[发明专利]一种三线摆串联空气弹簧隔振机构

说明书

技术领域

本发明涉及一种三线摆串联空气弹簧隔振机构，用于隔离来自外界垂直和水平方向的振动。该隔振机构主要应用于光学、超精密检测、超精密加工等领域。

背景技术

当前，国内外精密仪器行业特别是涉及到超精密加工、制造及光学领域正迅猛发展，与此同时，环境干扰对该行业的影响愈加不可忽视，隔振成为一种最有效最实用的方法，其中被动隔振使用非常广泛。

振动大体分为垂直和水平方向三个自由度，目前使用最广泛的垂直方向振动机构当属空气弹簧，其具有制造加工简单、成本低廉、隔振性能好等突出优点。水平隔振机构有层合橡胶、三线摆、倒摆、正倒摆结合等形式，其固有频率均与摆长有关，固有频率降低意味着摆长必须增加，同时机构高度会上升，不利于系统的稳定。

发明内容

本发明的目的是提出一种低频三自由度隔振机构，可同时实现垂直和水平方向三个自由度的振动隔离。

本发明的实现技术方案如下：

一种三线摆串联空气弹簧隔振机构，所述的三线摆串联空气弹簧隔振机构包括空气弹簧和三线摆两个部分，所述的空气弹簧包括橡胶活塞、主腔室、节流孔和附加腔室，主腔室下部和附加腔室上部通过节流孔连通；所述的三线摆包括上摆盘、摆线、摆杆和下摆盘；其特征在于：所述的附加腔室作为三线摆摆杆，附加腔室下端与下摆盘连接，所述的摆线的上下两端分别与上摆盘和下摆盘连接，摆线上下连接点对应且均匀分布于上摆盘和下摆盘的两个圆周上，主腔室、附加腔室，上摆盘和下摆盘竖直同心安装。

本发明提供的一种三线摆串联空气弹簧隔振系统，该系统是由一个所述的三线摆串联空气弹簧隔振机构组成，或者是由三个所述的三线摆串联空气弹簧隔振机构组成，且并联成正多边形或矩形。

本发明与现有技术相比有以下优点：一是由于以空气弹簧附加腔室作为三线摆摆杆，使得结构简单紧凑，且所述零部件易于加工和制造，故成本较低；二是空气弹簧和三线摆低频隔振效果好，特别在水平方向其固有频率更低，并能同时实现垂直和水平三个自由度的振动隔离。

附图说明

图1为本发明提供的三线摆串联空气弹簧隔振机构主剖视图。

图2为本发明提供的三线摆串联空气弹簧隔振机构3D立体图。

图3为图2的仰视图。

图中：1-橡胶活塞；2-主腔室；3-节流孔；4-附加腔室；5-下摆盘；6-摆线；7-上摆盘。

具体实施方式

下面结合附图来具体说明本发明实施方式。

图1为三线摆串联空气弹簧隔振机构的结果示意图，所述的三线摆串联空气弹簧隔振机构包括空气弹簧和三线摆两个部分，所述的空气弹簧包括橡胶活塞1、主腔室2、节流孔3和附加腔室4；所述的三线摆包括上摆盘7、摆线6、摆杆和下摆盘5，所述的主腔室2下部和附加腔室4上部通过节流孔3连通，附加腔室4下端与下摆盘5连接，所述的摆线6的上下两端分别与上摆盘7和下摆盘5连接，摆线6上下连接点对应且均匀分布于上摆盘7和下摆盘5的两个圆周上，主腔室2、附加腔室4、上摆盘7和下摆盘5竖直同心安装，其中附加腔室4作为三线摆摆杆，三线摆和空气弹簧串联实现水平和垂直三个自由度的振动隔离。

本发明提供的一种三线摆串联空气弹簧隔振系统，是由一个所述的三线摆串联空气弹簧隔振机构组成，或者是由三个所述的三线摆串联空气弹簧隔振机构组成，且并联成正多边形或矩形，可以增加承受能力。

本发明提供的三线摆串联空气弹簧隔振机构工作原理如下：

当系统受到来自水平方向的扰动时，空气弹簧上部连同附加腔室4偏移平衡位置，系统在摆线6的拉力和负载重力作用下恢复到原平衡位置，由于系统水平方向固有频率较低，可以隔离来自地面水平方向的振动。同样，当空气弹簧充气后橡胶活塞1浮起，支撑负载浮起，当受到来自地面的垂直方向的振动时，橡胶活塞1产生位移，主腔室2体积发生变化，从而气体压强发生变化，气体通过节流孔3进出附加腔室4，由于空气弹簧的特定作用使机构机械能转化为热能消耗，实现垂直方向的隔振效果；从而系统可以实现垂直和水平方向三个自由度的振动隔离。