專利名稱：一種液壓振動主動隔離平臺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于精密機(jī)械領(lǐng)域，具體涉及一種液壓振動主動隔離平臺。
背景技術(shù)：
隨著車載、船舶光學(xué)設(shè)備及激光瞄準(zhǔn)設(shè)備等的精度越來越高，來自外部的振動信 號正逐漸成為影響這些設(shè)備精度的重要因素之一。由于車輛及船舶的工作環(huán)境復(fù)雜，在其 上安裝的光學(xué)及激光設(shè)備等有效載荷一直處于振動之中，這就使得車輛或船舶在行駛過程 中，尤其是在進(jìn)行遠(yuǎn)距離觀測的情況下，振動引起的很小角度偏差就會導(dǎo)致錯失目標(biāo)。因此 在這些光學(xué)、激光設(shè)備與車船之間往往需要安裝隔振裝置，以提高光學(xué)設(shè)備的觀測精度和 激光設(shè)備的瞄準(zhǔn)精度，對能承載這類設(shè)備的大負(fù)載振動主動隔離平臺的需求也日益迫切。傳統(tǒng)的被動隔振裝置對高頻小振幅振動的隔離效果較好，對低頻大振幅振動則很 難進(jìn)行隔離，近年來國內(nèi)外研制的主動隔振裝置大都集中在高精度小型設(shè)備振動隔離方 面，如文獻(xiàn):A COMPUTATIONALLY EFFICIENT ALGORITHM FOR DISTURBANCE CANCELLATIONTO MEET THE REQUIREMENTS FOR OPTICAL PAYL0ADS IN SATELLITES 中描述的 PPH 平臺，使用 了音圈電機(jī)作為主動元件，最大行程只有5mm左右，單根作動器承力上限只有70N。而大型 光學(xué)觀察設(shè)備及激光瞄準(zhǔn)設(shè)備質(zhì)量通常在50kg以上，面臨的振動環(huán)境振幅通常在em量級， 現(xiàn)有的主動隔振裝置在大行程大負(fù)載工況下很少有實(shí)際應(yīng)用。
發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提出一種液壓振動主動隔離平臺，該隔離平 臺為車載及艦載光學(xué)觀察及激光瞄準(zhǔn)等技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域提供一種具有六自由度大范圍振動 隔離能力的主動隔振平臺，以彌補(bǔ)傳統(tǒng)隔振平臺難以對低頻大振幅振動進(jìn)行隔離的不足。本發(fā)明提出的一種液壓振動主動隔離平臺，包括上平臺、下平臺、兩自由度虎克 鉸、三自由度虎克鉸和液壓主動作動桿。所述的下平臺優(yōu)選為平面人字型結(jié)構(gòu)以減輕重量，下平臺的邊緣處按中心對稱的 設(shè)置有下基座A、下基座B和下基座C，下基座A、下基座B和下基座C通過螺栓連接于下平 臺上，下基座A上設(shè)置有定心孔a和定心孔b，下基座B上設(shè)置有定心孔c和定心孔d，下基 座C上設(shè)置有定心孔e和定心孔f，且定心孔a、定心孔b、定心孔C、定心孔d、定心孔e和 定心孔f沿下平臺按周向順序分布。所述的上平臺優(yōu)選為圓盤狀結(jié)構(gòu)，上平臺的邊緣處按 中心對稱的設(shè)置有上基座A、上基座B和上基座C，上基座A、上基座B和上基座C通過螺栓 連接于上平臺上。上基座A上設(shè)置有定心孔AlOll和定心孔B，上基座B上設(shè)置有定心孔C 和定心孔D，上基座C上設(shè)置有定心孔E和定心孔F，且定心孔AlOl 1、定心孔B、定心孔C、定 心孔D、定心孔E和定心孔F沿上平臺按周向順序分布。