一种六自由度主被动减振平台制造技术

本发明专利技术提供了一种六自由度主被动减振平台，包括静平台、动平台、支腿、液压系统和控制系统；所述动平台与静平台之间通过若干支腿支撑，通过若干所述支腿调节动平台的六个自由度；若干所述支腿内集成有液压伺服油缸和阀控可调阻尼减振器；所述动平台上设有若干加速度传感器；所述支腿内设有位移传感器，所述液压系统包括动力单元，阀组单元、第三电磁换向阀和电液伺服换向阀；所述控制系统包括工控机，所述工控机与加速度传感器、位移传感器、阀组单元、第三电磁换向阀和电液伺服换向阀连接。本发明专利技术可以对放在动平台上的装置或元件进行精确的定位，还可以主动减振与被动减振结合的使用，对低频和高频都有很好的减振效果。

A six degree of freedom passive vibration damping platform

Provides a six degree of freedom active passive damping platform of the invention, including static platform and moving platform, leg, hydraulic system and control system; between the moving platform and the static platform through a number of outriggers, through some of the legs adjust the moving platform with six degrees of freedom; some of the legs integrated hydraulic servo cylinder and valve control adjustable damper; the movable platform is provided with a plurality of acceleration sensor; the support legs are arranged in the displacement sensor, the hydraulic system comprises a power unit, valve unit, third solenoid valve and electro-hydraulic servo valve; the control system comprises a computer and the computer is connected with the acceleration sensor, displacement sensor, valve unit, third solenoid valve and electro-hydraulic servo valve. The invention can accurately locate the device or component on the moving platform, and can also be used in combination with active vibration damping and passive vibration reduction, and has good vibration damping effect for low frequency and high frequency.

