CN113294474A - 一种基于自重的设备稳定装置 - Google Patents

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李希博
王立忠
阮永都
王涛
叶瑛
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    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
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Abstract

本发明属于目标设备安装领域，具体涉及一种基于自重的设备稳定装置，包括基底支撑架、转动安装于基底支撑架中并由基底支撑架支撑的中间支撑架及转动安装于中间支撑架中并由中间支撑架支撑的内支撑架，所述中间支撑架绕基底支撑架转动的转动轴线与内支撑架绕中间支撑架转动的转动轴线相垂直，所述内支撑架用以安装目标设备。本发明只依靠中间支撑架与内支撑架的自重实现减摇，装置没有额外的动力与监测设备，免除了额外的维护与安装费用；与传统被动减摇装置相比，本发明所用材料选择面较为宽泛，成本低廉，目标设备的裸露面积大，对目标设备工作的影响较小。

Description

一种基于自重的设备稳定装置
技术领域
本发明属于设备安装领域，具体涉及一种基于自重的设备稳定装置。
背景技术
现行用于降低设备摇晃的装置大致可分为两大类：主动减摇装置，如各类船载，车载“动中通”稳定装置；被动减摇装置，如基于金属橡胶等粘弹性材料制成的阻尼器。
主动稳定装置多依靠倾角传感器测量设备姿态，而后利用步进电机，力矩器等装置实现对设备姿态的精确控制，这一方法精度高，但成本高昂，不易维护；金属橡胶阻尼器等被动稳定装置成本较低，但对设备尺寸的要求较高，泛用性较低，且对低频摇晃的效果较差。
发明内容
为了弥补现有技术的不足，本发明提供一种基于自重的设备稳定装置的技术方案。
所述的一种基于自重的设备稳定装置，其特征在于包括基底支撑架、转动安装于基底支撑架中并由基底支撑架支撑的中间支撑架及转动安装于中间支撑架中并由中间支撑架支撑的内支撑架，所述中间支撑架绕基底支撑架转动的转动轴线与内支撑架绕中间支撑架转动的转动轴线相垂直，所述内支撑架用以安装目标设备。
所述的一种基于自重的设备稳定装置，其特征在于所述中间支撑架绕基底支撑架转动的转动轴线与内支撑架绕中间支撑架转动的转动轴线位于同一水平面。
所述的一种基于自重的设备稳定装置，其特征在于所述中间支撑架绕基底支撑架转动的转动轴线与内支撑架绕中间支撑架转动的转动轴线的交点位于目标设备稳定装置的重心线上。
所述的一种基于自重的设备稳定装置，其特征在于所述基底支撑架包括外环，所述中间支撑架包括中环，所述内支撑架包括内环，所述中环位于外环内，其前后两端分别与外环的前后两端转动安装，所述内环位于中环内，其左右两端分别与中环左右两端转动安装。
所述的一种基于自重的设备稳定装置，其特征在于所述外环和中环其中一者的前后两端设置第一转轴，另一者的前后两端设置第一配合孔，第一转轴与对应的第一配合孔通过设置的第一轴承转动安装。
所述的一种基于自重的设备稳定装置，其特征在于所述中环和内环其中一者的左右两端设置第二转轴，另一者的左右两端设置第二配合孔，第二转轴与对应的第二配合孔通过设置的第二轴承转动安装。
所述的一种基于自重的设备稳定装置，其特征在于所述基底支撑架还包括若干环布于外环四周的支撑腿。
所述的一种基于自重的设备稳定装置，其特征在于所述内支撑架还包括设置于内环上端的上目标设备约束件和设置于内环下端的下目标设备支撑约束件。
所述的一种基于自重的设备稳定装置，其特征在于所述重物模块包括重物架和设置于重物架内的重物，所述重物架上设置下安装槽，所述上目标设备约束件为上安装槽，所述上安装槽和下安装槽用以对目标设备进行限位安装。
所述的一种基于自重的设备稳定装置，其特征在于所述内环与上目标设备约束件之间通过若干环布的上连接架配合连接，内环与重物模块之间通过若干环布的下连接架配合连接。。
