CN107975561A - 一种车载精密设备及其车载隔振平台 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种车载隔振平台，包括安装于运输车辆底板且位于运输车辆的前悬车轮与后悬车轮之间的支撑平台；设于运输车辆前端、用于预瞄控制的路面不平度检测装置；设于运输车辆的前悬车轮的前悬检测装置；设于运输车辆底板和所述支撑平台之间的自调节阻尼减振装置；与所述路面不平度检测装置、所述前悬检测装置和所述自调节阻尼减振装置相连、用于接收信号并控制所述自调节阻尼减振装置动作的控制装置。应用该装置，由于所述控制装置可根据所述路面不平度检测装置和所述前悬检测装置发送的信号，通过预瞄控制实时调整所述支撑平台的高度和阻尼系数，从而改善隔振效果；包括所述车载隔振平台的车载精密设备的工作精度有所提高。

Description

一种车载精密设备及其车载隔振平台

技术领域

本发明涉及隔振设备技术领域，特别涉及一种车载隔振平台。本发明还涉及一种车载精密设备。

背景技术

随着科技水平的提高，光电设备、航天设备、精密测量仪器等精密设备的应用越来越广泛，对精度的要求也越来越高，从而对外界环境振动的隔离也在不断地提高，因此，这些精密设备在运输过程中的隔振设计显得尤为必要。

多数精密设备在运输过程中，常遇到弯度较大的路面或者坑洼、凸起的路面，由路面激励引起的不规则随机受迫振动通过运输车辆的轮胎及悬挂系统传递至精密设备，使得精密设备受到剧烈的冲击和振动。此外，运输车辆自身的发动机或设于其上的其它的驱动装置等振动源，也可能使精密设备受到冲击和振动。因此，精密设备可能在某一激振频率下产生振幅较大的共振，使精密设备最终由于此类振动和冲击所产生的应力超过其本身的极限强度而被破坏。

目前，一部分车载精密设备缺乏相应的车载隔振平台，仅依靠运输车辆的悬架系统来实现隔振，由于运输车辆的悬架系统通常需承受较重的载荷，故悬架系统的刚度较高，振动较弱，自然隔振效果较差。

另外，一部分车载精密设备虽然能够依靠设于精密设备和运输车辆之间的车载隔振平台来实现隔振，但是，在车载隔振平台的底部与运输车辆的底板之间通常固定有空气弹簧、隔振器、或者压电传感器等减振装置，使车载隔振平台的刚度和阻尼在一定范围内相对比较固定，当路面平整度较差时，车载隔振平台的刚度无法依据外界环境的恶劣程度及时调整，从而使其隔振效果可能无法满足精密设备本身所需的高精度工作环境的要求，隔振效果不理想。

因此，现有的车载隔振平台的隔振效果较差；包含上述车载隔振平台的车载精密设备的工作精度较低。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种车载隔振平台，可以有效地改善隔振效果。本发明的另一目的在于提供一种车载精密设备，可以提升精密设备的工作精度。

其具体方案如下：

为解决上述技术问题，本发明提供一种车载隔振平台，包括安装于运输车辆底板且位于运输车辆的前悬车轮与后悬车轮之间的支撑平台；设于运输车辆前端、用于预瞄控制的路面不平度检测装置；设于运输车辆的前悬车轮的前悬检测装置；设于运输车辆底板和所述支撑平台之间的自调节阻尼减振装置；与所述路面不平度检测装置、所述前悬检测装置和所述自调节阻尼减振装置相连、用于接收信号并控制所述自调节阻尼减振装置动作的控制装置。

