[发明专利]一种基于压电陶瓷的主被动减振装置及六自由度减振系统

权利要求书

1.一种基于压电陶瓷的主被动减振装置，其特征在于，该装置包括负载连接器(8)、被动减振机构(7)、中间质量块(5)、速度传感器(6)、主动减振机构、基础平台(1)和控制器；

所述被动减振机构(7)的一端连接所述负载连接器(8)，其另一端连接于所述中间质量块(5)；所述速度传感器(6)嵌于所述中间质量块(5)内；

所述主动减振机构包括压电陶瓷致动器(2)和位移放大机构，所述压电陶瓷致动器(2)与所述位移放大机构均设置于所述基础平台(1)的腔体内并接触设置；所述位移放大机构的上部连接于所述中间质量块(5)；

所述速度传感器(6)用于采集所述中间质量块(5)沿所述负载连接器(8)轴向的运动速度并将速度信号反馈至所述控制器；所述控制器用于根据所述速度信号计算出施以所述压电陶瓷致动器(2)的电压信号以使所述压电陶瓷致动器(2)产生沿所述负载连接器(8)水平方向的形变；所述位移放大机构用于将所述压电陶瓷致动器(2)水平方向的形变位移转换成其沿所述负载连接器(8)轴向的位移，从而驱动所述中间质量块移动，进而实现减振。

2.根据权利要求1所述的一种基于压电陶瓷的主被动减振装置，其特征在于，所述位移放大机构包括第一楔形块(3-1)、橡胶垫(3-2)和第二楔形块(3-3)；所述第一楔形块(3-1)的垂直面抵于所述压电陶瓷致动器(2)，其楔形面固定设有所述橡胶垫(3-2)；所述第二楔形块(3-3)的楔形面与所述橡胶垫(3-2)接触，其垂直面抵于所述基础平台(1)的内壁面，且所述第二楔形块(3-3)的顶部与所述中间质量块(5)相连；

所述第一楔形块(3-1)在所述压电陶瓷致动器(2)的驱动下沿所述基础平台(1)底面水平运动，且所述橡胶垫(3-2)与所述第二楔形块(3-3)的楔形面之间产生相对摩擦力与支持力；所述第二楔形块(3-3)在合力作用下沿所述基础平台(1)内壁面垂直移动，以将所述压电陶瓷致动器(2)沿水平方向的形变位移转换为所述中间质量块(5)沿所述负载连接器(8)沿轴向的垂直位移。

3.根据权利要求2所述的一种基于压电陶瓷的主被动减振装置，其特征在于，所述基础平台(1)的底部设有垂直限位件，所述第二楔形块(3-3)设有与所述限位件相匹配的槽；所述限位件用于使所述第二楔形块(3-3)沿所述负载连接器(8)的轴向移动。

4.根据权利要求3所述的一种基于压电陶瓷的主被动减振装置，其特征在于，所述限位件为圆柱形限位件，所述槽为圆柱形槽。

5.根据权利要求2或4所述的一种基于压电陶瓷的主被动减振装置，其特征在于，所述第二楔形块(3-3)与所述中间质量块(5)之间还设有金属垫片(4-1)和橡胶垫片(4-2)，用以使所述第二楔形块(3-3)与所述中间质量块(5)完全贴合。

6.根据权利要求2所述的一种基于压电陶瓷的主被动减振装置，其特征在于，所述第一楔形块(3-1)的楔形角θ取值范围为0°～84.29°。

7.根据权利要求2所述的一种基于压电陶瓷的主被动减振装置，其特征在于，所述被动减振机构(7)为橡胶块。

8.一种六自由度减振系统，其特征在于，包括如权利要求1-7任一项所述的基于压电陶瓷的主被动减振装置；

还包括负载平台，所述主被动减振装置设有六个，分别安装于所述负载平台上。

9.根据权利要求8所述的一种六自由度减振系统，其特征在于，以所述负载平台的中心为原点，所述六个主被动减振装置分别设置于所述负载平台的侧面和底面上。

10.根据权利要求9所述的一种六自由度减振系统，其特征在于，所述六个主被动减振装置分别为第一减振单元、第二减振单元、第三减振单元、第四减振单元、第五减振单元和第六减振单元；

所述第一减振单元安装于所述负载平台的侧面并位于X轴正半轴上；

所述第二减振单元安装于所述负载平台的侧面并位于Y轴负半轴上；

所述第三减振单元安装于所述负载平台的侧面并位于X轴负半轴与Y轴正半轴所构成的区域内；

所述第四减振单元、所述第五减振单元、所述第六减振单元分别安装于所述负载平台的底面上，且所述第四减振单元、第五减振单元分别位于Y轴两侧并且其连线与X轴的连线平行，所述第六减振单元位于Y轴正半轴上。