CN103792588B - 一种重力测试设备减振缓冲稳定平台 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种重力测试设备减振缓冲稳定平台，其结构分为上下两层，上层为水平向减振缓冲机构，下层为竖向减振缓冲机构。竖向减振缓冲机构设置在底板上，竖向减振缓冲机构上端与水平减振缓冲机构相连，水平减振缓冲机构上端放置了安装板，底板与安装板之间连接有粘滞阻尼器。本发明不仅可以通过竖向与水平减振缓冲机构使重力测试设备始终保持可以具有三个方向平动状态，无转角加速度；同时具有低频隔振缓冲和大阻尼；具备隔离4Hz以上振动的能量，保障重力测试设备在其工作频率处，具备较低的环境噪声干扰。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于航海设备的隔振、缓冲、抗摇摆机构，特别是一种重力测试设备减振缓冲稳定平台。
技术背景
重力测试设备属于精密测试仪器，用于测试地球表面加速度，重力测试设备安装在测量船上，其在测试过程中会受到来自船舶动力机械设备振动以及风浪流作用引起的各种船舶姿态的运动，会对重力测试设备的测量精度造成影响，产生测试误差。
为了减少这些误差通常会采用设备隔振、缓冲、抗摇摆措施来保障设备的测试精度。目前的设备隔振通常采用双层隔振装置，双层隔振装置（或者浮筏）的固有频率均在10Hz左右，且工作时隔振装置存在六自由度运动与加速度，不能满足无角加速度的要求。综上所述现有的双层隔振装置不能减少测试误差，提高不了重力测试设备的精度。
中国发明专利第CN102654172A号公开了一种车载仪器减振装置，该减振装置安装在车体内的水平台面上并位于仪器的底部，采用由软减振层和硬减振层构成的双层减振结构，所述软减振层位于硬减振层的上方，所述软减振层和硬减振层之间设有隔板。本发明车载仪器减振装置的上层采用软减振层实现了抗振动减振，下层采用硬减振层实现了抗冲击减振。此发明采用了双层减振装置对车载仪器进行减振，但此装置存在六自由度运动会产生转角加速度，满足不了重力测试设备的精度要求。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是在各种动态条件下，重力测试设备可以发生三自由度平移，但不能产生转角加速度，从而提高重力测试设备的测量精度；提供一种重力测试设备减振缓冲稳定平台。
为解决上述技术问题，本发明的结构分为上下两层，上层为水平减振缓冲机构，下层为竖向减振缓冲机构，竖向减振缓冲机构设置在底板上，竖向减振缓冲机构上端与水平减振缓冲机构相连，水平减振缓冲机构上端放置了安装板，底板与安装板之间连接有粘滞阻尼器。
所述的水平减振缓冲机构包括左右向减振装置和前后向减振装置，前后向减振装置通过粘滞阻尼器与底板相连，左右向减振装置通过竖向减振缓冲机构与底板相连。
所述的前后向减振装置包括第二支撑板、第一层弹簧板和第一橡胶块，第一层弹簧板安装在安装板和第二支撑板的前后两端，安装板和第二支撑板之间位于第一层弹簧板的外侧还设有第一刚性导向支撑杆，第一橡胶块连接在第一层弹簧板的外侧，第一层弹簧板通过第一橡胶块与安装板相连。
所述的左右向减振装置包括第一支撑板、第三支撑板、第二层弹簧板和第二橡胶块，第二层弹簧板安装在第一支撑板和第三支撑板的左右两端，第一支撑板和第三支撑板之间位于第二层弹簧板的外侧还设有第二刚性导向支撑杆，第二橡胶块连接在第二层弹簧板的内侧，第二层弹簧板通过第二橡胶块与第二支撑板相连。
所述的安装板、第一支撑板、第二支撑板和第三支撑板从上到下排列。
所述的竖向减振缓冲机构是由直线轴承和低频螺旋弹簧组成，低频螺旋弹簧连接在第三支撑板和底板之间，直线轴承的一端固定连接在底板上，直线轴承的另一端穿过低频螺旋弹簧与第三支撑板活动连接。
采用上述结构后，本发明不仅可以通过竖向与水平减振缓冲机构使重力测试设备始终保持可以具有三个方向平动状态，无转角加速度；同时具有低频隔振缓冲和大阻尼；具备隔离4Hz以上振动的能量，保障重力测试设备在其工作频率处，具备较低的环境噪声干扰。本设计还具有结构简单、易于制造、节能环保和实用高效的优点。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1是本发明的正面结构示意图。
