[发明专利]姿态可调的全向隔振平台

说明书

本发明涉及安装于运动中的载体上的一种姿态可调的全向隔振平台，包括设备搭载平台、外侧的姿态稳定系统、底部的并联隔振系统以及控制系统，所述姿态稳定系统由安装于设备搭载平台外侧的x轴稳定平台和安装于x轴稳定平台外侧的y轴稳定平台组合而成；所述并联隔振系统由与运输载体相连的平台底座、并联安装于平台底座和y轴稳定平台之间的四个垂向弹簧减振元件、四个侧向钢索弹簧和八个主动式作动器组成。本发明通过并联的主被动隔振元件进行自适应调节，可以在不同的外界干扰下实现较好的隔振效果；同时可以通过姿态稳定系统进行姿态的调节，以达到姿态稳定或者姿态跟踪的目的。

技术领域

本发明涉及一种安装于运动中的载体上的姿态可调的全向隔振平台。

背景技术

车载探测设备被广泛用于计量、测绘、地质勘探、军用武器等领域，而航空和航海探测设备近几年也得到了长足发展。与固定于实验室内的稳定平台相比，运动载体受到行驶环境因素的影响，外部干扰随机性较强、所受冲击较大，搭载设备的动力学环境较为恶劣，其工作寿命和设备精度都会受到影响；此外，许多精密搭载设备例如重力梯度仪、火控雷达、卫星天线等不仅对于振动干扰较为敏感，同时对于姿态稳定甚至姿态跟踪也很高的要求。国内外现有的运动载体稳定系统都是以陀螺稳定平台作为姿态调整装置，优点是姿态调整精度高、响应快，但是传统的运动搭载陀螺稳定平台无法满足精密隔振要求；现有的固定于实验室内的搭载平台都采用并联隔振机构形式，更加注重振动隔离，具有结构刚度大、多维度运动、主被动控制结合等优点，但对于姿态控制则无法同时兼顾。因此针对运动载体搭载设备对于姿态稳定和主动振动的需求，采用并联的主被动隔振机构作为隔振系统的主体，再串联以姿态调节系统，在保证并联隔振系统优点的情况下实现姿态的独立调节，使搭载于运动载体上的设备同时满足振动隔离和姿态稳定的两方面要求。

发明内容

针对于运动载体上的搭载设备对于全向隔振和姿态稳定的需求，本发明提供了一种姿态可调的全向隔振平台，该隔振平台通过并联的主被动隔振元件进行自适应调节，可以在不同的外界干扰下实现较好的隔振效果；同时所述的隔振平台可以通过姿态稳定系统进行姿态的调节，以达到姿态稳定或者姿态跟踪的目的。

本发明的目的是这样实现的：一种姿态可调的全向隔振平台，包括设备搭载平台、外侧的姿态稳定系统、底部的并联隔振系统以及控制系统，所述姿态稳定系统由安装于设备搭载平台外侧的x轴稳定平台和安装于x轴稳定平台外侧的y轴稳定平台组合而成；所述并联隔振系统由与运输载体相连的平台底座、垂向安装于平台底座和y轴稳定平台之间的四个垂向弹簧减振元件、水平安装于y轴稳定平台和平台底座之间的四个侧向钢索弹簧和斜向安装于平台底座和y轴稳定平台间的八个主动式作动器组成。

所述垂向弹簧减振元件上端与安装y轴稳定平台固定、下端与安装于平台底座四个角上的减震器支座固定，可沿z轴方向压缩或伸张；侧向钢索弹簧内侧与y轴稳定平台下方安装的钢索弹簧挡板固定、外侧与减震器支座固定，可沿x-y水平面方向压缩或伸张；所述主动式作动器可沿轴向方向提供主动力，八个主动式作动器分别布置于平台的四个垂向平面内，上端点通过球铰与y轴稳定平台连接、下端点通过球铰与平台底座上减震器支座连接、呈倾斜布置。

所述的控制系统分别与x轴电机、y轴电机、x轴角度传感器、y轴角度传感器、主动式作动器、陀螺仪传感器、三轴加速度传感器和位移传感器相连，用于接收信号并控制所述主动式作动器和电机动作。

所述设备搭载平台上设置有陀螺仪传感器、用于检测平台在水平x轴和y轴上的侧倾和俯仰角度；设备搭载平台上设有三轴加速度传感器、用于检测平台在x轴、y轴、z轴方向上的加速度。

所述设备搭载平台和x轴稳定平台之间通过x轴电机相连，所述x轴电机内置有x轴角度传感器；所述y轴稳定平台和x轴稳定平台通过y轴电机相连，y轴电机内置有y轴角度传感器。

本发明的优点和技术效果是：