所述的三自由度虎克鉸、兩自由度虎克鉸和液壓主動作動桿分別有六個。連接關(guān) 系為每個三自由度虎克鉸的上鉸座與液壓主動作動桿的外缸均使用螺栓進(jìn)行同心連接， 每個兩自由度虎克鉸通過鉸座環(huán)B與液壓主動作動桿的內(nèi)缸均使用螺栓同心連接；三自由度虎克鉸的基座盤與下基座A的定心孔b使用螺釘連接，兩自由度虎克鉸的上鉸座與上基 座A的定心孔a所在面使用螺釘連接，其余五個兩自由度虎克鉸和三自由度虎克鉸均通過 相同的方法分別與上基座A的定心孔b所在面和下基座B的定心孔c進(jìn)行連接、上基座B的 定心孔c所在面與下基座B的定心孔d連接、上基座B的定心孔d所在面與下基座C的定 心孔e連接、上基座C的定心孔e所在面與下基座C的定心孔f連接、上基座C的定心孔f 所在面與下基座A的定心孔a連接，最終使上平臺與下平臺之間順次連接有六組兩自由度 虎克鉸、液壓主動作動桿和三自由度虎克鉸。所述兩自由度虎克鉸包括上鉸座，鉸座環(huán)A7、鉸座環(huán)B、角接觸軸承、鉸座端蓋、預(yù) 緊螺釘和虎克鉸十字軸，能提供兩個轉(zhuǎn)動自由度。所述的虎克鉸十字軸的四個軸端分別與 鉸座環(huán)A和鉸座環(huán)B的軸承安裝孔相連接，并在鉸座環(huán)A/鉸座環(huán)B的軸承安裝孔與虎克鉸 十字軸的四個軸端的連接處套接有四個角接觸軸承。鉸座環(huán)A和鉸座環(huán)B的側(cè)表面分別通 過預(yù)緊螺釘固定鉸座端蓋。鉸座環(huán)A的鉸座連接臂上固定有上鉸座，上鉸座的上表面用于 與上平臺的上基座的安裝孔相連接。所述的鉸座端蓋為法蘭盤結(jié)構(gòu)，中心有中空圓柱凸臺， 鉸座端蓋的法蘭盤表面具有三個通孔A，用于安裝預(yù)緊螺釘。通過預(yù)緊兩側(cè)的虎克鉸預(yù)緊螺 栓，可使鉸座端蓋向內(nèi)施壓，將一對角接觸軸承的外框壓緊，消除軸承間隙，實(shí)現(xiàn)虎克鉸十 字軸的兩個轉(zhuǎn)動自由度的無間隙傳動。所述的鉸座環(huán)A7和鉸座環(huán)B的兩側(cè)分別具有軸承 安裝孔，兩個軸承安裝孔的軸向外壁通過鉸座連接臂平行連接，且每個軸承安裝孔上分別 具有三個通孔B，用于實(shí)現(xiàn)與鉸座端蓋的連接。所述三自由度虎克鉸為提供三個轉(zhuǎn)動自由度的鉸鏈。同樣通過采用下轉(zhuǎn)臺角接觸 軸承預(yù)緊的方法消除軸承間隙，達(dá)到承載力大、精度高的效果。三自由度虎克鉸是在兩自由度虎克鉸的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的，三自由度虎克鉸通過在兩 自由度虎克鉸的鉸座環(huán)B的下表面連接有轉(zhuǎn)臺構(gòu)成。下轉(zhuǎn)臺與兩自由度虎克鉸部分通過連 接叉聯(lián)接在一起，共形成三個獨(dú)立的轉(zhuǎn)動自由度。所述的下轉(zhuǎn)臺由基座盤、基座蓋、下轉(zhuǎn)臺預(yù)緊螺釘、壓緊螺母、連接叉、下轉(zhuǎn)臺角接 觸軸承和軸承墊片組成。所述基座盤中心具有通孔C，通孔C下方具有凸臺A，所述的下轉(zhuǎn)臺 角接觸軸承為兩個，外徑與基座盤的通孔C直徑相等，兩個下轉(zhuǎn)臺角接觸軸承順次同軸裝 配于基座盤的通孔C內(nèi)，中間加裝有軸承墊片，兩個下轉(zhuǎn)臺角接觸軸承通過基座盤的凸臺A 卡裝在基座盤的通孔C中。所述的基座蓋為中心具有通孔D，下表面具有凸臺B的法蘭結(jié) 構(gòu)，凸臺外徑等于基座盤的通孔C的直徑，基座蓋四周具有螺釘沉孔(優(yōu)選為四個)，使用下 轉(zhuǎn)臺預(yù)緊螺釘將基座蓋安裝在基座盤的上表面上，使基座蓋的凸臺B將位于通孔C中的下 轉(zhuǎn)臺角接觸軸承的外框并壓緊在凸臺A上，實(shí)現(xiàn)了間隙的消除。