一种将复杂震动转变为三轴向往复振动的减震机构的制作方法

本发明属于抗振动、抗冲击技术领域，具体涉及一种将复杂震动转变为三轴向往复振动的减震机构。

背景技术：

轮式、履带式车辆在行驶过程中因地面形貌复杂，会产生各种颠簸、振动甚至冲击，这些振动冲击载荷如果不加以防护会对车载精密仪器造成破坏。为降低这些有害载荷对车载精密仪器带来的影响和破坏，通常在车载惯导和车内安装基座之间设置有抗冲击减振装置或直接依赖惯导内部减振系统来保护惯导内部的惯性元器件。目前国内通常选择高质量的橡胶类减振器和弹簧类减振器产品，通过各种形式的对称分布制作成外减振装置，该种类型的外减振装置因安装方便，工作可靠，减振效果良好，应用最为广泛。但上述外减振器性能主要依赖于橡胶类减振器和弹簧类减振器产品本身，不可避免在减振的同时产生附加角振动或不规则的自激震荡，影响惯导系统导航精度，同时如果外减振装置上单独一个橡胶类减振器或弹簧类减振器性能发生较大变化或损坏时，惯导系统导航精度将进一步降低，甚至将损害到惯导惯性器件。

技术实现要素：

本发明其目的就在于提供一种将复杂震动转变为三轴向往复振动的减震机构，该减震机构将其弹性系统和阻尼系统有机结合，利用弹性系统将底部复杂震动分解成横、纵、垂三个方向有规律的往复振动，再通过阻尼系统吸收消耗三个方向的振动能量，进而将无序复杂的震动转变成三轴向可被如惯性导航系统数学算法作平均消减处理的往复振动，最终达到良好减震效果。

实现上述目的而采取的技术方案，包括上面板、上框架、下框架、下面板、弹性系统和阻尼系统，所述弹性系统包括横向簧片组、纵向簧片组、弹簧和垂向簧片组，所述阻尼系统包括垂向阻尼杆、横向阻尼杆和纵向阻尼杆,所述下面板、下框架、上框架和上面板自下而上分为四个交错的台阶布置,所述横向簧片组、纵向簧片组、弹簧和垂向簧片组作为弹性元件安装连接在各台阶之间构成减震机构的弹性系统,所述垂向阻尼杆、横向阻尼杆和纵向阻尼杆作为阻尼元件安装连接在各台阶之间构成减震机构的阻尼系统。

有益效果

本发明为了克服现有技术的缺点和不足，提供了一种将复杂震动转变为三轴向往复振动的减震机构，该减震机构采用阶梯交错式结构布局，并将弹性元件组成的弹性系统和阻尼元件组成的阻尼系统巧妙的结合，增加了减震系统的振动阻尼、并从机理上抑制弹性元件角振动和不规则的转角自激震荡，在隔离惯导基底复杂震动冲击的同时保证惯导导航精度，具有高可靠、综合减振性能优、对惯导导航精度影响小的特点，完全满足陆用捷联惯导的减震要求。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步详述。

图1为本装置结构示意主视图；

图2为本装置结构示意侧视图；

图3为本装置结构示意俯视图；

图4为图3中A-A剖视图；

图5为本装置中横向簧片组和纵向簧片组结构示意图；

图6为本装置中垂向簧片组结构示意图。

具体实施方式

本装置包括上面板1、上框架2、下框架5、下面板6、弹性系统和阻尼系统，如图1、图2、图3、图4所示,所述弹性系统包括横向簧片组3、纵向簧片组7、弹簧8和垂向簧片组15，所述阻尼系统包括垂向阻尼杆4、横向阻尼杆13和纵向阻尼杆16,所述下面板6、下框架5、上框架2和上面板1自下而上分为四个交错的台阶布置,所述横向簧片组3、纵向簧片组7、弹簧8和垂向簧片组15作为弹性元件安装连接在各台阶之间构成减震机构的弹性系统,所述垂向阻尼杆4、横向阻尼杆13和纵向阻尼杆16作为阻尼元件安装连接在各台阶之间构成减震机构的阻尼系统。

