一种单连杆十字滑块式线性可调刚度无角位移减振平台制造技术

本发明专利技术公开了一种单连杆十字滑块式线性可调刚度无角位移减振平台，由载体连接基板、连杆十字滑块组件、光电系统连接板，及三向可调刚度减振器组成。本发明专利技术适用于使用场景复杂，尤其是空间体积受限，无法将减振器内置的光电稳瞄系统。借助于连杆十字滑块组件，本发明专利技术可将光电系统连接板与载体连接基板间的相对运动限制为X、Y和Z三个方向的线性平动，再辅之于减振器的减振效果，最终可确保光稳瞄电系统相对于运输载体即能良好隔振，又不会发生摇摆。本发明专利技术解决了减振平台在载体振动扰动和风振扰动等情况下产生角位移从而引发额外的“像移”和“像旋”的问题，保障光电系统的高清晰成像。本发明专利技术具有结构简单、安装方便、倾覆和扭转力矩承载能力强、不易卡死、空间适配性强和可维护性好等特点。

【技术实现步骤摘要】
一种单连杆十字滑块式线性可调刚度无角位移减振平台
本专利技术属于减振
，主要涉及一种无角位移减振平台，具体为一种单连杆十字滑块式线性可调刚度无角位移减振平台，特别适用于对角位移敏感的光电系统。
技术介绍
民用光电系统在环境监测与保护、搜索救援、缉私缉毒和反恐领域发挥着重要的作用，搭载于不同的运输载体，其相比静态使用环境，能成倍提升使用效能：“站的更高”、“看的更远”和“辨认的更加清楚”，其采集输出的视频图像的准确性和清晰度是操作者做出判断和决策的重要依据。外界扰动一直是影响光电系统成像质量的关键，尤其是常见的运输载体自身的振动、载体运动中遇到的气流冲击和自身颠簸，作为主要扰动源都会对系统成像画面的稳定性和清晰度形成干扰。当前光电系统常采用主动隔振和被动式减振器组合的方式联合抑制外界扰动。受限于伺服带宽，主动隔振常见作用范围仅为低频扰动段，而高频段的扰动衰减则主要依靠被动式减振器完成，后者也是本专利技术的主要研究对象，其作用机理类似低通滤波器，可对其固有频率1.4倍以上的扰动频率进行有效抑制，因而在选择减振器时，理想状态是其固有频率越低，扰动抑制范围更加宽广。为充分利用有限的空间、获得更加良好的减振效果，减振器常成组使用，并且根据减振器组布局的差异，一般可分为内置减振器组和外置减振器组，前者置于光电系统内部，围绕光学传感器分布，通过精确布置，可实现减振器组的弹性中心与光学传感器质心重合，从而可抑制光学传感器环绕减振器的旋转运动，而根据光学成像原理，光学传感器与待测目标间的线性相对运动对成像效果影响较小，因此该类型的减振器组可充分发挥出减振器的预期效果。但当光电系统受限于内部空间体积和安装位置，导致只能将减振器组置放于系统外部时，光学传感器的质心无法与减振器组的弹性中心重合，此时光电系统极易发生环绕减振器连线的旋转运动，并且减振器的固有频率选择的越低，呈现出旋转运动越明显，类似于生活中常见“钟摆”现象，根据光学成像原理，光学传感器与待测目标间的相对角度的变化对成像效果影响明显，直观可观察到目标在成像画面中随机，明显的四处游走，减振器的固有频率越低，本应取得更好的扰动衰减效果，但是耦合上述“钟摆”效应后，反而得到的是更差的图像画面，对操作者准确观察、判断和选择目标都会带来极大困扰。为解决该问题，常见方法为牺牲减振器组的高频抑制能力，转为选择刚度较大的减振器组弱化“钟摆”效应的角位移频率和幅度。而且随着光电系统应用环境越来越复杂、成像清晰度要求越来越高，以及对光电系统体积重量越来越苛刻的设计约束，外置式减振器组的布局方式势必成为难以回避的发展方向，因此急需一种无角位移减振平台能够兼顾光电系统在使用外置减振器时面临的“钟摆”效应问题和高频扰动抑制效果，消除或弱化额外的“像移”和“像旋”现象，从而提高光电传感器的综合成像效果。