一種具有準(zhǔn)零剛度的磁流變液減振平臺(tái)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明設(shè)及一種低頻或超低頻減振平臺(tái)，尤其設(shè)及一種具有準(zhǔn)零剛度的磁流變液 減振平臺(tái)及其控制方法，屬于減振平臺(tái)技術(shù)領(lǐng)域。該減振平臺(tái)在力隔振、運(yùn)動(dòng)隔振方面均有 良好的效果，可廣泛運(yùn)用于車輛、船舶、航空運(yùn)輸領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 隔振是指通過采用附加系統(tǒng)隔離開振源與受控對(duì)象W達(dá)到對(duì)受控對(duì)象的振動(dòng)抑 制的目的?，F(xiàn)代社會(huì)中，人們對(duì)振動(dòng)環(huán)境、產(chǎn)品與結(jié)構(gòu)振動(dòng)特性的要求進(jìn)一步提高，比如測(cè) 量時(shí)光學(xué)隔振平臺(tái)對(duì)高精密光學(xué)儀器的隔振保護(hù)、水下航行潛艇的減振降噪等，都對(duì)隔振 技術(shù)的要求越來越嚴(yán)格。然而，傳統(tǒng)線性隔振器逐漸暴露出一些局限性，例如普通隔振系統(tǒng) 只有在外擾頻率大于隔振器固有頻率的^^/^倍時(shí)才能有隔振效果，處理局部、低頻外擾時(shí)振 動(dòng)控制效果受到結(jié)構(gòu)空間和保證穩(wěn)定性等限制。從隔振原理來說，減振平臺(tái)的固有頻率越 低，隔振效果越好;要降低減振平臺(tái)固有頻率，一方面可W降低減振平臺(tái)等效剛度，但是運(yùn) 通常要受到減振平臺(tái)材料、成本等因素的制約；另一方面可W增大減振平臺(tái)質(zhì)量，運(yùn)樣一來 勢(shì)必造成機(jī)組功率增大，隨之而來的即為機(jī)組振動(dòng)量增大，形成一個(gè)惡性循環(huán)，因此增大隔 振器的質(zhì)量不是提高隔振性能的根本方法。近年來研究表明，準(zhǔn)零剛度隔振系統(tǒng)具有高靜 態(tài)、動(dòng)態(tài)剛度等優(yōu)良特性，可W有效降低系統(tǒng)的固有頻率，能在低頻段有效隔振又能承受較 大載荷。
[0003] 目前現(xiàn)有的準(zhǔn)零剛度減振平臺(tái)，對(duì)大位移振動(dòng)有良好的減振效果，其缺陷是當(dāng)調(diào) 節(jié)到平衡位置后，如果被減振設(shè)備產(chǎn)生微幅振動(dòng)，如0.1-lmm的振動(dòng)，則達(dá)不到預(yù)期的隔振 效果。另一缺陷是僅針對(duì)某一特定承載重量設(shè)計(jì)系統(tǒng)參數(shù)，如果承載重量發(fā)生了變化，隔振 系統(tǒng)就會(huì)偏離原有的準(zhǔn)零剛度工作狀態(tài)，起不到好的隔振效果;在某些應(yīng)用場(chǎng)合(如物流運(yùn) 輸中的減振平臺(tái)），承載重量經(jīng)常變化，傳統(tǒng)的隔振系統(tǒng)不能根據(jù)承載重量的變化，自動(dòng)調(diào) 節(jié)剛度。還有就是結(jié)構(gòu)不夠緊湊，承載量小，無法滿足廣范圍的適用等缺點(diǎn)。
