一种无人平台重力仪有限空间低频减振方法技术

本发明专利技术涉及电数字处理技术领域，尤其涉及一种无人平台重力仪有限空间低频减振方法，包括如下步骤：对无人平台重力仪受到的振动进行采集并将振动信息传输给数据处理模块；数据处理模块根据收到的振动信息确定无人平台振动的量级和频带分布，并绘制振动频谱；根据无人平台重力仪振动的量级和频带分布确定减振装置的空间布局及减振器的类型；确定弹簧橡胶减振器的参数

【技术实现步骤摘要】
一种无人平台重力仪有限空间低频减振方法


[0001]本专利技术涉及电数字处理
，尤其涉及一种无人平台重力仪有限空间低频减振方法
。

技术介绍

[0002]常规的海洋重力仪，往往要求按照在水面测量舰船的专用测量舱室，要求舱室条件安静
、
远离动力设备等明显振源，且尽可能靠近载体摇心
。
对于无人艇小型测量载体进行重力测量是将无人平台重力仪安装于无人艇，其吃水浅
、
快速
、
经济
、
安全，可开展多艇协同
、
与母船同步等多种作业方式，覆盖常规水面船难以到达区域，大幅提高作业效率
。
无人机载重力测量则是将无人平台重力仪安装于无人机，其创新作业模式，将空中悬停与连续飞行巧妙结合，可在岛礁
、
冰川
、
密林等难以开展人工作业区域实现快速高精度测量
。
但是无论是以无人艇还是无人机为载体，载体的载荷舱空间都有限，无人平台重力仪的安装区域往往距离发动机较近，振动强烈，如果不进行减振处理，将会严重影响无人平台重力仪重力测量的准确性，并且会降低无人平台重力仪的使用寿命
。
采用传统的双轴稳定平台减振方案仅能隔离载体的角运动，而对于线振动无法隔离，仅能通过外部减振加以抑制，无法保证减振装置体小质轻的基础上，高效衰减载体振动，确保无人平台重力仪的重力敏感器不受振动影响，是本项目的重点研究内容
。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种无人平台重力仪有限空间低频减振方法，减振器采用弹簧橡胶减振器，既能通过弹簧提供弹性支撑，又能通过外部包覆的阻尼橡胶材料提供足够的阻尼，并且针对无人平台重力仪的不同动态特性以及振动频谱的具体分布来设计刚度和胶料的配比，选择减振器的减振频率和阻尼特性，做到与振动输入相匹配，最大程度地衰减外部振动，同时，弹簧橡胶减振器体积小巧，布局灵活，可以最大限度利用载体舱室空间
。
[0004]本专利技术是通过以下技术方案予以实现：
[0005]一种无人平台重力仪有限空间低频减振方法，其包括如下步骤：
S1
：振动传感器对无人平台重力仪受到的振动进行采集并将振动信息传输给数据处理模块；
S2
：数据处理模块根据收到的振动信息确定无人平台振动的量级和频带分布，并绘制振动频谱；
S3
：根据无人平台重力仪振动的量级和频带分布确定减振装置的空间布局及减振器的类型：减振装置安装于无人平台重力仪的腰部且由支撑单元及四个减振器构成，四个减振器分别安装于支撑单元的顶点处，减振器的类型为弹簧橡胶减振器；
[0006]S4
：确定弹簧橡胶减振器的参数，具体包括如下步骤：
S41
：确定无人平台重力仪的运动方程并求解时刻无人平台重力仪的位移；
S42
：确定隔振传递函数，并根据隔振传递函数绘制隔振传递率幅相频率特性曲线；
S43
：确定振动频谱中振动幅值开始增大的时刻为减振装置开始起作用时外界振动的频率，再根据隔振传递率幅相频率特性曲线确定减振装置的固有频率；
S44
：根据减振装置的固有频率确定减振器弹簧劲度系数；
S45
：根据隔振传递率幅相频率特性曲线确定满足谐振放大倍数要求下减振器橡胶材料的阻尼比；
S46
：根据设计的空间布局
、
减振器的类型
、
确定减振器弹簧劲度系数及减振器橡胶材料的阻尼比进行减振器的制作及减振装置的装配
。
[0007]优化的，步骤
S3
中确定的弹簧橡胶减振器包括壳体
、
连接件
、
缓冲橡胶垫
、
橡胶导向套
、
滑套
、
锥形弹簧
、
导向杆
、
阻尼橡胶外皮
、