所述的連接叉的叉端依次 穿過基座蓋的通孔D、基座盤的通孔C和下轉(zhuǎn)臺角接觸軸承的內(nèi)框，并用壓緊螺母將連接叉 叉端的邊緣固定在最靠近凸臺A的下轉(zhuǎn)臺角接觸軸承內(nèi)框上，從而實(shí)現(xiàn)了一個獨(dú)立的轉(zhuǎn)動 自由度。連接叉的上部通過與兩自由度虎克鉸的鉸座環(huán)連接臂安裝，組成三自由度虎克鉸， 以此實(shí)現(xiàn)兩個獨(dú)立轉(zhuǎn)動自由度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)三個獨(dú)立轉(zhuǎn)動自由度的無間隙傳動。所述的三自 由度虎克鉸的基座盤的凸臺A的端面與下平臺的下基座進(jìn)行連接。所述液壓主動作動桿是 一種基于液壓設(shè)備的大承載力的振動主動隔離桿，可對中低頻振動進(jìn)行主動隔離。所述的液壓主動作動桿是在現(xiàn)有液壓技術(shù)的基礎(chǔ)上加裝位置傳感器和加速度傳 感器，液壓主動作動桿包括內(nèi)缸、外缸、液壓伺服閥及位置傳感器、加速度傳感器A和加速度傳感器B。其中內(nèi)缸和外缸構(gòu)成液壓缸。所述的加速度傳感器A通過螺釘安裝于外缸的 頂部，加速度傳感器B安裝在內(nèi)缸頂部部件上，所述的位置傳感器安裝于外缸一側(cè)，軸向與 外缸軸向平行。液壓主動作動桿在運(yùn)行時，內(nèi)缸在上，外缸在下，內(nèi)缸相對外缸上下運(yùn)動，抵 消由外缸傳來的振動，使內(nèi)缸頂部及與其通過兩自由度虎克鉸相連的上平臺保持穩(wěn)定。本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)在于1、本發(fā)明提出的一種液壓振動主動隔離平臺，具有六自由度運(yùn)動能力，可以進(jìn)行 全方位的振動隔離和抑制。2、本發(fā)明提出的一種液壓振動主動隔離平臺，液壓主動作動桿作為主動部件，響 應(yīng)速度快、定位精度高、承載能力強(qiáng)，因此可使液壓振動主動隔離平臺在大負(fù)載情況下對大 振幅振動進(jìn)行有效隔離和抑制。3、本發(fā)明提出的一種液壓振動主動隔離平臺，采用了預(yù)緊消隙技術(shù)設(shè)計(jì)了兩自由 度虎克鉸和三自由度虎克鉸，消除了鉸鏈間隙，使得液壓振動主動隔離平臺運(yùn)動精度更高。4、本發(fā)明提出的一種液壓振動主動隔離平臺，由于液壓主動作動桿作為主動部件 的行程較大，因此使得液壓振動主動隔離平臺在提供振動隔離的同時還能提供一定范圍內(nèi) 全空間任意方向的指向，使液壓振動主動隔離平臺具有更大的應(yīng)用空間。
圖1 本發(fā)明提出的一種液壓振動主動隔離平臺的等軸視圖；圖2 本發(fā)明提出的一種液壓振動主動隔離平臺的俯視圖；圖3 本發(fā)明提出的一種液壓振動主動隔離平臺的下平臺的等軸視圖；圖4 本發(fā)明提出的一種液壓振動主動隔離平臺的上平臺的底視圖；圖5 本發(fā)明提出的一種液壓振動主動隔離平臺的兩自由度虎克鉸的爆炸圖；圖6 本發(fā)明提出的一種液壓振動主動隔離平臺的兩自由度虎克鉸的主視圖；圖7 本發(fā)明提出的一種液壓振動主動隔離平臺的兩自由度虎克鉸的主視圖A-A 剖視圖；圖8 本發(fā)明提出的一種液壓振動主動隔離平臺的三自由度虎克鉸的等軸視圖；圖9 本發(fā)明提出的一種液壓振動主動隔離平臺的三自由度虎克鉸的主視圖；圖10 本發(fā)明提出的一種液壓振動主動隔離平臺的三自由度虎克鉸的主視圖A-A 剖視圖；圖11 本發(fā)明提出的一種液壓振動主動隔離平臺中虎克鉸十字軸的等軸視圖；圖12 本發(fā)明提出的一種液壓振動主動隔離平臺的液壓主動作動桿的等軸視圖。圖中1-上平臺2-下平臺3-兩自由度虎克鉸 4-三自由
