[发明专利]一种三自由度微振动抑制平台及其控制方法

摘要

一种三自由度微振动抑制平台及其控制方法，属于振动隔离与抑制装置，解决现有主被动复合隔振机构存在的结构复杂、控制方式繁琐的问题。本发明的三自由度微振动抑制平台，包括基础平台、负载平台、完全相同的三套单自由度主被动复合隔振组件以及控制器，每套单自由度主被动复合隔振组件上下两端分别与负载平台和基础平台连接。本发明的控制方法，包括计算逻辑轴位移信号、计算逻辑轴控制信号、计算物理轴实时控制信号和传递步骤。本发明结构简单，刚度可调，能够对X轴、Y轴的转动方向及Z轴的平动方向三自由度微振动进行抑制和隔离，能够适合不同的场合，可以有效的衰减不同频段的微振动，为微振动环境下的精密加工与测量设备提供可靠的保障。

主权项

一种三自由度微振动抑制平台，包括基础平台(10)、负载平台(20)、完全相同的三套单自由度主被动复合隔振组件(30)以及控制器(40)，每套单自由度主被动复合隔振组件上下两端分别通过沉头螺钉与负载平台(20)和基础平台(10)连接，其特征在于：各套单自由度主被动复合隔振组件上端和负载平台(20)的连接点在负载平台(20)上沿圆周间隔120°均匀分布；各套单自由度主被动复合隔振组件下端和基础平台(10)的连接点在基础平台(10)上沿圆周间隔120°均匀分布；各套单自由度主被动复合隔振组件的中心轴线与基础平台(10)上表面之间的夹角均为60°；所述各套单自由度主被动复合隔振组件(30)均由金属弹簧(31)、下导向盘(32)、上导向盘(33)、套筒(34)、压电致动器(35)、机械放大构件(36)、动态力传感器(37)及下柔性铰链(38)、上柔性铰链(39)组成；所述压电致动器(35)安装在机械放大构件(36)中，机械放大构件(36)右端与上导向盘(33)通过上导螺栓(33A)连接，机械放大构件(36)左端通过螺栓与动态力传感器(37)右端连接，动态力传感器(37)左端通过螺栓与上柔性铰链(39)连接；所述下导向盘(32)与下柔性铰链(38)通过下导螺栓(32A)连接，所述套筒(34)装配在下导向盘(32)与上导向盘(33)之间，所述金属弹簧(31)套于套筒(34)外表，且与下导向盘(32)、上导向盘(33)接触；所述上导螺栓(33A)和下导螺栓(32A)分别插入套筒(34)左端孔口、右端孔口并与套筒(34)滑动配合；所述下柔性铰链(38)端部、上柔性铰链(39)端部分别通过沉头螺钉与基础平台(10)和负载平台(20)连接；所述压电致动器(35)和动态力传感器(37)分别与所述控制器(40)通过导线相连，所述动态力传感器检测负载平台的振动信号，输入给控制器(40)，所述控制器计算得到实时控制信号，输出给压电致动器(35)，机械放大构件(36)对压电致动器(35)的行程进行机械放大，作用在负载平台(20)上，对负载平台(20)的残余误差振动进行主动控制补偿；所述金属弹簧(31)、下导向盘(32)、下导螺栓(32A)、上导向盘(33)、上导螺栓(33A)及套筒(34)组成被动隔振单元；所述压电致动器(35)、机械放大构件(36)、动态力传感器(37)及控制器(40)形成闭环的主动隔振单元。