無角位移隔振裝置及其支鏈的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及無角位移隔振裝置及其支鏈，支鏈包括軸線相互垂直的第一轉(zhuǎn)動副、第二轉(zhuǎn)動副和軸線相互垂直的第三轉(zhuǎn)動副、第四轉(zhuǎn)動副，第一轉(zhuǎn)動副與動平臺相連，第四轉(zhuǎn)動副與定平臺相連，第二、第三轉(zhuǎn)動副的軸線相互平行，第一、第四轉(zhuǎn)動副的軸線相互平行，各支鏈還包括軸線與第二轉(zhuǎn)動副相平行的第五轉(zhuǎn)動副和第六轉(zhuǎn)動副，第二轉(zhuǎn)動副、第六轉(zhuǎn)動副、第三轉(zhuǎn)動副和第五轉(zhuǎn)動副之間順次通過第一連桿、第二連桿、第三連桿和第四連桿連接，第二轉(zhuǎn)動副的軸線與第六轉(zhuǎn)動副的軸線所在平面和第三轉(zhuǎn)動副的軸線與第五轉(zhuǎn)動副的軸線所在平面平行。本發(fā)明提供了一種能夠?qū)⒔俏灰妻D(zhuǎn)化為線位移的無角位移隔振裝置和該無角位移隔振裝置中使用的支鏈。
【專利說明】無角位移隔振裝置及其支鏈
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及隔振領(lǐng)域中的無角位移隔振裝置及其支鏈。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著航空技術(shù)的發(fā)展，對光電成像系統(tǒng)的分辨率要求越來越高，在許多高分辨率的航空光電成像系統(tǒng)中，盡管使用了高質(zhì)量的傳感器，但獲得的像質(zhì)并不理想，限制高分辨率成像的主要因素往往不是因電學(xué)或光學(xué)系統(tǒng)引起的，這種圖像模糊退化主要是航空振動引起的。光電平臺是安裝在航空飛行器或車輛上的用于光電設(shè)備穩(wěn)瞄、偵察及搜索營救等用途的裝置，光電平臺以航空飛行器或車輛為載體，航空飛行器或車輛通常都處于高頻振動、姿態(tài)變化、風(fēng)阻力矩以及起降沖擊等一系列復(fù)雜的、隨機(jī)的振動環(huán)境中，飛行器或車輛的振動會通過光電平臺傳到光學(xué)系統(tǒng)，影響光學(xué)系統(tǒng)的成像質(zhì)量。相對于線振動來說，角振動會成倍地加大攝像系統(tǒng)的像移量，使像質(zhì)下降，降低光學(xué)系統(tǒng)的分辨率，因此角振動對成像質(zhì)量的影響遠(yuǎn)比線振動大的多，不僅如此，振動引起光電平臺的轉(zhuǎn)動會導(dǎo)致光電平臺坐標(biāo)系相對于飛行器坐標(biāo)系發(fā)生旋轉(zhuǎn)，使具有測量功能的光電平臺測量不準(zhǔn)確，帶來較大的測量誤差。所以研制既能隔離中高頻(20Hz)以上又能避免光電平臺相對載體產(chǎn)生角振動和角位移的無角位移隔振裝置將具有重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種能夠?qū)⒔俏灰妻D(zhuǎn)化為線位移的無角位移隔振裝置；本發(fā)明的目的還在于提供一種該無角位移隔振裝置中使用的支鏈。
[0004]為了解決上述問題，本發(fā)明中支鏈的技術(shù)方案為:
[0005]無角位移傳動裝置的支鏈，包括軸線相互垂直的第一轉(zhuǎn)動副和第二轉(zhuǎn)動副，還包括軸線相互垂直的第三轉(zhuǎn)動副和第四轉(zhuǎn)動副，第二、第三轉(zhuǎn)動副的軸線相互平行，第一、第四轉(zhuǎn)動副的軸線相互平行，支鏈還包括軸線與第二轉(zhuǎn)動副相平行的第五轉(zhuǎn)動副和第六轉(zhuǎn)動畐0，第二轉(zhuǎn)動副、第六轉(zhuǎn)動副、第三轉(zhuǎn)動副和第五轉(zhuǎn)動副之間順次通過第一連桿、第二連桿、第三連桿和第四連桿連接，第二轉(zhuǎn)動副的軸線與第六轉(zhuǎn)動副的軸線所在平面和第三轉(zhuǎn)動副的軸線與第五轉(zhuǎn)動副的軸線所在平面平行。
