个对称轴的N杆支撑方案,而不采用具有三个对称轴的六杆支撑方案。分析其原因主要有两个,一是矩形台面有两个对称轴;而六杆支撑的平台的几何形状一般有三个对称轴。二是六杆支撑的平台(Stewart平台)其主动元件(作动器)同时起平台支撑杆件的作用,然而不是所有类型的作动器都能被设计成在完成主动振动控制功能的同时作为结构的承力构件,特别是对大载荷平台,这一问题尤为突出。有些作动器,比如常见的液压作动器,虽然可同时实现这两个功能,但其结构可能比主、被动元件并联的结构更为复杂。
发明内容
本发明的目的是提供一种模块化六自由度主动隔振平台,该主动隔振平台采用模块拼装结构设计,并且每个模块自身又可以看作是一个独立的隔振制稳装置,可以实现垂直和水平方向的主被动结合的振动控制,同时在模块中设计了考虑承载的被动支撑组件,大大提高模块的承载能力。将四个模块单元按一定方式组合起来,可以实现整体平台空间六个自由度方向的主动振动控制。组合而成的整体平台的特性完全取决于单元模块的特性。每个模块在微幅低频环境下,可以实现承受27倍于自身重量约500千克载荷的两自由度方向主动振动控制。整体隔振平台可以实现承受2000千克载荷的六自由度方向主动振动控制。
本发明是一种模块化六自由度主动隔振平台,其特征在于:由四个二自由度主动隔振模块、一个载物台(9)和一个基座(10)构成,所述四个二自由度主动隔振模块是指结构相同的A二自由度主动隔振模块(14)、B二自由度主动隔振模块(15)、C二自由度主动隔振模块(16)和D二自由度主动隔振模块(17);四个二自由度主动隔振模块的下连接板分别安装在基座(10)的四个角上,四个二自由度主动隔振模块的L形连接板与载物台(9)连接;
B二自由度主动隔振模块(15)由壳体、A被动支撑组件(3)、B被动支撑组件(4)、C被动支撑组件(5)、D被动支撑组件(6)、垂直作动器(1)、水平作动器(2)、A加速度传感器(1b)、B加速度传感器(2b)组成;A被动支撑组件(3)、B被动支撑组件(4)、C被动支撑组件(5)和D被动支撑组件(6)结构相同;
壳体由L形连接板(7)、下连接板(8)、A侧板(11)、B侧板(12)和C侧板(13)组成,A侧板(11)、B侧板(12)和C侧板(13)顺次安装在下连接板(8)上;L形连接板(7)的上板面(7a)上设有A通孔(701)、B通孔(702)、C通孔(703)、D通孔(704)、A沉头孔(705),A通孔(701)内放置有A被动支撑组件(3)的连接环,B通孔(702)内放置有B被动支撑组件(4)的连接环,C通孔(703)内放置有C被动支撑组件(5)的连接环,D通孔(704)内放置有D被动支撑组件(6)的连接环,A沉头孔(705)内放置有垂直作动器(1)的A铰链(102);L形连接板(7)的上板面(7a)的底部安装有A加速度传感器(1b);L形连接板(7)的侧板面(7b)上设有B沉头孔(706)、A凹槽(707),B沉头孔(706)内放置有水平作动器(2)的C铰链(203),A凹槽(707)内安装有B加速度传感器(2b);下连接板(8)上设有E通孔(801)、F通孔(802)、G通孔(803)、H通孔(804)、I通孔(805)、A螺纹孔(806),E通孔(801)内放置有A被动支撑组件(3)的夹紧环,F通孔(802)内放置有B被动支撑组件(4)的夹紧环,G通孔(803)内放置有C被动支撑组件(5)的夹紧环,H通孔(804)内放置有D被动支撑组件(6)的夹紧环,I通孔(805)内放置有垂直作动器(1)的夹紧环,A螺纹孔(806)用于与螺钉的配合使水平作动器(2)的支座安装在下连接板(8)上;下连接板(8)的中间安装有水平作动器(2),A被动支撑组件(3)与D被动支撑组件(6)安装在下连接板(8)的一侧,B被动支撑组件(4)与C被动支撑组件(5)安装在下连接板(8)的另一侧,垂直作动器(1)安装在C被动支撑组件(5)与D被动支撑组件(6)之间;
垂直作动器(1)由A磁致伸缩作动器(101)、A铰链(102)、B铰链(103)、E夹紧环(104)和连接杆(105)组成;A铰链(102)的连接端(102a)从L形连接板(7)的A沉头孔(705)伸出,A铰链(102)的底部设有螺纹孔,该螺纹孔内安装有A磁致伸缩作动器(101)的伸缩杆(101a);A磁致伸缩作动器(101)的底部设有螺纹孔,该螺纹孔内安装有B铰链(103)的连接端(103a);B铰链(103)的底部设有螺纹孔,该螺纹孔内安装有连接杆(105)的连接端(105a);连接杆(105)安装在E夹紧环(104)的J通孔(104a)内,E夹紧环(104)安装在下连接板(8)的I通孔(805)内;A铰链(102)由铰链体(102b)和橡胶圈(102c)构成,橡胶圈(102c)是将丁晴橡胶浇注在铰链体(102b)的变形段上形成;