经信息查询可知，中国专利CN103511549B公开了一种“一种无角位移并联减振装置”，该装置包括动平台、定平台以及连接两个平台的四条结构完全相同的分支和减振弹簧，其可通过四个对称均匀分布的分支机构限制动平台和定平台之间的相对转动，通过沿三个正交方向布置的多个单向减振弹簧的使用实现扰动衰减，从而达到无角位移减振的效果。但实际使用过程中，我们发现上述装置存在以下问题：(1)其主要依靠双连杆和单圆柱副实现对角位移运动自由度的约束，由于第二减振弹簧所占尺寸过大的关系，导致与动平台连接的圆柱副的圆柱轴过长，而两连杆过窄，结构单薄，单薄的结构形式严重制约了装置的综合约束能力，尤其是在光电系统负载较大时，后者仍会发生一定的角位移运动，无角位移约束能力差，并且经常因为变形过大而发生卡滞。(2)占用空间较大，除了第二减振弹簧的布局占据了大量尺寸导致圆柱副的轴过大外；上述装置限定必须采用四个对称均匀分布的分支机构，因此在光电系统安装位置受到限制，无法布置四个相同结构的情况下，该装置无法使用。(3)装调难度高，该装置采用的分支机构为两两相对安装，成对使用的分支机构必须在保持完全一致的运动方向时，才能避免线性运动中不发生抱死；相对分支机构必须保证圆柱副的转轴足够平行，相邻使用的分支机构必须保持运动方向间具有足够精度的正交，才不至于在对方运动中形成阻碍。(4)维护性差，该装置用于消除角位移的的分支机构组和用于衰减扰动的弹簧在结构安装中相互交联，无法独立拆装，且拆装任意单元后，均需精确装调才能恢复到理想工作状态，使用中多有不便利。(5)减振效果难以调节，上述装置采用多达12个独立的弹簧实现三个方向的线性衰减，组合使用过程中极易因弹簧的安装、固定位置、个体性能差异和耦合关系不佳等因素带来不理想的衰减效果；同时根据预期衰减效果反算所需弹簧刚度的过程也异常繁琐，为使用带来极大不便。因此急需一种结构简单、装调方便、承载能力强、运动可靠性高、使用空间适应能力强、维护性好和便于升级的无角位移减振装置。
技术实现思路
为解决现有技术存在的问题，针对光电系统减振器组外置布局的使用需求，本专利技术提供一种安装方便、维护简单、可靠性高和环境适应性强的无角位移减振平台，在兼顾减振器高频扰动抑制能力的同时，弱化或消除“钟摆”效应引发的“像旋”和“像移”现象。本专利技术的技术方案为：所述一种单连杆十字滑块式线性可调刚度无角位移减振平台，其特征在于：包括载体连接基板、连杆十字滑块组件、光电系统连接板和三向可调刚度减振器；所述载体连接基板上开有若干组减振器安装孔和多组连杆十字滑块组件安装孔；所述载体连接基板上还开有载体安装孔；所述光电系统连接板下端面开有若干组减振器安装孔，位置与载体连接基板上的减振器安装孔位置对应；在所述光电系统连接板侧面布置有多组连杆十字滑块组件安装槽，位置与载体连接基板上的多组连杆十字滑块组件安装孔对应；所述光电系统连接板上还开有光电系统连接孔；所述三向可调刚度减振器安装在载体连接基板与光电系统连接板之间，底端连接于载体连接基板，顶端连接于光电系统连接板；所述连杆十字滑块组件包括第一转轴3-1、摇杆3-2、第二转轴3-3、滑块摇杆转接座3-4、第一滑动导轨3-5、十字滑块3-6、第二滑动导轨3-7和滑块基座3-8；第一转轴3-1通过轴孔配合安装在光电系统连接板侧面的连杆十字滑块组件安装槽内；摇杆3-2一端通过轴孔配合连接于第一转轴3-1上，另一端通过轴孔配合连接于第二转轴3-3上，摇杆3-2能够相对第一转轴3-1和第二转轴3-3转动；第一转轴3-1和第二转轴3-3相互平行；滑块摇杆转接座3-4上表面的连接耳片通过轴孔配合连接第二转轴3-3；滑块摇杆转接座3-4下表面的连接耳片通过轴孔配合连接至少两根第一滑动导轨3-5，第一滑动导轨3-5与第二转轴3-3相互平行；滑块基座3-8利用连杆十字滑块组件安装孔固定在载体连接基板上，滑块基座3-8上表面的连接耳片通过轴孔配合连接至少两根第二滑动导轨3-7；第二滑动导轨3-7与第一滑动导轨3-5相互之间不平行；十字滑块3-6中开有两组滑孔，其中一组滑孔与第一滑动导轨3-5对应配合，使十字滑块3-6能够在第一滑动导轨3-5上滑动，另一组滑孔与第二滑动导轨3-7对应配合，使十字滑块3-6能够在第二滑动导轨3-7上滑动。