多自由度被动隔振平台制造技术

本实用新型专利技术涉及隔振平台的技术领域，提供了一种六自由度被动隔振平台，此平台包括顶板、底板以及设置在顶板和底板之间的弹性隔振装置；弹性隔振装置包括安装在顶板上的4组多方向支座、安装在底板上与顶板支座对应的4组多方向支座，以及连接于顶板的支座和底板支座之间、并于受压时折叠收缩的X型连杆机构；X型连杆机构的顶端与顶板的支座通过转动轴承连接，端部与底板支座连接；X型连杆机构还包括铰接于两根连杆的相对应铰接位置上的导杆，导杆之间连接有弹性元件。与现有技术相比，本实用新型专利技术提供的被动隔振平台，能够在不同的重力环境下实现六自由度的准零刚度特性，具有优良的多自由度隔振效果，可以应用在航空航天领域。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及隔振器，尤其是涉及一种多自由度的零刚度被动隔振平台。
技术介绍
隔振平台的作用主要是形成良好的隔振环境。应用在航空航天中的隔振装置需要满足多自由度和超低共振频率的隔振需求。目前，已有的多自由度隔振平台大多采用主动控制装置，有效性和节能性是设计和应用隔振平台时存在的最重要问题。其中，共振频率、共振峰值和隔振效率是衡量隔振效果的标准，而对于在微重力环境下的多自由度隔振系统来说，通常在设计过程中就要保证结构的稳定性，而在振动环境中能够提供更大的有效隔振频带。因此，基于对于能够适用于不同的重力环境下的多自由度被动隔振系统的需求，需要提出一种的具有可调节频率的多自由度隔振平台。随着科技进步，近年来航空航天产业得到迅猛的发展，对于保护人员、零部件和装配在飞行器上的精密仪器来说，节能并有效的多自由度隔振装置得到了广泛的关注。通过弹性元件或主动控制装置将隔振对象和振动源连接在一起形成多自由度隔振平台，此平台通过弹性元件或主动控制装置对振动能量吸收或耗散来实现振动的消减从而起到振动隔离的效果，并由此来保护飞行器上的人员或精密装置。对于多自由度隔振平台的设计、装配和搭建来说，一般利用多根主动控制作动装置来实现，因此一般的多自由度隔振平台设计较复杂并且重量较重。由于主动控制作动装置需要控制器和信号输入装置，导致了一般的多自由度隔振平台的装配复杂并且耗能较高的缺点。并且一旦隔振器的材料和作动装置(例如：伺服驱动，气动驱动等方式)确定，隔振装置的有效隔振范围和承载能力也相应地确定，如果需要改进隔振效果，那么更换作动装置或控制方式会带来麻烦和经济上的浪费。而从另一方面来说，如果只利用被动的弹性元件搭建多自由度隔振平台，无法达到多个方向准零刚度的要求。所以，从结构出发，设计具有可调节刚度特性的多自由度被动隔振结构，并根据实际应用情况获取具体物理参数的设计原则，可以减少隔振装置的成本和难度，使其能够适用于航空航天隔振平台的要求，具有重要意义。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于提供一种多自由度隔振平台，旨在解决现有技术中，被动隔振结构无法实现多自由度隔振的缺陷。为解决上述技术问题，本技术所采用的技术方案是：设计一种多自由度被动隔振平台，其中，包括顶板、底板以及设置在所述顶板和所述底板之间的隔振装置；所述隔振装置包括安装在所述顶板上的上球铰支座、安装在所述底板上与所述上球铰支座对应的下球铰支座以及活动连接于所述上球铰支座和所述下球铰支座之间并于受压时折叠收缩的X型连杆机构；每组所述连杆机构的顶端部与所述上球铰支座连接，每组所述连杆机构的底端部与所述下球铰支座连接；每组所述连杆连接处有对应的铰接位，所述X型连杆机构还包括铰接于铰接位上的导杆，所述导杆之间连接有弹性元件。进一步地，每组所述X型连杆机构包括一组连杆架，每组所述连杆架包括多个自上而下顺序连接的连杆，位于最上方的所述连杆的顶端部与所述上球铰支座连接，位于最下方的所述连杆的底端部与所述下球铰支座连接；所述连杆机构包括能够相对转动的第一连杆和第二连杆与第三连杆和第四连杆，所述连杆机构由四种连杆组成，所述第一连杆和所述第二连杆的长度是所述第三连杆和所述第四连杆的一半；所述第一连杆和所述第二连杆在顶端通过所述轴承和所述导杆铰接；所述第一连杆的端部与所述第四连杆的顶部铰接，而所述第二连杆的端部与所述第三连杆铰接，所述第三连杆与所述第四连杆的中点铰接；在所述连杆机构的最底端层，所述第三连杆的端部与所述第二连杆的顶部铰接，所述第四连杆的端部与所述第一连杆铰接，所述第一连杆与所述第二连杆在端部的形成铰接位；所述第一连杆、所述第二连杆、所述第三连杆与所述第四连杆的铰接处接有所述导杆。进一步地，每个所述的上球铰支座和每个所述的下球铰支座一一对应；所述下球铰支座包括固定在所述底板上的轴承支座，球铰和转动轴承支座；四组连杆机构的延长线交于一点。