[发明专利]多维主动控制减振装置和方法

说明书

本发明提供一种多维主动控制减振装置，包括外盒，和置于外盒中用于放置待减振物体的内盒；外盒上设有三个维度方向的加速度传感器；内盒设有顶面、底面和侧面，内盒的底面与外盒之间、内盒的侧面与外盒之间分别连接有主动控制减振器，主动控制减振器的数量和方向保证：所述的加速度传感器的每个维度方向上，至少有一个主动控制减振器；本装置还包括微处理器和减振器驱动器，微处理器用于接收所述的加速度传感器的信号，分别分析每个维度方向的振动状态，计算每个维度对应的主动控制减振器的减振方案，分别通过减振器驱动器驱动对应的主动控制减振器。本发明能够实时适应环境振动干扰，以及主动减轻某方向振动。

技术领域

本发明属于仪器减振领域，具体涉及一种多维主动控制减振装置和方法。

背景技术

现有的主动式陀螺稳定平台见美国专利US5922039、US52227806、US4156241和中国专利CN1305091A、CN2833206Y、CN94218035.6。这些专利均利用传感器输出反映载体姿态及其变化率的信号，经微处理器解算后，控制驱动装置保持平台姿态不变，实现对平台的稳定控制。上述专利并未对动态振动进行隔离或者减弱。

现有的陀螺减振平台分为被动式和主动式，其中被动式见 CN201210048107.4。其中，一种空间对角减振的光纤陀螺IMU台体（专利号：CN201210048107.4）设计了一种空间六面结构平台，在平台台体的空间对角布局了四个T型橡胶减振器安装支腿，使得光纤陀螺捷联系统IMU在振动条件下具由各向同性动力学响应特征。该专利采用被动减振的手段实现了台体空间多维的减振效果，通过对台体的结构设计提高了系统的稳定性，使得X、Y、Z各向具有相同的减振性能。但该专利未能考虑在实际应用情况中，来自不同方向的振动其剧烈程度不同，无法实现有针对性地减振。

一种具有高抗振性能的光纤陀螺惯性测量系统（专利号：CN200510074856.4） 和一种基于三轴一体高精度光纤陀螺的车载动态定位定向仪（专利号：CN201210114243.9）设计了一种高抗振的光纤陀螺惯性测量系统，采用薄壁加筋结构和一体化模块结构，提高整体抗振性能。

其中主动式减振平台相关专利包括中国专利CN201180045964.2和CN200810201311.9。主动减振装置、车辆、主动减振装置的控制方法（专利号：CN201180045964.2）利用辅助质量反力来抑制与起振源的起振频率成分相应的减振对象的振动。主动减振隔振装置及主动减振隔振系统（专利号：CN200810201311.9）采用密封活塞气腔和直线驱动实现对负载六自由度振动的主动控制，利用可调节气压实现隔振效果。虽然该专利可实现六自由度振动，却只能利用空气进行隔振主动控制，多路气阀将导致装置复杂，实用性差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种多维主动控制减振装置和方法，能够实时适应环境振动干扰，并主动减轻某方向振动。

本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为：一种多维主动控制减振装置，其特征在于：它包括外盒，和置于外盒中用于放置待减振物体的内盒；外盒上设有三个维度方向的加速度传感器；内盒设有顶面、底面和侧面，内盒的底面与外盒之间、内盒的侧面与外盒之间分别连接有主动控制减振器，主动控制减振器的数量和方向保证：所述的加速度传感器的每个维度方向上，至少有一个主动控制减振器；

本装置还包括微处理器和减振器驱动器，微处理器用于接收所述的加速度传感器的信号，分别分析每个维度方向的振动状态，计算每个维度对应的主动控制减振器的减振方案，分别通过减振器驱动器驱动对应的主动控制减振器。

按上述方案，所述的三个维度方向为正交坐标系的X轴、Y轴和Z轴，其中Z轴与外盒的底面垂直，X轴和Y轴分别与外盒的侧面垂直；

所述的内盒的底面与外盒之间均布有若干个与Z轴相互平行的主动控制减振器；所述的内盒的侧面与外盒之间分别连接有2个X轴正方向、2个X轴负方向和2个Y轴正方向的主动控制减振器。