CN109990029A - 减振器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种减振器装置，涉及运动载体减震技术领域，用于解决现有技术中存在的减震器无法实现无角位移或是实现了无角位移但减振器结构复杂等技术问题。该减振器装置包括：第一限制器；其包括内轴和设置在所述内轴上的内轴限制器，第二限制器；其包括内壳和设置在所述内壳上的内壳限制器，第三限制器；其包括中壳和设置在所述中壳上的中壳限制器。通过设置上述三个限制器，使内轴、内壳以及中壳仅具有一个方向上的平移自由度，而分别限制了内轴、内壳以及中壳在三个方向上的转动自由度，从而避免产生耦合角位移。

Description

减振器

技术领域

本发明涉及一种运动载体减震技术领域，特别地涉及一种减振器。

背景技术

目前飞机、车辆等运动载体上装备的光电探测设备的作用距离都以公里计算，设备载体的随机振动带来的角位移在物方被放大，导致图像质量和跟踪瞄准精度严重下降，为提高对运动载体上光电探测设备的跟踪瞄准精度和成像质量，对动载体随机振动当中低频部分，一般可以通过伺服系统隔离，由于伺服系统的带宽有限，其高频部分往往通过被动减振方式隔离。当前，动载体光电探测设备的被动减振方法主要有：1、在设备支撑点布置若干个减振器，连接设备和运动载体，该方法简单便利，但由于减振器相位的不一致，以及各个减振器承受负荷的差异，往往在随机振动环境下产生耦合角位移，无法实现无角位移；同样两种不同类型的减振器组合使用分级减振，不仅有一定的使用限制，且由于机加工公差和长时间的摩擦带来的配合处间隙，同样无法实现无角位移。2、如中国专利申请2010101999062和中国专利申请2004100106394利用一套复杂机构作为光电探测设备的承载体，连接设备和运动载体，其结构较为复杂，体积大，载体负荷重。

因此如何实现结构简单，安装容易并且无角位移的减振器是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

本发明涉及一种减振器，用于解决现有技术中存在的减震器无法实现无角位移或是实现了无角位移但减振器结构复杂等技术问题。

本发明提供一种减振器，包括：

第一限制器，其包括内轴和设置在所述内轴上的内轴限制器，所述内轴限制器用于限制所述内轴的自由度，使所述内轴仅能沿其轴向方向平移；

第二限制器；其包括内壳和设置在所述内壳上的内壳限制器，所述内壳同轴地套设在所述内轴的外侧，所述内壳限制器用于限制所述内壳的自由度，使所述内壳仅能沿其径向方向平移；以及

第三限制器；其包括中壳和设置在所述中壳上的中壳限制器，所述中壳同轴地套设在所述内壳的外侧，所述中壳限制器用于限制所述中壳的自由度，使所述中壳仅能沿其径向方向平移。

在一个实施方式中，所述内轴限制器包括设置在所述内轴和所述内壳之间的第一预压板和第一板簧，所述第一板簧的一侧与所述内壳的内壁相抵接，另一侧与所述第一预压板相抵接。

在一个实施方式中，所述内轴限制器还包括设置在所述内轴和所述内壳之间的第一保持架和第一支撑板，所述第一保持架分别设置在所述内轴的两侧，其中一个第一保持架与所述第一支撑板相抵接，另一个第一保持架与所述第一预压板相抵接；所述第一支撑板与所述内壳的内壁相抵接。

在一个实施方式中，所述内壳限制器包括设置在所述内壳和所述中壳之间的第二预压板和第二板簧，所述第二板簧的一侧与所述中壳的内壁相抵接，另一侧与所述第二预压板相抵接。

在一个实施方式中，所述内壳限制器还包括设置在所述内壳和所述中壳之间的第二保持架和第二支撑板，所述第二保持架分别设置在所述内壳的两侧，其中一个第二保持架与所述第二支撑板相抵接，另一个第二保持架与所述第二预压板相抵接；所述第二支撑板与所述中壳的内壁相抵接。

