一种基于磁流变技术的高稳定性零刚度微振动隔振装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于磁流变技术的高稳定性零刚度微振动隔振装置，包括水平隔振支撑架，垂直隔振机构，垂直隔振机构固定于水平隔振支撑架的水平隔振台上，工作台放置于垂直隔振机构的正上方，通过螺杆联接。在水平隔振支撑架中的水平隔振台下方以及垂直隔振机构的中心、所述工作台的下方垂直隔振结构的中心圆环内浇注磁流变液，通过改变电流大小改变液体阻尼。具有超低的水平及垂直方向的固有频率，实现良好的隔振效果，很好的解决了高承载能力和低固有频率的矛盾，整个机构具有高稳定性零刚度的特点，具有极低的振动传递率，具有体积小、结构简单紧凑、性能稳定等优点。

A High Stability and Zero Rigidity Vibration Isolation Device Based on Magnetorheological Technology

【技术实现步骤摘要】
一种基于磁流变技术的高稳定性零刚度微振动隔振装置
本专利技术涉及一种超精密隔振技术，尤其涉及一种基于磁流变技术的高稳定性零刚度微振动隔振装置。
技术介绍
随着科学技术的发展，以光刻机、精密机床、原子力显微镜等为代表的超精密加工及测量设备达到的精度越来越高，应用越来越广泛，需要的测量、加工环境越来越苛刻，由此低频超精密的隔振设备或装置需求也越来越大。低频超精密高稳定性零刚度微振动隔振装置能很好地隔离周围环境的低频微振动，达到隔振的目的，为设备提供比较理想的工作环境。常见的一般减振器采用螺旋钢弹簧、空气弹簧居多，螺旋钢弹簧有高承载能力和对抑制低频振动的要求的矛盾，而对于空气弹簧在满足承载能力的前提下若要实现低频振动的抑制要求需采取增大气室体积等方法，但这对工作空间的要求比较大。中国专利(申请号：201110248147.9)一种超低频精密主动减振器，由负刚度结构与空气弹簧并联组成被动减振单元，由洛伦兹直线作动器构成主动减振单元，能够有效隔离超低频振动，但所需零件较多，结构相对复杂，对加工精度要求相对较高。中国专利(申请号：201310343083.X)提供了一种六自由度主动隔振装置，利用上下平台和六条腿构成史都华并联机构，实现了对六自由度振动的有效衰减。但无法避免主动控制的高成本和传感器的维护等问题。总之，上述公开文献虽能达到隔振目的但对空间的要求，使用寿命及维护方面都不够理想。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于磁流变技术的高稳定性零刚度微振动隔振装置。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：本专利技术的基于磁流变技术的高稳定性零刚度微振动隔振装置，包括水平隔振支撑架、垂直隔振结构，工作台位于所述垂直隔振结构之上，所述垂直隔振结构放置于水平隔振支撑架的水平隔振平台上；所述水平隔振支撑架包括第一竖直桁架、第二竖直桁架、第三竖直桁架、第四竖直桁架、第一水平桁架、第二水平桁架、第三水平桁架、第四水平桁架、底座，所述第一竖直桁架、第二竖直桁架、第三竖直桁架、第四竖直桁架对称的置于底座的四个边角并与所述的第一水平桁架、第二水平桁架、第三水平桁架、第四水平桁架通过第一三角连接块、第二三角连接块、第三三角连接块、第四三角连接块、第五三角连接块、第六三角连接块、第七三角连接块、第八三角连接块用螺栓固定，所述的底座中心上放置中心圆筒，所述中心圆筒内放置线圈并浇筑磁流变液体，其上放置所述水平隔振平台，所述水平隔振平台通过同样长度的第一悬线、第二悬线、第三悬线、第四悬线悬挂并保持水平，所述第一悬线、第二悬线、第三悬线、第四悬线经第一夹线夹、第二夹线夹、第三夹线夹、第四夹线夹固定于所述第一竖直桁架、第二竖直桁架、第三竖直桁架、第四竖直桁架顶端，所述第一悬线、第二悬线、第三悬线、第四悬线为长短可调结构。由上述本专利技术提供的技术方案可以看出，本专利技术实施例提供的基于磁流变技术的高稳定性零刚度微振动隔振装置，具有隔振功能，结构简单，具有较低的固有频率，实现了超稳定性零刚度的特性，能够适应不同的工作环境。可用于原子力显微镜等精密测量设备、光刻机、精密机床等高精度设备的隔振。