【技术实现步骤摘要】
一种六自由度主被动减振平台
本专利技术涉及平台减振
或者实验设备领域，特别涉及一种六自由度主被动减振平台。
技术介绍
随着科学技术的不断发展，以精密机床加工，光学精密仪器设备等为代表的精密制造设备得到了越来越广泛的应用。由于这类设备工作环境一般比较复杂，存着难以预估的振源，因此导致的振动、特别是微幅振动难以用通常的办法解决。这类设备突出要求了对减振的大承载力、宽频率范围以及高精度。要使控制平台满足宽频范围内的减振要求，必须引入振动控制措施，包括被动和主动控制措施。传统减振方式多采用被动减振，被动减振控制实现起来比较容易，但很难在共振区和高频区同时具有良好的减振效果。目前的被动减振用到的智能型材料有：电流变流体、磁流变流体、压电材料、形状记忆材料、压电材料等，但是变流体稳定性不够且机械响应较差，压电材料驱动力动作小，形状记忆材料响应速度慢。主动减振装置多采用空气弹簧、电机等，承载能力不如液压作用器。矩形大载荷平台一般不采用六杆支撑方案，因为六杆支撑的平台的几何形状一般需要有三个对称轴，而矩形台面只有两个对称轴，而且六杆支撑的平台(Stewart平台)并不能在完成主动减振控制的同时，作为承力的构建。因此在大承载力的同时实现对平台宽频范围的振动控制是对现有的结构设计与控制方法的严峻挑战。专利公开号为CN101398052A公开了一种重载精密减振器及其构成的减振系统，该专利采用空气弹簧作为垂直方向的被动减振装置，倒立摆作为水平向被动减振装置，直线电机作为水平方向上的主动执行器，因此主动力小，限制了水平方向上的减振和定位功能。专利公开号为CN105240445A，名称为“六自由度半主动减振平台”的专利，采用磁流变阻尼器作为支腿的减振平台，但是该减振平台仅适用于小型轻载设备。专利公开号为CN101383196A，名称为“模块化六自由度主动隔振平台”的专利，主要针对低频微幅大载荷的环境下设计的，并不能解决高频振动的情况。
技术实现思路
针对现有技术中存在不足，本专利技术提供了一种六自由度主被动减振平台，该减振平台能在六自由度上实现对低频振动的主动减振和高频振动的被动减振，并具有较好的承载能力，而且具有六自由度定位功能。本专利技术是通过以下技术手段实现上述技术目的的。一种六自由度主被动减振平台，包括静平台、动平台、支腿、液压系统和控制系统；所述动平台与静平台之间通过若干支腿支撑，通过若干所述支腿调节动平台的六个自由度；若干所述支腿内集成有液压伺服油缸和阀控可调阻尼减振器，通过液压伺服油缸和阀控可调阻尼减振器共同作用使支腿的活塞杆伸缩；所述动平台上设有若干加速度传感器，且与若干所述支腿一一对应，用于测量动平台对应支腿处的加速度；所述支腿内设有位移传感器，用于测量活塞杆的伸缩距离；所述液压系统包括动力单元、阀组单元、第三电磁换向阀和电液伺服换向阀；所述阀组单元阀串联在控可调阻尼减振器的无杆腔和有杆腔之间；所述阀组单元由电磁换向阀和阻尼孔组成，且电磁换向阀和阻尼孔通过油管并联连接；所述动力单元通过油管与电液伺服换向阀连接，所述液压伺服油缸的进出口通过油管分别与电液伺服换向阀的A口和B口连接；所述液压伺服油缸和电液伺服换向阀通过油管并联第三电磁换向阀；所述控制系统包括工控机，所述工控机与加速度传感器、位移传感器、阀组单元、第三电磁换向阀和电液伺服换向阀连接。进一步，所述支腿两端分别设有关节轴承。进一步，所述液压伺服油缸的活塞杆和阀控可调阻尼减振器的活塞杆共同固定在活塞杆上。进一步，所述支腿的数量为8个，其中4个所述支腿安装在动平台底部，另外4个所述支腿分别分布在动平台的两邻边，且静平台的垂直面相连。进一步，所述电液伺服换向阀为双作用三位四通电液伺服换向阀。进一步，所述阀组单元的数量为2个。本专利技术的有益效果：1.本专利技术所述的六自由度主被动减振平台，使用液压伺服油缸作为主动执行装置，可以对放在动平台上的装置或元件进行精确的定位。2.本专利技术所述的六自由度主被动减振平台，主动减振与被动减振结合的使用，对低频和高频都有很好的减振效果。3.本专利技术所述的六自由度主被动减振平台，采用关节轴承，可以使动平台不仅仅只受轴向力，而还可以承受弯矩和扭矩。4.本专利技术所述的六自由度主被动减振平台，采用六自由度并联减振机构，可以满足设备或元件对不同自由度减振的需要。附图说明图1为本专利技术所述的六自由度主被动减振平台示意图。图2为本专利技术所述的支腿与平台的连接示意图。图3为本专利技术所述的支腿剖面结构示意图。图4为本专利技术所述的支腿工作原理图。图中：1-动平台；2-支腿；3-静平台；4-加速度传感器；5-关节轴承；6-活塞杆；7-阀控可调阻尼减振器；8-液压伺服油缸；9-第三电磁换向阀；10-电液伺服换向阀；11-第一电磁换向阀；12-第二电磁换向阀；13-位移传感器；14-第一阻尼孔；15-第二阻尼孔。具体实施方式下面结合附图以及具体实施例对本专利技术作进一步的说明，但本专利技术的保护范围并不限于此。如图1和图2所示，一种六自由度主被动减振平台，包括静平台3、动平台1、支腿2、液压系统和控制系统；所述动平台1与静平台3之间通过若干支腿2支撑，通过若干所述支腿2调节动平台1的六个自由度；若干所述支腿2内集成有液压伺服油缸8和阀控可调阻尼减振器7，通过液压伺服油缸8和阀控可调阻尼减振器7共同作用使支腿2的活塞杆6伸缩；所述动平台1上设有若干加速度传感器4，且与若干所述支腿2一一对应，通过加速度传感器4测量对应支腿2上的动平台1的加速度；所述支腿2内设有位移传感器13，通过位移传感器测量活塞杆6的伸缩距离；所述液压系统包括动力单元，阀组单元、第三电磁换向阀9和电液伺服换向阀10；所述阀控可调阻尼减振器7的无杆腔和有杆腔之间通过油管串联阀组单元；所述阀组单元由电磁换向阀和阻尼孔组成，且电磁换向阀和阻尼孔通过油管并联连接；所述动力单元通过油管与电液伺服换向阀10连接，所述液压伺服油缸8的进出口通过油管分别与电液伺服换向阀10的A口和B口连接；所述液压伺服油缸8和电液伺服换向阀10通过油管并联第三电磁换向阀9；所述控制系统包括工控机，所述工控机与加速度传感器4、位移传感器13、阀组单元、第三电磁换向阀9和电液伺服换向阀10连接。所述电液伺服换向阀10优选为双作用三位四通电液伺服换向阀。工作过程：当动平台1出现振动时，支腿2的加速度传感器4将加速度信号传递到工控机，工控机判断该振动频率的高低。如果该振动为高频振动，则控制电液伺服换向阀10的4YA和5YA失电处于中位不工作，第三电磁换向阀9的1YA得电，使得液压伺服油缸8的活塞处于悬浮状态；根据高频振动频率，使阀组单元中的电磁换向阀失电，即阻尼孔产生阻尼力，使得振动衰减，实现被动高频减振。如果该振动为低频振动，根据加速度的正负值，工控机控制电液伺服换向阀10的4YA或5YA得电，并且使第三电磁换向阀9的1YA失电，同时阀组单元的电磁铁得电，即阻尼孔失去作用，阀可调阻尼减振器7处于悬浮状态，通过电液伺服换向阀10工作抵消低频振动直至动平台1停止振动，实现主动低频减振。由于动平台上放置的重物可能对支腿2产生扭矩或者弯曲，导致活塞杆6伸缩困难，经常在这种工况下工作会导致活塞杆6处的拉杆封磨砂加剧；因此所述支腿2两端分别设有关节轴承5，关节本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种六自由度主被动减振平台，其特征在于，包括静平台(3)、动平台(1)、支腿(2)、液压系统和控制系统；所述动平台(1)与静平台(3)之间通过若干支腿(2)支撑，通过若干所述支腿(2)调节动平台(1)的六个自由度；若干所述支腿(2)内集成有液压伺服油缸(8)和阀控可调阻尼减振器(7)，通过液压伺服油缸(8)和阀控可调阻尼减振器(7)共同作用使支腿(2)的活塞杆(6)伸缩；所述动平台(1)上设有若干加速度传感器(4)，且与若干所述支腿(2)一一对应，用于测量动平台(1)对应支腿(2)处的加速度；所述支腿(2)内设有位移传感器(13)，用于测量活塞杆(6)的伸缩距离；所述液压系统包括动力单元、阀组单元、第三电磁换向阀(9)和电液伺服换向阀(10)；所述阀组单元阀串联在控可调阻尼减振器(7)的无杆腔和有杆腔之间；所述阀组单元由电磁换向阀和阻尼孔组成，且电磁换向阀和阻尼孔通过油管并联连接；所述动力单元通过油管与电液伺服换向阀(10)连接，所述液压伺服油缸(8)的进出口通过油管分别与电液伺服换向阀(10)的A口和B口连接；所述液压伺服油缸(8)和电液伺服换向阀(10)通过油管并联第三电磁换向阀(9)；所述控制系统包括工控机，所述工控机与加速度传感器(4)、位移传感器(13)、阀组单元、第三电磁换向阀(9)和电液伺服换向阀(10)连接。...

