[发明专利]一种用于光电设备的非线性刚度隔振平台

说明书

本发明公开了一种用于光电设备的非线性刚度隔振平台，涉及光电设备隔振缓冲技术领域。隔振平台由上面板、下面板、非线性刚度组件、辅助刚度组件和垂向导向组件组成；上面板的上表面与被隔振光电设备固连，下面板的下表面与移动运载平台固连；非线性刚度组件作为隔振平台的主承力部件，将垂向运动转化为水平运动并提供线性的回复力；辅助刚度组件起到对负载辅助支撑的作用，并用于增加隔振平台的承载能力；垂向导向组件用于约束上面板及隔振平台负载的运动；使非线性刚度隔振平台在具备较大承载能力的同时，具有非常低的动刚度，从而可大幅降低系统的固有频率，实现非常好的低频隔振效果；适用于大型光电设备的隔振缓冲应用。

技术领域

本发明涉及光电设备隔振缓冲技术领域，具体地说，涉及一种用于光电设备的非线性刚度隔振平台。

背景技术

现有装载在舰船、飞机、汽车等机动平台上的光电设备所承受的力学环境十分复杂，光电设备在这些干扰激励的作用下产生机械振动，造成光束抖振，对光电设备的光束控制、目标捕获跟踪以及目标测量精度带来非常不利的影响。

光电设备在实际使用时受到的振动干扰具有激励频带宽、振动幅值大的特点，传统的被动隔振手段无法解决弹簧的支撑刚度和承载能力之间的矛盾，因此其隔振系统的固有频率难以降低，从而难以对几赫兹至十几赫兹频带范围的低频振动激励进行有效地隔离。

基于正负刚度并联原理的非线性刚度隔振技术可以克服传统线性刚度隔振系统的不足，具备很好的低频隔振能力。但是这类隔振器存在诸多缺点:首先，其对装配精度要求较高，占用空间较大；其次，对载荷质量有严格要求，这类隔振器在使用时要求负载的实际载荷必须和隔振器的静平衡载荷相同，否则低频隔振效果会大幅降低；最后，对激励幅值有要求，振动激励幅值较低时，负刚度元件不易起到作用，隔振器难以发挥低频隔振效果。

基于正负刚度并联原理的非线性刚度隔振技术由于存在上述种种限制因素，导致其研究多停留在概念阶段，实际应用受限，难以在大型光电设备隔振领域应用。

发明内容

为了避免现有技术存在的不足，本发明提出一种用于光电设备的非线性刚度隔振平台。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:包括上面板、下面板、非线性刚度组件、辅助刚度组件和垂向导向组件，其特征在于所述上面板与所述下面板为两个结构相同的部件，面板外轮廓为正方形，内轮廓为圆形，面板上相应位置布设有通孔和螺孔，用于与其它部件配合和固连；上面板的上表面与被隔振光电设备固连；下面板上四条侧边的中间部位有长方凹槽，用于直线导轨的定位和固连，下面板的下表面与移动运载平台固连；四组非线性刚度组件沿下面板的四条侧边均布，通过L型板和直线导轨与下面板固连，上部通过上连接块与上面板固连；

所述非线性刚度组件包括L型板、主弹簧、直线导轨、滑块、滑块连接板、上连接块、杆端关节轴承、悬臂销和螺纹连杆；其中，所述直线导轨固连在下面板上四边中间部位；且分别与下面板四边平行安装，直线导轨上各有两个滑块，滑块上分别连接有滑块连接板，两L型板分别对称固连在下面板上表面，在同侧的L型板与滑块连接板的垂向侧壁之间有横向设置的主弹簧，上连接块位于该组件顶部中间部位，上连接块表面与上面板的底面固连，上连接块与同侧的滑块连接板之间通过倾斜布设的铰接连杆相连，且两根连杆分别交叉位于直线导轨的轴线两侧，连杆的下端铰接于滑块连接板的肋板上，连杆的上端铰接于上连接块的垂向侧壁上；滑块连接板的肋板上有第一螺孔，其轴线方向与直线导轨的轴线方向相垂直，上连接块的垂向侧壁上有第二螺孔，其轴线方向与直线导轨的轴线方向相垂直，第一螺孔、第二螺孔处用于安装悬臂销；

所述辅助刚度组件包括竖直弹簧、弹簧垫块，弹簧垫块与下面板固连位于开口法兰导向轴支座的内侧，竖直弹簧下端面与弹簧垫块固连，竖直弹簧上端面与上面板固连，四组竖直弹簧与弹簧垫块成对角分布；

所述垂向导向组件包括开口法兰导向轴支座、导向轴和法兰直线轴承，四组垂向导向组件均布于下面板的四角，可限制上面板的运动自由度，使上面板及隔振负载只作垂向运动。