度虎克鉸5-液壓主動作動桿 釘9-鉸座端蓋
叉13-基座蓋
6-上鉸座
10-角接觸軸承 11-虎克鉸十字軸 12-連接
14-下轉(zhuǎn)臺預(yù)緊螺釘15-基座盤
7-鉸座環(huán)A
8-預(yù)緊螺
16-壓緊螺母17-下轉(zhuǎn)臺角接觸軸承 度傳感器A21-夕卜紅 環(huán)B25-加速度傳感器B
基座C1011-定心孔 A 心孔D1031-定心孔 E
基座B203-下基座 C 心孔c2022-定心孔 d
18-軸承墊片
2011-定心孔a
22-位移傳感器 23-液壓伺服閥
1012-定心孔B
2031-定心孔e
101-上基座A
1032-定心孔F
19-內(nèi)缸
2012定心孔b
1021-定心孔C
2032-定心孔f
201-下基座A
102-上基座B
20-加速
24-鉸座
2021-定
1022-定
202-下103-上
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明做出詳細(xì)說明。本發(fā)明提出的一種液壓振動主動隔離平臺，如圖1和圖2所示，包括上平臺1、下平 臺2、兩自由度虎克鉸3、三自由度虎克鉸4和液壓主動作動桿5。所述的下平臺2優(yōu)選為平面人字型結(jié)構(gòu)以減輕重量，如圖3所示，下平臺2的邊緣 處按中心對稱的設(shè)置有下基座A201、下基座B202和下基座C203，下基座A201、下基座B202 和下基座C203通過螺栓連接于下平臺2上，下基座A201上設(shè)置有定心孔a2011和定心孔 b2012，下基座B202上設(shè)置有定心孔c2021和定心孔d2022，下基座C203上設(shè)置有定心孔 e2031和定心孔f2032，且定心孔a2011、定心孔b2012、定心孔c2021、定心孔d2022、定心孔 e2031和定心孔f2032沿下平臺2按周向順序分布。所述的上平臺1優(yōu)選為圓盤狀結(jié)構(gòu)，如 圖4所示，上平臺1的邊緣處按中心對稱的設(shè)置有上基座A101、上基座B102和上基座C103， 上基座A101、上基座B102和上基座C103通過螺栓連接于上平臺1上。上基座AlOl上設(shè) 置有定心孔AlOll和定心孔B1012，上基座B102上設(shè)置有定心孔C1021和定心孔D1022，上 基座C103上設(shè)置有定心孔E1031和定心孔F1032,且定心孔A1011、定心孔B1012、定心孔 C1021、定心孔D1022、定心孔E1031和定心孔F1032沿上平臺1按周向順序分布。通過設(shè)計(jì) 定心孔的尺寸，簡化了兩自由度虎克鉸3、三自由度鉸4與上平臺1、下平臺2間的連接，使 結(jié)構(gòu)尺寸更小，確保連接緊密。所述的三自由度虎克鉸4、兩自由度虎克鉸3和液壓主動作動桿5分別有六個。連 接關(guān)系為每個三自由度虎克鉸4的上鉸座6與液壓主動作動桿5的外缸21均使用螺栓進(jìn) 行同心連接，每個兩自由度虎克鉸3通過鉸座環(huán)B24與液壓主動作動桿5的內(nèi)缸19均使用 螺栓同心連接；三自由度虎克鉸4的基座盤15與下基座A201的定心孔b2012使用螺釘連 接，兩自由度虎克鉸3的上鉸座6與上基座AlOl的定心孔a2011所在面使用螺釘連接，其 余五個兩自由度虎克鉸3和三自由度虎克鉸4均通過相同的方法分別與上基座AlOl的定 心孔b2012所在面和下基座B202的定心孔c2021進(jìn)行連接、與上基座B102的定心孔c2021所在面和下基座B202的定心孔d2022連接、上基座B102的定心孔d2022所在面與下基座 C203的定心孔e2031連接、上基座C103的定心孔e2031所在面與下基座C203的定心孔 f2032連接、上基座C103的定心孔f2032所在面與下基座A201的定心孔a2011連接，最終 使上平臺1與下平臺2之間順次連接有六組兩自由度虎克鉸3、液壓主動作動桿5和三自由 度虎克鉸4。