所述下面板6与下框架5之间连接一对垂向簧片组15，保证下框架5可相对下面板6作垂向振动并约束其余方向振动；所述下框架5与上框架2之间连接一对纵向簧片组7，保证上框架2可相对下框架5作纵向往复振动并约束其余方向振动；所述上框架2与上面板1之间一对连接横向簧片组3，保证上面板1可相对上框架2作横向往复振动并约束其余方向振动。

所述下面板6与上面板1之间设有4个垂向阻尼杆4，以增加下面板6与上面板1之间的振动阻尼从而起到垂向减振作用；所述下面板6与上框架2之间设有2个纵向阻尼杆16，以增加下面板6与上框架2之间的振动阻尼从而起到纵向减振作用；所述上框架2与上面板1之间设有2个横向阻尼杆13，以增加上框架2与上面板1之间的振动阻尼从而起到横向减振作用。

所述下面板6与下框架5之间装有8个弹簧8，8个均匀分布的弹簧8对减震机构上部的负载起支撑作用，保证减震机构在平衡状态下其垂向簧片组15处于自由状态，所述8个弹簧8中间置有限位橡胶柱9，对减震机构起保护限位作用。

所述横向簧片组3和纵向簧片组7包括薄钢片17、钢板18和铆钉19，如图5所示，用铆钉19将2个钢板18夹紧薄钢片17中部，这样横向簧片组3和纵向簧片组7上的薄钢片17未被钢板18夹紧的部分可以发生弹性变形，薄钢片17中部被钢板18夹紧的部分增加了刚度不发生弹性变形，这样实现了横向簧片组3和纵向簧片组7在大跨度下保持弹性和刚度，同时约束了横向簧片组3和纵向簧片组7在钢板18长度方向上的弹性变形。

所述垂向簧片组15包括垂向簧片组薄钢片20、不锈钢框架21、不锈钢压条22和螺钉23，如图6所示，用螺钉23和不锈钢压条22将2个垂向簧片组薄钢片20安装在不锈钢框架21的两端，这样实现了垂向簧片组15在大跨度下保持弹性和刚度，同时限制垂向簧片组15只能在垂向簧片组15两端发生弹性变形。

所述上面板1和下面板6的安装平面设有8个1mm高的凸台，凸台镶嵌钢丝螺套12保证减震机构的可拆装性和拆装精度。

所述上面板1上设有铭牌11和防尘盖10。

实施例

一种将复杂震动转变为三轴向往复振动的减震机构主要是由上面板1、上框架2、下框架5、下面板6、弹性系统和阻尼系统组成，其中弹性系统由横向簧片组3、纵向簧片组7、弹簧8和垂向簧片组15构成，阻尼系统由垂向阻尼杆4、横向阻尼杆13和纵向阻尼杆16构成。此减震机构采用阶梯交错式结构布局，自下而上将下面板6、下框架5、上框架2、上面板1作为四个交错的台阶构成减震机构的主体框架；将横向簧片组3、纵向簧片组7、弹簧8、垂向簧片组15等作为弹性元件安装连接在各台阶之间构成减震机构的弹性系统；将垂向阻尼杆4、横向阻尼杆13和纵向阻尼杆16等作为阻尼元件安装连接在各台阶之间构成减震机构的阻尼系统；其弹性系统约束各台阶之间的相对位移，其阻尼系统吸收消耗各台阶之间的振动能量；减震机构将其弹性系统和阻尼系统有机结合，利用弹性系统将底部复杂震动分解成横、纵、垂三个方向有规律的往复振动，再通过阻尼系统吸收消耗三个方向的振动能量，进而将无序复杂的震动转变成三轴向可被如惯性导航数学算法作平均消减处理的往复振动。