进一步地，每组所述连杆架中位于最上方的所述第一连杆和第二连杆的顶端的铰接部位通过所述导杆铰接在上转动轴承架上；每组所述连杆架中位于最下方的所述第一连杆和第二连杆的底端的铰接部位通过所述导杆铰接在下转动轴承架上。进一步地，所述每组连杆机构中于连接在最下方的第一连杆的顶端部和连接在最下方的第二连杆的顶端部的所述导杆之间设置有所述弹性元件。进一步地，所述隔振装置还包括连接在相邻的所述导杆之间的线性阻尼装置。进一步地，所述第一连杆的宽度大于所述第二连杆。进一步地，所述顶板的尺寸小于或等于所述底板。与现有技术对比，本技术提供的多自由度被动隔振平台，通过顶板受压、侧向或转动变形时，各组X型连杆机构通过反向的收缩或伸长来隔离振动，以保持整个被动隔振平台的平稳，这样，被动隔振平台的受压收缩和受拉伸长是基于各组连杆机构的横向变形和纵向变形的非线性关系实现的，该结构的变形特征具有可调节的刚度和阻尼的特性，因此该被动隔振平台具有较好的可调节性和隔振性能，可以在航空航天背景下针对不同的外部激励保护人员、仪器和设备，得到有效的应用。为实现本技术之目的，采用以下技术方案予以实现：一种多自由度被动隔振平台，包括顶板、底板以及设置在所述顶板和底板之间的隔振装置，其特征在于：所述隔振装置包括安装在所述顶板上的上球铰支座、安装在所述底板上的下球铰支座、设置在所述上球铰支座和与该上球铰支座对应的下球铰支座之间的连杆机构；所述的连杆机构的顶端部与所述上球铰支座连接，所述连杆机构的底端部与所述下球铰支座连接；所述连杆机构为受压时折叠受拉时伸长的X型连杆机构。所述的多自由度被动隔振平台，优选的：每个所述连杆机构包括多个自上而下顺序连接的连杆，位于连杆机构最上方的连杆的顶端部与所述上球铰支座连接，位于连杆机构最下方的连杆的底端部与所述下球铰支座连接；连杆机构包括能够相对转动的四种连杆，该四种连杆是第一连杆和第二连杆与第三连杆和第四连杆，所述第一连杆和所述第二连杆的长度相同且长度是所述第三连杆和所述第四连杆长度的一半；所述第一连杆和所述第二连杆在一端通过轴承和导杆铰接，所述第一连杆的另一端与所述第四连杆的一端通过轴承和导杆铰接，而所述第二连杆的另一端与所述第三连杆的一端通过轴承和导杆铰接，所述第三连杆与所述第四连杆在该第三连杆和第四连杆的中点通过轴承和导杆铰接。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多自由度被动隔振平台，包括顶板、底板以及设置在所述顶板和底板之间的隔振装置，其特征在于：所述隔振装置包括安装在所述顶板上的上球铰支座、安装在所述底板上的下球铰支座、设置在所述上球铰支座和与该上球铰支座对应的下球铰支座之间的连杆机构；所述的连杆机构的顶端部与所述上球铰支座连接，所述连杆机构的底端部与所述下球铰支座连接；所述连杆机构为受压时折叠受拉时伸长的X型连杆机构。

【技术特征摘要】
1.一种多自由度被动隔振平台，包括顶板、底板以及设置在所述
顶板和底板之间的隔振装置，其特征在于：
所述隔振装置包括安装在所述顶板上的上球铰支座、安装在所述
底板上的下球铰支座、设置在所述上球铰支座和与该上球铰支座对应
的下球铰支座之间的连杆机构；
所述的连杆机构的顶端部与所述上球铰支座连接，所述连杆机构
的底端部与所述下球铰支座连接；
所述连杆机构为受压时折叠受拉时伸长的X型连杆机构。
2.根据权利要求1所述的多自由度被动隔振平台，其特征在于：
每个所述连杆机构包括多个自上而下顺序连接的连杆，位于连杆
机构最上方的连杆的顶端部与所述上球铰支座连接，位于连杆机构最
下方的连杆的底端部与所述下球铰支座连接；
连杆机构包括能够相对转动的四种连杆，该四种连杆是第一连杆
和第二连杆与第三连杆和第四连杆，所述第一连杆和所述第二连杆的
长度相同且长度是所述第三连杆和所述第四连杆长度的一半；
所述第一连杆和所述第二连杆在一端通过轴承和导杆铰接，所述
第一连杆的另一端与所述第四连杆的一端通过轴承和导杆铰接，而所
述第二连杆的另一端与所述第三连杆的一端通过轴承和导杆铰接，所
述第三连杆与所述第四连杆在该第三连杆和第四连杆的中点通过轴
承和导杆铰接。
3.根据权利要求2所述的多自由度被动隔振平台，其特征在于：
所述上球铰支座包括一个固定在所述顶板上的上轴承底座、上轴承和
上转动轴承架...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙秀婷，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：新型
国别省市：上海;31