优选地，所述自调节阻尼减振装置包括用于调整所述支撑平台高度的自调节减振装置和用于调节所述支撑平台阻尼系数的自调节阻尼装置。

优选地，所述自调节减振装置包括：

固定于运输车辆底板和所述支撑平台之间的减振装置；

分别与所述减振装置和所述控制装置相连、用于开启或关闭所述减振装置的第一开关。

优选地，所述自调节阻尼装置包括：

铰接于运输车辆底板和所述支撑平台之间的阻尼装置；

分别与所述阻尼装置和所述控制装置相连、用于开启或关闭所述阻尼装置的第二开关。

优选地，所述前悬检测装置包括分别用于检测运输车辆的前悬车轮的位移和加速度的第一位移检测装置和第一加速度检测装置。

优选地，还包括：

设于运输车辆的后悬车轮且分别与所述前悬检测装置和所述控制装置相连、用于检测后悬车轮的位移及加速度的后悬检测装置。

优选地，所述后悬检测装置包括分别用于检测运输车辆的后悬车轮的位移和加速度的第二位移检测装置和第二加速度检测装置。

优选地，设于所述支撑平台且与所述控制装置相连、用于检测所述支撑平台加速度的第三加速度检测装置。

本发明还提供一种车载精密设备，包括精密设备和运输车辆，还包括如上任一项所述的设于所述精密设备的下方且安装于所述运输车辆底板的上方的车载隔振平台。

相对于背景技术，本发明所提供的车载隔振平台包括安装于运输车辆底板且位于运输车辆的前悬车轮与后悬车轮之间的支撑平台和设于运输车辆底板和所述支撑平台之间的自调节阻尼减振装置。一般地，精密设备安装于所述支撑平台上，故精密设备可依靠所述自调节阻尼减振装置实现隔振。

又由于所述车载隔振平台还包括设于运输车辆前端、用于预瞄控制的路面不平度检测装置和设于运输车辆的前悬车轮的前悬检测装置，以及与所述路面不平度检测装置、所述前悬检测装置和所述自调节阻尼减振装置相连、用于接收信号并控制所述自调节阻尼减振装置动作的控制装置。因此，所述路面不平度检测装置可实时检测用于运输精密设备的运输车辆所行驶的路面平整度，同时所述前悬检测装置可实时检测运输车辆在行驶过程中前悬车轮的位移和加速度等参数的数值。

当运输有精密设备的运输车辆所行驶的路面平整度发生变化，或者前悬车轮的位移及加速度发生变化时，所述路面不平度检测装置和所述前悬检测装置分别将携带有路面的平整度数值和前悬车轮的位移及加速度数值的信号实时传递至所述控制装置，所述控制装置接收到上述信号，判断分析并发出指令，从而控制所述自调节阻尼减振装置动作，一方面，所述自调节阻尼减振装置发挥减振功能，其刚度增大或减小，相应地，所述支撑平台在振动过程中的振幅减小或增大，从而所述支撑平台降低或升高，以便运输车辆在行驶过程中，所述支撑平台根据外界环境到达所需高度，实现理想的隔振效果；另一方面，所述自调节阻尼减振装置同时发挥阻尼功能，其阻尼力增大或缩小，相应地，所述支撑平台在振动过程中的阻尼系数增大或缩小，从而使所述支撑平台达到最佳阻尼系数，实现最大隔振率，从而达到最佳隔振效果。

由此，所述车载隔振平台便形成了一个闭合隔振控制系统，能够实现自动控制，实时根据外界环境及其自身情况调整所述支撑平台的高度及阻尼系数，从而有效地提升所述车载隔振平台的隔振效果。显然地，包含上述车载隔振平台的车载精密设备的工作精度便有所提高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明一种具体实施方式所提供的车载隔振平台的结构示意简图。

附图标注如下：

运输车辆1、支撑平台2、路面不平度检测装置3、前悬检测装置4、自调节阻尼减振装置5、控制装置6、后悬检测装置7；

前悬车轮11、后悬车轮12；

自调节减振装置51、自调节阻尼装置52。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1，图1为本发明一种具体实施方式所提供的车载隔振平台的结构示意简图。

本发明实施例公开了一种车载隔振平台，通常设于运输车辆1的底板上，一般地，运输车辆1为普通货车，通常具有承载货物的货箱。

本发明所提供的车载隔振平台包括支撑平台2、路面不平度检测装置3、前悬检测装置4、自调节阻尼减振装置5和控制装置6。

支撑平台2通常安装于运输车辆1的货箱底板上，且位于运输车辆1的前悬车轮11和后悬车轮12之间，主要用于支撑精密设备。

路面不平度检测装置3设于运输车辆1的前端，具体位于运输车辆1车头的前端底部，在运输车辆1行驶的过程中实时进行预瞄准，以便于实时探测所行驶路面的平整度。路面不平度检测装置3可以为雷达或者摄像头，当然，也可以是其它的图像识别装置。

