[发明专利]一种悬挂式复合隔振摆台

说明书

本发明公开了一种悬挂式复合隔振摆台，包括：外框架、悬挂绞链以及复合摆台三个部分；复合摆台包括：摆台框架、配重质量块、配重面板和摆台面板；外框架与地面刚性连接，悬挂绞链两端分别与外框架和摆台框架刚性连接，摆台框架分别与配重面板和摆台面板刚性连接，且配重面板设置于摆台面板上方；配重面板上设置有若干质量可调的配重块，构成配重区；待测仪器放置于摆台面板上，构成测量区；本发明一方面可利用摆台在外框架运动时的自主倾斜来抑制低频振动耦合进入待测仪器，另一方面可以通过调节配重面板上的配重质量块的质量大小削弱待测仪器对高频振动的响应，从而在较宽频带内获得良好的水平隔振效果。

技术领域

本发明属于水平被动隔振系统领域，更具体的说，涉及一种悬挂式复合隔振摆台。

背景技术

近年来，惯性技术的应用越来越广，惯性仪器的精度也越来越高。一方面，高精度的相对重力仪在观测地球运动、勘探矿产资源等领域发挥了极其重要的作用，对于这类高精度的重力仪，其分辨率往往高达10^-10g或以上。另一方面，高精度的空间加速度计和惯性传感器在卫星重力测量、空间引力实验中扮演着重要角色，以卫星重力梯度计划GOCE中的加速度计为例，其分辨率达到了10^-12m/s²量级。为了保证这类高精度惯性仪器的可靠工作，在地面对其进行测试与检定是一项很重要的工作。在检定过程中，灵敏度与分辨率测试是必不可少的一部分内容。在此过程中，待检仪器所处环境的本底振动噪声必然会直接耦合进入其输入端，因此我们必须选择尽可能安静的环境开展这项工作。不可回避的是，由于地球本身并非一个完美的刚体，它无时无刻不在发生形变，这便使得地面存在固有的地脉动噪声。地脉动噪声在不同地区的水平各不相同，然而即便是在最安静的地区，其在mHz区域的噪声谱依然高达10^-8m/s²/Hz^1/2，这已经高出了目前很多高精度惯性仪器的噪声水平。所以如果我们需要直接在地面上对高精度的惯性仪器性能进行评估，高性能的地面振动隔离系统是必不可少的。

我们知道，隔振系统的隔振效果很大程度上取决于其固有频率。一般而言，只有在其固有频率以上才有隔振效果，因此隔振系统的固有频率越低，其隔振频带越宽，隔振效果也越好。目前市面上的隔振平台的固有频率大都在几Hz以上，而目前高精度的惯性仪器的测量带宽往往低到了mHz量级，所以市面上的这类隔振平台是很难满足对高精度惯性仪器进行检定的要求的。为此，我们必须打开思路，突破传统隔振系统的限制，开发能够在较宽频带范围内提供隔振效果的系统。

发明内容

针对现有的隔振系统的缺陷以及高精度惯性仪器的检定需求，本发明提供了一种悬挂式复合隔振摆台，采用绞链悬挂的方式，使得复合摆台能够自由地在竖直平面内摆动，从而利用摆台台面的自主倾斜，有效地利用倾斜时重力沿台面的分量来平衡低频地面水平振动加速度，进而使待测惯性仪器对低于复合摆台本征频率的振动不敏感。另外，该复合摆台上还设置有配重区，可以通过调节配重面板上配重质量块的大小与位置，使得该复合摆台的撞击中心与摆台面板上的待测惯性仪器的质心重合，使待测惯性仪器对地面的水平高频振动不敏感，从而在复合摆台本征频率以上的频带获得较好的隔振效果。

本发明提供了一种悬挂式复合隔振摆台，包括：外框架、悬挂绞链以及复合摆台；复合摆台包括摆台框架和摆台面板；外框架与地面刚性连接，悬挂绞链用于连接外框架和摆台框架，悬挂绞链两端分别与外框架和摆台框架刚性连接；所述摆台面板与摆台框架刚性连接；悬挂绞链使复合摆台在竖直平面内自由摆动，并且能够抑制所述复合摆台在水平面内的扭转运动。

更进一步地，当测试需要对地面水平高频振动进行抑制时，复合摆台还包括：配重质量块和配重面板；配重面板设置于摆台面板的上方；配重质量块设置于配重面板上，且配重质量块的质量和位置可以根据需要进行调节。配重质量块置于配重面板上构成配重区，且配重质量块的大小和位置可以根据需要进行调节；待测惯性仪器放置于摆台面板中心位置的测量区。