附图说明图1为本专利技术实施例提供的基于磁流变技术的高稳定性零刚度微振动隔振装置的立体结构示意图；图2为本专利技术实施例中水平隔振支撑架的结构示意图；图3为本专利技术实施例中垂直隔振结构的示意图；图4为本专利技术实施例中弹簧形状示意图；图5为本专利技术实施例中垂直隔振结构的固定底座示意图。图中：1为底座，2a、2b、2c、2d为水平桁架，3a、3b、3c、3d为竖直桁架，4a、4b、4c、4d、4e、4f、4g、4h为三角连接块，5a、5b、5c、5d为夹线夹，6a、6b、6c、6d为竖直悬线，7为水平隔振平台，8为中心圆筒，9为固定底座，10a、10b、10c、10d、10e、10f为高度调整架，11a、11b、11c、11d、11e、11f为弹簧，12a、12b、12c、12d、12e、12f为弹簧夹，13为联接块，14为支撑盖，15为短螺柱，16为长螺柱，17为工作台，18为垫块。具体实施方式下面将对本专利技术实施例作进一步地详细描述。本专利技术实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。本专利技术的基于磁流变技术的高稳定性零刚度微振动隔振装置，其较佳的具体实施方式是：包括水平隔振支撑架、垂直隔振结构，工作台位于所述垂直隔振结构之上，所述垂直隔振结构放置于水平隔振支撑架的水平隔振平台上；所述水平隔振支撑架包括第一竖直桁架、第二竖直桁架、第三竖直桁架、第四竖直桁架、第一水平桁架、第二水平桁架、第三水平桁架、第四水平桁架、底座，所述第一竖直桁架、第二竖直桁架、第三竖直桁架、第四竖直桁架对称的置于底座的四个边角并与所述的第一水平桁架、第二水平桁架、第三水平桁架、第四水平桁架通过第一三角连接块、第二三角连接块、第三三角连接块、第四三角连接块、第五三角连接块、第六三角连接块、第七三角连接块、第八三角连接块用螺栓固定，所述的底座中心上放置中心圆筒，所述中心圆筒内放置线圈并浇筑磁流变液体，其上放置所述水平隔振平台，所述水平隔振平台通过同样长度的第一悬线、第二悬线、第三悬线、第四悬线悬挂并保持水平，所述第一悬线、第二悬线、第三悬线、第四悬线经第一夹线夹、第二夹线夹、第三夹线夹、第四夹线夹固定于所述第一竖直桁架、第二竖直桁架、第三竖直桁架、第四竖直桁架顶端，所述第一悬线、第二悬线、第三悬线、第四悬线为长短可调结构。所述水平隔振平台的下端设有比所述中心圆筒内径小的突台，该凸台恰好盖住装有磁流变液的中心圆筒。所述垂直隔振结构包括固定底座、高度调整架、金属弹簧、弹簧夹、支撑盖、联接块；所述固定底座的下表面中心掏空，上表面设有内圆筒和外圆筒，内圆筒和外圆筒的间隙置有线圈并浇筑磁流变液，所述支撑盖置于磁流变液之上，所述高度调整架共有结构材质相同的六个，均匀地用螺钉固接在所述固定底座的四周，所述金属弹簧共有结构材质相同六个，均匀地用弹簧夹由螺钉固定在所述高度调整架的顶端，所述联接块联接所述金属弹簧的末端、所述支撑盖的上部以及所述工作台并用螺柱及螺钉进行固定。所述底座的中心置有永久磁铁。所述高度调整架的高度采用不同高度的金属块调整高度并保证支撑盖不会触底。在所述水平隔振平台与垂直隔振结构之间放置垫块调整高度，使所述工作台位于与所述夹线夹顶端同一平面。对于水平隔振装置部分，当存在外界激励时，通过向线圈内通入电流，使磁流变液的周围产生磁场，改变磁流变液的粘度，使所述水平隔振平台具有较大的正刚度，保证了装置的稳定性；当不存在外界激励时，撤去磁流变周围的磁场，磁流变液体又变成牛顿流体，具有较低的粘度，使整个水平隔振平台又变为零刚度状态，保证其工作时具有零刚度，有外界激励时，具有较大的刚度，保证其稳定性。对于垂直隔振结构部分，当存在外界激励时，通过向线圈内通入电流，使磁流变液的周围产生磁场，改变磁流变液的粘度，使所述工作台具有较大的正刚度，保证了装置的稳定性；当不存在外界激励时，撤去磁流变周围的磁场，磁流变液体又变成牛顿流体，具有较低的粘度，使整个工作台又变为零刚度状态，保证其工作时具有零刚度，需要外界激励时，具有较大的刚度，保证其稳定性。