前悬检测装置4通常安装在运输车辆1的前悬车轮11上。在该具体实施例中，前悬检测装置4包括分别用于检测运输车辆1的前悬车轮11的位移和加速度的第一位移检测装置和第一加速度检测装置，其中，第一位移检测装置即为普通的位移传感器，第一加速度检测装置即为普通的加速度传感器，且第一位移检测装置和第一加速度检测装置均与控制装置6相连。在附图1中，将前悬车轮11简化为一个位于前悬车轮中心的均匀质量块和位于该质量块上下两侧的弹簧，其中，为质量块的质量，和分别为两弹簧的刚度，为质量块上部弹簧的阻尼系数，为质量块下部的弹簧的位移，为质量块的位移，为施加至质量块的作用力。与之差即为前悬车轮11的形变量，第一位移检测装置将与之差实时传递至控制装置6，同样地，第一加速度检测装置将前悬车轮11的加速度值实时传递至控制装置6。

自调节阻尼减振装置5设于运输车辆1的底板和支撑平台2的底部之间，主要用于隔振。自调节阻尼减振装置5包括用于调整支撑平台2高度的自调节减振装置51和用于调节支撑平台2阻尼系数的自调节阻尼装置52。在该具体实施例中，以支撑平台2的对轴中心线为中心，对称分布有两组自调节减振装置51和自调节阻尼装置52，其中，两组自调节阻尼装置52各自分布于对称轴的两侧且与对称轴相邻，两组自调节减振装置51也各自分布于对称轴的两侧且分别位于两组自调节阻尼装置52的外侧，由此，自调节减振装置51和自调节阻尼装置52可采用并联的连接方式，使零部件更换简单，方便维护保养，当然，自调节减振装置51和自调节阻尼装置52的数量和安装位置不限于此，具体依据支撑平台2上的精密设备的精度及其使用环境而定。

自调节减振装置51包括固定于运输车辆1的底板和支撑平台2之间的减振装置和分别与减振装置和控制装置6相连、用于开启或关闭减振装置的第一开关。在该具体实施例中，减振装置具体为空气弹簧，当然，也可以是其它类型的减振装置。该空气弹簧通常与气泵回路相连，而第一开关便设于空气弹簧和气泵回路之间，以便第一开关控制流入空气弹簧内的流量，从而适当地调整空气弹簧的刚度，相应地，其振幅也发生变化，自然位于空气弹簧上的支撑平台2的高度便随之发生变化。在该具体实施例中，第一开关具体为电磁配气阀，与控制装置6，以便实现自动控制。另外，由于路面不平度检测装置3与控制装置6相连，将路面信号实时传递至控制装置6，可以使空气弹簧提前进行充放气，以解决自调节阻尼减振装置5工作过程中的延时问题，整个过程便为预瞄控制，显然地，预瞄控制能够最大程度的减少时滞，以提高本申请的隔振平台的自动控制的精准性。

自调节阻尼装置52包括铰接于运输车辆1的底板和支撑平台2之间的阻尼装置和分别与阻尼装置和控制装置6相连、用于开启或关闭阻尼装置的第二开关。在该具体实施例中，阻尼装置具体为连续可调阻尼器。第二开关为设于连续可调阻尼器与控制装置6之间的电磁阻尼调节阀，以便控制装置6通过第二开关控制连续可调阻尼器的阻尼值，实现自动控制，从而根据外界环境实时调整与之相连的支撑平台2的阻尼系数，使支撑平台2时刻保持最佳阻尼系数，实现最大隔振率。

在附图1中，为支撑平台2左端的位移值，为支撑平台2右端的位移值，为位于支撑平台2左端的减振装置的刚度，为位于支撑平台2左端阻尼装置的阻尼系数，为位于支撑平台2右端的减振装置的刚度，位于支撑平台2右端阻尼装置的阻尼系数。

