專利名稱：一種低頻三自由度隔振器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于精密領(lǐng)域、IC(集成電路)制造領(lǐng)域或光學(xué)領(lǐng)域上的一種隔 振設(shè)備，用于振動(dòng)隔離，避免振動(dòng)對(duì)設(shè)備精度的影響。
背景技術(shù)：
機(jī)械振動(dòng)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量、操作精度、產(chǎn)品壽命、生產(chǎn)安全性、環(huán)境及人身健康等都會(huì) 產(chǎn)生嚴(yán)重影響。伴隨著社會(huì)的進(jìn)步與發(fā)展，人們生活水平的提高，振動(dòng)的控制要求也越來(lái)越 高。振動(dòng)控制的方法主要有消振、隔振和吸振等，但在機(jī)械系統(tǒng)中應(yīng)用最廣泛的當(dāng)屬隔振。目前，國(guó)內(nèi)外的隔振機(jī)構(gòu)主要有幾種形式層合橡膠、三線擺、倒擺、X擺、搖擺球 等。其中層合橡膠結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但是其非線性較強(qiáng)，不易達(dá)到較低的固有頻率。倒擺和X擺為 非線性超低頻隔振機(jī)構(gòu)，主要用于天文和儀器行業(yè)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和產(chǎn)品的不 斷更新，對(duì)精度要求越來(lái)越高，并逐步向納米級(jí)發(fā)展，對(duì)隔振系統(tǒng)提出了較高要求.隔振器 的設(shè)計(jì)目標(biāo)是使隔振系統(tǒng)的固有頻率盡可能低，隔振效率盡可能高。隨著超精密等行業(yè)的發(fā)展，對(duì)隔振機(jī)構(gòu)的深入創(chuàng)新研究是必然的，需要進(jìn)一步深 入研究新的隔振器。目前效果最好的隔振器是空氣彈簧或永磁彈簧，空氣彈簧對(duì)高頻振動(dòng) 有很好的隔振效果，是一種較理想的隔振技術(shù)，能提高設(shè)備的精度和測(cè)試效率，但只能實(shí)現(xiàn) 一個(gè)自由度的隔振。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種低頻三自由度隔振器，可同時(shí)隔離垂直和水平面內(nèi)不同 方向的振動(dòng)。本發(fā)明的目的是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的—種低頻三自由度隔振器，其特征在于所述的低頻三自由度隔振器包括空氣彈 簧、空心筒狀永磁體和外空心筒狀永磁體，所述的空氣彈簧包括空氣彈簧主體和橡膠活塞， 空氣彈簧主體含有上腔室、下腔室和與上下腔室連通的節(jié)流孔；所述的內(nèi)空心筒狀永磁體 和外空心筒狀永磁體同軸布置，外空心筒狀永磁體固定在空氣彈簧主體的頂部，內(nèi)空心筒 狀永磁體固定在所述的橡膠活塞上，且兩個(gè)空心筒狀永磁體同極相對(duì)，徑向磁化。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)和突出性的效果①低頻隔振效果好空氣彈簧和永磁彈簧的固有頻率比較低，一般小于2-3HZ，本 發(fā)明以空氣彈簧和兩個(gè)空心筒狀永磁體為主體設(shè)計(jì)的隔振器具有較小的固有頻率，對(duì)IC 裝備或其它的精密設(shè)備可更好地實(shí)現(xiàn)隔振。②可同時(shí)實(shí)現(xiàn)多自由度的隔振隔離一個(gè)橡膠隔振器或金屬?gòu)椈梢话銓?shí)現(xiàn)單自由 度的隔振，很難同時(shí)實(shí)現(xiàn)多自由度隔振。該低頻三自由度隔振器在垂直方向上利用空氣彈 簧實(shí)現(xiàn)隔振，在水平方向上使用一對(duì)空心筒狀永磁體實(shí)現(xiàn)兩個(gè)方向或水平面內(nèi)各方向的隔 振，若使用在機(jī)械系統(tǒng)中可同時(shí)實(shí)現(xiàn)三個(gè)方向的隔振。③該隔振器的組件少該低頻三自由度隔振器共有三個(gè)零件組成，即空氣彈簧和兩個(gè)空心筒狀磁體，很容易加工制造，解決了結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工困難的問(wèn)題。④該低頻三自由度隔振器機(jī)械磨損小，成本低，在工作時(shí)還具有無(wú)摩擦、工作穩(wěn)定、使用壽命長(zhǎng)，精度高等特點(diǎn)。