[0004] 為了克服系統(tǒng)剛度和靜態(tài)位移之間的矛盾，隔振系統(tǒng)應(yīng)同時(shí)具有較高的靜態(tài)剛度 和較低的動(dòng)態(tài)剛度，較高的靜態(tài)剛度保證系統(tǒng)承載能力較大，靜態(tài)位移較小;較低的動(dòng)態(tài)剛 度保證系統(tǒng)固有頻率較低，低頻隔振效果較好。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是，現(xiàn)有的準(zhǔn)零剛度減振平臺(tái)對(duì)于微幅震動(dòng)減振效果 較差;對(duì)于承載重量變化的剛度適應(yīng)性調(diào)整較差;結(jié)構(gòu)不夠緊湊、承載量小，適用范圍小。為 解決上述問題，本發(fā)明提供了一種具有較高的靜態(tài)剛度和較低的動(dòng)態(tài)剛度的具有準(zhǔn)零剛度 的磁流變液減振平臺(tái)及其控制方法。
[0006] 本發(fā)明采用W下技術(shù)方案：
[0007] -種具有準(zhǔn)零剛度的磁流變液減振平臺(tái)，其特征在于:包括動(dòng)平臺(tái)機(jī)構(gòu)，外圍固定 平臺(tái)機(jī)構(gòu);所述外圍固定平臺(tái)機(jī)構(gòu)由上固平臺(tái)11、支架5和下固平臺(tái)7組成，通過螺栓螺母固 定，其內(nèi)部是動(dòng)平臺(tái)機(jī)構(gòu);所述動(dòng)平臺(tái)機(jī)構(gòu)包括自上而下依次設(shè)置的雙筒減振器上球較座 1、雙筒磁流變液減振器3、雙筒磁流變液減振器下球較座9、動(dòng)平臺(tái)4、單筒磁流變液減振器 8、單筒磁流變液減振器下球較座6;所述動(dòng)平臺(tái)4上方為貨物放置處10;動(dòng)平臺(tái)通過單筒磁 流變液減振器上球較座12與單筒磁流變液減振器8較接;動(dòng)平臺(tái)4上方通過Ξ個(gè)雙筒磁流變 液減振器3和上固平臺(tái)11相連，動(dòng)平臺(tái)4下方通過一個(gè)單筒磁流變液減振器8和下固平臺(tái)7相 連，動(dòng)平臺(tái)4處于中間位置，上下位置的磁流變液減振器在空間上構(gòu)成了具有準(zhǔn)零剛度的減 振系統(tǒng);所述動(dòng)平臺(tái)4的周邊還均布置多個(gè)位移傳感器或多個(gè)重力傳感器，用于檢測(cè)振動(dòng)方 向并反饋給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)根據(jù)反饋信號(hào)調(diào)整雙筒磁流變液減振器3各阻尼器的電流 值，從而調(diào)整各位置阻尼器的阻尼數(shù)值。
[0008] 進(jìn)一步的，支架5采用弧形結(jié)構(gòu)，上部空間較大，適合安放較大體積的物件。
[0009] 進(jìn)一步的，上固平臺(tái)11下方的Ξ個(gè)雙筒減振器上球較座1均勻分布，兩兩之間與上 固平臺(tái)11的中屯、點(diǎn)共同構(gòu)成120°角。
[0010] 更進(jìn)一步的，動(dòng)平臺(tái)4上方的Ξ個(gè)雙筒磁流變液減振器下球較座9均勻分布，兩兩 之間與動(dòng)平臺(tái)4的中屯、點(diǎn)共同構(gòu)成120°角，下方的單筒磁流變液減振器上球較座12位于動(dòng) 平臺(tái)4的中屯、點(diǎn)。
[0011] 更進(jìn)一步的，下固平臺(tái)7上方的單筒磁流變液減振器下球較座6位于下固平臺(tái)7的 中屯、點(diǎn)。
[0012] 更進(jìn)一步的，下固平臺(tái)7上設(shè)有下固平臺(tái)圓形螺母槽72,用于保護(hù)螺栓螺母組件。
[0013] 本發(fā)明的有益效果在于：