所述兩自由度虎克鉸3，如圖5、圖6、圖7和圖11所示，包括上鉸座6，鉸座環(huán)A7、 鉸座環(huán)B24、角接觸軸承10、鉸座端蓋9、預(yù)緊螺釘8和虎克鉸十字軸11，能提供兩個轉(zhuǎn)動自 由度。所述的虎克鉸十字軸11的四個軸端分別與鉸座環(huán)A7和鉸座環(huán)BM的軸承安裝孔相 連接，并在鉸座環(huán)A7/鉸座環(huán)BM的軸承安裝孔與虎克鉸十字軸11的四個軸端的連接處套 接有四個角接觸軸承10。鉸座環(huán)A7和鉸座環(huán)B24的側(cè)表面分別通過預(yù)緊螺釘8固定鉸座 端蓋9。鉸座環(huán)A7的鉸座連接臂上固定有上鉸座6，上鉸座6的上表面用于與上平臺1的 上基座的安裝孔相連接。所述的鉸座端蓋9為法蘭盤結(jié)構(gòu)，中心有中空圓柱凸臺，鉸座端蓋 9的法蘭盤表面具有三個通孔A，用于安裝預(yù)緊螺釘8。通過預(yù)緊兩側(cè)的虎克鉸預(yù)緊螺栓，可 使鉸座端蓋9向內(nèi)施壓，將一對角接觸軸承10的外框壓緊，消除軸承間隙，實(shí)現(xiàn)虎克鉸十字 軸11的兩個轉(zhuǎn)動自由度的無間隙傳動。所述的鉸座環(huán)A7和鉸座環(huán)BM的兩側(cè)分別具有軸 承安裝孔，兩個軸承安裝孔的軸向外壁通過鉸座連接臂平行連接，且每個軸承安裝孔上分 別具有三個通孔B，用于實(shí)現(xiàn)與鉸座端蓋9的連接。所述三自由度虎克鉸4為提供三個轉(zhuǎn)動自由度的鉸鏈。同樣通過采用下轉(zhuǎn)臺角接 觸軸承17預(yù)緊的方法消除軸承間隙，達(dá)到承載力大、精度高的效果。三自由度虎克鉸4是在兩自由度虎克鉸3的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的，三自由度虎克鉸4通 過在兩自由度虎克鉸3的鉸座環(huán)B24的下表面連接有轉(zhuǎn)臺構(gòu)成，如圖8、圖9和圖10所示。 下轉(zhuǎn)臺與兩自由度虎克鉸3部分通過連接叉12聯(lián)接在一起，共形成三個獨(dú)立的轉(zhuǎn)動自由 度。所述的下轉(zhuǎn)臺由基座盤15、基座蓋13、下轉(zhuǎn)臺預(yù)緊螺釘14、壓緊螺母16、連接叉 12、下轉(zhuǎn)臺角接觸軸承17和軸承墊片18組成，如圖9和圖10所示。所述基座盤15中心具 有通孔C，通孔C下方具有凸臺A，所述的下轉(zhuǎn)臺角接觸軸承17為兩個，外徑與基座盤15的 通孔C直徑相等，兩個下轉(zhuǎn)臺角接觸軸承17順次同軸裝配于基座盤15的通孔C內(nèi)，中間加 裝有軸承墊片18，兩個下轉(zhuǎn)臺角接觸軸承17通過基座盤15的凸臺A卡裝在基座盤15的 通孔C中。所述的基座蓋13為中心具有通孔D，下表面具有凸臺B的法蘭結(jié)構(gòu)，凸臺B外 徑等于基座盤15的通孔C的直徑，基座蓋13四周具有螺釘沉孔(優(yōu)選為四個)，使用下轉(zhuǎn) 臺預(yù)緊螺釘14將基座蓋13安裝在基座盤15的上表面上，使基座蓋13的凸臺B將位于通 孔C中的下轉(zhuǎn)臺角接觸軸承17的外框并壓緊在凸臺A上，實(shí)現(xiàn)了間隙的消除。