通过对水平隔振部分和垂直隔振结构部分通入电流产生磁场，保证整个装置的高稳本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于磁流变技术的高稳定性零刚度微振动隔振装置，其特征在于，包括水平隔振支撑架、垂直隔振结构，工作台(17)位于所述垂直隔振结构之上，所述垂直隔振结构放置于水平隔振支撑架的水平隔振平台(7)上；所述水平隔振支撑架包括第一竖直桁架(3a)、第二竖直桁架(3b)、第三竖直桁架(3c)、第四竖直桁架(3d)、第一水平桁架(2a)、第二水平桁架(2b)、第三水平桁架(2c)、第四水平桁架(2d)、底座(1)，所述第一竖直桁架(3a)、第二竖直桁架(3b)、第三竖直桁架(3c)、第四竖直桁架(3d)对称的置于底座(1)的四个边角并与所述的第一水平桁架(2a)、第二水平桁架(2b)、第三水平桁架(2c)、第四水平桁架(2d)通过第一三角连接块(4a)、第二三角连接块(4b)、第三三角连接块(4c)、第四三角连接块(4d)、第五三角连接块(4e)、第六三角连接块(4f)、第七三角连接块(4g)、第八三角连接块(4h)用螺栓固定，所述的底座(1)中心上放置中心圆筒(8)，所述中心圆筒(8)内放置线圈并浇筑磁流变液体，其上放置所述水平隔振平台(7)，所述水平隔振平台(7)通过同样长度的第一悬线(6a)、第二悬线(6b)、第三悬线(6c)、第四悬线(6d)悬挂并保持水平，所述第一悬线(6a)、第二悬线(6b)、第三悬线(6c)、第四悬线(6d)经第一夹线夹(5a)、第二夹线夹(5b)、第三夹线夹(5c)、第四夹线夹(5d)固定于所述第一竖直桁架(3a)、第二竖直桁架(3b)、第三竖直桁架(3c)、第四竖直桁架(3d)顶端，所述第一悬线(6a)、第二悬线(6b)、第三悬线(6c)、第四悬线(6d)为长短可调结构。...

【技术特征摘要】
1.一种基于磁流变技术的高稳定性零刚度微振动隔振装置，其特征在于，包括水平隔振支撑架、垂直隔振结构，工作台(17)位于所述垂直隔振结构之上，所述垂直隔振结构放置于水平隔振支撑架的水平隔振平台(7)上；所述水平隔振支撑架包括第一竖直桁架(3a)、第二竖直桁架(3b)、第三竖直桁架(3c)、第四竖直桁架(3d)、第一水平桁架(2a)、第二水平桁架(2b)、第三水平桁架(2c)、第四水平桁架(2d)、底座(1)，所述第一竖直桁架(3a)、第二竖直桁架(3b)、第三竖直桁架(3c)、第四竖直桁架(3d)对称的置于底座(1)的四个边角并与所述的第一水平桁架(2a)、第二水平桁架(2b)、第三水平桁架(2c)、第四水平桁架(2d)通过第一三角连接块(4a)、第二三角连接块(4b)、第三三角连接块(4c)、第四三角连接块(4d)、第五三角连接块(4e)、第六三角连接块(4f)、第七三角连接块(4g)、第八三角连接块(4h)用螺栓固定，所述的底座(1)中心上放置中心圆筒(8)，所述中心圆筒(8)内放置线圈并浇筑磁流变液体，其上放置所述水平隔振平台(7)，所述水平隔振平台(7)通过同样长度的第一悬线(6a)、第二悬线(6b)、第三悬线(6c)、第四悬线(6d)悬挂并保持水平，所述第一悬线(6a)、第二悬线(6b)、第三悬线(6c)、第四悬线(6d)经第一夹线夹(5a)、第二夹线夹(5b)、第三夹线夹(5c)、第四夹线夹(5d)固定于所述第一竖直桁架(3a)、第二竖直桁架(3b)、第三竖直桁架(3c)、第四竖直桁架(3d)顶端，所述第一悬线(6a)、第二悬线(6b)、第三悬线(6c)、第四悬线(6d)为长短可调结构。2.根据权利要求1所述的基于磁流变技术的高稳定性零刚度微振动隔振装置，其特征在于，所述水平隔振平台(7)的下端设有比所述中心圆筒(8)内径小的突台，该凸台恰好盖住装有磁流变液的中心圆筒(8)。3.根据权利要求1所述的基于磁流变技术的高稳定性零刚度微振动隔振装置，其特征在于，所述垂直隔振结构包括固定底座(9)、高度调整架(10)、金属弹簧(11)、弹簧夹(12)、支撑盖(14)、联接块(13)；所述固定底座(9)的下表面中心掏空，上表面设有内圆筒和外圆筒，内圆筒和外圆筒的间隙置有线圈并浇筑磁流变液，所述支撑盖(14)置于磁流变液之上，所述高度调整架(10)共有结构材质相同的六个...

【专利技术属性】
技术研发人员：张世武，陆鸿达，杨健，孙帅帅，李卫华，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34