采用了阶梯交错式结构布局，下面板6与下框架5之间由一对垂向簧片组15连接，保证下框架5可相对下面板6作垂向振动并约束其余方向振动；下框架5与上框架2之间由一对纵向簧片组7连接，保证上框架2可相对下框架5作纵向往复振动并约束其余方向振动；上框架2与上面板1之间由一对横向簧片组3连接，保证上面板1可相对上框架2作横向往复振动并约束其余方向振动，通过减震机构这种特有的阶梯式振动特性，将减震机构底部复杂的震动逐层分解为垂向振动、纵向振动和横向振动，并抑制减震机构转角振动，进而减小复杂有害震动环境对惯性导航系统精度的影响；

所述的减震机构设有三个维度方向的阻尼系统，下面板6与上面板1之间有4个垂向阻尼杆4连接，以增加下面板6与上面板1之间的振动阻尼从而起到垂向减振作用；下面板6与上框架2之间有2个纵向阻尼杆16连接，以增加下面板6与上框架2之间的振动阻尼从而起到纵向减振作用；上框架2与上面板1之间有2个横向阻尼杆13连接，以增加上框架2与上面板1之间的振动阻尼从而起到横向减振作用，通过减震机构这种阻尼系统增加了其三个轴向的振动阻尼，进而降低减震机构振动幅值和自激震荡，最终减小复杂有害震动环境对惯性导航系统精度的影响；

所述的减震机构在下面板6与下框架5之间装有8个弹簧8，这8个均匀分布的弹簧8对减震机构上部的负载起支撑作用，保证减震机构在平衡状态下其垂向簧片组15处于自由状态，8个弹簧8中间置有限位橡胶柱9，对减震机构起保护限位作用。

所述的减震机构的横向簧片组3和纵向簧片组7均由薄钢片17、钢板18和铆钉19组成，用铆钉19将2个钢板18夹紧薄钢片17中部，这样横向簧片组3和纵向簧片组7上的薄钢片17未被钢板18夹紧的部分可以发生弹性变形，薄钢片17中部被钢板18夹紧的部分增加了刚度不发生弹性变形，这样实现了横向簧片组3和纵向簧片组7在较大跨度下保持适度的弹性和刚度，同时约束了横向簧片组3和纵向簧片组7在钢板18长度方向上的弹性变形。

所述的减震机构的垂向簧片组15均由垂向簧片组薄钢片20、不锈钢框架21、不锈钢压条22和螺钉23组成，用螺钉23和不锈钢压条22将2个垂向簧片组薄钢片20安装在不锈钢框架21的两端，这样实现了垂向簧片组15在较大跨度下保持适度的弹性和刚度，同时限制垂向簧片组15只能在垂向簧片组15两端发生弹性变形；

所述的减震机构上面板1和下面板6的安装平面设有8个1mm高的凸台，以保证减震机构与基底和旋转调制惯组的安装精度，凸台镶嵌钢丝螺套12保证减震机构的可拆装性和拆装精度。

1减震机构结构特征：

a)减震机构采用阶梯交错式结构布局，自下而上将下面板6、下框架5、上框架2、上面板1作为四个交错的台阶构成减震机构的主体框架，下面板6与下框架5之间由一对垂向簧片组15连接，保证下框架5可相对下面板6作垂向振动并约束其余方向振动；下框架5与上框架2之间由一对纵向簧片组7连接，保证上框架2可相对下框架5作纵向往复振动并约束其余方向振动；上框架2与上面板1之间由一对横向簧片组3连接，保证上面板1可相对上框架2作横向往复振动并约束其余方向振动，通过减震机构这种特有的阶梯式振动特性，将减震机构底部复杂的震动逐层分解为垂向振动、纵向振动和横向振动，并抑制减震机构转角振动，进而减小复杂有害震动环境对如惯性导航系统精度的影响；

b)减震机构设有三个维度方向的阻尼系统，下面板6与上面板1之间有4个垂向阻尼杆4连接，以增加下面板6与上面板1之间的振动阻尼从而起到垂向减振作用；下面板6与上框架2之间有2个纵向阻尼杆16连接，以增加下面板6与上框架2之间的振动阻尼从而起到纵向减振作用；上框架2与上面板1之间有2个横向阻尼杆13连接，以增加上框架2与上面板1之间的振动阻尼从而起到横向减振作用，通过减震机构这种阻尼系统增加了其三个轴向的振动阻尼，进而降低减震机构振动幅值和自激震荡，最终减小复杂有害震动环境对惯性导航系统精度的影响；

