专利名称：一种低频三自由度隔振器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于精密领域、IC(集成电路)制造领域或光学领域上的一种隔 振设备，用于振动隔离，避免振动对设备精度的影响。
背景技术：
机械振动对产品质量、操作精度、产品寿命、生产安全性、环境及人身健康等都会 产生严重影响。伴随着社会的进步与发展，人们生活水平的提高，振动的控制要求也越来越 高。振动控制的方法主要有消振、隔振和吸振等，但在机械系统中应用最广泛的当属隔振。目前，国内外的隔振机构主要有几种形式层合橡胶、三线摆、倒摆、X摆、摇摆球 等。其中层合橡胶结构简单，但是其非线性较强，不易达到较低的固有频率。倒摆和X摆为 非线性超低频隔振机构，主要用于天文和仪器行业。随着科学技术的不断发展和产品的不 断更新，对精度要求越来越高，并逐步向纳米级发展，对隔振系统提出了较高要求.隔振器 的设计目标是使隔振系统的固有频率尽可能低，隔振效率尽可能高。随着超精密等行业的发展，对隔振机构的深入创新研究是必然的，需要进一步深 入研究新的隔振器。目前效果最好的隔振器是空气弹簧或永磁弹簧，空气弹簧对高频振动 有很好的隔振效果，是一种较理想的隔振技术，能提高设备的精度和测试效率，但只能实现 一个自由度的隔振。
发明内容
本发明的目的是提出一种低频三自由度隔振器，可同时隔离垂直和水平面内不同 方向的振动。本发明的目的是通过如下技术方案实现的—种低频三自由度隔振器，其特征在于所述的低频三自由度隔振器包括空气弹 簧、空心筒状永磁体和外空心筒状永磁体，所述的空气弹簧包括空气弹簧主体和橡胶活塞， 空气弹簧主体含有上腔室、下腔室和与上下腔室连通的节流孔；所述的内空心筒状永磁体 和外空心筒状永磁体同轴布置，外空心筒状永磁体固定在空气弹簧主体的顶部，内空心筒 状永磁体固定在所述的橡胶活塞上，且两个空心筒状永磁体同极相对，径向磁化。本发明与现有技术相比，具有以下优点和突出性的效果①低频隔振效果好空气弹簧和永磁弹簧的固有频率比较低，一般小于2-3HZ，本 发明以空气弹簧和两个空心筒状永磁体为主体设计的隔振器具有较小的固有频率，对IC 装备或其它的精密设备可更好地实现隔振。②可同时实现多自由度的隔振隔离一个橡胶隔振器或金属弹簧一般实现单自由 度的隔振，很难同时实现多自由度隔振。该低频三自由度隔振器在垂直方向上利用空气弹 簧实现隔振，在水平方向上使用一对空心筒状永磁体实现两个方向或水平面内各方向的隔 振，若使用在机械系统中可同时实现三个方向的隔振。③该隔振器的组件少该低频三自由度隔振器共有三个零件组成，即空气弹簧和两个空心筒状磁体，很容易加工制造，解决了结构复杂，加工困难的问题。④该低频三自由度隔振器机械磨损小，成本低，在工作时还具有无摩擦、工作稳定、使用寿命长，精度高等特点。
图1为本发明提供低频三自由度隔振器的结构原理示意图(主剖视图)。图2为内、外空心筒状永磁体的结构示意图。图中1-空气弹簧主体；2-内空心筒状永磁铁；3-外空心筒状永磁铁；4-隔板； 5-节流孔；6-上腔室；7-下腔室；8-橡胶活塞。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的结构、原理和工作过程作进一步的说明。图1为本发明提供低频三自由度隔振器的结构原理示意图(主剖视图)，该低频三 自由度隔振器包括空气弹簧、内空心筒状永磁体2和外空心筒状永磁体3，空气弹簧包括空 气弹簧主体1和橡胶活塞8，空气弹簧主体含有上腔室6、下腔室7和与上下腔室连通的节 流孔5组成；内空心筒状永磁体和外空心筒状永磁体同轴布置，外空心筒状永磁体固定在 空气弹簧主体的顶部，内空心筒状永磁体固定在橡胶活塞主体上，且两个空心筒状永磁体 同极相对，径向磁化。该低频三自由度隔振器的工作原理如下在垂直方向上的隔振机构为一个空气弹簧，空气弹簧上端的橡胶活塞8受到振动 时，橡胶活塞8发生变形，空气弹簧上腔室6的容积发生变化，上腔室6中的空气通过隔板 4上的节流孔5流向下腔室7，由于节流孔5的节流效应，将机械系统振动的动能转化成热 能被消耗，实现垂直方向的隔振效果。该低频三自由度隔振器在水平面内由内空心筒状永磁体2和外空心筒状永磁体3 实现隔振，当水平面内的任何方向有振动时，与空气弹簧上端橡胶活塞固定的内空心筒状 永磁体2偏离平衡位置，由于内外两个永磁体的相同磁极相对，在外空心筒状永磁体3斥力 的作用下，使内空心筒状永磁体2不断地恢复到平衡位置，实现水平方向的隔振。该项发明在实际使用时，可以单独作为一个部件使用，也可以将几个隔振器并联 使用，实现振动的隔离。
权利要求
一种低频三自由度隔振器，其特征在于所述的低频三自由度隔振器包括空气弹簧、内空心筒状永磁体(2)和外空心筒状永磁体(3)，所述的空气弹簧包括空气弹簧主体(1)和橡胶活塞(8)，所述的含有空气弹簧主体由上腔室(6)、下腔室(7)和与上下腔室连通的节流孔(5)；所述的内空心筒状永磁体和外空心筒状永磁体同轴布置，外空心筒状永磁体固定在空气弹簧主体的顶部，内空心筒状永磁体固定在所述的橡胶活塞上，且两个空心筒状永磁体同极相对，径向磁化。
全文摘要
一种低频三自由度隔振器，涉及一种用于精密领域、IC(集成电路)制造领域或光学领域上的一种隔振设备。该隔振器由空气弹簧和一对空心筒状永磁体构成，外空心筒状永磁体固定在空气弹簧主体的顶部，内空心筒状永磁体固定在空气弹簧的橡胶活塞上，实现振动隔离。本发明可同时实现多自由度的低频隔振，且具有良好的低频隔振效果。本发明具有组件少、机械磨损小，成本低、使用寿命长及精度高等优点。
文档编号F16F9/02GK101832352SQ20101014941
公开日2010年9月15日 申请日期2010年4月15日 优先权日2010年4月15日
发明者尹文生, 张鸣, 徐登峰, 朱煜, 李强, 杨开明, 汪劲松, 田丽, 纪春华, 许岩 申请人:清华大学