图2是本发明的侧面结构示意图。
图3是重力测试设备向右水平移动时水平减振缓冲机构的形变图。
图中：1为底板，2为安装板，3为第一支撑板，4为第二支撑板，5为第三支撑板，6为第一层弹簧板，7为第二层弹簧板，8为第一刚性导向支撑杆，9为第二刚性导向支撑杆，10为粘滞阻尼器，11为直线轴承，12为低频螺旋弹簧，13为第一橡胶块，14为第二橡胶块
具体实施方式
如图1和图2所示的一种重力测试设备减振缓冲稳定平台，其结构分为上下两层，上层为水平减振缓冲机构，下层为竖向减振缓冲机构，竖向减振缓冲机构设置在底板1上，竖向减振缓冲机构上端与水平减振缓冲机构相连，水平减振缓冲机构上端放置了安装板2，底板1与安装板2之间连接有粘滞阻尼器10，重力测试设备放置在安装板2上。重力测试设备属于精密测试仪器，用于测试地球表面加速度，重力测试设备安装在测量船上，其在测试过程中会受到来自船舶动力机械设备振动以及风浪流作用引起的各种船舶姿态的运动，会对重力测试设备的测量精度造成影响，产生测试误差。为了解决上述问题设计了本发明，本发明通过水平减振缓冲机构和竖向减振缓冲机构共同对重力仪进行缓冲减振，使重力测试设备始终保持可以具有三个方向平动状态，无转角加速度，从而提高重力仪的测量精度。
本发明通过连接在底板1与安装板2之间的粘滞阻尼器10来防止重力测试设备在受到外力冲击作用时产生较大的位移与加速度，对重力测试设备起到缓冲的作用，从而保证了重力测试设备自身结构的安全。本设计通过水平减振缓冲机构来减小水平方向的振动、摇摆，使重力测试设备只能发生平移而不会产生偏转；通过竖向减振缓冲机构来衰减竖向振动能量，保障重力仪竖向工作的稳定性与精度。本发明通过水平减振缓冲机构、竖向减振缓冲机构和粘滞阻尼器10的共同作用来提高重力测试设备的测量精度，保证了重力测试设备的结构安全。
如图1和图2所示的水平减振缓冲机构包括左右向减振装置和前后向减振装置，前后向减振装置通过粘滞阻尼器10与底板1相连，左右向减振装置通过竖向减振缓冲机构与底板1相连。所述的前后向减振装置包括第二支撑板4、第一层弹簧板6和第一橡胶块13，第一层弹簧板6安装在安装板2和第二支撑板4的前后两端，安装板2和第二支撑板4之间位于第一层弹簧板6的外侧还设有第一刚性导向支撑杆8，第一橡胶块13连接在第一层弹簧板6的外侧，第一层弹簧板6通过第一橡胶块13与安装板2相连。所述的左右向减振装置包括第一支撑板3、第三支撑板5、第二层弹簧板7和第二橡胶块14，第二层弹簧板7安装在第一支撑板3和第三支撑板5的左右两端，第一支撑板3和第三支撑板5之间位于第二层弹簧板7的外侧还设有第二刚性导向支撑杆9，第二橡胶块14连接在第二层弹簧板7的内侧，第二层弹簧板7通过第二橡胶块14与第二支撑板4相连。所述的安装板2、第一支撑板3、第二支撑板4和第三支撑板5从上到下排列。本发明通过左右向减振装置和前后向减振装置的共同作用对重力测试设备进行水平缓冲减振，当重力测试设备在左右向发生运动时，前后向减振装置会依靠第一层弹簧板6和第一橡胶块13对其进行减振、缓冲、抗摇摆，并通过第一刚性导向支撑杆8进行平面内导向，第一层弹簧板6在第一刚性导向支撑杆8的作用下只会发生左右向形变，而不会产生前后向形变。当对重力仪完成缓冲减振后，第一橡胶块13会对第一层弹簧板6提供一个回复力，使第一层弹簧板6回复原状。当重力测试设备在前后向发生运动时，左右向减振装置会依靠第二层弹簧板7和第二橡胶块14对其进行减振、缓冲、抗摇摆，并通过第二刚性导向支撑杆9进行平面内导向，第二层弹簧板7在第二刚性导向支撑杆9的作用下只会发生前后向形变，而不会产生左右向的形变。当对重力仪完成缓冲减振后，第二橡胶块14会对第二层弹簧板7提供一个回复力，使第二层弹簧板7回复原状。本发生通过水平减振缓冲机构使重力测试设备只能在水平方向上发生平移，而不会产生偏转，从而使重力测试设备始终在水平状态下进行测量，保证了重力测试设备的测量精度及准确性，防止了水平方向上产生转角加速度。