所述的連接 叉12的叉端依次穿過基座蓋13的通孔D、基座盤15的通孔C和下轉(zhuǎn)臺角接觸軸承17的內(nèi) 框，并用壓緊螺母16將連接叉12叉端的邊緣固定在最靠近凸臺A的下轉(zhuǎn)臺角接觸軸承17 內(nèi)框上，從而實(shí)現(xiàn)了一個獨(dú)立的轉(zhuǎn)動自由度。連接叉12的上部通過與兩自由度虎克鉸3的 鉸座環(huán)連接臂安裝，組成三自由度虎克鉸4，以此實(shí)現(xiàn)兩個獨(dú)立轉(zhuǎn)動自由度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)三個 獨(dú)立轉(zhuǎn)動自由度的無間隙傳動。所述的三自由度虎克鉸4的基座盤15的凸臺A的端面與 下平臺2的下基座進(jìn)行連接。所述液壓主動作動桿5是一種基于液壓設(shè)備的大承載力的振動主動隔離桿，可對中低頻振動進(jìn)行主動隔離，如圖12所示。所述的液壓主動作動桿5是在現(xiàn)有液壓技術(shù)的基 礎(chǔ)上加裝位置傳感器22和加速度傳感器，液壓主動作動桿5包括內(nèi)缸19、外缸21、液壓伺 服閥23及位置傳感器22、加速度傳感器A20和加速度傳感器B25。其中內(nèi)缸19和外缸21 構(gòu)成液壓缸。所述的加速度傳感器A20通過螺釘安裝于外缸21的頂部，加速度傳感器B25 安裝在內(nèi)缸19頂部零件上，所述的位置傳感器22安裝于外缸一側(cè)，軸向與外缸21軸向平 行。液壓主動作動桿5在運(yùn)行時，內(nèi)缸19在上，外缸21在下，內(nèi)缸19相對外缸21上下運(yùn) 動，抵消由外缸21傳來的振動，使內(nèi)缸19頂部及與其通過兩自由度虎克鉸3相連的上平臺 1保持穩(wěn)定。加速度傳感器A20和加速度傳感器B25用于采集液壓振動主動隔離平臺的液 壓主動作動桿桿向的誤差加速度信號和參考加速度信號，位移傳感器用于采集實(shí)際桿長信 號。由于使用了液壓驅(qū)動裝置，且使用了消除間隙的兩自由度虎克鉸3和三自由度虎 克鉸4，因此該平臺具有承載力大、精度高、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。兩自由度虎克鉸3和三自由度 虎克鉸4均采用了預(yù)緊消隙技術(shù)，保證平臺運(yùn)動時精度不會受到鉸鏈間隙的影響。通過六根液壓主動作動桿5的伸縮運(yùn)動，上平臺1可實(shí)現(xiàn)三自由度平動和三自由 度轉(zhuǎn)動運(yùn)動，當(dāng)這六個自由度上的運(yùn)動與下平臺2傳來的運(yùn)動方向相反時，即可實(shí)現(xiàn)全方 位的振動隔離效果，使上平臺1擁有穩(wěn)定的工作環(huán)境，大大提高安裝在上平臺1上的光學(xué)設(shè) 備及激光設(shè)備的精度。本發(fā)明提出的一種液壓振動主動隔離平臺，具有六自由度運(yùn)動能力，可以進(jìn)行全 方位的振動隔離和抑制。其液壓主動作動桿5響應(yīng)速度快，定位精度高，承載能力強(qiáng)，因此 可使液壓振動主動隔離平臺在大負(fù)載情況下對高頻、大振幅振動進(jìn)行有效隔離和抑制。所述的液壓主動作動桿5內(nèi)缸19和液壓主動作動桿5外缸21直徑優(yōu)選為10 15mm和25 30mm，液壓主動作動桿5總行程50 60mm，內(nèi)部采用間隙密封，空載固有頻率 大于IOOHz。所述的液壓伺服閥23額定流量20L/min，額定電流40mA，額定加油壓力6MPa。 位置傳感器22與液壓缸配套。加速度傳感器A20和加速度傳感器B25優(yōu)選為朗斯(Lance) 公司的LC108型(內(nèi)裝IC)傳感器，其靈敏度為500mV/g，量程為10g，諧振頻率16Hz，分辨 率為 0. 00004g。所述的上平臺1優(yōu)選使用硬鋁合金加工，下平臺2優(yōu)選使用45號鋼加工。該液壓 振動隔離平臺總質(zhì)量約為50kg，下平臺2的外接圓半徑不大于410mm，承載能力大于200Kg。