[0006]第二轉(zhuǎn)動副的軸線與第六轉(zhuǎn)動副的軸線之間的距離和第六轉(zhuǎn)動副的軸線與第三轉(zhuǎn)動副的軸線之間的距離相同。
[0007]所述第三連桿與第四連桿之間設(shè)置有彈性元件。
[0008]所述彈性元件與第四連桿之間的連接點(diǎn)與所述第五轉(zhuǎn)動副的軸線之間的距離與所述彈性元件與第三連桿之間的連接點(diǎn)與所述第五轉(zhuǎn)動副的軸線之間的距離相同。
[0009]所述第一連桿與第二連桿之間設(shè)置有阻尼元件。
[0010]本發(fā)明中無角位移減振裝置的技術(shù)方案為:
[0011]無角位移傳動裝置，包括動平臺和定平臺，動、定平臺之間設(shè)置有至少兩個結(jié)構(gòu)形式相同的支鏈，所述支鏈包括軸線相互垂直的第一轉(zhuǎn)動副、第二轉(zhuǎn)動副和軸線相互垂直的第三轉(zhuǎn)動副、第四轉(zhuǎn)動副，第一轉(zhuǎn)動副與動平臺相連，第四轉(zhuǎn)動副與定平臺相連，第二、第三轉(zhuǎn)動副的軸線相互平行，第一、第四轉(zhuǎn)動副的軸線相互平行，各支鏈還包括軸線與第二轉(zhuǎn)動副相平行的第五轉(zhuǎn)動副和第六轉(zhuǎn)動副，第二轉(zhuǎn)動副、第六轉(zhuǎn)動副、第三轉(zhuǎn)動副和第五轉(zhuǎn)動副之間順次通過第一連桿、第二連桿、第三連桿和第四連桿連接，第二轉(zhuǎn)動副的軸線與第六轉(zhuǎn)動副的軸線所在平面和第三轉(zhuǎn)動副的軸線與第五轉(zhuǎn)動副的軸線所在平面平行。
[0012]第二轉(zhuǎn)動副的軸線與第六轉(zhuǎn)動副的軸線之間的距離和第六轉(zhuǎn)動副的軸線與第三轉(zhuǎn)動副的軸線之間的距離相同。
[0013]所述第三連桿與第四連桿之間設(shè)置有彈性元件。
[0014]所述彈性元件與第四連桿之間的連接點(diǎn)與所述第五轉(zhuǎn)動副的軸線之間的距離與所述彈性元件與第三連桿之間的連接點(diǎn)與所述第五轉(zhuǎn)動副的軸線之間的距離相同。
[0015]其特征在于:所述第一連桿與第二連桿之間設(shè)置有阻尼元件。
[0016]本發(fā)明的有益效果為:第一、第二、第三、第四連桿和第二、第六、第三、第五轉(zhuǎn)動副一起構(gòu)成平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)，通過平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)將角位移轉(zhuǎn)化成線位移，所以能使安裝在動平臺上的光電設(shè)備不產(chǎn)生附加的角位移，實(shí)現(xiàn)無角位移隔振效果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明中無角位移隔振裝置的一個實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2是圖1的結(jié)構(gòu)原理圖；
[0019]圖3是圖1中支鏈的結(jié)構(gòu)示意圖，同時也是本發(fā)明中支鏈的一個實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖4是圖1中動、定平臺與支鏈的配合示意圖；
[0021]圖5表示η與ξ、λ之間的關(guān)系曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0022]無角位移隔振裝置的實(shí)施例如圖1?4所示:包括動平臺I和定平臺3，動、定平臺通過四個支鏈2連接，四個支鏈周向均勻布置，各支鏈的結(jié)構(gòu)均相同，下面僅對其中一個支鏈的結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述。