水平作动器(2)由B磁致伸缩作动器(201)、C铰链(203)、支座(202)组成,C铰链(203)的连接端(203a)从L形连接板(7)的B沉头孔(706)伸出,C铰链(203)的底部设有螺纹孔,该螺纹孔内安装有B磁致伸缩作动器(201)的伸缩杆(201a),B磁致伸缩作动器(201)的底部设有螺纹孔,该螺纹孔与螺钉的配合将B磁致伸缩作动器(201)的底部安装在支座(202)的C沉头孔(202a)中,支座(202)安装在下连接板(8)上,通过螺钉与A螺纹孔(806)的配合使支座(202)固定在下连接板(8)上;
A被动支撑组件(3)由阻尼支撑(301)、螺旋弹簧(302)和A夹紧环(303)组成,螺旋弹簧(302)套接在阻尼支撑(301)上,阻尼支撑(301)的A法兰盘(301b)安装在L形连接板(7)的A通孔(701)内,阻尼支撑(301)的下端安装在A夹紧环(303)的K通孔(303a)内,A夹紧环(303)安装在下连接板(8)的E通孔(801)内;B被动支撑组件(4)、C被动支撑组件(5)和D被动支撑组件(6)与A被动支撑组件(3)结构相同;B被动支撑组件(4)的B阻尼环安装在L形连接板(7)的B通孔(702)内,B被动支撑组件(4)的B夹紧环安装在下连接板(8)的F通孔(802)内;C被动支撑组件(5)的C阻尼环安装在L形连接板(7)的C通孔(703)内,C被动支撑组件(5)的C夹紧环安装在下连接板(8)的G通孔(803)内;D被动支撑组件(6)的D阻尼环安装在L形连接板(7)的D通孔(704)内,D被动支撑组件(6)的D夹紧环安装在下连接板(8)的H通孔(804)内;阻尼支撑(301)由支撑杆(301a)、A法兰盘(301b)和橡胶环(301c)组成;首先将支撑杆(301a)的螺纹端插入A法兰盘(301b)的空腔(301d)内,然后在空腔(301d)中浇注入丁晴橡胶形成橡胶环(301c)。
本发明模块化六自由度主动隔振平台的优点:(1)采用磁致伸缩材料的大载荷模块式六自由度平台,具备低频微幅大载荷下的致稳能力,可在微米级振幅和低频100Hz之内,针对2000kg载荷质量实现主动振动控制;(2)基于模块拼装结构设计思想,即增加整体隔振平台的承载能力,又使得模块化设计简单易行,大大简化了主动隔振平台的设计,由于所用模块单元结构形式完全相同,因而组合后的整体工作平台特性完全取决于单元模块的特性,这样以来,关于大载荷下主动隔振平台的大部分研究、测试和结构改进的工作可以基于模块单元开展相应的理论和实验研究。(3)主动隔振平台中四个二自由度主动隔振模块中相邻两个的水平作动器输出轴垂直,利用A二自由度主动隔振模块14、B二自由度主动隔振模块15、C二自由度主动隔振模块16和D二自由度主动隔振模块17中垂直作动器和水平作动器的分别控制,完成主动隔振平台六自由度方向的振动控制;(4)由于在每个二自由度主动隔振模块种设计了具有微米量级结构动力特性的连接结构A铰链、B铰链和C铰链,使得每个二自由度主动隔振模块中两个作动器驱动方向的运动是解耦的,利于主动控制算法的实现;(5)基于大载荷设计要求的考虑,将二自由度主动隔振模块设计成长方体,对称轴线上安装有垂直作动器和水平作动器,主动隔振平台的载物台9设计为矩形,采用具有两个对称轴的16杆支撑方案,该平台结构可以在各类光学精密仪器仪表的致稳领域及精密加工领域有着广阔的应用前景,其减振效果最高可达98%。
附图说明
图1是本发明模块化六自由度主动隔振平台的结构图。
图1A是未装配载物台的模块化六自由度主动隔振平台的结构图。
图2是本发明的A二自由度主动隔振单元的结构图。
图2A是本发明A二自由度主动隔振单元的壳体爆炸示图。
图2B是未装配L形连接板、侧板的A二自由度主动隔振单元的结构图。
图3是本发明垂直作动器的结构图。
图3A是本发明A铰链的剖视图。
图3B是本发明垂直作动器的爆炸示图。
图4是本发明水平作动器的结构图。
图4A是本发明水平作动器的爆炸示图。
图5是本发明A被动支撑的结构图。
图5A是本发明A被动支撑的爆炸示图。
图5B是阻尼支撑的爆炸示图。
图中:1.垂直作动器         1a.垂直作动器输出轴         1b.A加速度传感器
101.A磁致伸缩作动器        101a.伸缩杆   101b.引线孔   102.A铰链