在一个实施方式中，所述中壳的外部同轴地套设有外壳，所述中壳限制器包括设置在所述中壳和所述外壳之间的第三预压板和第三板簧，所述第三板簧的一侧与所述外壳的内壁相抵接，另一侧与所述第三预压板相抵接。

在一个实施方式中，所述中壳限制器还包括设置在所述中壳和所述外壳之间的第三保持架和第三支撑板，所述第三保持架分别设置在所述中壳的两侧，其中一个第三保持架与所述第三支撑板抵接，另一个第三保持架与所述第三预压板相抵接；所述第三支撑板与所述外壳的内壁相抵接。

在一个实施方式中，所述第一保持架、所述第二保持架和所述第三保持架中均设置有滚动体。

在一个实施方式中，所述内轴的外侧设置有凸起部，所述凸起部上设置有第一阻尼器，所述第一阻尼器设置在所述内壳的内部；所述内壳的外侧设置有第二阻尼器，所述中壳的外侧设置有第三阻尼器。

在一个实施方式中，所述外壳固定于底板上，所述中壳固定于中底板上，所述内壳固定于内底板上。

与现有技术相比，本发明的优点在于：通过设置三个限制器，即第一限制器、第二限制器和第三限制器，使内轴、内壳以及中壳仅具有一个方向上的平移自由度，而分别限制了内轴、内壳以及中壳在三个方向上的转动自由度，从而避免产生耦合角位移。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。

图1是本发明减振器的径向剖视图。

图2是本发明减振器的轴向剖视图。

图3是本发明减振器与运动载体和光电探测设备连接示意图。

附图标记：1-内轴、2-第一阻尼器、3-第一保持架、4-第一钢球支撑板、5-第一板簧、6-第一预压板、7-内壳、8-第二钢球支撑板、9-中壳、10-第三阻尼器、11-外壳、12-第三钢球支撑板、13-第三保持架、14-第二板簧、15-第三板簧、16-第三预压板、17-底板、18-中底板、19-内底板、20-第二阻尼器、21-第二保持架、22-第二预压板、23-运动载体、24-光电探测设备、25-减振器。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步说明，为了方便叙述，在本发明的实施例中，以内轴1的轴向方向为Z轴方向，底板17的长度方向为X轴方向，底板17的宽度方向为Y轴方向。

本发明的减振器25如图1和图2所示，其包括第一限制器、第二限制器以及第三限制器，通过上述三个限制器能够避免内轴1、内壳7以及中壳9在X轴、Y轴和Z轴方向上的转动自由度。

下面分别对上述三个限制器进行说明。

第一限制器包括内轴1和设置在内轴1上的内轴限制器，具体地，内轴限制器包括设置在内轴1和内壳7之间的第一预压板6和第一板簧5，第一板簧5的一侧与内壳7的内壁相抵接，另一侧与第一预压板6相抵接；此外，内轴限制器还包括设置在内轴1和内壳7之间的第一保持架3和第一支撑板4，第一保持架3分别设置在内轴1的两侧，其中一个第一保持架3与第一支撑板4相抵接，另一个第一保持架3与第一预压板6相抵接，第一支撑板4与内壳7的内壁相抵接，如上所述内轴限制器一方面为内轴1提供运动约束力，限制角位移的产生；另一方面第一板簧5产生的预压力补偿了由于机械加工公差导致的配合间隙。

其中，第一板簧5提供的预压力可根据随机振动最大功率谱值确定。

在一个实施例中，内轴1的外侧设置有凸起部(图中未标出)，凸起部上设置有第一阻尼器2，当内轴1沿Z轴振动时，通过内轴外侧的凸起部上、下对称布置4个第一阻尼器2耗散运动的能量，对振动进行衰减隔离。

在一个实施例中，第一保持架3中设置有滚动体，具体地，滚动体在内轴1的X轴两侧，沿Z轴方向设置，通过第一保持架3固定其位置。该滚动体使得内轴1与内壳7的相对运动的摩擦形式为滚动摩擦，减少由长期摩擦造成的部件损耗以及配合间隙，增加部件使用寿命，减少振动误差。