支鏈包括軸線相互垂直的第一轉(zhuǎn)動副R6、第二轉(zhuǎn)動副R5和軸線相互垂直的第三轉(zhuǎn)動副R2、第四轉(zhuǎn)動副R1，第二、第三轉(zhuǎn)動副的軸線相互平行，第一、第四轉(zhuǎn)動副的軸線相互平行，第一、第二轉(zhuǎn)動副構(gòu)成第一虎克鉸，第三、第四轉(zhuǎn)動副構(gòu)成第二虎克鉸，四個支鏈的各第四轉(zhuǎn)動副Rl繞定平臺的周向連接于定平臺的外緣，四個支鏈的各第一轉(zhuǎn)動副R6繞動平臺的周向連接于動平臺的外緣，各支鏈的第一轉(zhuǎn)動副R6所在圓周的半徑小于各第四轉(zhuǎn)動副Rl所在圓周的半徑。各支鏈還包括軸線與第二轉(zhuǎn)動副相平行的第五轉(zhuǎn)動副R3和第六轉(zhuǎn)動副R4，第二轉(zhuǎn)動副、第六轉(zhuǎn)動副、第三轉(zhuǎn)動副和第五轉(zhuǎn)動副之間順次通過第一連桿8、第二連桿9、第三連桿10和第四連桿7連接，第二轉(zhuǎn)動副的軸線與第六轉(zhuǎn)動副的軸線所在平面和第三轉(zhuǎn)動副的軸線與第五轉(zhuǎn)動副的軸線所在平面平行，第二轉(zhuǎn)動副R5的軸線與第六轉(zhuǎn)動副R4的軸線之間的距離和第六轉(zhuǎn)動副R4的軸線與第三轉(zhuǎn)動副R2的軸線之間的距離相同，第一、第二、第三、第四連桿和第二、第六、第三、第五轉(zhuǎn)動副一起構(gòu)成平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)，第一、第二、第三、第四連桿的長度均為I。所述第三連桿與第四連桿之間設(shè)置有彈性元件5，彈性元件為彈簧，彈性元件與第三連桿、第四連桿通過球副(或轉(zhuǎn)動畐IJ)連接，彈性元件與第四連桿之間的連接點(diǎn)與第五轉(zhuǎn)動副的軸線之間的距離與所述彈性元件與第三連桿之間的連接點(diǎn)與所述第五轉(zhuǎn)動副的軸線之間的距離相同，且均為Pk。所述第一連桿與第二連桿之間設(shè)置有阻尼元件4，阻尼元件與第一、第二連桿通過球副6 (或轉(zhuǎn)動副)連接，阻尼元件與第一連桿之間的連接點(diǎn)與第六轉(zhuǎn)動副R4的軸線之間的距離與阻尼元件與第二連桿之間的連接點(diǎn)與第六轉(zhuǎn)動副的軸線之間的距離相同，且均為P。。
[0023]如圖4所示:當(dāng)支鏈處于非奇異位形(非奇異位形是直第五、第六轉(zhuǎn)動副不重合，且第二、第三轉(zhuǎn)動副不重合)，支鏈對動平臺將產(chǎn)生兩個約束力偶K、^因?yàn)檫@兩個力偶皆垂直于Rl、R2以及R5、R6，因此這兩個力偶相互平行。關(guān)于本無角位移隔振裝置的運(yùn)動自由度的分析如圖4所示:令動、定平臺兩平臺平行，按圖1所示的聯(lián)接方式將支鏈一端的虎克副均布于動平臺平面內(nèi)半徑為rm的圓周之上，而另一端的虎克副則均布于定平臺平面內(nèi)半徑為rb (rb>rm)的圓周之上，這樣就構(gòu)建成了并聯(lián)機(jī)構(gòu)，圖4為并聯(lián)機(jī)構(gòu)的示意圖。
[0024]在并聯(lián)機(jī)構(gòu)的定平臺上設(shè)置連體坐標(biāo)系Ob-XbYbZb，其Xb、Yb軸在定平臺平面內(nèi)，Xb軸指向定平臺上虎克副的中心點(diǎn)BI，坐標(biāo)原點(diǎn)位于定平臺中心，B2、B3、B4分別表示定平臺上其它虎克副的中心點(diǎn)，Ml、M2、M3和M4則表示動平臺上對應(yīng)虎克副的中心點(diǎn)。假設(shè)隔振裝置的所有支鏈皆處于非奇異位形下，則所有支鏈對動平臺共產(chǎn)生2η (η表示支鏈的個數(shù))個約束力偶，由于初始時動、定平臺平行，且rb>rm，因此在動、定平臺平面不重合的情況下，這2n個約束力偶既不會平行于同一平面，也不會平行于同一直線，所以這2n個約束力偶必然存在3個獨(dú)立的基Sf、S〖和Sf，可分別表示為
[0025]
【權(quán)利要求】