102a.连接端  102b.铰链体   102c.橡胶圈   102d.变形点   103.B铰链
103a.连接端  104.E夹紧环   104a.J通孔    105.连接杆    105a.连接端
2.水平作动器 2a.水平作动器输出轴         2b.B加速度传感器
201.B磁致伸缩作动器        201a.伸缩杆   201b.引线孔   202.支座
202a.C沉头孔 203.C铰链     203a.连接端   3.A被动支撑组件
301.阻尼支撑 301a.支撑杆   301b.A法兰盘  301c.橡胶环   301d.空腔
302.螺旋弹簧 303.A夹紧环   303a.K通孔    4.B被动支撑组件
5.C被动支撑组件            6.D被动支撑组件
7.L形连接板  7a.上板面     7b.侧板面     701.A通孔     702.B通孔
703.C通孔    704.D通孔     705.A沉头孔   706.B沉头孔   707.A凹槽
8.下连接板   801.E通孔     802.F通孔     803.G通孔     804.H通孔
805.I通孔    806.A螺纹孔   9.载物台      10.基座       10a.安装板面
11.A侧板    12.B侧板    13.C侧板
14.A二自由度主动隔振模块  14a.A水平作动器输出方向  14b.A垂直作动器输出方向
15.B二自由度主动隔振模块  15a.B水平作动器输出方向  15b.B垂直作动器输出方向
16.C二自由度主动隔振模块  16a.C水平作动器输出方向  16b.C垂直作动器输出方向
17.D二自由度主动隔振模块  17a.D水平作动器输出方向  17b.D垂直作动器输出方向
具体实施方式
下面将结合附图对本发明做进一步的详细说明。
本发明是一种采用模块拼装结构设计的大载荷模块式磁致伸缩主动振动控制平台,该平台由四个模块单元拼装构成一个具有六个自由度的主动振动控制平台。每个单元模块自身又可以看作一个独立的隔振制稳装置,可以实现垂直和水平方向的主被动结合的振动控制,同时在模块中设计了考虑承载的被动支撑可调机构,大大提高模块的承载能力。将四个模块单元按一定方式组合(四个二自由度主动隔振模块中相邻两个的水平作动器输出轴垂直)起来,可以实现整体平台空间六个自由度方向的主动振动控制。该二自由度主动隔振模块的外形尺寸210mm×215mm×190mm,重量18.5千克,最大承载27倍于自身重量,可达500千克的载荷,在四个模块时为2000千克的载荷。经减振测试(由激振器提供25μm振幅,20~100Hz频率范围的简谐振动),本发明平台减振效果在98%左右。
参见图1、图1A所示,本发明是一种采用模块化设计的具有六自由度的主动隔振平台,该六自由度主动隔振平台由四个二自由度主动隔振模块、一个载物台9和一个基座10构成,所述四个二自由度主动隔振模块是指结构相同的A二自由度主动隔振模块14、B二自由度主动隔振模块15、C二自由度主动隔振模块16和D二自由度主动隔振模块17;四个二自由度主动隔振模块的下连接板分别安装在基座10的四个角上,四个二自由度主动隔振模块的L形连接板与载物台9连接;四个二自由度主动隔振模块中相邻两个的水平作动器输出轴垂直,即:
A二自由度主动隔振模块14的A水平作动器输出方向14a与B二自由度主动隔振模块15的B水平作动器输出方向15a保持垂直;
B二自由度主动隔振模块15的B水平作动器输出方向15a与C二自由度主动隔振模块16的C水平作动器输出方向16a保持垂直;
C二自由度主动隔振模块16的C水平作动器输出方向16a与D二自由度主动隔振模块17的D水平作动器输出方向17a保持垂直;
D二自由度主动隔振模块17的D水平作动器输出方向17a与A二自由度主动隔振模块14的A水平作动器输出方向14a保持垂直。
参见图2所示,B二自由度主动隔振模块15由壳体、四个被动支撑组件(A被动支撑组件3、B被动支撑组件4、C被动支撑组件5、D被动支撑组件6)、垂直作动器1、水平作动器2、A加速度传感器1b、B加速度传感器2b组成;
参见图2A所示,壳体由L形连接板7、下连接板8、A侧板11、B侧板12和C侧板13组成,A侧板11、B侧板12和C侧板13顺次安装在下连接板8上;