圖1為本發(fā)明提供低頻三自由度隔振器的結(jié)構(gòu)原理示意圖(主剖視圖)。圖2為內(nèi)、外空心筒狀永磁體的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1-空氣彈簧主體；2-內(nèi)空心筒狀永磁鐵；3-外空心筒狀永磁鐵；4-隔板； 5-節(jié)流孔；6-上腔室；7-下腔室；8-橡膠活塞。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)、原理和工作過(guò)程作進(jìn)一步的說(shuō)明。圖1為本發(fā)明提供低頻三自由度隔振器的結(jié)構(gòu)原理示意圖(主剖視圖)，該低頻三 自由度隔振器包括空氣彈簧、內(nèi)空心筒狀永磁體2和外空心筒狀永磁體3，空氣彈簧包括空 氣彈簧主體1和橡膠活塞8，空氣彈簧主體含有上腔室6、下腔室7和與上下腔室連通的節(jié) 流孔5組成；內(nèi)空心筒狀永磁體和外空心筒狀永磁體同軸布置，外空心筒狀永磁體固定在 空氣彈簧主體的頂部，內(nèi)空心筒狀永磁體固定在橡膠活塞主體上，且兩個(gè)空心筒狀永磁體 同極相對(duì)，徑向磁化。該低頻三自由度隔振器的工作原理如下在垂直方向上的隔振機(jī)構(gòu)為一個(gè)空氣彈簧，空氣彈簧上端的橡膠活塞8受到振動(dòng) 時(shí)，橡膠活塞8發(fā)生變形，空氣彈簧上腔室6的容積發(fā)生變化，上腔室6中的空氣通過(guò)隔板 4上的節(jié)流孔5流向下腔室7，由于節(jié)流孔5的節(jié)流效應(yīng)，將機(jī)械系統(tǒng)振動(dòng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化成熱 能被消耗，實(shí)現(xiàn)垂直方向的隔振效果。該低頻三自由度隔振器在水平面內(nèi)由內(nèi)空心筒狀永磁體2和外空心筒狀永磁體3 實(shí)現(xiàn)隔振，當(dāng)水平面內(nèi)的任何方向有振動(dòng)時(shí)，與空氣彈簧上端橡膠活塞固定的內(nèi)空心筒狀 永磁體2偏離平衡位置，由于內(nèi)外兩個(gè)永磁體的相同磁極相對(duì)，在外空心筒狀永磁體3斥力 的作用下，使內(nèi)空心筒狀永磁體2不斷地恢復(fù)到平衡位置，實(shí)現(xiàn)水平方向的隔振。該項(xiàng)發(fā)明在實(shí)際使用時(shí)，可以單獨(dú)作為一個(gè)部件使用，也可以將幾個(gè)隔振器并聯(lián) 使用，實(shí)現(xiàn)振動(dòng)的隔離。
權(quán)利要求
一種低頻三自由度隔振器，其特征在于所述的低頻三自由度隔振器包括空氣彈簧、內(nèi)空心筒狀永磁體(2)和外空心筒狀永磁體(3)，所述的空氣彈簧包括空氣彈簧主體(1)和橡膠活塞(8)，所述的含有空氣彈簧主體由上腔室(6)、下腔室(7)和與上下腔室連通的節(jié)流孔(5)；所述的內(nèi)空心筒狀永磁體和外空心筒狀永磁體同軸布置，外空心筒狀永磁體固定在空氣彈簧主體的頂部，內(nèi)空心筒狀永磁體固定在所述的橡膠活塞上，且兩個(gè)空心筒狀永磁體同極相對(duì)，徑向磁化。
全文摘要
一種低頻三自由度隔振器，涉及一種用于精密領(lǐng)域、IC(集成電路)制造領(lǐng)域或光學(xué)領(lǐng)域上的一種隔振設(shè)備。該隔振器由空氣彈簧和一對(duì)空心筒狀永磁體構(gòu)成，外空心筒狀永磁體固定在空氣彈簧主體的頂部，內(nèi)空心筒狀永磁體固定在空氣彈簧的橡膠活塞上，實(shí)現(xiàn)振動(dòng)隔離。本發(fā)明可同時(shí)實(shí)現(xiàn)多自由度的低頻隔振，且具有良好的低頻隔振效果。本發(fā)明具有組件少、機(jī)械磨損小，成本低、使用壽命長(zhǎng)及精度高等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)F16F9/02GK101832352SQ20101014941
公開日2010年9月15日 申請(qǐng)日期2010年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月15日
發(fā)明者尹文生, 張鳴, 徐登峰, 朱煜, 李強(qiáng), 楊開明, 汪勁松, 田麗, 紀(jì)春華, 許巖 申請(qǐng)人:清華大學(xué)