1.無角位移隔振裝置的支鏈，其特征在于:包括軸線相互垂直的第一轉(zhuǎn)動副和第二轉(zhuǎn)動副，還包括軸線相互垂直的第三轉(zhuǎn)動副和第四轉(zhuǎn)動副，第二、第三轉(zhuǎn)動副的軸線相互平行，第一、第四轉(zhuǎn)動副的軸線相互平行，支鏈還包括軸線與第二轉(zhuǎn)動副相平行的第五轉(zhuǎn)動副和第六轉(zhuǎn)動副，第二轉(zhuǎn)動副、第六轉(zhuǎn)動副、第三轉(zhuǎn)動副和第五轉(zhuǎn)動副之間順次通過第一連桿、第二連桿、第三連桿和第四連桿連接，第二轉(zhuǎn)動副的軸線與第六轉(zhuǎn)動副的軸線所在平面和第三轉(zhuǎn)動副的軸線與第五轉(zhuǎn)動副的軸線所在平面平行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無角位移隔振裝置的支鏈，其特征在于:第二轉(zhuǎn)動副的軸線與第六轉(zhuǎn)動副的軸線之間的距離和第六轉(zhuǎn)動副的軸線與第三轉(zhuǎn)動副的軸線之間的距離相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無角位移隔振裝置的支鏈，其特征在于:所述第三連桿與第四連桿之間設(shè)置有彈性元件。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無角位移隔振裝置的支鏈，其特征在于:所述彈性元件與第四連桿之間的連接點(diǎn)與所述第五轉(zhuǎn)動副的軸線之間的距離與所述彈性元件與第三連桿之間的連接點(diǎn)與所述第五轉(zhuǎn)動副的軸線之間的距離相同。
5.根據(jù)權(quán)利要求1?4任意一項(xiàng)所述的無角位移隔振裝置的支鏈，其特征在于:所述第一連桿與第二連桿之間設(shè)置有阻尼元件。
6.無角位移隔振裝置，包括動平臺和定平臺，其特征在于:動、定平臺之間設(shè)置有至少兩個結(jié)構(gòu)形式相同的支鏈，所述支鏈包括軸線相互垂直的第一轉(zhuǎn)動副、第二轉(zhuǎn)動副和軸線相互垂直的第三轉(zhuǎn)動副、第四轉(zhuǎn)動副，第一轉(zhuǎn)動副與動平臺相連，第四轉(zhuǎn)動副與定平臺相連，第二、第三轉(zhuǎn)動副的軸線相互平行，第一、第四轉(zhuǎn)動副的軸線相互平行，各支鏈還包括軸線與第二轉(zhuǎn)動副相平行的第五轉(zhuǎn)動副和第六轉(zhuǎn)動副，第二轉(zhuǎn)動副、第六轉(zhuǎn)動副、第三轉(zhuǎn)動副和第五轉(zhuǎn)動副之間順次通過第一連桿、第二連桿、第三連桿和第四連桿連接，第二轉(zhuǎn)動副的軸線與第六轉(zhuǎn)動副的軸線所在平面和第三轉(zhuǎn)動副的軸線與第五轉(zhuǎn)動副的軸線所在平面平行。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的無角位移隔振裝置，其特征在于:第二轉(zhuǎn)動副的軸線與第六轉(zhuǎn)動副的軸線之間的距離和第六轉(zhuǎn)動副的軸線與第三轉(zhuǎn)動副的軸線之間的距離相同。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的無角位移隔振裝置，其特征在于:所述第三連桿與第四連桿之間設(shè)置有彈性元件。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的無角位移隔振裝置，其特征在于:所述彈性元件與第四連桿之間的連接點(diǎn)與所述第五轉(zhuǎn)動副的軸線之間的距離與所述彈性元件與第三連桿之間的連接點(diǎn)與所述第五轉(zhuǎn)動副的軸線之間的距離相同。
10.根據(jù)權(quán)利要求6?9任意一項(xiàng)所述的無角位移隔振裝置，其特征在于:其特征在于:所述第一連桿與第二連桿之間設(shè)置有阻尼元件。
【文檔編號】F16F15/04GK103807353SQ201410054614
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2014年2月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月18日
【發(fā)明者】劉延斌, 韓秀英, 馬佳佳, 尹晨旭 申請人:河南科技大學(xué)