L形连接板7的上板面7a上设有A通孔701、B通孔702、C通孔703、D通孔704、A沉头孔705,A通孔701内放置有A被动支撑组件3的连接环,B通孔702内放置有B被动支撑组件4的连接环,C通孔703内放置有C被动支撑组件5的连接环,D通孔704内放置有D被动支撑组件6的连接环,A沉头孔705内放置有垂直作动器1的A铰链102;L形连接板7的上板面7a的底部安装有A加速度传感器1b,且A加速度传感器1b的安装位置靠近A沉头孔705;L形连接板7的侧板面7b上设有B沉头孔706、A凹槽707,B沉头孔706内放置有水平作动器2的C铰链203,A凹槽707内安装有B加速度传感器2b;
下连接板8上设有E通孔801、F通孔802、G通孔803、H通孔804、I通孔805、A螺纹孔806,E通孔801内放置有A被动支撑组件3的夹紧环,F通孔802内放置有B被动支撑组件4的夹紧环,G通孔803内放置有C被动支撑组件5的夹紧环,H通孔804内放置有D被动支撑组件6的夹紧环,I通孔805内放置有垂直作动器1的夹紧环,A螺纹孔806用于与螺钉的配合使水平作动器2的支座安装在下连接板8上。
参见图2B所示,下连接板8的中间安装有水平作动器2,A被动支撑组件3与D被动支撑组件6安装在下连接板8的一侧,B被动支撑组件4与C被动支撑组件5安装在下连接板8的另一侧,垂直作动器1安装在C被动支撑组件5与D被动支撑组件6之间。四个被动支撑组件是指结构相同的A被动支撑组件3、B被动支撑组件4、C被动支撑组件5、D被动支撑组件6。
参见图3、图3B所示,垂直作动器1:垂直作动器1由A磁致伸缩作动器101、A铰链102、B铰链103、E夹紧环104和连接杆105组成;A铰链102的连接端102a从L形连接板7的A沉头孔705伸出,A铰链102的底部设有螺纹孔,该螺纹孔内安装有A磁致伸缩作动器101的伸缩杆101a;A磁致伸缩作动器101的底部设有螺纹孔,该螺纹孔内安装有B铰链103的连接端103a;B铰链103的底部设有螺纹孔,该螺纹孔内安装有连接杆105的连接端105a;连接杆105安装在E夹紧环104的J通孔104a内,E夹紧环104安装在下连接板8的I通孔805内。垂直作动器1在加载交变电流时,A磁致伸缩作动器101的伸缩杆101a上下运动,带动A铰链102运动,从而使与L形连接板7连接的载物台9达到在垂直方向上的振动控制。
参见图3A所示,A铰链102由铰链体102b和橡胶圈102c构成,橡胶圈102c是浇注在铰链体102b的变形段上形成,即将丁晴橡胶(型号40)浇注在铰链体102b 的变形段上,使橡胶圈102c与A铰链102形成整体件。铰链体102b为金属材料。在A磁致伸缩作动器101的驱动下,A铰链102在变形点102d处发生弹性变形。在本发明中,B铰链103、C铰链203与A铰链102的结构相同。
参见图4、图4A所示,水平作动器2:水平作动器2由B磁致伸缩作动器201、C铰链203、支座202组成,C铰链203的连接端203a从L形连接板7的B沉头孔706伸出,C铰链203的底部设有螺纹孔,该螺纹孔内安装有B磁致伸缩作动器201的伸缩杆201a,B磁致伸缩作动器201的底部设有螺纹孔,该螺纹孔与螺钉的配合将B磁致伸缩作动器201的底部安装在支座202的C沉头孔202a中,支座202安装在下连接板8上,通过螺钉与A螺纹孔806的配合使支座202固定在下连接板8上。
参见图5、图5A所示,A被动支撑组件3由阻尼支撑301、螺旋弹簧302和A夹紧环303组成,螺旋弹簧302套接在阻尼支撑301上,阻尼支撑301的A法兰盘301b安装在L形连接板7的A通孔701内,阻尼支撑301的下端安装在A夹紧环303的K通孔303a内,A夹紧环303安装在下连接板8的E通孔801内。在本发明中,B被动支撑组件4、C被动支撑组件5和D被动支撑组件6与A被动支撑组件3的结构相同,且在L形连接板7、下连接板8之间的连接关系也相同,即B被动支撑组件4的B阻尼环安装在L形连接板7的B通孔702内,B被动支撑组件4的B夹紧环安装在下连接板8的F通孔802内;C被动支撑组件5的C阻尼环安装在L形连接板7的C通孔703内,C被动支撑组件5的C夹紧环安装在下连接板8的G通孔803内;D被动支撑组件6的D阻尼环安装在L形连接板7的D通孔704内,D被动支撑组件6的D夹紧环安装在下连接板8的H通孔804内。
参见图5B所示,阻尼支撑301由支撑杆301a、A法兰盘301b和橡胶环301c组成;首先将支撑杆301a的螺纹端插入A法兰盘301b的空腔301d内,然后在空腔301d中浇注入丁晴橡胶(型号40)形成橡胶环301c。橡胶环301c能够使支撑杆301a和A法兰盘301b形成一个整体件,即阻尼支撑301。在本发明中,每个二自由度主动隔振模块有四个被动支撑组件,该四个被动支撑组件各自的阻尼支撑的法兰盘安装在L形连接板7(载物台9与L形连接板7连接)上,为了保证载物台9与基座10之间的被动减振,阻尼支撑301上的橡胶环301c在受到外界振动影响的情况下具有阻尼吸收振动能量的作用。
