[发明专利]一种基于MFC正逆压电效应的Stewart隔振平台

说明书

本发明公开一种基于MFC正逆压电效应的Stewart隔振平台，包括负载上平台和基础下平台，负载上平台的三个角位置处分别固定连接有一个上转接头，基础下平台的三个角位置处分别连接有一个下转接头，三个上转接头与三个下转接头之间连接有六个单腿隔振单元；负载上平台的每条支撑梁上均设置有三对MFC压电纤维贴片，每对MFC压电纤维贴片均包括一个MFC传感器和一个MFC作动器，且每对MFC压电纤维贴片中的MFC传感器和MFC作动器能够角色互换，MFC传感器和MFC作动器分别通过导线电连接有控制器。本发明多个MFC传感器和MFC作动器与控制器结合，能够实现主动控制减振，采用主、被动复合减振技术，可以降低共振峰值的同时，保证高频衰减率，实现较好的隔振效果。

技术领域

本发明涉及精密隔振技术领域，特别是涉及一种基于MFC正逆压电效应的Stewart隔振平台。

背景技术

近年来，随着精密设备使用的增多，对其性能需求的变高，精密设备的隔振要求也不断提高。在众多的隔振器中，基于Stewart平台的隔振平台，因其易于解耦，承载大等特点，成为最受关注的隔振方法之一。常见的隔振技术分为被动隔振和主动隔振，其中，主动隔振因其性能好而被广泛地研究何应用。

主动隔振的隔振性能主要由作动器决定，常见的作动器包括压电式、电磁式、液压式等，其中，压电式作动器以低功耗、高响应、精度高等优点突出。常见的压电式作动器有叠堆式、片陶瓷、MFC(压电纤维复合材料)等，MFC具有重量轻、体积小、响应快、精度高、作动力大、低刚度等特点，并且可以同时用作传感器和作动器，使用灵活。

中国专利文献CN108593246A提供了一种基于压电陶瓷的风洞模型主动抑振装置。该装置使用适当数量的压电陶瓷作为作动器，并安装在尾撑支杆上的多个阶梯凹槽中，利用压电陶瓷动态响应快、作动力大的特点，对模型俯仰、偏航振动进行有效抑制。但是没有对振动干扰信号的检测和主动隔振控制进行研究。

中国专利文献CN111458013A提供了一种平台隔振用压电纤维复合材料(MFC)传感装置。该装置采用压电陶瓷纤维复合材料制备而成，利用其精度高、响应快等特点，捕获各个方向的振动能量，并转换成电信号，从而实现传感器的作用。但是其作用单一，没有考虑作动器的作用。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于MFC正逆压电效应的Stewart隔振平台，以解决上述现有技术存在的问题，采用主、被动复合减振技术，可以降低共振峰值的同时，保证高频衰减率，实现较好的隔振效果，且反应灵敏，安全可靠。

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MFC正逆压电效应的Stewart隔振平台，包括分别呈三角形结构的负载上平台和基础下平台，所述负载上平台水平转动120度后三个角的竖直投影与所述基础下平台的三个角的竖直投影重合，所述负载上平台的三个角位置处分别固定连接有一个上转接头，所述基础下平台的三个角位置处分别连接有一个下转接头，三个所述上转接头与三个所述下转接头之间连接有六个单腿隔振单元，相邻的单腿隔振单元相互垂直，相对的单腿隔振单元相互平行，整体呈立方体构型，方便解耦；所述负载上平台的每条支撑梁上均设置有三对MFC压电纤维贴片，每对所述MFC压电纤维贴片均包括一个MFC传感器和一个MFC作动器，利用压电的正逆效应，每对所述MFC压电纤维贴片中的每个MFC都可以根据实际需求，进行传感器和作动器的角色转换，只需要根据压电的正逆效应，在控制环路进行切换即可。即本发明中每对所述MFC压电纤维贴片既可以作为MFC传感器，又可以作为MFC作动器，可以实现同一种材料/装置，MFC传感器和作动器角色的互换，所述MFC传感器和MFC作动器分别通过导线电连接有控制器，多个所述MFC传感器和MFC作动器与所述控制器结合，能够实现主动控制减振。

可选的，六个所述单腿隔振单元结构相同；每个所述单腿隔振单元均包括依次固定连接的上端盖、中间保持架和下端盖；所述上端盖内设置有压簧式负刚度结构，所述压簧式负刚度结构顶端贯穿所述上端盖后连接有上端柔性铰链，所述下端盖底部固定连接有下端柔性铰链。