在一个实施例中，滚动体可以是钢球，也可以是其他材质的球体。

通过第一板簧5、第一预压板6以及第一支撑板4对内轴1施加预压力，约束内轴1绕X、Y以及Z轴的转动以及沿Y轴的平移，内轴1沿X轴的平移通过内壳7限制，内壳7则固定于内底板19上，从而使得内轴1只有沿Z轴向的平移自由度；并且上述部件都便于加工和安装，因此使减振器结构更简明、安装更便捷。

第二限制包括内壳7和设置在内壳7上的内壳限制器，其中，内壳7同轴地套设在内轴1的外侧，内壳限制器包括设置在内壳7和中壳9之间的第二预压板22和第二板簧14，第二板簧14的一侧与中壳9的内壁相抵接，另一侧与第二预压板22相抵接；此外，内壳限制器还包括设置在内壳7和中壳9之间的第二保持架21和第二支撑板8，第二保持架21分别设置在内壳7的两侧，其中一个第二保持架21与第二支撑板8相抵接，另一个第二保持架21与第二预压板22相抵接，第二支撑板8与中壳9的内壁相抵接，如上所述内壳限制器一方面为内壳7提供运动约束力，限制角位移的产生；另一方面第二板簧14产生的预压力补偿了由于机械加工公差导致的配合间隙。

其中，第二板簧14提供的预压力可根据随机振动最大功率谱值确定。

在一个实施例中，内壳7的外侧设置有第二阻尼器20，当内壳7沿X轴振动时，通过其X轴向上对称布置的两个第二阻尼器20耗散运动的能量，对该方向的振动进行衰减隔离。

在一个实施例中，第二保持架21中设置有滚动体。具体地，滚动体分别设置在内壳7的Y轴两侧并沿Z轴方向布置，通过第二保持架21固定其位置，该滚动体使得内壳7与中壳9的相对运动的摩擦形式为滚动摩擦，减少由长期摩擦造成的部件损耗以及配合间隙，增加部件使用寿命，减少振动误差。

在一个实施例中，滚动体可以是钢球，也可以是其他材质的球体。

通过第二板簧14、第二预压板22以及第二支撑板8对内壳7施加预压力，约束内壳7绕X、Y和Z轴的转动以及沿Y轴的平移，内壳7沿Z轴的平移通过中壳9限制，由于中壳9固定于中底板18上，从而使得内壳7只有沿X轴向的平移自由度；并且上述部件都便于加工和安装，因此使减振器结构更简明、安装更便捷。

第三限制包括中壳9和设置在中壳9上的中壳限制器，其中，中壳9同轴地套设在内壳7的外侧，中壳限制器包括设置在中壳9和外壳11之间的第三预压板16和第三板簧15，第三板簧15的一侧与外壳11的内壁相抵接，另一侧与第三预压板16相抵接；中壳限制器还包括设置在中壳9和外壳11之间的第三保持架13和第三支撑板12，第三保持架13分别设置在中壳9的两侧，其中一个第三保持架13与第三支撑板12抵接，另一个第三保持架13与第三预压板相16抵接，第三支撑板12与外壳11的内壁相抵接。如上所述中壳限制器一方面为中壳9提供运动约束力，限制角位移的产生；另一方面第三板簧15产生的预压力补偿了由于机械加工公差导致的配合间隙，其中第三板簧15提供的预压力可根据随机振动最大功率谱值确定。

在一个实施例中，中壳9的外侧设置有第三阻尼器10，当中壳9沿Y轴振动时，通过其Y轴向上对称布置的两个第三阻尼器10耗散运动的能力，对该方向的振动进行衰减隔离。

第三保持架13中设置有滚动体。具体地，滚动体分别设置在中壳9的X轴向两侧，并沿Z轴方向布置，通过第三保持架13固定其位置，该滚动体使得中壳9与外壳11的相对运动的摩擦形式为滚动摩擦，减少由长期摩擦造成的部件损耗以及配合间隙，增加部件使用寿命，减少振动误差。

在一个实施例中，滚动体可以是钢球，也可以是其他材质的球体。

通过第三板簧15，第三预压板16，第三钢球支撑板12对中壳9施加预压力，约束其绕X、Y和Z轴的转动，及沿X轴的平移，中壳9沿Z轴的平移通过外壳11限制，外壳11固定于底板17上，从而使得中壳9只有沿Y轴向的平移自由度；并且上述部件都便于加工和安装，因此使减振器结构更简明、安装更便捷。

