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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110985599A(43)申请公布日2020.04.10(21)申请号201911412415.9(22)申请日2019.12.31(71)申请人王光远地址100094北京市海淀区友谊路102号北京空间飞行器总体设计部(72)发明人王光远刘飞虎郑照明月(74)专利代理机构北京科迪生专利代理有限责任公司11251代理人安丽(51)Int.Cl.F16F15/067(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种欠自由度冗余隔振系统(57)摘要本发明涉及一种欠自由度冗余隔振系统,包括:隔振安装面、四个支撑杆、四个隔振弹簧、四个虎克铰、四个单自由度铰、四个导向槽、安装基础。支撑杆用于连接隔振安装面和隔振弹簧,上端通过虎克铰与前者相连接,下端通过单自由度铰与后者相连接,铰的转轴均平行于隔振安装面,同一位置处虎克铰的转轴方向与单自由度铰转轴方向平行或垂直,任意位置处单自由度铰的转轴方向平行于相邻的两个单自由度铰所在位置的连线;隔振弹簧和导向槽下端固定在安装基础上,隔振弹簧可实现单方向减振隔振;四个隔振弹簧的布置可衰减安装基础产生的沿一个平移方向和绕两个转动方向的振动。本发明采用欠自由度隔振方式,降低隔振器的设计难度,提高稳定性,且具有冗余的优势。CN110985599ACN110985599A权利要求书1/1页1.一种欠自由度冗余隔振系统,其特征在于,包括:隔振安装面(1)、四个支撑杆(2)、四个隔振弹簧(3)、四个虎克铰(4)、四个单自由度铰(5)、四个导向槽(6)、安装基础(7);四个虎克铰(4)分别位于隔振安装面(1)的四个对角处;支撑杆(2)用于连接隔振安装面(1)和四个隔振弹簧(3),上端通过虎克铰(4)与隔振安装面(1)相连接,下端通过单自由度铰(5)与隔振弹簧(3)相连接,四个虎克铰(4)和四个单自由度铰(5)采用柔性铰的设计形式,其转轴均平行于隔振安装面(1),同一位置处虎克铰(4)的转轴方向与单自由度铰(5)的转轴方向平行或垂直,四个位置的单自由度铰转轴一至四(5_1~5_4)的方向与四个单自由度铰(5)的位置相关,单自由度铰转轴一(5_1)的方向平行于相邻的单自由度转轴二、四(5_2、5_4)所在位置的连线,单自由度铰转轴二(5_2)的方向平行于相邻的单自由度转轴一、三(5_1、5_3)所在位置的连线,单自由度铰转轴三(5_3)的方向平行于相邻的单自由度转轴二、四(5_2、5_4)所在位置的连线,单自由度铰转轴四(5_4)的方向平行于相邻的单自由度转轴一、三(5_1、5_3)所在位置的连线;四个隔振弹簧(3)和四个导向槽(6)下端固定在安装基础上(7),每个隔振弹簧(3)可以实现对沿导向槽(6)方向的振动的减振隔振;安装基础(7)产生的振动先经四个隔振弹簧(3)或四个导向槽(6),再经四个支撑杆(2)后传递到隔振安装面(1),四个隔振弹簧(3)的布置形式衰减由安装基础(7)产生的一个平移方向和两个转动方向的振动,平移方向即沿导向槽(6)方向,转动方向即绕单自由度转轴一、三(5_1、5_3)所在位置的连线方向和绕单自由度转轴二、四(5_2、5_4)所在位置的连线方向,其余方向的振动形式直接经四个导向槽(6)向上传递,以此实现欠自由度隔振,且任意一个位置处的隔振弹簧(5)失效后,其余三个依旧能够实现对上述三种形式的振动的衰减,以此实现具有冗余特性的隔振。2.根据权利要求1所述的一种欠自由度冗余隔振系统,其特征在于:所述隔振弹簧(3)衰减沿导向槽(6)方向的振动,对于垂直该方向的振动由导向槽(6)传递到支撑杆(2),沿导向槽(6)方向的刚度由隔振弹簧(3)决定,以减振隔振为关键设计指标,垂直于导向槽(6)方向的刚度由导向槽(6)和支撑杆(2)共同决定,以承载能力为关键设计指标。3.根据权利要求1所述的一种欠自由度冗余隔振系统,其特征在于:所述四个隔振弹簧(3)和导向槽(6)位于隔振安装面(1)四个对角的下方,以矩形形式分布,使得四个隔振弹簧(3)衰减安装基础(7)产生的沿导向槽(6)方向的平移振动、绕隔振安装面(1)两组相对的对角连线的转动振动,所设计的隔振为欠自由度隔振,对其余方向则不具备隔振能力。在非隔振方向,隔振安装面(1)与安装基础(7)之间的相对位移由垂直导向槽方向的刚度决定,由于该方向的刚度不需要考虑隔振的设计,故可以将刚度值设计的很高,保证隔振安装面(1)与安装基础(7)之间相对位移值尽可能地小,有助于提高在该方向的承载能力。4.根据权利要求1所述的一种欠自由度冗余隔振系统,其特征在于:所述四个单自由度铰(5)和四个虎克铰(4)位于隔振安装面(1)四个对角的下方,以矩形形式分布;所述矩形具有两条对角线,一条对