A加速度传感器1b、B加速度传感器2b选取压电晶体加速度传感器。
A二自由度主动隔振模块14、C二自由度主动隔振模块16和D二自由度主动隔振模块17与B二自由度主动隔振模块15的结构相同。
本发明模块化六自由度主动隔振平台的六个方向为:
第一个方向(x方向平动):模块化六自由度主动隔振平台在第一个方向的振动,由B二自由度主动隔振模块15中A水平作动器沿方向15a运动和D二自由度主动隔振模块17中A水平作动器沿方向17a运动的共同作用下进行主动振动控制。
第二个方向(y方向平动):模块化六自由度主动隔振平台在第二个方向的振动,由A二自由度主动隔振模块14中B垂直作动器沿方向14b运动、B二自由度主动隔振模块15中B垂直作动器沿方向15b运动、C二自由度主动隔振模块16中B垂直作动器沿方向16b运动和D二自由度主动隔振模块17中B垂直作动器沿方向17b运动的共同作用下进行主动振动控制。
第三个方向(z方向平动):模块化六自由度主动隔振平台在第三个方向的振动,由A二自由度主动隔振模块14中A水平作动器沿方向14a运动和C二自由度主动隔振模块16中A水平作动器沿方向16a运动的共同作用下进行主动振动控制。
第四个方向(绕x方向转动):模块化六自由度主动隔振平台在第四个方向的振动,由A二自由度主动隔振模块14中B垂直作动器沿方向14b运动和D二自由度主动隔振模块17中B垂直作动器沿方向17b运动的共同作用下进行主动振动控制;或者由B二自由度主动隔振模块15中B垂直作动器沿方向15b运动和C二自由度主动隔振模块16中B垂直作动器沿方向16b运动的共同作用下进行主动振动控制。
第五个方向(绕y方向转动):模块化六自由度主动隔振平台在第五个方向的振动,由A二自由度主动隔振模块14中A水平作动器沿方向14a运动和C二自由度主动隔振模块16中A水平作动器沿方向16a运动的共同作用下进行主动振动控制;或者由B二自由度主动隔振模块15中A水平作动器沿方向15a运动和D二自由度主动隔振模块17中A水平作动器沿方向17a运动的共同作用下进行主动振动控制。
第六个方向(绕z方向转动):模块化六自由度主动隔振平台在第六个方向的振动,由A二自由度主动隔振模块14中B垂直作动器沿方向14b运动和B二自由度主动隔振模块15中B垂直作动器沿方向15b运动的共同作用下进行主动振动控制;或者由C二自由度主动隔振模块16中B垂直作动器沿方向16b运动和D二自由度主动隔振模块17中B垂直作动器沿方向17b运动的共同作用下进行主动振动控制。

Claims (2)

1.一种模块化六自由度主动隔振平台,其特征在于:由四个二自由度主动隔振模块、一个载物台(9)和一个基座(10)构成,所述四个二自由度主动隔振模块是指结构相同的A二自由度主动隔振模块(14)、B二自由度主动隔振模块(15)、C二自由度主动隔振模块(16)和D二自由度主动隔振模块(17);四个二自由度主动隔振模块的下连接板分别安装在基座(10)的四个角上,四个二自由度主动隔振模块的L形连接板与载物台(9)连接;
B二自由度主动隔振模块(15)由壳体、A被动支撑组件(3)、B被动支撑组件(4)、C被动支撑组件(5)、D被动支撑组件(6)、垂直作动器(1)、水平作动器(2)、A加速度传感器(1b)、B加速度传感器(2b)组成;A被动支撑组件(3)、B被动支撑组件(4)、C被动支撑组件(5)和D被动支撑组件(6)结构相同;
壳体由L形连接板(7)、下连接板(8)、A侧板(11)、B侧板(12)和C侧板(13)组成,A侧板(11)、B侧板(12)和C侧板(13)顺次安装在下连接板(8)上;L形连接板(7)的上板面(7a)上设有A通孔(701)、B通孔(702)、C通孔(703)、D通孔(704)、A沉头孔(705),A通孔(701)内放置有A被动支撑组件(3)的连接环,B通孔(702)内放置有B被动支撑组件(4)的连接环,C通孔(703)内放置有C被动支撑组件(5)的连接环,D通孔(704)内放置有D被动支撑组件(6)的连接环,A沉头孔(705)内放置有垂直作动器(1)的A铰链(102);L形连接板(7)的上板面(7a)的底部安装有A加速度传感器(1b);L形连接板(7)的侧板面(7b)上设有B沉头孔(706)、A凹槽(707