控制装置6与路面不平度检测装置3、前悬检测装置4和自调节阻尼减振装置5相连，是实现自动控制的核心部件，主要用于接收与之相连的检测装置及电磁阀的电信号，判断分析电信号，发出指令，控制自调节阻尼减振装置5动作，从而使位于自调节阻尼减振装置5的支撑平台2动作。在该具体实施例中，控制装置6安装在运输车辆1的货箱底板上，当然，控制装置6还可以安装在其它位置，但应尽量避开安装在支撑平台2上，以免影响实现本发明的目的。

本发明所提供的车载隔振平台还包括后悬检测装置7，其中，后悬检测装置7设于运输车辆1的后悬车轮12上且分别与前悬检测装置4和控制装置6相连，主要用于检测后悬车轮12的位移及加速度。后悬检测装置7包括分别用于检测运输车辆1的后悬车轮12的位移和加速度的第二位移检测装置和第二加速度检测装置。其中，第二位移检测装置即为普通的位移传感器，第二加速度检测装置即为普通的加速度传感器。另外，第二位移检测装置和第二加速度检测装置均与控制装置6和前悬检测装置4相连，一方面控制装置6通过接收第二位移检测装置和第二加速度检测装置反馈的位移及加速度信号可以控制自调节阻尼减振装置5，另一方面，控制装置6可通过比较后悬检测装置7与前悬检测装置4分别反馈的后悬车轮12和前悬车轮11的位移及加速度，分别控制位于支撑平台2两端的两组自调节阻尼减振装置5，使支撑平台2两端的隔振效果相同。

在附图1中，将后悬车轮12简化为一个位于后悬车轮中心的均匀的质量块和位于该质量块上下两侧的弹簧，其中，为质量块的质量，和分别为两弹簧的刚度，为质量块上部弹簧的阻尼系数，为质量块下部的弹簧的位移，为质量块的位移，为施加至质量块的作用力。与之差即为后悬车轮11的形变量，第一位移检测装置将与之差实时传递至控制装置6，同样地，第一加速度检测装置将后悬车轮11的加速度值实时传递至控制装置6。

此外，本发明所提供的车载隔振平台还包括第三加速度检测装置，其中，第三加速度检测装置通常设于支撑平台2上且与控制装置6相连，主要用于检测支撑平台2加速度。第三加速度检测装置即为普通的加速度传感器，将检测到的支撑平台2的加速度值实时传递至与之相连的控制装置6，控制装置6比较第三加速度检测装置与前悬检测装置4的第一加速检测装置的加速度值，判断并分析，得到当前状态下的最佳隔振率。

本发明所提供的车载隔振平台的工作流程如下：

位于运输车辆1前端底部的路面不平度检测装置3对路面进行预先扫描，将路面信号传递至控制装置6；同时，前悬检测装4的第一位移检测装置和第一加速度检测装置将前悬车轮11的位移及加速度信号传递至控制装置6，后悬检测装置7的第二位移检测装置和第二加速度检测装置将后悬车轮12的位移及加速度信号传递至控制装置6；

控制装置6接收到路面平整度信号、前悬车轮11的位移及加速度信号和后悬车轮12的位移及加速度信号，判断分析并计算；

控制装置6将处理后的信号分别发送至两组自调节阻尼减振装置5的自调节减振装置51和自调节阻尼装置52，同时分别控制自调节阻尼减振装置5的自调节减振装置51和自调节阻尼装置52动作；

具体地，当路面比较崎岖时，路面激励振幅较大，自调节减振装置51的第一开关打开，气泵回路为空气弹簧充入适当空气，空气弹簧体积变大，相应地，支撑平台2上升，支撑平台2的工作行程增加，直至到达最佳高度，第一开关关闭，支撑平台2停止上升；自调节阻尼装置52的第二开关打开，调整阻尼装置的阻尼值，相应地，支撑平台2的阻尼系数发生变化，直至支撑平台2的阻尼系数达到最佳，第二开关关闭，支撑平台2的阻尼系数停止变化。