进一步的优选方案，所述一种单连杆十字滑块式线性可调刚度无角位移减振平台，其本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单连杆十字滑块式线性可调刚度无角位移减振平台，其特征在于：包括载体连接基板、连杆十字滑块组件、光电系统连接板和三向可调刚度减振器；所述载体连接基板上开有若干组减振器安装孔和多组连杆十字滑块组件安装孔；所述载体连接基板上还开有载体安装孔；所述光电系统连接板下端面开有若干组减振器安装孔，位置与载体连接基板上的减振器安装孔位置对应；在所述光电系统连接板侧面布置有多组连杆十字滑块组件安装槽，位置与载体连接基板上的多组连杆十字滑块组件安装孔对应；所述光电系统连接板上还开有光电系统连接孔；所述三向可调刚度减振器安装在载体连接基板与光电系统连接板之间，底端连接于载体连接基板，顶端连接于光电系统连接板；所述连杆十字滑块组件包括第一转轴、摇杆、第二转轴、滑块摇杆转接座、第一滑动导轨、十字滑块、第二滑动导轨和滑块基座；第一转轴通过轴孔配合安装在光电系统连接板侧面的连杆十字滑块组件安装槽内；摇杆一端通过轴孔配合连接于第一转轴上，另一端通过轴孔配合连接于第二转轴上，摇杆能够相对第一转轴和第二转轴转动；第一转轴和第二转轴相互平行；滑块摇杆转接座上表面的连接耳片通过轴孔配合连接第二转轴；滑块摇杆转接座下表面的连接耳片通过轴孔配合连接至少两根第一滑动导轨，第一滑动导轨与第二转轴相互平行；滑块基座利用连杆十字滑块组件安装孔固定在载体连接基板上，滑块基座上表面的连接耳片通过轴孔配合连接至少两根第二滑动导轨；第二滑动导轨与第一滑动导轨相互之间不平行；十字滑块中开有两组滑孔，其中一组滑孔与第一滑动导轨对应配合，使十字滑块能够在第一滑动导轨上滑动，另一组滑孔与第二滑动导轨对应配合，使十字滑块能够在第二滑动导轨上滑动。...

【技术特征摘要】
1.一种单连杆十字滑块式线性可调刚度无角位移减振平台，其特征在于：包括载体连接基板、连杆十字滑块组件、光电系统连接板和三向可调刚度减振器；所述载体连接基板上开有若干组减振器安装孔和多组连杆十字滑块组件安装孔；所述载体连接基板上还开有载体安装孔；所述光电系统连接板下端面开有若干组减振器安装孔，位置与载体连接基板上的减振器安装孔位置对应；在所述光电系统连接板侧面布置有多组连杆十字滑块组件安装槽，位置与载体连接基板上的多组连杆十字滑块组件安装孔对应；所述光电系统连接板上还开有光电系统连接孔；所述三向可调刚度减振器安装在载体连接基板与光电系统连接板之间，底端连接于载体连接基板，顶端连接于光电系统连接板；所述连杆十字滑块组件包括第一转轴、摇杆、第二转轴、滑块摇杆转接座、第一滑动导轨、十字滑块、第二滑动导轨和滑块基座；第一转轴通过轴孔配合安装在光电系统连接板侧面的连杆十字滑块组件安装槽内；摇杆一端通过轴孔配合连接于第一转轴上，另一端通过轴孔配合连接于第二转轴上，摇杆能够相对第一转轴和第二转轴转动；第一转轴和第二转轴相互平行；滑块摇杆转接座上表面的连接耳片通过轴孔配合连接第二转轴；滑块摇杆转接座下表面的连接耳片通过轴孔配合连接至少两根第一滑动导轨，第一滑动导轨与第二转轴相互平行；滑块基座利用连杆十字滑块组件安装孔固定在载体连接基板上，滑块基座上表面的连接耳片通过轴孔配合连接至少两根第二滑动导轨；第二滑动导轨与第一滑动导轨相互之间不平行；十字滑块中开...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨晓强，孔龙阳，史雷蕾，陶忠，段红建，卜忠红，
申请(专利权)人：西安应用光学研究所，
类型：发明
国别省市：陕西,61