因此，内轴1相对于外壳11只能做沿X、Y和Z轴的三个方向的平移自由度，并分别通过第一阻尼器2，第二阻尼器20，第三阻尼器10对X、Y和Z轴方向的平移运动进行衰减，从而达到无角位移产生的目的。

如图3所示是本发明减振器安装示例，只需在光电探测设备24的支撑点布置若干个减振器25连接运动载体23，无需另外设计复杂的机构，即可对三个相互垂直的平移运动进行减振，此外，利用第一板簧、第二板簧和第三板簧提供预压力补偿机械加工公差、长期使用摩擦导致出现的配合间隙，能够防止产生耦合角位移。

虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种减振器，其特征在于，包括：

第一限制器，其包括内轴和设置在所述内轴上的内轴限制器，所述内轴限制器用于限制所述内轴的自由度，使所述内轴仅能沿其轴向方向平移；

第二限制器；其包括内壳和设置在所述内壳上的内壳限制器，所述内壳同轴地套设在所述内轴的外侧，所述内壳限制器用于限制所述内壳的自由度，使所述内壳仅能沿其径向方向平移；以及

第三限制器；其包括中壳和设置在所述中壳上的中壳限制器，所述中壳同轴地套设在所述内壳的外侧，所述中壳限制器用于限制所述中壳的自由度，使所述中壳仅能沿其径向方向平移。

2.根据权利要求1所述的减振器，其特征在于，所述内轴限制器包括设置在所述内轴和所述内壳之间的第一预压板和第一板簧，所述第一板簧的一侧与所述内壳的内壁相抵接，另一侧与所述第一预压板相抵接。

3.根据权利要求2所述的减振器，其特征在于，所述内轴限制器还包括设置在所述内轴和所述内壳之间的第一保持架和第一支撑板，所述第一保持架分别设置在所述内轴的两侧，其中一个第一保持架与所述第一支撑板相抵接，另一个第一保持架与所述第一预压板相抵接；所述第一支撑板与所述内壳的内壁相抵接。

4.根据权利要求3所述的减振器，其特征在于，所述内壳限制器包括设置在所述内壳和所述中壳之间的第二预压板和第二板簧，所述第二板簧的一侧与所述中壳的内壁相抵接，另一侧与所述第二预压板相抵接。

5.根据权利要求4所述的减振器，其特征在于，所述内壳限制器还包括设置在所述内壳和所述中壳之间的第二保持架和第二支撑板，所述第二保持架分别设置在所述内壳的两侧，其中一个第二保持架与所述第二支撑板相抵接，另一个第二保持架与所述第二预压板相抵接；所述第二支撑板与所述中壳的内壁相抵接。

6.根据权利要求5所述的减振器，其特征在于，所述中壳的外部同轴地套设有外壳，所述中壳限制器包括设置在所述中壳和所述外壳之间的第三预压板和第三板簧，所述第三板簧的一侧与所述外壳的内壁相抵接，另一侧与所述第三预压板相抵接。

7.根据权利要求6所述的减振器，其特征在于，所述中壳限制器还包括设置在所述中壳和所述外壳之间的第三保持架和第三支撑板，所述第三保持架分别设置在所述中壳的两侧，其中一个第三保持架与所述第三支撑板抵接，另一个第三保持架与所述第三预压板相抵接；所述第三支撑板与所述外壳的内壁相抵接。

8.根据权利要求7所述的减振器，其特征在于，所述第一保持架、所述第二保持架和所述第三保持架中均设置有滚动体。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的减振器，其特征在于，所述内轴的外侧设置有凸起部，所述凸起部上设置有第一阻尼器，所述第一阻尼器设置在所述内壳的内部；所述内壳的外侧设置有第二阻尼器，所述中壳的外侧设置有第三阻尼器。

10.根据权利要求6-8中任一项所述的减振器，其特征在于，所述外壳固定于底板上，所述中壳固定于中底板上，所述内壳固定于内底板上。