【摘要】 一种六自由度大振幅振动主动隔离平台，由上平台、下平台、两自由度精密虎克铰、大载荷无间隙精密虎克铰、大振幅振动主动隔离杆组成，采用六杆并联机构构型；所述大载荷无间隙精密虎克铰是一种提供三个转动自由度的铰链；由上转体，上节叉，十字轴组件和下节叉四部分相互之间由上至下通过轴承活接在一起，形成三个独立的转动自由度；所述大振幅振动主动隔离杆由动子、定子及位置传感器组成；动子在上，定子在下，动子相对定子上下运动，抵消由定子传来的振动；该平台具有六自由度运动能力，其主动部件大振幅振动主动隔离杆响应速度快、定位精度高、承载能力强，可使该平台在大负载情况下对高频、大振幅振动进行有效隔离和抑制。 【专利类型】发明授权 【申请人】北京航空航天大学 【申请人类型】学校 【申请人地址】100191 北京市海淀区学院路37号北京航空航天大学宇航学院 【申请人地区】中国 【申请人城市】北京市 【申请人区县】海淀区 【申请号】CN200810225045.3 【申请日】2008-10-24 【申请年份】2008 【公开公告号】CN101476611B 【公开公告日】2010-06-16 【公开公告年份】2010 【授权公告号】CN101476611B 【授权公告日】2010-06-16 【授权公告年份】2010.0 【IPC分类号】F16F15/02; F16M11/00 【发明人】黄海; 崔龙 【主权项内容】一种六自由度大振幅振动主动隔离平台，其特征在于：该六自由度大振幅振动主动隔离平台由上平台、下平台、两自由度精密虎克铰、大载荷无间隙精密虎克铰、大振幅振动主动隔离杆组成，采用六杆并联机构构型；该六自由度大振幅振动主动隔离平台底部为下平台，呈三边内陷的六边形平板状，其上设有安装孔，装有六个大载荷无间隙精密虎克铰，下平台与大载荷无间隙精密虎克铰的下铰座使用螺钉进行连接；该六自由度大振幅振动主动隔离平台顶部为圆盘状的上平台，其上设有安装孔，其上装有六个两自由度精密虎克铰，上平台与两自由度精密虎克铰的虎克铰下铰座使用螺钉进行连接；每个大载荷无间隙精密虎克铰的转盘与大振幅振动主动隔离杆的定子使用螺钉同心连接，每个两自由度精密虎克铰的虎克铰上铰座与大振幅振动主动隔离杆的动子使用螺钉同心连接；所述两自由度精密虎克铰提供两个转动自由度，由虎克铰上铰座，虎克铰角接触轴承，虎克铰铰座端盖，虎克铰预紧螺钉，虎克铰十字轴，虎克铰下铰座组成；所述的虎克铰上铰座为一个半包围式的凹槽结构，凹槽的两侧设置有对称同轴的安装孔，此外凹槽的两侧和底部还设有排列规则的减轻孔；虎克铰十字轴四面各装有一个虎克铰角接触轴承，将其中一对虎克铰角接触轴承装入虎克铰上铰座的安装孔中；虎克铰铰座端盖为法兰盘结构，中心有中空圆柱凸台，法兰盘上有三个通孔，用于安装虎克铰下预紧螺钉，预紧两侧的虎克铰预紧螺钉，可使虎克铰铰座端盖向内施压，将一对虎克铰角接触轴承的外框压紧，消除轴承间隙，实现第一个转动自由度的无间隙传动；所述虎克铰下铰座的上半部分为一个半包围式的凹槽，凹槽的两侧设置有对称同轴的安装孔，底部有四个螺钉孔，用于与大振幅振动主动隔离杆连接；将虎克铰十字轴剩下一对虎克铰角接触轴承装入虎克铰下铰座的安装孔中；预紧两侧的虎克铰预紧螺钉，使虎克铰铰座端盖向内施压，将一对虎克铰角接触轴承的外框压紧，实现第二个转动自由度的无间隙传动；所述大载荷无间隙精密虎克铰是一种提供三个转动自由度的铰链；采用角接触轴承预紧的方法消除轴承间隙；由上转体，上节叉，十字轴组件和下节叉四部分组成；这四部分相互之间由上至下通过轴承活接在一起，形成三个独立的转动自由度；所述的上转体由转盘，上预紧螺钉，预紧螺母，预紧盖，上转体角接触轴承，轴承垫片组成；其中，转盘的上半部分呈圆柱状，其上端设置有一个十字槽，由此转盘的上端形成四个形状相同的扇形凸台，每个扇形凸台上各设有一个螺钉安装孔；转盘的下半部分为倒置的圆台状，圆台的外径小于上半部分圆柱的外径；转盘的内部为一个半径由上至下依次减小的二阶安装孔，分别用于安装预紧盖，上转体角接触轴承和轴承垫片；预紧盖为