如图3所示的当重力测试设备左右运动时，水平减振缓冲机构只有前后向减振装置会发生形变，而左右向减振装置则会保持原状。当重力测试设备向右运动时，前后向减振装置会依靠第一层弹簧板6和第一橡胶块13对其进行减振、缓冲、抗摇摆，并通过第一刚性导向支撑杆8进行平面内导向，第一层弹簧板6在第一刚性导向支撑杆8的作用下只会发生左右向形变，而不会产生前后向形变。当对重力仪完成缓冲减振后，第一橡胶块13会对第一层弹簧板6提供一个回复力，使第一层弹簧板6回复原状，从而完成对重力仪的缓冲和减振。同样当重力测试设备前后运动时，水平减振缓冲机构只有左右向减振装置会发生形变，而前后向减振装置则会保持原状。本发明通过水平减振缓冲机构和竖向减振缓冲机构共同对重力仪进行缓冲减振，使重力测试设备始终保持可以具有三个方向平动状态，无转角加速度，从而提高重力仪的测量精度。
如图1所示的竖向减振缓冲机构是由直线轴承11和低频螺旋弹簧12组成，低频螺旋弹簧12连接在第三支撑板5和底板1之间，直线轴承11的一端固定连接在底板1上，直线轴承11的另一端穿过低频螺旋弹簧12与第三支撑板5活动连接。本发明依靠低频螺旋弹簧进行减振、缓冲、抗摇摆，通过直线轴承进行导向。使重力仪只能沿着直线轴承11运动，并在低频螺旋弹簧12的作用下进行缓冲和减振。本法通过直线轴承11和低频螺旋弹簧12防止重力仪在竖直方向上产生转角加速度，从而提高了重力仪的测量精度。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域熟练技术人员应当理解，这些仅是举例说明，可以对本实施方式作出多种变更或修改，而不背离本发明的原理和实质，本发明的保护范围仅由所附权利要求书限定。
Claims (5)
1.一种重力测试设备减振缓冲稳定平台，结构分为上下两层，竖向减振缓冲机构设置在底板(1)上，竖向减振缓冲机构上端与水平减振缓冲机构相连，水平减振缓冲机构上端放置了安装板(2)，底板(1)与安装板(2)之间连接有粘滞阻尼器(10)，其特征在于：所述的水平减振缓冲机构包括左右向减振装置和前后向减振装置，前后向减振装置通过粘滞阻尼器(10)与底板(1)相连，左右向减振装置通过竖向减振缓冲机构与底板(1)相连。
2.根据权利要求1所述的一种重力测试设备减振缓冲稳定平台，其特征在于：所述的前后向减振装置包括第二支撑板(4)、第一层弹簧板(6)和第一橡胶块(13)，第一层弹簧板(6)安装在安装板(2)和第二支撑板(4)的前后两端，安装板(2)和第二支撑板(4)之间位于第一层弹簧板(6)的外侧还设有第一刚性导向支撑杆(8)，第一橡胶块(13)连接在第一层弹簧板(6)的外侧，第一层弹簧板(6)通过第一橡胶块(13)与安装板(2)相连。
3.根据权利要求2所述的一种重力测试设备减振缓冲稳定平台，其特征在于：所述的左右向减振装置包括第一支撑板(3)、第三支撑板(5)、第二层弹簧板(7)和第二橡胶块(14)，第二层弹簧板(7)安装在第一支撑板(3)和第三支撑板(5)的左右两端，第一支撑板(3)和第三支撑板(5)之间位于第二层弹簧板(7)的外侧还设有第二刚性导向支撑杆(9)，第二橡胶块(14)连接在第二层弹簧板(7)的内侧，第二层弹簧板(7)通过第二橡胶块(14)与第二支撑板(4)相连。
4.根据权利要求3所述的一种重力测试设备减振缓冲稳定平台，其特征在于：所述的安装板(2)、第一支撑板(3)、第二支撑板(4)和第三支撑板(5)从上到下排列。
5.根据权利要求3或4所述的一种重力测试设备减振缓冲稳定平台，其特征在于：所述的竖向减振缓冲机构是由直线轴承(11)和低频螺旋弹簧(12)组成，低频螺旋弹簧(12)连接在第三支撑板(5)和底板(1)之间，直线轴承(11)的一端固定连接在底板(1)上，直线轴承(11)的另一端穿过低频螺旋弹簧(12)与第三支撑板(5)活动连接。
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