磁致伸缩驱动主被动一体多自由度精密隔振装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及隔振装置技术领域，具体是一种磁致伸缩驱动主被动一体多自由度精密隔振平台。
【背景技术】
[0002]隔振装置是连接设备和基础的弹性元件，用以减少和消除由设备传递到基础的振动力和由基础传递到设备的振动。为了满足航空航天、光学、遥感、精密制造等领域对振动环境的严格特殊要求，尤其是有效地抑制低频和超低频振动的要求，传统的被动隔振方法已不能达到要求和精度。
[0003]经检索发现:授权公告号为:2605934Y，授权公告日为2004年3月10日的实用新型专利，提出了一种基于超磁致伸缩驱动器的主动隔振装置，采用超磁致伸缩驱动器和直线轴承，直线轴承安装在同一圆周等分设置在底板上的三个导向直柱的较小端，磁致伸缩棒驱动器安装于底座中心处。其不足在于:
[0004]1、外套电磁线圈外面，体积大，且不易于磁体更换；
[0005]2、运动是摩擦力大，能量损耗高；
[0006]3、磁致伸缩驱动器的输出杆直接穿出隔振平台，整个隔振装置的精度和稳定性差;
[0007]4、磁致伸缩驱动器的输出行程有限，不能满足多种行程要求；
[0008]上述基于超磁致伸缩驱动器的主动隔振装置无法满足现代工业的隔振要求。
【发明内容】
[0009]本发明针对现有技术中存在的上述不足，提供了一种磁致伸缩驱动主被动一体多自由度精密隔振装置，该装置可提供基于弹簧的被动隔振和基于磁致伸缩驱动放大的主动隔振两种方式一体化的精密隔振，隔振效果在多个自由度上对于较宽频带的扰动都有效，是一个融合了驱动系统、传感系统和控制策略的闭环系统。
[0010]为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的。
[0011]一种磁致伸缩驱动主被动一体多自由度精密隔振装置，包括上平台、驱动放大单元、被动隔振单元、锁紧限位装置、下平台和振动传感器；所述驱动放大单元、被动隔振单元和锁紧限位装置分别固定在上平台与下平台之间；所述振动传感器设置于上平台上；其中:
[0012]所述驱动放大单元用于实现隔振装置的主动隔振；
[0013]所述被动隔振单元用于实现隔振装置的被动隔振；
[0014]所述锁紧限位装置用于调节隔振装置的静止状态、锁紧状态和平衡状态；
[0015]所述振动传感器用于测量上平台的振动响应；
[0016]所述驱动放大单元、被动隔振单元、锁紧限位装置分别为多个。
[0017]优选地，所述上平台的外边缘上等间距开有矩形槽，所述矩形槽的数量与锁紧限位装置的数量一致；所述上平台的台面上等间距开有螺纹孔，所述螺纹孔的数量与被动隔振单元的数量一致。
[0018]优选地，所述上平台为圆角三角形板，所述下平台为圆形板。
[0019]优选地，所述驱动放大单元、被动隔振单元、锁紧限位装置分别为三个，相应地，所述上平台的矩形槽和螺纹孔分别为三个。
[0020]优选地，三个所述被动隔振单元和三个所述驱动放大单元之间在对称位置并列放置，具体为:三个所述被动隔振单元和三个所述驱动放大单元呈正三角形布置，其中，三个所述驱动放大单元分别位于三角形的三条边上，三个所述被动隔振单元分别位于三角形的三个顶点上。
[0021 ] 优选地，所述驱动放大单元包括柔性杠杆、输出杆、碟簧、前磁轭、磁致伸缩棒、后磁轭、电磁线圈、辅助磁体、前端盖、后端盖、上壳体、下壳体、压力传感器、预压螺杆以及钢丝；其中:
[0022]所述柔性杠杆固定在下平台上，所述输出杆、前磁轭、磁致伸缩棒、后磁轭、压力传感和预压螺杆由前向后依次接触设置；
[0023]所述柔性杠杆上设有两处薄部形成柔性铰链，可产生较大变形，所述柔性杠杆上还设有两处凸起形成前挡板和后挡板，所述前挡板上开有一个通孔，所述后挡板上开有一个螺纹孔；
[0024]所述输出杆的前端穿过前挡板的通孔，并与柔性杠杆的输入端固连，所述碟簧安置在前挡板与输出杆的后端台阶面之间，能对输出杆产生向后推力；