權(quán)利要求
1.一種液壓振動主動隔離平臺，其特征在于包括上平臺、下平臺、兩自由度虎克鉸、 三自由度虎克鉸和液壓主動作動桿；所述的下平臺的邊緣處按中心對稱的設(shè)置有下基座 A、下基座B和下基座C，下基座A上設(shè)置有定心孔a和定心孔b，下基座B上設(shè)置有定心孔 c和定心孔d，下基座C上設(shè)置有定心孔e和定心孔f ；上平臺的邊緣處按中心對稱的設(shè)置 有上基座A、上基座B和上基座C，上基座A上設(shè)置有定心孔A和定心孔B，上基座B上設(shè)置 有定心孔C和定心孔D，上基座C上設(shè)置有定心孔E和定心孔F ；所述的三自由度虎克鉸、兩自由度虎克鉸和液壓主動作動桿分別有六個；每個三自由 度虎克鉸的上鉸座與液壓主動作動桿的外缸均同心連接，每個兩自由度虎克鉸通過鉸座環(huán) B與液壓主動作動桿的內(nèi)缸均同心連接 ’三自由度虎克鉸的基座盤與下基座A的定心孔b 進(jìn)行連接，兩自由度虎克鉸的上鉸座與上基座A的定心孔a所在面進(jìn)行連接，其余五個兩自 由度虎克鉸和三自由度虎克鉸均通過相同的方法分別與上基座A的定心孔b所在面和下基 座B的定心孔c進(jìn)行連接、上基座B的定心孔c所在面與下基座B的定心孔d連接、上基座 B的定心孔d所在面與下基座C的定心孔e連接、上基座C的定心孔e所在面與下基座C的 定心孔f連接、上基座C的定心孔f所在面與下基座A的定心孔a連接，最終使上平臺與下 平臺之間順次連接有六組兩自由度虎克鉸、液壓主動作動桿和三自由度虎克鉸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液壓振動主動隔離平臺，其特征在于所述兩自由度虎 克鉸，包括上鉸座、鉸座環(huán)A、鉸座環(huán)B、角接觸軸承、鉸座端蓋、預(yù)緊螺釘和虎克鉸十字軸， 所述的虎克鉸十字軸的四個軸端分別與鉸座環(huán)A和鉸座環(huán)B的軸承安裝孔相連接，并在鉸 座環(huán)A和鉸座環(huán)B的軸承安裝孔與虎克鉸十字軸的四個軸端的連接處套接有四個角接觸軸 承；鉸座環(huán)A和鉸座環(huán)B的側(cè)表面分別通過預(yù)緊螺釘固定鉸座端蓋；鉸座環(huán)A的鉸座連接臂 上固定有上鉸座。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種液壓振動主動隔離平臺，其特征在于所述的兩自由度 虎克鉸的鉸座環(huán)B的下表面連接下轉(zhuǎn)臺構(gòu)成三自由度虎克鉸，所述的下轉(zhuǎn)臺包括基座盤、 基座蓋、下轉(zhuǎn)臺預(yù)緊螺釘、壓緊螺母、連接叉、下轉(zhuǎn)臺角接觸軸承和軸承墊片；所述基座盤中 心具有通孔C，通孔C下方具有凸臺A，所述的下轉(zhuǎn)臺角接觸軸承為兩個，外徑與基座盤的 通孔C直徑相等，兩個下轉(zhuǎn)臺角接觸軸承順次同軸裝配于基座盤的通孔中，兩個下轉(zhuǎn)臺角 接觸軸承間加裝有軸承墊片；所述的基座蓋為中心具有通孔D、下表面具有凸臺B的法蘭結(jié) 構(gòu)，凸臺外徑等于基座盤的通孔C的直徑，通過下轉(zhuǎn)臺預(yù)緊螺釘將基座蓋安裝在基座盤的 上表面上，并使基座蓋的凸臺B將位于通孔C中的下轉(zhuǎn)臺角接觸軸承的外框壓緊在凸臺A 上；所述的連接叉的叉端依次穿過基座蓋的通孔D、基座盤的通孔C和下轉(zhuǎn)臺角接觸軸承的 內(nèi)框，并用壓緊螺母將叉端的邊緣固定在靠近凸臺A的下轉(zhuǎn)臺角接觸軸承的內(nèi)框上；連接 叉的上部通過與兩自由度虎克鉸的鉸座環(huán)連接臂進(jìn)行安裝，組成三自由度虎克鉸。