),B沉头孔(706)内放置有水平作动器(2)的C铰链(203),A凹槽(707)内安装有B加速度传感器(2b);下连接板(8)上设有E通孔(801)、F通孔(802)、G通孔(803)、H通孔(804)、I通孔(805)、A螺纹孔(806),E通孔(801)内放置有A被动支撑组件(3)的夹紧环,F通孔(802)内放置有B被动支撑组件(4)的夹紧环,G通孔(803)内放置有C被动支撑组件(5)的夹紧环,H通孔(804)内放置有D被动支撑组件(6)的夹紧环,I通孔(805)内放置有垂直作动器(1)的夹紧环,A螺纹孔(806)用于与螺钉的配合使水平作动器(2)的支座安装在下连接板(8)上;下连接板(8)的中间安装有水平作动器(2),A被动支撑组件(3)与D被动支撑组件(6)安装在下连接板(8)的一侧,B被动支撑组件(4)与C被动支撑组件(5)安装在下连接板(8)的另一侧,垂直作动器(1)安装在C被动支撑组件(5)与D被动支撑组件(6)之间;
垂直作动器(1)由A磁致伸缩作动器(101)、A铰链(102)、B铰链(103)、E夹紧环(104)和连接杆(105)组成;A铰链(102)的连接端(102a)从L形连接板(7)的A沉头孔(705)伸出,A铰链(102)的底部设有螺纹孔,该螺纹孔内安装有A磁致伸缩作动器(101)的伸缩杆(101a);A磁致伸缩作动器(101)的底部设有螺纹孔,该螺纹孔内安装有B铰链(103)的连接端(103a);B铰链(103)的底部设有螺纹孔,该螺纹孔内安装有连接杆(105)的连接端(105a);连接杆(105)安装在E夹紧环(104)的J通孔(104a)内,E夹紧环(104)安装在下连接板(8)的I通孔(805)内;A铰链(102)由铰链体(102b)和橡胶圈(102c)构成,橡胶圈(102c)是将丁晴橡胶浇注在铰链体(102b)的变形段上形成;
水平作动器(2)由B磁致伸缩作动器(201)、C铰链(203)、支座(202)组成,C铰链(203)的连接端(203a)从L形连接板(7)的B沉头孔(706)伸出,C铰链(203)的底部设有螺纹孔,该螺纹孔内安装有B磁致伸缩作动器(201)的伸缩杆(201a),B磁致伸缩作动器(201)的底部设有螺纹孔,该螺纹孔与螺钉的配合将B磁致伸缩作动器(201)的底部安装在支座(202)的C沉头孔(202a)中,支座(202)安装在下连接板(8)上,通过螺钉与A螺纹孔(806)的配合使支座(202)固定在下连接板(8)上;
A被动支撑组件(3)由阻尼支撑(301)、螺旋弹簧(302)和A夹紧环(303)组成,螺旋弹簧(302)套接在阻尼支撑(301)上,阻尼支撑(301)的A法兰盘(301b)安装在L形连接板(7)的A通孔(701)内,阻尼支撑(301)的下端安装在A夹紧环(303)的K通孔(303a)内,A夹紧环(303)安装在下连接板(8)的E通孔(801)内;B被动支撑组件(4)、C被动支撑组件(5)和D被动支撑组件(6)与A被动支撑组件(3)结构相同;B被动支撑组件(4)的B阻尼环安装在L形连接板(7)的B通孔(702)内,B被动支撑组件(4)的B夹紧环安装在下连接板(8)的F通孔(802)内;C被动支撑组件(5)的C阻尼环安装在L形连接板(7)的C通孔(703)内,C被动支撑组件(5)的C夹紧环安装在下连接板(8)的G通孔(803)内;D被动支撑组件(6)的D阻尼环安装在L形连接板(7)的D通孔(704)内,D被动支撑组件(6)的D夹紧环安装在下连接板(8)的H通孔(804)内;阻尼支撑(301)由支撑杆(301a)、A法兰盘(301b)和橡胶环(301c)组成;首先将支撑杆(301a)的螺纹端插入A法兰盘(301b)的空腔(301d)内,然后在空腔(301d)中浇注入丁晴橡胶形成橡胶环(301c);
四个二自由度主动隔振模块中相邻两个的水平作动器输出轴垂直。
2.根据权利要求1所述的模块化六自由度主动隔振平台,其特征在于:A加速度传感器(1b)、B加速度传感器(2b)选取压电晶体加速度传感器。
CN2008102222858A 2008-09-16 2008-09-16 模块化六自由度主动隔振平台 Expired - Fee Related CN101383196B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2008102222858A CN101383196B (zh) 2008-09-16 2008-09-16 模块化六自由度主动隔振平台

