[发明专利]基于簧片式解耦装置的三分量标准振动台

说明书

技术领域

本发明涉及一种三分量标准振动台。

技术背景

目前对三维测振传感器的校准多采用单维振动校准系统对三测量轴依次进行，而这种方法耗时较长、数据处理复杂，同时考虑到三维传感器各维间的相互耦合，该方法较难得到反映维间耦合关系的灵敏度矩阵。因此，研制出可对三维测振传感器三轴向同时激振的三分量标准振动台，对测振传感器校准技术的发展及相应行业技术的进步都具有重要的理论和实际意义。

中国专利201110207297.5披露了一种基于锁扣式解耦装置的三分量标准振动台，包括底座，X向电磁振动台，Y向电磁振动台，Z向电磁振动台和三维振动平台，每个电磁振动台均通过运动解耦装置与三维振动平台连接；运动解耦装置包括第一边框和第二边框，第一边框和第二边框相互扣合，第一边框和第二边框均由外边、内边、外边与内边之间的第一连接侧边和第二连接侧边组成，边框的外边与内边相对，边框的内边插入另一个边框内；第一边框的内边中设有气流通道和与气流通道连通的通气孔，通气孔与外界连通；第一边框的内边与第二边框的内边和外边之间均有微小间隙，微小间隙形成第一边框内边的气浮导轨；第二边框的内边与第一边框的外边之间设有防止第二边框与第一边框外边接触的间隔；气流通道与外部压缩空气源连通；第一边框的外边与电磁振动台连接，第二边框的外边与三维振动平台连接。这种振动台采用锁扣式结构及静压气浮支承实现力的传递，来解决三分量运动解耦的问题。

该振动台的缺点在于：通过在振动台上固定第一边框，在三维振动平台上固定第二边框，第一边框和第二边框相互扣合形成锁扣式结构，存在第一边框和第二边框的安装精度要求高，且第二边框的存在增大了三维振动平台的质量。

发明内容

为了克服现有的三分量标准振动台存在的对锁扣式解耦装置的边框的安装精度要求高，第二边框的存在增大了三维振动平台的质量以及用于振动力传递的静压气膜刚度较小的缺点，本发明提供了一种对解耦装置的安装要求不高，具有比静压气膜更大振动力传递刚度的基于簧片式解耦装置的三分量标准振动台。

基于簧片式解耦装置的三分量标准振动台，包括底座，所述的底座上设有X轴向振动台，Y轴向振动台，Z轴向振动台，和三维振动平台；X轴向振动台通过X轴向解耦装置与三维振动平台连接，Y轴向振动台通过Y轴向解耦装置与三维振动平台连接，Z轴向振动台通过Z轴向解耦装置与三维振动平台连接；

其特征在于：X轴向解耦装置、Y轴向解耦装置和Z轴向解耦装置分别由各自的簧片支撑单元组成，每个簧片支撑单元包括平行设置的一对簧片，分别位于簧片两端的第一连接组件和第二连接组件；第一连接组件位于靠近振动台的一端，第二连接组件位于靠近三维振动平台的一端。

进一步，X轴向解耦装置、Y轴向解耦装置和Z轴向解耦装置分别具有串联的两级簧片支撑单元。

进一步，两级簧片支撑单元通过连接件固定连接，两级簧片支撑单元的簧片正交。

进一步，所述的连接件呈十字形，两级支撑单元分别设置于连接件的两个正交臂上。

两级簧片支撑单元的簧片分别通过第一连接组件和第二连接组件对称设置于对应振动台的运动平面及三维振动平台，并保证两级簧片的平面均与该振动台轴向平行，且其中一级簧片的平面与其余某一振动台的轴向垂直。

进一步，第一连接组件和第二连接组件分别包括一对L形连接片，L形连接片上设置与连接螺栓配合的螺孔。

本发明的工作过程为：X轴向解耦装置、Y轴向解耦装置和Z轴向解耦装置均为由两级簧片支撑单元形成的簧片式运动解耦装置。以X轴向振动台输出振动为例，振动首先传递到与X轴向振动台连接的X轴向解耦装置，由于解耦装置两级簧片的平面均与X轴向平行，从而沿该轴向呈高刚度特性，可以很好地实现将振动传递到与X轴向解耦装置连接的三维振动平台。与此同时，X轴向解耦装置的两级簧片中有一级与Y轴向振动台振动轴向垂直，沿Y轴向呈微小刚度特性，从而避免了Y轴向振动台对X轴向振动台输出的干扰，X轴向解耦装置的另外一级簧片的平面与Z轴向振动台振动轴向垂直，沿Z轴向呈微小刚度特性，从而避免了Z轴向振动台对X轴向振动台输出的干扰，综上所述，实现三维振动平台输出X轴向解耦运动。同理，对于另外两个轴向振动台产生的振动，由于簧片式运动解耦装置的作用，也可实现三维振动平台输出对应轴向的解耦运动，从而完成三维振动平台沿X、Y、Z轴向合成运动的解耦输出。