与传统的主动减摇装置相比，本发明只依靠中间支撑架与内支撑架的自重实现减摇，装置没有额外的动力与监测设备，免除了额外的维护与安装费用；与传统被动减摇装置相比，本发明所用材料选择面较为宽泛，成本低廉，目标设备的裸露面积大，对目标设备工作的影响较小。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明中基底支撑架结构示意图；
图3为本发明中中间支撑架结构示意图；
图4为本发明中内支撑架结构示意图。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“一端”、“另一端”、“外侧”、“上”、“内侧”、“水平”、“同轴”、“中央”、“端部”、“长度”、“外端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图所示，一种基于自重的设备稳定装置，包括基底支撑架、转动安装于基底支撑架中并由基底支撑架支撑的中间支撑架及转动安装于中间支撑架中并由中间支撑架支撑的内支撑架，所述中间支撑架绕基底支撑架转动的转动轴线与内支撑架绕中间支撑架转动的转动轴线相垂直，所述内支撑架用以安装目标设备1。
在一些实施例中，所述中间支撑架绕基底支撑架转动的转动轴线与内支撑架绕中间支撑架转动的转动轴线位于同一水平面。
进一步地，所述中间支撑架绕基底支撑架转动的转动轴线与内支撑架绕中间支撑架转动的转动轴线的交点位于目标设备稳定装置的重心线上。
在一些实施例中，所述基底支撑架包括外环4，所述中间支撑架包括中环5，所述内支撑架包括内环6，所述中环5位于外环4内，其前后两端分别与外环4的前后两端转动安装，所述内环6位于中环5内，其左右两端分别与中环5左右两端转动安装。
进一步地，所述外环4和中环5其中一者的前后两端设置第一转轴17，另一者的前后两端设置第一配合孔18，第一转轴17与对应的第一配合孔18通过设置的第一轴承转动安装。具体地，所述第一配合孔18分别设置于外环4的前后两端，所述第一转轴17分别设置于中环5的前后两端。
进一步地，所述中环5和内环6其中一者的左右两端设置第二转轴19，另一者的左右两端设置第二配合孔20，第二转轴19与对应的第二配合孔20通过设置的第二轴承转动安装。具体地，所述第二配合孔20分别设置于中环4的左右两端，所述第二转轴19分别设置于内环6的左右两端。
在上述结构中，所述基底支撑架还包括若干环布于外环4四周并倾斜设置的支撑腿2，所述支撑架2的底部设置支撑脚垫21，所有支撑脚垫21通过螺栓与底部平台22配合安装。
在上述结构中，所述内支撑架还包括设置于内环6上端的上目标设备约束件和设置于内环6下端的重物模块。
更进一步地，所述重物模块包括重物架8和设置于重物架8内的重物9，所述重物架8上设置下安装槽12，所述上目标设备约束件为上安装槽10，所述上安装槽10和下安装槽12用以套在目标设备1上，对目标设备进行限位安装，目标设备1可以支撑于重物架8顶部，可以在下安装槽12上设置支撑板，使目标设备1支撑于该支撑板上。具体地，所述内环6与上目标设备约束件之间通过若干环布并倾斜设置的上连接架7配合连接，内环6与下安装槽12或重物架8之间通过若干环布并倾斜设置的下连接架3配合连接。
实际使用过程中，利用螺栓将基底支撑架与底部平台22相连，基底支撑架随底部平台22一同运动，基底支撑架的外环4用于支撑目标设备1与整个装置，中环5用于连接外环4与内环6，内支撑架为核心部分，上安装槽10和下安装槽12用于固定目标设备1；重物架8和重物9提供大部分结构自重，起到减少摇晃的作用。
本发明中可以摇动的中环5和内环6起到减摇作用，可围绕分别围绕第一转轴17和第二转轴19进行转动：定义中环5在外环4上的转动为横摇，定义内环6在中环5上的转动为纵摇。
上安装槽10和下安装槽12用于固定目标设备1，下安装槽12下部与重物架8连接为一体，将重物9的运动传递给目标设备1。
重物架8与重物9提供结构大部分自重，位于内环6过圆心的垂直线上，可将结构重心拉低，维持目标设备姿态。
上连接架7和下连接架3用于支撑内环6各个部分，防止结构发生变形。
工作原理：