当路面比较平缓时，路面激励振幅较小，自调节减振装置51的第一开关关闭，气泵回路依靠反作用力收缩，空气弹簧释放部分空气，空气弹簧体积变小，相应地，支撑平台2下降，支撑平台2的工作行程减小，直至到达最佳高度，支撑平台2停止下降；自调节阻尼装置52的第二开关打开，调整阻尼装置的阻尼值，相应地，支撑平台2的阻尼系数发生变化，直至支撑平台2的阻尼系数达到最佳，第二开关关闭，支撑平台2的阻尼系数停止变化。

另外，根据接收的信号，控制装置6比较支撑平台2和前悬车轮11的加速度值，判断是否达到最佳隔振状态，如果是，则自调节阻尼减振装置5停止动作；如果否，则自调节阻尼减振装置5继续动作，直至达到最佳隔振状态。

综上所述，本发明所提供的车载隔振平台，包括支撑平台2、路面不平度检测装置3、前悬检测装置4、自调节阻尼减振装置5和控制装置6。路面不平度检测装置3和前悬检测装置4分别将检测到的路面信号和前悬车轮11的位移及加速度信号同时传递至控制装置6，控制装置6判断并分析接收到的信号，控制自调节阻尼减振装置5动作，调整支撑平台2的高度和阻尼系数。例如，当路面较崎岖时，支撑平台2上升以增大工作行程；当路面较平坦时，支撑平台2下降以提高稳定性。因此，支撑平台2的隔振效果能够依据外界环境实时改变，方便实现半自主控制，从而有效地改善隔振效果。

本发明还提供一种车载精密设备，包括精密设备和运输车辆1，还包括如上所述的设于精密设备的下方且安装于运输车辆1的底板的上方的车载隔振平台。由于用于支撑精密设备的车载隔振平台的隔振效果较好，故精密设备的工作精度自然有所提升。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的一种车载精密设备及其车载隔振平台进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种车载隔振平台，其特征在于，包括：

安装于运输车辆底板且位于运输车辆的前悬车轮与后悬车轮之间的支撑平台；

设于运输车辆前端、用于预瞄控制的路面不平度检测装置；

设于运输车辆的前悬车轮的前悬检测装置；

设于运输车辆底板和所述支撑平台之间的自调节阻尼减振装置；

与所述路面不平度检测装置、所述前悬检测装置和所述自调节阻尼减振装置相连、用于接收信号并控制所述自调节阻尼减振装置动作的控制装置。

2.根据权利要求1所述的车载隔振平台，其特征在于，所述自调节阻尼减振装置包括用于调整所述支撑平台高度的自调节减振装置和用于调节所述支撑平台阻尼系数的自调节阻尼装置。

3.根据权利要求2所述的车载隔振平台，其特征在于，所述自调节减振装置包括：

固定于运输车辆底板和所述支撑平台之间的减振装置；

分别与所述减振装置和所述控制装置相连、用于开启或关闭所述减振装置的第一开关。

4.根据权利要求2所述的车载隔振平台，其特征在于，所述自调节阻尼装置包括：

铰接于运输车辆底板和所述支撑平台之间的阻尼装置；

分别与所述阻尼装置和所述控制装置相连、用于开启或关闭所述阻尼装置的第二开关。

5.根据权利要求1所述的车载隔振平台，其特征在于，所述前悬检测装置包括分别用于检测运输车辆的前悬车轮的位移和加速度的第一位移检测装置和第一加速度检测装置。

6.根据权利要求1至5任一项所述的车载隔振平台，其特征在于，还包括：

设于运输车辆的后悬车轮且分别与所述前悬检测装置和所述控制装置相连、用于检测后悬车轮的位移及加速度的后悬检测装置。

7.根据权利要求6所述的车载隔振平台，其特征在于，所述后悬检测装置包括分别用于检测运输车辆的后悬车轮的位移和加速度的第二位移检测装置和第二加速度检测装置。

8.根据权利要求7所述的车载隔振平台，其特征在于，还包括：

设于所述支撑平台且与所述控制装置相连、用于检测所述支撑平台加速度的第三加速度检测装置。

9.一种车载精密设备，包括精密设备和运输车辆，其特征在于，还包括如权利要求1至8任一项所述的设于所述精密设备的下方且安装于所述运输车辆底板的上方的车载隔振平台。