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2008102222858A CN101383196B (zh) 2008-09-16 2008-09-16 模块化六自由度主动隔振平台

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101383196A CN101383196A (zh) 2009-03-11
CN101383196B true CN101383196B (zh) 2010-06-02

Family

ID=40462975

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2008102222858A Expired - Fee Related CN101383196B (zh) 2008-09-16 2008-09-16 模块化六自由度主动隔振平台

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101383196B (zh)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102141110B (zh) * 2011-01-24 2012-10-03 北京航空航天大学 一种液压振动主动隔离平台
CN102501230A (zh) * 2011-10-28 2012-06-20 中国工程物理研究院应用电子学研究所 一种多自由度隔振承载平台
CN102700837A (zh) * 2012-06-18 2012-10-03 无锡市宏源弹性器材有限公司 抗颠簸型运载平台
CN103323098B (zh) * 2013-05-23 2015-06-17 北京航空航天大学 一种小型微振动测量及控制系统
CN105204543B (zh) * 2015-09-15 2017-08-01 上海交通大学 一种电磁驱动的Stewart主被动一体隔振平台
CN105301968B (zh) * 2015-11-30 2018-04-24 哈尔滨工业大学 一种基于反步滑模技术的Stewart平台主动隔振控制方法
CN106547173B (zh) * 2016-12-08 2018-04-06 中国科学院光电技术研究所 一种基于啁啾光栅的间隙检测与控制的超分辨光刻装置
CN106807975B (zh) * 2017-01-24 2018-10-16 山东科技大学 一种微纳观尺度微小孔加工机床
CN108111057B (zh) * 2017-12-29 2023-10-31 浙江理工大学 一种多功能三方向压电-电磁耦合式换能器
CN110411347B (zh) * 2019-08-13 2021-02-23 安徽理工大学 数控机床工作台瞬时旋转中心的检测装置及其检测方法
CN113093535A (zh) * 2021-03-21 2021-07-09 西北工业大学 具有正交构型的八支腿超静隔振平台及容错控制方法
CN113153968B (zh) * 2021-05-13 2022-08-05 上海大学 一种基于Stewart构型的主动变刚度减振平台

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1431409A (zh) * 2003-01-27 2003-07-23 浙江大学 一种主动精密隔振装置
CN1477319A (zh) * 2003-05-01 2004-02-25 哈尔滨工业大学 多自由度超低频精密隔振系统
CN1529407A (zh) * 2003-10-16 2004-09-15 上海理工大学附属工厂 主动隔振平台用双永磁体并联型非接触式电磁作动器
CN101144516A (zh) * 2007-09-30 2008-03-19 北京航空航天大学 隔振装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1431409A (zh) * 2003-01-27 2003-07-23 浙江大学 一种主动精密隔振装置
CN1477319A (zh) * 2003-05-01 2004-02-25 哈尔滨工业大学 多自由度超低频精密隔振系统
CN1529407A (zh) * 2003-10-16 2004-09-15 上海理工大学附属工厂 主动隔振平台用双永磁体并联型非接触式电磁作动器