[0014] 1、具有較大的靜剛度和較小動(dòng)態(tài)剛度，因而有良好的低頻或超低頻隔振效果，被 隔振頻率范圍大；
[0015] 2、容易實(shí)現(xiàn)，且結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕；
[0016] 3、雙筒式磁流變液減振器與準(zhǔn)零剛度結(jié)構(gòu)的巧妙組合，優(yōu)化了減振平臺(tái)的性能， 使整個(gè)系統(tǒng)的剛度曲線最優(yōu)，進(jìn)一步減小了隔振系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)剛度，更好的實(shí)現(xiàn)了低頻、寬頻 隔振的目的。
[0017] 4、雙筒式磁流變液減振器可協(xié)同工作，提高了減振平臺(tái)的可靠性，延長了減振平 臺(tái)的使用壽命。
[0018] 5、可承受較大重量的物件，易于實(shí)現(xiàn)工程化。
【附圖說明】
[0019] 圖1是本發(fā)明的示意圖
[0020] 圖2是本發(fā)明的軸測(cè)圖
[0021] 圖3是本發(fā)明的準(zhǔn)零剛度系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖
[0022] 圖4是本發(fā)明的Ξ個(gè)雙筒減振器的力-位移特性曲線 [0023 ]圖5是本發(fā)明的Ξ個(gè)雙筒減振器的剛度-位移特性曲線
[0024] 圖6是本發(fā)明的系統(tǒng)剛度曲線的力與位移關(guān)系圖
[0025] 圖7是本發(fā)明的動(dòng)平臺(tái)機(jī)構(gòu)示意圖
[0026] 圖8是本發(fā)明的動(dòng)平臺(tái)組件示意圖
[0027] 圖9是本發(fā)明的下固平臺(tái)示意圖
[0028] 圖10是本發(fā)明的下固平臺(tái)軸測(cè)圖
[0029] 圖11是本發(fā)明的球較座軸測(cè)圖
[0030] 圖12是本發(fā)明的單筒磁流變液減振器軸向全剖視圖
[0031] 圖13是本發(fā)明的單筒磁流變液減振器中活塞環(huán)軸測(cè)圖
[0032] 圖14是本發(fā)明的雙筒磁流變液減振器軸向全剖視圖
[0033] 圖15是本發(fā)明的雙筒磁流變液減振器軸測(cè)圖
[0034] 圖16是本發(fā)明的雙筒磁流變液減振器中底座軸測(cè)圖
[0035] 圖17是本發(fā)明的雙筒磁流變液減振器中1號(hào)阻尼器活塞組件軸測(cè)圖
[0036] 圖18是本發(fā)明的雙筒磁流變液減振器中1號(hào)阻尼器活塞組件全剖視圖
[0037] 圖19是本發(fā)明的雙筒磁流變液減振器中1號(hào)活塞桿的軸測(cè)圖
[0038] 圖20是本發(fā)明的雙筒磁流變液減振器中2號(hào)阻尼器活塞組件軸測(cè)圖
[0039] 圖21是本發(fā)明的雙筒磁流變液減振器中2號(hào)阻尼器活塞組件全剖視圖
[0040] 上述圖中的標(biāo)記均為：
[0041] 1、雙筒減振器上球較座，2、上固平臺(tái)螺栓螺母，
[0042] 3、雙筒磁流變液減振器，
[0043] 31、2號(hào)阻尼器活塞桿，32、2號(hào)儲(chǔ)液缸，33、2號(hào)補(bǔ)償腔，34、2號(hào)移動(dòng)活塞，35、2號(hào)密 封圈，36、2號(hào)工作腔A，38、2號(hào)外勵(lì)磁線圈，
[0044] 39、2號(hào)活塞組件，
[0045] 391、2號(hào)彈黃支撐杯座，392、2號(hào)碟片彈黃，393、2號(hào)蛇形磁流變液通道，394、柵格 支撐架，395、第二活塞環(huán)，