【技术特征摘要】
1.一种六自由度主被动减振平台，其特征在于，包括静平台(3)、动平台(1)、支腿(2)、液压系统和控制系统；所述动平台(1)与静平台(3)之间通过若干支腿(2)支撑，通过若干所述支腿(2)调节动平台(1)的六个自由度；若干所述支腿(2)内集成有液压伺服油缸(8)和阀控可调阻尼减振器(7)，通过液压伺服油缸(8)和阀控可调阻尼减振器(7)共同作用使支腿(2)的活塞杆(6)伸缩；所述动平台(1)上设有若干加速度传感器(4)，且与若干所述支腿(2)一一对应，用于测量动平台(1)对应支腿(2)处的加速度；所述支腿(2)内设有位移传感器(13)，用于测量活塞杆(6)的伸缩距离；所述液压系统包括动力单元、阀组单元、第三电磁换向阀(9)和电液伺服换向阀(10)；所述阀组单元阀串联在控可调阻尼减振器(7)的无杆腔和有杆腔之间；所述阀组单元由电磁换向阀和阻尼孔组成，且电磁换向阀和阻尼孔通过油管并联连接；所述动力单元通过油管与电液伺服换向阀(10)连接，所述液压伺服油缸(8)的进出口通过油管分别与电液伺服换向阀(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：张兵，戴开宇，张新星，谢方伟，钱鹏飞，王存堂，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32