若本发明可转动部分发生横摇，横摇角度为α，中环5以下的部分，即内环6的一部分，下连接架3，重物9，重物架8，下安装槽12的总质量为m1，其整体重心距离中环5的圆心的垂直距离为l1；中环5以上的部分，即上连接架7、上安装槽10的总质量为m2，其整体重心距离中环5圆心的垂直距离为l2，此时，可动部分会产生M＝m1gl1sinα-m2gl2sinα的恢复力矩，通过合理调整底部重物9的质量，使得m1l1＞m2l2，保证恢复力矩为正，各个转轴与对应轴承之间存在一定摩擦阻尼，可使摇动幅度逐步缩减，进而使得在底部平台22发生横摇时，装置活动部分与目标设备1始终趋向于保持竖直方向；
若本发明可动部分发生纵摇时，假定纵摇角度为β，内环6以下的部分，即下连接架3，重物9，重物架8，下安装槽12的总质量为m3，其整体重心距离内环6圆心的垂直距离为l3；内环6以上的部分，即上连接架7、上安装槽10的总质量为m4，其整体重心距离内环6的圆心的垂直距离为l4，此时，可动部分会产生M＝m3gl3sinβ-m4gl4sinβ的恢复力矩，通过合理调整底部重物9的质量，使得m3l3＞m4l4，保证恢复力矩为正，各个转轴与对应轴承之间存在一定摩擦阻尼，可使摇动幅度逐步缩减，进而使得在底部平台22发生纵摇时，装置活动部分与目标设备1始终趋向于保持竖直方向。
本发明中的目标设备1可为天线、测量平台、武器平台、储液罐、太阳能板等。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种基于自重的设备稳定装置，其特征在于包括基底支撑架、转动安装于基底支撑架中并由基底支撑架支撑的中间支撑架及转动安装于中间支撑架中并由中间支撑架支撑的内支撑架，所述中间支撑架绕基底支撑架转动的转动轴线与内支撑架绕中间支撑架转动的转动轴线相垂直，所述内支撑架用以安装目标设备(1)。
2.根据权利要求1所述的一种基于自重的设备稳定装置，其特征在于所述中间支撑架绕基底支撑架转动的转动轴线与内支撑架绕中间支撑架转动的转动轴线位于同一水平面。
3.根据权利要求2所述的一种基于自重的设备稳定装置，其特征在于所述中间支撑架绕基底支撑架转动的转动轴线与内支撑架绕中间支撑架转动的转动轴线的交点位于目标设备稳定装置的重心线上。
4.根据权利要求1-3中任一所述的一种基于自重的设备稳定装置，其特征在于所述基底支撑架包括外环(4)，所述中间支撑架包括中环(5)，所述内支撑架包括内环(6)，所述中环(5)位于外环(4)内，其前后两端分别与外环(4)的前后两端转动安装，所述内环(6)位于中环(5)内，其左右两端分别与中环(5)左右两端转动安装。
5.根据权利要求4所述的一种基于自重的设备稳定装置，其特征在于所述外环(4)和中环(5)其中一者的前后两端设置第一转轴(17)，另一者的前后两端设置第一配合孔(18)，第一转轴(17)与对应的第一配合孔(18)通过设置的第一轴承转动安装。
6.根据权利要求4所述的一种基于自重的设备稳定装置，其特征在于所述中环(5)和内环(6)其中一者的左右两端设置第二转轴(19)，另一者的左右两端设置第二配合孔(20)，第二转轴(19)与对应的第二配合孔(20)通过设置的第二轴承转动安装。
7.根据权利要求4所述的一种基于自重的设备稳定装置，其特征在于所述基底支撑架还包括若干环布于外环(4)四周的支撑腿(2)。
8.根据权利要求4所述的一种基于自重的设备稳定装置，其特征在于所述内支撑架还包括设置于内环(6)上端的上目标设备约束件和设置于内环(6)下端的重物模块。
9.根据权利要求8所述的一种基于自重的设备稳定装置，其特征在于所述重物模块包括重物架(8)和设置于重物架(8)内的重物(9)，所述重物架(8)上设置下安装槽(12)，所述上目标设备约束件为上安装槽(10)，所述上安装槽(10)和下安装槽(12)用以对目标设备(1)进行限位安装。
10.根据权利要求8所述的一种基于自重的设备稳定装置，其特征在于所述内环(6)与上目标设备约束件之间通过若干环布的上连接架(7)配合连接，内环(6)与重物模块之间通过若干环布的下连接架(3)配合连接。
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