[发明专利]基于六自由度并联机构的被动式舰载设备抗冲击平台

说明书

技术领域

本发明涉及舰船领域，是安装在舰船上的关键仪器设备，具体是一种能保护关键仪器设备的抗冲击平台，涉及基于六自由度（6sps）并联机构的抗冲击平台。

背景技术

在现代舰船海战中，如何保护舰船的关键仪器设备不受到爆炸冲击的伤害至关重要，舰船抗冲击能力已经成为舰船作战能力的衡量指标。

并联机构是由动、静平台以及几个并行的支链连接构成的闭环运动结构，其一端接受冲击，通过支链连接结构对冲击进行削弱，传递给并联机构的另一端。相对静止的一端和仪器设备相连，能有效避免冲击直接作用在仪器设备上。基于并联平台的减振装置可以分为主动式稳定平台和被动式缓冲平台两类，主动式稳定平台是利用控制系统进行平台位姿调节，被动式缓冲平台是依靠纯机械结构进行缓冲。针对舰船会处于高频、高幅值的冲击的特殊环境中，主动式稳定平台不能满足工况需求，被动式缓冲平台具有稳定更可靠的特点。

中国专利号为CN200510049525的文献中提出了一种基于并联六自由度机构的复合振动液压缓冲器，该缓冲器的特点和存在的问题是：（1）该缓冲器的支链采用铰链连接，但铰链连接的机构灵活度不如球铰；（2）该缓冲器的平台用液压缓冲器作为支链的主体结构，不能够达到抗冲击级别的工况需求。中国专利号为CN201410475420.5的文献中提出了一种弹簧与纳米颗粒混合液体组合式减震器，该减震器的特点和存在的问题是：该减震器采用一个单组受压弹簧，只起到单向减震作用。

发明内容

本发明针对现有基于六自由度并联机构的缓冲器和减震器存在的问题，提出一种基于六自由度并联机构的被动式舰载设备抗冲击平台，具有双相减振功能，能够满足舰载设备的抗冲击级别工况下的需求。

本发明采用的技术方案是：最上方是水平布置的设备安装板，最下方是水平布置的抗冲击平台底座，设备安装板和抗冲击平台底座之间连接6个隔冲器，每个隔冲器上端通过一个上球铰活动连接于设备安装板、下端通过一个下球铰活动连接于抗冲击平台底座；所述隔冲器外部是密封的缸体，缸体上端固定且密封连接上缸盖下端固定且密封连接下缸盖，缸体内部设有上弹簧、下弹簧和阻尼推杆，阻尼推杆与缸体同轴，阻尼推杆的下段轴的外径大于上段轴的外径，下段轴位于缸体内部且外壁与缸体内壁密封配合，将缸体分上、下两个腔室，阻尼推杆沿缸体内壁上下滑动，在上、下两个腔室内注满液压油，上弹簧位于上腔室内且套在阻尼推杆上，下弹簧位于下腔室内，在阻尼推杆的下段轴上开有连通上、下两个腔室的油孔；阻尼推杆的上端向上伸出缸体外部与上球铰固定连接，下球铰与下缸盖固定连接。

进一步地，沿缸体内壁的轴向上下设有3组润滑油槽，润滑油槽内填充有液压油，3组润滑油槽的位置分别位于阻尼推杆运动过程中的下限位位置、上限位位置和中间的平衡位置。

进一步地，上弹簧上端压靠在上缸盖上、下端压靠在阻尼推杆的下段轴上表面上，上弹簧外壁和缸体内壁相接触；下弹簧上端面和阻尼推杆之间有间隔、下端面压靠在下缸盖上，下弹簧外圈表面与缸体内壁相接触。

本发明的有益效果：

1、本发明对现有的减振器结构进行改进，隔冲器是一种液压弹簧阻尼器，将液压弹簧隔冲器作为平台支链的主体结构，在受到冲击时，弹簧和液压同时作用，弹簧提供刚度特性，液压油提供阻尼特性，为隔冲器提供刚度特性刚和阻尼特性，提升平台的抗冲击能力和减振效果，达到抗冲击级别的要求，能够对舰船受到的随机冲击载荷、瞬态爆炸当量及周期冲击波等进行吸收和削弱，确保舰船高精密设备的正常工作。

2、本发明利用一组对抗受压弹簧，具有双相减振的功能，安装简便，配合液压油的缓冲功能，能够加快平台稳定的速率,满足抗冲击级别工况下的需求。

3、本发明将液压油填充在缸体内，可以加速受到的冲击能量快速衰减，提升隔冲器对外界冲击的承载能力并对弹簧、阻尼推杆等内部结构的运行起到润滑作用。隔冲器在受到冲击时，弹簧和液压油同时起作用，与现有的减振器结构相比，对其刚度特性和阻尼特性都有很大的改善，隔冲器承载能力强，润滑效果好，抗冲击效果明显，适合抗冲击平台这类工况恶劣的设备。

4、本发明将并联机构应用于抗冲击平台中，采用多支链支撑的结构对称的并联机构，具有良好的各项同性，承载能力强，稳定性好，结构紧凑，有效的利用了空间。

5本发明中的隔冲器与抗冲击平台底座和设备安装板之间的连接采用球铰的形式，灵敏度高，柔顺性好，具有良好的动态响应特性。

附图说明