CN101144516A (zh) * 2007-09-30 2008-03-19 北京航空航天大学 隔振装置

Non-Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP特开2006-22858A 2006.01.26
JP特开平9-100869A 1997.04.15
Yoshiya Nakamura等.Development of Active 6-DOF Microvibration Control SystemUsing Giant Magnetostrictive Actuator.Part of the SPIE Conference on Smart Systems for Bridges, Structures, and Highways3671.1999, *
李超,李琳.磁致伸缩材料作动器用于主动振动控制的实验研究.航空动力学报18 1.2003,18(1),134-139.
李超,李琳.磁致伸缩材料作动器用于主动振动控制的实验研究.航空动力学报18 1.2003,18(1),134-139. *
高艳蕾,李琳.大载荷主动隔振平台技术综述及其性能评定的探讨.航天器环境工程25 1.2008,25(1),44-51.
高艳蕾,李琳.大载荷主动隔振平台技术综述及其性能评定的探讨.航天器环境工程25 1.2008,25(1),44-51. *

Also Published As

Publication number Publication date
CN101383196A (zh) 2009-03-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101383196B (zh) 模块化六自由度主动隔振平台
CN1320290C (zh) 六自由度超磁致伸缩主动振动控制平台
Song et al. Vibration control of civil structures using piezoceramic smart materials: A review
KR101150080B1 (ko) 기계진동 감쇠장치
CN103334509B (zh) 高频调谐质量减振器
US20060225977A1 (en) Modular interface for damping mechanical vibrations
CN102853025B (zh) 一种六自由度低频微振动隔离机械装置
CN108843724B (zh) 一种基于stf的变刚度变阻尼隔震装置
WO2010014547A1 (en) Vibration isolation system with design for offloading payload forces acting on actuator
CN107152100B (zh) 质量阻尼复合结构的atmd减振装置
Cao et al. Research on Quasi-zero Stiffness Vibration Isolation Technology of Distribution Transformer
KR20120001068A (ko) 복합형 방진 마운트 시스템
CN107061605B (zh) 压电叠层作动器驱动的惯性力发生器
CN112984044B (zh) 精密设备搭载用除振装置
CN103216021B (zh) 液压脉动式竖向隔震装置
CN101413297A (zh) 大吨位竖向隔震减震装置
JP2008248629A (ja) 建築構造物用の能動型制振装置
JP4849413B2 (ja) 制振装置
Kim et al. A 3 DOF model for an electromagnetic air mount
JPH04113989A (ja) 船舶エンジンの防振装置
CN114183497A (zh) 一种基于压电效应的三轴向主动减振器及其系统
CN113944715A (zh) 多自由度主被动隔振器
CN218347839U (zh) 一种并联式流体阻尼隔振装置及振动控制系统
CN217207501U (zh) 一种主被动并联的防微振装置
CN113914498B (zh) 用于自复位功能的限制位移的阻尼装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20100602

Termination date: 20100916