[发明专利]基于Stewart平台准零刚度隔振和能量采集系统

说明书

本发明公开一种基于Stewart平台准零刚度隔振和能量采集系统，涉及隔振技术领域，包括上平台、下平台和六个支腿，支腿包括外套筒、连接杆、导杆、电磁铁以及由上至下依次固定于外套筒内部的第一环形永磁体、线圈、第二环形永磁体和膜片弹簧，第一环形永磁体内设有第一导向部件，第二环形永磁体内设有第二导向部件，导杆套设于第一导向部件和第二导向部件内，导杆的下端与膜片弹簧固定连接，电磁铁固定于导杆上，且电磁铁设置于第一环形永磁体、第二环形永磁体和线圈围成的空间内，导杆的上端通过铰接件与上平台连接，连接杆的下端通过铰接件与下平台连接。该系统实现刚度可调节，能很好地抑制低频振动以及实现能量采集，可向外部输入能量。

技术领域

本发明涉及隔振技术领域，特别是涉及一种基于Stewart平台准零刚度隔振和能量采集系统。

背景技术

在航天技术领域中，航天设备正在朝着精密化方向发展。航天器中产生的低频振动会对这些精密仪器的稳定性产生影响，同时在发射阶段，航天器电源被切断，传感器无法进行有效监测，作动器既没有反馈信号，又没有能源驱动。因此航天器发射过程中的振动控制成了不可避免的重点和难点。对于低频隔振，国内外研究者采用各种形式的负刚度结构来降低隔振系统的刚度，从而降低固有频率，扩展隔振频带，为了解决隔振器低共振频率和高承载能力之间的矛盾，提出了准零刚度隔振器的概念。这种隔振器具有高静态刚度、低静态刚度的特点，因此能够同时实现低共振频率和高承载能力。在单自由度隔振方面，准零刚度隔振器的相关研究已经很多，但是在更加符合现实情况的六自由度隔振方面，准零刚度隔振的研究工作却很少。同时在航天器发射阶段，无能量输入的情况也是不能忽略的重点问题。传统隔振考虑的如何将振动消耗掉，而我们正是考虑将有害的振动采集起来，将动能转化为电能，然后输入电能。因为在实际工程中的应用需求，所以设计六自由度的准零刚度隔振和能量采集系统具有重要的应用价值。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明提供一种基于Stewart平台准零刚度隔振和能量采集系统，刚度可调节，能很好地抑制低频振动以及实现能量采集，可向外部输入能量。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种基于Stewart平台准零刚度隔振和能量采集系统，包括上平台、下平台和六个支腿，所述支腿包括外套筒、导杆、电磁铁以及由上至下依次固定于所述外套筒内部的第一环形永磁体、线圈、第二环形永磁体和膜片弹簧，所述外套筒下端设置有连接杆，所述第一环形永磁体内部固定套设有第一导向部件，所述第二环形永磁体内部固定套设有第二导向部件，所述导杆套设于所述第一导向部件和所述第二导向部件内，所述导杆的上端伸至所述外套筒外，所述导杆的下端与所述膜片弹簧固定连接，所述电磁铁固定于所述导杆上，且所述电磁铁设置于所述第一环形永磁体、所述第二环形永磁体和所述线圈围成的空间内，在静载状态下所述电磁铁位于所述第一环形永磁体和所述第二环形永磁体的中部，所述导杆的上端通过铰接件与所述上平台连接，所述连接杆的下端通过铰接件与所述下平台连接。

优选地，相邻的两个所述支腿相互垂直。

优选地，所述导杆为中空防磁轻质杆。

优选地，所述电磁铁导出的线和所述线圈导出的线均通过所述导杆的内部延伸至所述外套筒外部。

优选地，所述第一导向部件的上端与所述外套筒的上表面固定连接。

优选地，所述第一导向部件和所述第二导向部件均为直线轴承。

优选地，所述铰接件为柔性球铰。

优选地，所述膜片弹簧的材质为防磁不锈钢，所述第一环形永磁体和所述第二环形永磁体的材质为钕铁硼，所述电磁铁的铁芯的材质为铁钴合金，所述外套筒、所述连接杆、所述导杆、所述第一导向部件和所述第二导向部件的材质为钛合金。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：