本发明涉及隔振装置,具体是一种桌面式三自由度准零刚度隔振器。
背景技术:
1、振动,特别是低频振动对试验设备如:电子显微镜、激光干涉仪等的干扰影响很大。在电子显微镜在使用中,由于其高度的分辨率和影像解析能力,很容易被环境因素影响,而射束控制是分辨率与成像质量的关键因素装置。低频地面振动可能影响画像的质量,因此地面振动限制了它们的放大效力。这些环境的问题会导致某些时段不能使用显微镜。
2、目前,主要采用桌面式隔振平台实现减振,但传统的桌面式隔振平台通常采用空气弹簧或气浮隔振方式实现减振,虽然具有一定的减振效果,但是需要外接气源,适用范围较窄,且无法满足对超低频振动的减振,隔振带窄,定位效果差。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种桌面式三自由度准零刚度隔振器,以解决上述背景技术中存在的问题。
2、本发明的技术方案是这样实现的:一种桌面式三自由度准零刚度隔振器,包括台面、隔振器和底板,所述台面包括上面板和下面板,所述上面板与下面板之间还设有橡胶板,所述底板顶部四个角分别安装有隔振器,所述隔振器顶部与下面板四个角底部连接,所述下面板底部安装有支撑框体,所述底板中间顶部与支撑框体底部中间安装有负刚度装置,所述隔振器包括顶板、底座、隔板和第一弹簧,所述隔板中间开设有开孔,所述第一弹簧穿过开孔与顶板底部中间、底座顶部中间垂直连接,所述第一弹簧两侧、隔板与底座之间分别安装有第二弹簧,所述第一弹簧两侧、隔板与顶板之间分别安装有第三弹簧,所述顶板底部两侧分别安装有连接板,所述连接板底部与底座之间安装有竖向音圈电机,所述顶板底部另外两侧分别安装有横向音圈电机,所述横向音圈电机与底座之间通过竖板连接固定,所述顶板底部还安装有竖向加速度传感器、竖向位置传感器、横向加速度传感器、横向位置传感器,所述负刚度装置包括上垫板、下垫板和音圈电机,所述上垫板底部左右两侧分别安装有连接块,所述连接块底部与下垫板之间安装音圈电机,所述底板上还安装有控制器。
3、进一步地,所述台面、底板均呈矩形结构。
4、进一步地,所述台面中间开设有矩形孔。
5、进一步地,所述支撑框体包括支撑板,所述支撑板四周安装有四个矩形框体,所述支撑框体整体呈“十字”型结构。
6、进一步地,所述隔振器安装在底板同一对角线上的横向音圈电机的驱动方向为前后方向,另一对角线上的横向音圈电机的驱动方向为左右方向。
7、进一步地,所述隔振器与下面板、底板之间通过栓接固定。
8、进一步地,所述负刚度装置与支撑板、底板之间通过栓接固定。
9、进一步地,所述支撑框体、下面板均为隔磁板。
10、进一步地,所述第一弹簧、第二弹簧、第三弹簧均为金属弹簧。
11、进一步地,所述控制器通过电缆与竖向加速度传感器、竖向位置传感器、横向加速度传感器、横向位置传感器、竖向音圈电机、横向音圈电机、音圈电机连接。
12、本发明通过四个金属弹簧实现承重,通过并联的两个音圈电机实现刚度调整,使得系统在最初平衡位置时达到静态准零刚度。
13、本发明针对竖向高频振源通过橡胶板实现第一减振,通过第二弹簧与第三弹簧的串联结构实现第二次减振,使得系统可以对较高的竖向振频实现减振;对竖向低频振源、水平向振源时,通过音圈电机实现减振;系统隔振带较宽,定位精确,可以实现0.1hz~200hz的振动控制。
14、本发明具备刚度的调整能力,多级减振可满足超低频设备的减振需求,可以实现三自由度减振能力,可以适应于不同型号的精密仪器,适用范围广,通用性强。
1.一种桌面式三自由度准零刚度隔振器,包括台面、隔振器和底板,其特征在于,所述台面包括上面板和下面板,所述上面板与下面板之间还设有橡胶板,所述底板顶部四个角分别安装有隔振器,所述隔振器顶部与下面板四个角底部连接,所述下面板底部安装有支撑框体,所述底板中间顶部与支撑框体底部中间安装有负刚度装置,所述隔振器包括顶板、底座、隔板和第一弹簧,所述隔板中间开设有开孔,所述第一弹簧穿过开孔与顶板底部中间、底座顶部中间垂直连接,所述第一弹簧两侧、隔板与底座之间分别安装有第二弹簧,所述第一弹簧两侧、隔板与顶板之间分别安装有第三弹簧,所述顶板底部两侧分别安装有连接板,所述连接板底部与底座之间安装有竖向音圈电机,所述顶板底部另外两侧分别安装有横向音圈电机,所述横向音圈电机与底座之间通过竖板连接固定,所述顶板底部还安装有竖向加速度传感器、竖向位置传感器、横向加速度传感器、横向位置传感器,所述负刚度装置包括上垫板、下垫板和音圈电机,所述上垫板底部左右两侧分别安装有连接块,所述连接块底部与下垫板之间安装音圈电机,所述底板上还安装有控制器。
2.根据权利要求1所述的一种桌面式三自由度准零刚度隔振器,其特征在于,所述台面、底板均呈矩形结构。
3.根据权利要求1所述的一种桌面式三自由度准零刚度隔振器,其特征在于,所述台面中间开设有矩形孔。
4.根据权利要求1所述的一种桌面式三自由度准零刚度隔振器,其特征在于,所述支撑框体包括支撑板,所述支撑板四周安装有四个矩形框体,所述支撑框体整体呈“十字”型结构。
5.根据权利要求1所述的一种桌面式三自由度准零刚度隔振器,其特征在于,所述隔振器安装在底板同一对角线上的横向音圈电机的驱动方向为前后方向,另一对角线上的横向音圈电机的驱动方向为左右方向。
6.根据权利要求1所述的一种桌面式三自由度准零刚度隔振器,其特征在于,所述隔振器与下面板、底板之间通过栓接固定。
7.根据权利要求1所述的一种桌面式三自由度准零刚度隔振器,其特征在于,所述负刚度装置与支撑板、底板之间通过栓接固定。
8.根据权利要求1所述的一种桌面式三自由度准零刚度隔振器,其特征在于,所述支撑框体、下面板均为隔磁板。
9.根据权利要求1所述的一种桌面式三自由度准零刚度隔振器,其特征在于,所述第一弹簧、第二弹簧、第三弹簧均为金属弹簧。
10.根据权利要求1所述的一种桌面式三自由度准零刚度隔振器,其特征在于,所述控制器通过电缆与竖向加速度传感器、竖向位置传感器、横向加速度传感器、横向位置传感器、竖向音圈电机、横向音圈电机、音圈电机连接。