上螺杆及下螺杆，所述缓冲橡胶垫套安装于壳体内，橡胶导向套套装于缓冲橡胶垫套内，所述下螺杆固定安装于壳体底部，所述滑套滑动的安装于壳体上部，所述阻尼橡胶外皮安装于滑套与连接件之间，所述导向杆上端与连接件连接，导向杆下端伸入到橡胶导向套内，所述锥形弹簧安装于缓冲橡胶垫与连接件之间
。
[0008]进一步，步骤
S41
中无人平台重力仪的运动方程为式（1），求解时刻无人平台重力仪的位移为式（2）：（1）；（2）；其中：表示无人平台重力仪的质量，表示时刻无人平台重力仪的位移，表示时刻无人平台重力仪载体的位移，表示减振装置的阻尼系数，表示减振装置的刚度，表示时刻无人平台重力仪的位移最大幅值，表示时刻无人平台重力仪载体的位移最大幅值，代表虚数，表示外界振动的频率
。
[0009]进一步，步骤
S42
中隔振传递函数为式（3）：（3）；其中：表示隔振传递函数，表示减振装置的固有频率，表示减振器橡胶材料的阻尼比
,
表示外界振动的频率
。
[0010]专利技术的有益效果：本专利技术减振器采用弹簧橡胶减振器，既能通过弹簧提供弹性支撑，又能通过外部包覆的阻尼橡胶材料提供足够的阻尼，并且针对无人平台重力仪的不同动态特性以及振动频谱的具体分布，来设计刚度和胶料的配比，选择减振器的减振频率和阻尼特性，做到与振动输入相匹配，最大程度地衰减外部振动，同时，弹簧橡胶减振器体积小巧，布局灵活，可以最大限度利用载体舱室空间
。
附图说明
[0011]图1是本专利技术流程示意图
。
[0012]图2是本专利技术减振装置的空间布局示意图
。
[0013]图3是本专利技术弹簧橡胶减振器结构示意图
。
[0014]图4是本专利技术隔振传递率幅相频率特性曲线示意图
。
[0015]图中：
1.
支撑单元，
2.
减振器
,21.
下螺杆，
22.
壳体，
23.
滑套，
24.
阻尼橡胶外皮，
25.
连接件，
26.
上螺杆，
27.
锥形弹簧，
28.
导向杆，
29.
橡胶导向套，
30.
缓冲橡胶垫
。
具体实施方式
[0016]一种无人平台重力仪有限空间低频减振方法，其流程图如图1所示，包括如下步骤：
S1
：振动传感器对无人平台重力仪受到的振动进行采集并将振动信息传输给数据处理模块；
S2
：数据处理模块根据收到的振动信息确定无人平台振动的量级和频带分布，并绘制振动频谱；为满足不同类型的无人载体重力测量的需要，在无人机
、
无人艇
、
无人潜器三种载体中，我们可以振动最为恶劣的无本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种无人平台重力仪有限空间低频减振方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1
：振动传感器对无人平台重力仪受到的振动进行采集并将振动信息传输给数据处理模块；
S2
：数据处理模块根据收到的振动信息确定无人平台振动的量级和频带分布，并绘制振动频谱；
S3
：根据无人平台重力仪振动的量级和频带分布确定减振装置的空间布局及减振器的类型：减振装置安装于无人平台重力仪的腰部且由支撑单元及四个减振器构成，四个减振器分别安装于支撑单元的顶点处，减振器的类型为弹簧橡胶减振器；
S4
：确定弹簧橡胶减振器的参数，具体包括如下步骤：
S41
：确定无人平台重力仪的运动方程并求解时刻无人平台重力仪的位移；
S42
：确定隔振传递函数，并根据隔振传递函数绘制隔振传递率幅相频率特性曲线；
S43
：确定振动频谱中振动幅值开始增大的时刻为减振装置开始起作用时外界振动的频率，再根据隔振传递率幅相频率特性曲线确定减振装置的固有频率；
S44
：根据减振装置的固有频率确定减振器弹簧劲度系数；
S45
：根据隔振传递率幅相频率特性曲线确定满足谐振放大倍数要求下减振器橡胶材料的阻尼比；
S46
：根据设计的空间布局
、
减振器的类型
、
确定减振器弹簧劲度系数及减振器橡胶材料的阻尼比进行减振器的制作及减振装置的装配
。2.
根据权利要求1所述的一种无人平台重力仪有限空间低频减振...

【专利技术属性】
技术研发人员：王伟，李城锁，李卓睿，王兴艺，
申请(专利权)人：中国船舶集团有限公司第七，
类型：发明
国别省市：