[0025]所述前磁轭、磁致伸缩棒和后磁轭一起设置于所述电磁线圈的内腔之中；
[0026]所述电磁线圈上方安置有所述辅助磁体，电磁线圈和辅助磁体均嵌在所述前端盖和后端盖之间；
[0027]所述前端盖和后端盖上分别开有一个通孔，所述前磁轭的前端和后磁轭的后端分别从前端盖上的通孔和后端盖上的通孔穿过；
[0028]所述前磁轭、磁致伸缩棒、后磁轭、电磁线圈、辅助磁体、前端盖以及后端盖均安放在所述下壳体之中，所述下壳体固定在柔性杠杆的中部；所述上壳体设置于下壳体的顶部；
[0029]所述预压螺杆旋进柔性杠杆后挡板的螺纹孔，并顶在压力传感器后端；
[0030]所述钢丝竖直放置，钢丝的一端固定在柔性杠杆的输出端，钢丝的另一端固定在所述上平台上。
[0031]优选地，所述柔性杠杆的输出端顶部与钢丝底部连接处和柔性杠杆的输入端轴线平齐；所述前磁轭与输出杆的接触面为圆弧面。
[0032]优选地，所述辅助磁体采用电磁线圈或者永磁体。
[0033]优选地，所述驱动放大单元包括如下任一种或任多种推动输出杆运动的方式:
[0034]-调节所述预压螺杆，预压螺杆依次推动所述压力传感器、后磁轭、磁致伸缩棒、前磁轭以及输出杆运动；
[0035]-所述电磁线圈通电后产生磁场，所述磁致伸缩棒在电磁线圈和辅助磁体磁场的共同作用下伸长，在预压螺杆固定的情况下推动前磁轭和输出杆运动；
[0036]在以上两种方式下，所述输出杆压缩碟簧并推动所述柔性杠杆的输入端，柔性杠杆的两处柔性铰链产生变形，最终使柔性杠杆的输出端产生相应运动；所述柔性杠杆的输出端与柔性杠杆的输入端位移比值称为放大系数，所述放大系数由输出杆的长度、柔性铰链位置以及柔性铰链的尺寸决定。
[0037]优选地，所述被动隔振单元包括弹簧座、压缩弹簧、弹簧帽和调节螺杆；其中，所述弹簧座固定在所述下平台上，所述压缩弹簧竖直放置于弹簧座与弹簧帽之间，所述调节螺杆的下端顶在弹簧帽的上端凹槽之中，所述调节螺杆的上端螺纹旋进上平台的螺纹孔中。
[0038]优选地，所述调节螺杆的下端为圆头形，相应地，所述弹簧帽的上端凹槽为圆形槽。
[0039]优选地，所述弹簧座内填充有阻尼材料。
[0040]优选地，所述锁紧限位装置包括限位座、横滑块、竖滑块、调节螺钉、锁紧螺钉和弹簧薄片；其中:所述限位座固定在所述下平台上，限位座中开有横槽和竖槽，所述横槽和竖槽直接垂直相交，限位座的侧面开有螺纹通孔，所述螺纹通孔指向所述横槽，限位座的一侧朝上开有阶梯孔；所述横滑块和竖滑块分别设置于所述横槽和竖槽中，并在相应槽中自由往复滑动，所述横滑块和竖滑块之间通过相适配的斜面接触；所述调节螺钉旋进所述限位座侧面的螺纹通孔，调节螺钉的内端顶在横滑块上；所述锁紧螺钉穿过所述阶梯孔，并与上平台固连；所述弹簧薄片水平放置，弹簧薄片的一端与限位座的顶部固连，弹簧薄片的另一端嵌入上平台的矩形槽中并固连。
[0041]优选地，所述锁紧限位装置通过旋转调节螺钉调节竖滑块上下移动至不同高度，进而调节上平台的水平度和高度，使隔振装置处于不同状态，具体为:
[0042]调节锁紧限位装置的调节螺钉，旋紧时，调节螺钉推动横滑块沿横槽运动，横滑块进而通过斜面推动竖滑块沿竖槽运动；旋松时，竖滑块在重力作用下推动横滑块朝反方向运动。
[0043]优选地，所述磁致伸缩驱动主被动一体多自由度精密隔振装置，包括被动隔振模式和主动隔振模式；其中:
[0044]-被动隔振模式:被动隔振单元通过压缩弹簧减弱上平台的振动，适用于中高频振动的隔振；
[0045]-主动隔振模式，振动传感器将实时测量的振动响应形成相应的电流输入至驱动放大单元的电磁线圈，进而使磁致伸缩棒产生相应的伸缩量，磁致伸缩棒的伸缩量经过柔性杠杆放大后由柔性杠杆的输出端输出，再通过钢丝带动上平台产生相应运动，该运动与上平台本身的振动相互抵消达到振动控制，适用于低频甚至超低频振动的隔振。
[0046]本发明的工作过程及工作原理为:
[0047]当驱动放大单元的柔性杠杆输入端未被推动且柔性杠杆处于自由状态时，上平台与驱动放大单元的钢