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種液壓振動主動隔離平臺，其特征在于所述的鉸座端蓋 為法蘭盤結(jié)構(gòu)，中心有中空圓柱凸臺，鉸座端蓋的法蘭盤表面具有三個通孔A，用于安裝預(yù) 緊螺釘。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種液壓振動主動隔離平臺，其特征在于所述的鉸座環(huán)A 和鉸座環(huán)B的兩側(cè)分別具有軸承安裝孔，兩個軸承安裝孔的軸向外壁通過鉸座連接臂平行 連接，且每個軸承安裝孔上分別具有三個通孔B。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液壓振動主動隔離平臺，其特征在于所述液壓主動作動桿包括內(nèi)缸、外缸、液壓伺服閥及位置傳感器、加速度傳感器A和加速度傳感器B。加速度 傳感器A安裝于外缸的頂部，加速度傳感器B安裝在內(nèi)缸頂部部件上，所述的位置傳感器安 裝于外缸的一側(cè)，軸向與外缸軸向平行。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種液壓振動主動隔離平臺，其特征在于所述的液壓主動 作動桿的內(nèi)缸和外缸直徑為10 15mm和25 30mm，液壓主動作動桿總行程50 60mm， 空載固有頻率大于IOOHz。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種液壓振動主動隔離平臺，其特征在于所述的液壓伺服 閥額定流量20L/min，額定電流40mA，額定加油壓力6MPa。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種液壓振動主動隔離平臺，其特征在于所述的加速 度傳感器為LC108型傳感器，靈敏度為500mV/g，量程為10g，諧振頻率16Hz，分辨率為 0.00004g。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液壓振動主動隔離平臺，其特征在于所述的上平臺材 料為硬鋁合金，下平臺材料為45號鋼。
全文摘要
本發(fā)明提出一種液壓振動主動隔離平臺，包括上平臺、下平臺、兩自由度虎克鉸、三自由度虎克鉸和液壓主動作動桿。本發(fā)明采用了預(yù)緊消隙技術(shù)設(shè)計(jì)了兩自由度虎克鉸和三自由度虎克鉸，消除了鉸鏈間隙，使得液壓振動主動隔離平臺運(yùn)動精度更高。該隔離平臺為車載及艦載光學(xué)觀察及激光瞄準(zhǔn)等技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域提供一種具有六自由度大范圍振動隔離能力的主動隔振平臺，以彌補(bǔ)傳統(tǒng)隔振平臺難以對低頻大振幅振動進(jìn)行隔離的不足。
文檔編號F16M11/00GK102141110SQ20111002483
公開日2011年8月3日 申請日期2011年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月24日
發(fā)明者崔龍, 張澤, 楊天光, 王海強(qiáng), 黃海 申請人:北京航空航天大學(xué)