中心有通孔的法兰盖结构，法兰盖底部有凸出的中空圆柱台，法兰盖四周有四个螺钉沉孔用于安装上预紧螺钉，底部的中空圆柱台用于压紧上转体角接触轴承的外框，以消除间隙；所述的上节叉由上铰座，铰座端盖，下预紧螺钉组成；其中上铰座的下半部分为一个半包围式的凹槽，凹槽的两侧设置有对称同轴的安装孔，凹槽的顶部设有一个伸出轴，伸出轴的上端部分攻有螺纹；铰座端盖为法兰盘结构，中心有中空圆柱凸台，法兰盘上有三个通孔，用于安装下预紧螺钉，当拧紧上铰座两侧的下预紧螺钉后，中空圆柱凸台抵住十字轴角接触轴承的外框，使两侧外框相互靠近，实现轴承间隙的消除；所述大载荷无间隙精密虎克铰顶部为上转体和上节叉，上节叉中上铰座的伸出轴与上转体的上转体角接触轴承内圈配合，并使用预紧螺母相互固定，组成第一个转动自由度；所述的十字轴组件，由十字轴和十字轴角接触轴承组成；十字轴结构是由四个阶梯圆柱组成的十字形结构，每个圆柱都与一个十字轴角接触轴承内孔相配合；所述的下节叉由铰座端盖，下预紧螺钉，下铰座组成；其中，下铰座为一个半包围式的凹槽结构，凹槽的两侧设置有对称同轴的安装孔，此外凹槽的两侧和底部还设有排列规则的减轻孔；所述十字轴组件的上部为上节叉，十字轴组件中的十字轴四面各装有一个十字轴角接触轴承，将其中一对角接触轴承装入上铰座的轴承安装孔中；预紧两侧的下预紧螺钉，使铰座端盖向内施压，将一对角接触轴承的外框压紧，消除轴承间隙，实现第二个自由度的高精度传动，十字轴组件的下部为下节叉，十字轴组件中未安装的一对十字轴角接触轴承装入下节叉中下铰座的轴承安装孔中；预紧两侧的下预紧螺钉，使铰座端盖向内施压，将一对角接触轴承的外框压紧，实现第三个转动自由度的无间隙传动；所述大振幅振动主动隔离杆由动子、定子及位置传感器组成；动子在上，定子在下，动子相对定子上下运动，抵消由定子传来的振动；所述的动子由内支撑筒、直线导轨滑块、直线导轨、电机动子组成；内支撑筒呈中空圆柱状，外侧四面铣成平面，其中三面安装有直线导轨和直线导轨滑块；直线导轨使用螺钉固定在内支撑筒上，直线导轨为截面呈凸字形的导轨，直线导轨滑块为截面呈凹字形的滑块，直线导轨滑块内部装有两排循环滚珠，运动时两排循环滚珠可嵌入直线导轨中，实现高精度低摩擦滑动；内支撑筒顶部和底部各留有四个螺钉安装孔，其顶部通过螺钉安装孔与有效载荷连接，其底部通过螺钉安装孔与电机动子连接；所述的定子由防尘盖、导轨固定板、电机定子、外支撑筒、定位螺钉及顶部定位块组成；外支撑筒为内部掏空的圆柱状，底部有四个电机固定孔和四个螺纹孔，电机固定孔用于使用螺钉固定电机定子，定子通过四个螺纹孔用与其他设备连接使用；外侧四面加工成平面，每个平面上侧各有一个长方形开口，开口周围各有六个螺纹孔，固定导轨固定板；所述导轨固定板为长方形的阶梯台形状，周围各有六个螺钉孔用于与外支撑筒上的螺纹孔连接，中部有四个螺钉孔用于使用螺钉和动子的直线导轨滑块固定，使直线导轨滑块能与外支撑筒固接，长方形开口下侧也各有一个较小的长方形开口，作为观察窗及透气孔使用；电机定子的顶部与顶部定位块之间同轴连接，用螺钉进行固定，再由四个定位螺钉固定顶部定位块，由此，电机定子的底部和顶部均与外支撑筒固接，结构稳定；防尘盖呈与外支撑筒截面形状相同的圆片状，以螺钉连接安装于外支撑筒的顶部；所述的位置传感器由光栅固定板和光栅传感器组成；光栅固定板的外形为长方形板状，周围有六个螺钉孔，与外支撑筒连接，长方形板内侧有两个与长方形面垂直的安装平面，每个安装平面上各有两个开口槽；使用螺钉固定安装在两个安装平面间的光栅传感器，长方形板中部有一圆形通孔，为光栅传感器指示灯的观察孔；光栅固定板的外圈有六个螺钉孔，以安装螺钉的方式与外支撑筒固接。 【当前权利人】北京航空航天大学 【当前专利权人地址】北京市海淀区学院路37号北京航空航天大学宇航学院 【统一社会信用代码】12100000400011227Y 【引证次数】4.0 【被引证次数】2 【自引次数】1.0 【他引次数】3.0 【被他引次数】2.0 【家族引证次数】4.0 【家族被引证次数】57
