[发明专利]一种减振系统的配重设计方法

摘要

一种减振系统的配重设计方法，适用于车载光电跟踪测量设备或车载雷达。所要解决的问题是，克服普通减振系统大大降低光电跟踪测量设备测量精度及无角位移减振系统在搭载平台的倾斜方向无法起到减振效果的缺陷，载车运动过程中，保证光电跟踪测量设备安全与可靠要求的同时，光电跟踪测量设备能够高精度地执行测量任务。本发明是：把光电跟踪测量设备固定在配重平台上，配重平台通过多个隔振器与运动平台连接；根据运动平台的振动环境、光电跟踪测量设备的抗振能力及空间分辨率要求，确定减振系统的衰减频段及隔振器的参数及布局；根据光电跟踪测量设备的跟踪精度要求及俯仰轴的转动惯量，再结合减振系统需要衰减的频段确定配重平台的重量及尺寸。

主权项

一种减振系统的配重设计方法，其特征在于：所述减振系统包括配重平台(1)和隔振器(2)，光电跟踪测量设备放置于配重平台(1)上，通过配重平台(1)下面设置的隔振器(2)实现减振，具体减振系统的配重设计实现步骤如下：第一步，根据光电跟踪测量设备的设计要求及车载振动环境确定减振系统上下方向及倾斜方向的谐振频率；根据光电跟踪测量设备的设计要求及车载振动环境，在上下方向需要对上下方向的某个角频率wvs及更高频率的振动进行衰减，则减振系统上下方向的谐振频率wvn满足： w vn ≤ w vs 2 wvs表示上下方向的某个角频率；根据光电跟踪测量设备的设计要求及车载振动环境，在倾斜方向需要对倾斜方向的某个角频率wss及更高频率的振动进行衰减，则减振系统倾斜方向的谐振频率wsn1满足： w sn 1 ≤ w ss 2 wss表示倾斜方向的某个角频率；设为保证光电跟踪测量设备俯仰系统的跟踪测量精度，要求俯仰系统绕俯仰轴的转动谐振频率为wen，结构设计得到的谐振频率为wien，则由光电跟踪测量设备俯仰系统与n个隔振器(2)组成的减振系统倾斜方向的谐振频率wsn2满足： w sn 2 ≥ w en w ien w ien - w en 第二步，隔振器(2)的布局及对个数n的要求：隔振器(2)采用方形均布布局，且个数n为4的整数倍；第三步，确定减振系统上下方向的刚度及倾斜方向的刚度：设每个隔振器(2)上下方向的刚度为kud，则n个隔振器(2)组成的减振系统上下方向的刚度Kud满足：Kud＝nkud K ud = nk ud = w vn 2 ( m 1 + m 2 ) 倾斜方向的刚度满足： K sl = K ud l 2 N = w sn 1 2 J t = w sn 2 2 J e = w vn 2 l 2 ( m 1 + m 2 ) N N：与隔振器(2)个数n相关的系数；m1：光电跟踪测量设备的质量；m2：配重平台(1)的质量；l：隔振器(2)方形分布的边长；Jt：光电跟踪测量设备及配重平台(1)绕配重平台(1)底面中心轴的转动惯量；Je：俯仰系统绕俯仰轴的转动惯量；第四步，配重平台(1)质量m2、宽度l′及厚度h的确定：为保证减振系统的各向同性，配重平台(1)的上下端面应为正方形，其边长满足：l′＞l h = m 2 ρl ′ 2 ρ：配重平台(1)所用材料的密度；配重平台(1)质量m2、宽度l′及厚度h的确定过程如下：①初步设计配重平台(1)的质量m2、宽度l′、厚度h；②计算光电跟踪设备的质量m1和俯仰系统的转动惯量Je，根据设备性能指标要求及工作环境，确定wvn、wss并计算： w en w ien w ien - w en ③由配重平台(1)和光电跟踪测量设备计算Jt；④确定减振系统的总的刚度； K ud = w vn 2 ( m 1 + m 2 ) ⑤根据隔振器(2)的刚度确定隔振器(2)的个数，隔振器(2)的个数要为4的整数倍，根据分析力学相关知识求解系数N； n = K ud k ud ⑥初步选定的隔振器(2)方形分布的边长l＜l′，并计算减振系统倾斜方向的谐振频率wsn1和wsn2； w sn 1 = w vn l m 1 + m 2 NJ t w sn 2 = w vn l m 1 + m 2 NJ e ⑦如果wsn1和wsn2同时满足 w sn 1 ≤ w ss 2 w sn 2 ≥ w en w ien w ien - w en 则设计结束；否则重复步骤①、③、④、⑤、⑥或其中的一部分进行再设计，直至⑦中的条件满足为止。