[发明专利]一种三自由度无角位移抗冲击平台

说明书

本发明属于抗冲击平台的设计制造，涉及一种三自由度无角位移抗冲击平台。三自由度无角位移抗冲击平台包括一种平行四边形无角位移装置以及抗冲击橡胶块。本发明提出了一种使用橡胶弹性元件作为抗冲击缓冲器，平行四边形无角位移平台作为限制角位移机构的抗冲击平台。平行四边形无转角平台结构简单，橡胶抗冲击胶块硫化工艺成熟已经大量使用于各型设备上，同时橡胶材料的非线性特征，因此可靠性高。由于缓冲胶块中使用倾斜金属块分解了冲击能量因而可以实现大冲击载荷下的缓冲。

技术领域

本发明属于抗冲击平台的设计制造，涉及一种三自由度无角位移抗冲击平台。

背景技术

随着科技的发展，航空、航海、航天以及国防领域对于惯性导航的要求越来越高，机械陀螺仪也逐步被光纤陀螺仪所取代在以上领域中得到的广泛的应用。光纤陀螺仪由于其结构上的限制在每个轴的旋转方向为其测量的敏感轴，因此在使用光纤陀螺仪测量线位移的条件下，过大的角加速度可能影响到测量精度，甚至使得陀螺仪无法正常工作，所以陀螺仪通常需要在一个相对稳定的环境下工作。然而在国防领域，陀螺仪可能会面临十分严酷的工作环境，例如大量级的冲击，这就要求对整个陀螺仪进行抗冲击保护。然而通常所使用的缓冲器平台都拥有三个平动自由度以及三个转动自由度，在大冲击载荷下陀螺仪会产生很大的角加速度，影响到陀螺仪的工作，这就需要开发出一种只拥有三个平动自由度不存在转动自由度的抗冲器。对于无转角平台前人已经有所应用，它们主要被使用于减振领域，例如CN 103807353A以及《新型无角位移减振机构设计》，但均只限于减振这种小量级外力影响条件下，在大冲击载荷下，减振组件极容易被破坏，从而导致机构失效。对于抗冲器并没有相关文献的报道。

发明内容

本发明的目的是：提出一种在大冲击时只拥有三个平动自由度的抗冲击平台，以便解决陀螺仪这一类精密仪器抗冲击载荷的问题。

本发明的技术方案是：三自由度无角位移抗冲击平台包括一种平行四边形无角位移装置以及抗冲击橡胶块，平行四边形无角位移装置，包括有一个含有4个转动副座的下安装板，八个摇臂，四个连接臂，以及一个含有转动副座的上安装板。下安装板上的4个转动副座分别置于下安装板的四个顶点上，上安装板上的4个转动副座的位置与下安装板上的4个转动副座的位置相对应，其中四个摇臂铰接于下安装板的转动副座上，另外四个摇臂铰接于上安装板的转动副座上，连接于上、下安装板上相对应位置上的两个摇臂之间分别通过连接臂进行铰接；上、下安装板之间保持相互平行，下安装板上的四个摇臂之间保持相互平行，上安装板上的四个摇臂之间保持相互平行，连接臂垂直于下安装板；

抗冲击橡胶块由两块金属块以及橡胶体共同硫化构成，两块金属块用螺钉分别固定在上、下安装板上，金属块为柱状，截面为直角三角形。

所述的抗冲击橡胶块橡胶体材料的撕裂强度大于等于20kN/m，邵氏A硬度在20到80度之间，同时橡胶块在经过冲击后任意方向上的永久变形小于5％。

所述的金属块截面的斜边与安装面之间夹角为30到60度。

所述的转动副座上的安装孔距离转动副座的边缘为5～20mm。

所述的上安装板和下安装板，均为镂空结构，镂空腔体距离安装板边缘20～50mm，镂空腔体之间距离为20～50mm。

所述的摇臂为两端含有两孔的平板，板材厚度为5～20mm，摇臂上两孔距离为20～50mm，摇臂上的两孔与摇臂边缘的距离为5～20mm。

所述的连接臂板材厚度为5～20mm，相互垂直的两组安装孔之间距离为20～50mm，安装孔到连接臂边缘的距离为5～20mm。

所述的橡胶抗冲击器橡胶体长度为50～150mm，宽度为30～70mm，厚度为20～40mm，其截面轮廓是1～5个长方形或者腰型形状。