c)减震机构的下面板6与下框架5之间装有8个弹簧8，这8个均匀分布的弹簧8对减震机构上部的负载起支撑作用，保证减震机构在平衡状态下其垂向簧片组15处于自由状态，8个弹簧8中间置有限位橡胶柱9，对减震机构起保护限位作用；

d)减震机构的横向簧片组3和纵向簧片7组均由薄钢片17、钢板18和铆钉19组成，用铆钉19将2个钢板18夹紧薄钢片17中部，这样横向簧片组3和纵向簧片组7上的薄钢片17未被钢板18夹紧的部分可以发生弹性变形，薄钢片17中部被钢板18夹紧的部分增加了刚度不发生弹性变形，这样实现了横向簧片组3和纵向簧片组7在较大跨度下保持适度的弹性和刚度，同时约束了横向簧片组3和纵向簧片组7在钢板18长度方向上的弹性变形；

e)减震机构的垂向簧片组15均由垂向簧片组薄钢片20、不锈钢框架21、不锈钢压条22和螺钉23组成，用螺钉23和不锈钢压条22将2个垂向簧片组薄钢片20安装在不锈钢框架21的两端，这样实现了垂向簧片组15在较大跨度下保持适度的弹性和刚度，同时限制垂向簧片组15只能在垂向簧片组15两端发生弹性变形；

f)减震机构的上面板1和下面板6的安装平面设有8个1mm高的凸台，以保证减震机构与基底和旋转调制惯组的安装精度，凸台镶嵌钢丝螺套12保证减震机构的可拆装性和拆装精度。

2工作原理

一种将复杂震动转变为三轴向往复振动的减震机构主要是由上面板1、上框架2、下框架5、下面板6、弹性系统和阻尼系统组成，其中弹性系统由横向簧片组3、纵向簧片组7、弹簧8和垂向簧片组15构成，阻尼系统由垂向阻尼杆4、横向阻尼杆13和纵向阻尼杆16构成。下面板6与下框架5之间装有8个弹簧8，这8个均匀分布的弹簧8对减震机构上部的负载起支撑作用，保证减震机构在平衡状态下其垂向簧片组15处于自由状态，8个弹簧8中间置有限位橡胶柱9，对减震机构起保护限位作用，当减震机构安装的基底有震动时，减震机构的弹性系统将其震动分解成三个方向的震动，并利用阻尼系统吸收耗散震动能量、降低振动幅值达到减震目的，其中垂向方向的震动传递到固定在下面板6与下框架5之间的垂向簧片组15，引起下框架5、上框架2和上面板1相对下面板6作垂直往复振动，下面板6与上面板1之间的4个垂向阻尼杆4增加垂向振动阻尼以减小垂向振动幅值、抑制垂向簧片组15自激震荡；纵轴方向的震动传递到固定在下框架5与上框架2之间的纵向簧片组7，引起上框架2和上面板1相对下面板6和下框架5作垂直往复振动，下面板6与上框架2之间的2个纵向阻尼杆16增加纵向振动阻尼以减小纵向振动幅值、抑制纵向簧片组7自激震荡；横轴方向的震动传递到固定在上框架2与上面板1之间的横向簧片组3，引起上面板1相对上框架2、下框架5、下面板6组横向往复振动，上框架2与上面板1之间的2个横向阻尼杆13增加横向振动阻尼以减小横向振动幅值、抑制横向簧片组3自激震荡。减震机构将其弹性系统和阻尼系统有机结合，利用弹性系统将外部复杂的震动环境分解成横、纵、垂三个方向有规律的往复振动并抑制该减震机构转角振动，再通过阻尼系统吸收三个方向的振动能量，这样经减震机构衰减并传递到惯性导航系统上的振动由于具有规律的往复特性可以被如惯性导航系统数学算法作平均消减处理进而提高系统的导航精度，最终达到良好减震效果。