[0046] 310、2號(hào)工作腔B，311、永磁環(huán)，
[0047] 312、2號(hào)中屯、勵(lì)磁線圈，
[004引 3121、2號(hào)環(huán)形磁流變液通道，
[0049] 313、2號(hào)工作腔C，314、2號(hào)阻尼器蓋，315、阻尼減振器底座，316、1號(hào)阻尼器蓋， 317、1號(hào)工作腔D，
[0化0] 318、1號(hào)活塞組件，
[0化1 ] 3181、1號(hào)管形磁流變液通道，3182、1號(hào)蛇形磁流變液通道，3183、1號(hào)碟片彈黃， 3184、1號(hào)彈黃支撐杯座，
[0化2] 319、1號(hào)內(nèi)勵(lì)磁線圈，320、1號(hào)外勵(lì)磁線圈，321、1號(hào)工作腔E，322、l號(hào)移動(dòng)活塞， 323、1號(hào)密封圈，324、1號(hào)補(bǔ)償腔，325、1號(hào)儲(chǔ)液缸，326、1號(hào)阻尼器活塞桿，
[0053] 4、動(dòng)平臺(tái)，5、支架，6、單筒減振器下球較座，
[0054] 61、球較座球型槽，62、球較座螺栓孔，
[0化5] 7、下固平臺(tái)，
[0056] 71、下固平臺(tái)螺栓孔，72、下固平臺(tái)圓形螺母槽，73、下固平臺(tái)加強(qiáng)筋，
[0057] 8、單筒磁流變液減振器，
[005引801、單筒減振器活塞桿，802、單筒減振器工作腔A，803、單筒減振器勵(lì)磁線圈， 804、單筒減振器工作腔B，805、單筒減振器移動(dòng)活塞，806、單筒減振器蓋，807、單筒減振器 彈黃，808、單筒減振器密封圈，809、單筒減振器流體間隙，810、單筒減振器活塞環(huán)，811、單 筒減振器儲(chǔ)液缸，
[0059] 9、雙筒減振器下球較座，
[0060] 91、雙筒減振器下球較座螺栓，92、雙筒減振器下球較座球型槽
[0061] 10、貨物放置處，11、上固平臺(tái)，12、單筒減振器上球較座，13、單筒減振器上球較座 螺栓。
【具體實(shí)施方式】
[0062] 下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0063] 如圖1、2所示，本實(shí)例提供了一種具有準(zhǔn)零剛度的磁流變液減振平臺(tái)包括雙筒減 振器上球較座1、上固平臺(tái)螺栓螺母2、雙筒磁流變液減振器3、動(dòng)平臺(tái)4、支架5、單筒磁流變 液減振器下球較座6、下固平臺(tái)7、單筒磁流變液減振器8、雙筒磁流變液減振器下球較座9、 貨物放置處10、上固平臺(tái)11、單筒磁流變液減振器上球較座12、單筒磁流變液減振器上球較 座螺栓13。外圍的固定平臺(tái)機(jī)構(gòu)由上固平臺(tái)11、支架5和下固平臺(tái)7組成，通過螺栓螺母固 定；內(nèi)部是動(dòng)平臺(tái)機(jī)構(gòu)，由Ξ個(gè)雙筒磁流變液減振器9、一個(gè)動(dòng)平臺(tái)4、一個(gè)單筒磁流變液減 振器8和若干球較座組成，動(dòng)平臺(tái)上方通過Ξ個(gè)雙筒磁流變液減振器3和上固平臺(tái)11相連， 由于雙筒磁流變液減振器3具有較大的抗拉伸、壓縮能力，且可適用的力的范圍較大，所W 該減振平臺(tái)能夠承受較大重量的物件，動(dòng)平臺(tái)4下方通過一個(gè)單筒磁流變液減振器8和下固 平臺(tái)7相連，動(dòng)平臺(tái)4處于中間位置，上下位置的磁流變液減振器