本發(fā)明涉及傳感器，尤其是一種基于磁懸浮的大行程慣性傳感器水平傾斜解耦裝置。

背景技術(shù)：

1、由于慣性傳感器內(nèi)部一般采用一個彈簧支撐的質(zhì)量構(gòu)件一個彈簧阻尼系統(tǒng)，由系統(tǒng)動力學(xué)引起的傾斜是系統(tǒng)固有的問題，傳感器安裝座發(fā)生傾斜時，傳感器內(nèi)部系統(tǒng)會相對安裝平臺產(chǎn)生一定的傾斜。此時傳感器與參考坐標(biāo)系存在傾斜角，這也表明慣性傳感器無法區(qū)分質(zhì)量塊的位移和方向相對于重力場的改變，此時質(zhì)量塊的垂直位移與傾斜角度有關(guān)，該傾斜角度無法預(yù)測，當(dāng)傾斜角為90°時，其耦合效應(yīng)最大，為傾斜到水平的耦合，該問題則被稱為水平傾斜耦合問題。

2、在減振控制過程中，對于彈簧質(zhì)量阻尼系統(tǒng)，減振平臺受到電機推力和外部振動產(chǎn)生水平運動時會發(fā)生傾斜，即平臺平動和時變傾斜角的耦合，而慣性傳感器無法分辨重力加速度與產(chǎn)生夾角后的加速度。隨著頻率的降低，這種耦合作用變得明顯，這使得低頻下的隔振任務(wù)變得極具挑戰(zhàn)性。由于水平傾斜耦合問題的不斷放大，減振器在低頻段的控制效果受到嚴(yán)重影響。

3、目前所述的水平傾斜解耦裝置大部分都通過柔性鉸鏈來構(gòu)成傳感器安裝平臺，柔性鉸鏈雖然能夠?qū)崿F(xiàn)垂向剛度高，水平剛度低的特性，但由于平移過程中重心的改變以及鉸鏈的結(jié)構(gòu)差異，在產(chǎn)生一定水平位移后，安裝平臺兩側(cè)的柔性鉸鏈形變量是不一樣的，同樣還是會存在一定的傾斜問題，其只適用于微小振動情況。但由于外部振動情況較為復(fù)雜，上述解耦結(jié)構(gòu)對與使用場合存在一定的要求。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的發(fā)明目的在于：針對上述存在的問題，提供一種基于磁懸浮的大行程慣性傳感器水平傾斜解耦裝置，用于降低慣性傳感器在低頻時具有水平傾斜耦合問題的結(jié)構(gòu)，旨在有效緩解慣性傳感器在低頻環(huán)境下由水平傾斜導(dǎo)致的耦合問題。

2、本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

3、一種基于磁懸浮的大行程慣性傳感器水平傾斜解耦裝置，包括磁浮安裝座，所述磁浮安裝座上設(shè)有磁浮下平臺，所述磁浮下平臺的上方設(shè)有磁浮上平臺，所述磁浮下平臺和磁浮上平臺之間具有用于使其之間進行直線移動的導(dǎo)向裝置；所述磁浮上平臺的上方設(shè)有傳感器；還包括與所述磁浮上平臺直接連接或間接連接的柔性鉸鏈組件，所述柔性鉸鏈組件的長度方向與磁浮下平臺和磁浮上平臺的移動方向均沿左右方向。

4、可供選擇的，所述磁浮上平臺的上方設(shè)有配重塊。

5、可供選擇的，所述磁浮安裝座上設(shè)有兩個磁浮下平臺，兩個所述磁浮下平臺沿前后方向間隔分布；每個磁浮下平臺的上方均設(shè)有磁浮上平臺，兩個所述磁浮上平臺的上方共同設(shè)有一傳感器安裝座，所述傳感器安裝座的上方中部設(shè)置所述傳感器。

6、可供選擇的，所述磁浮上平臺和磁浮下平臺之間設(shè)有多對磁鐵，多對所述磁鐵分別沿多個方向設(shè)置。

7、可供選擇的，所述磁浮上平臺和磁浮下平臺上設(shè)有凹槽，所述磁鐵設(shè)于凹槽內(nèi)。

8、可供選擇的，兩個所述磁浮下平臺固定設(shè)于同一磁浮安裝座上。

9、可供選擇的，所述磁浮下平臺的頂部設(shè)有沿左右方向設(shè)置的燕尾導(dǎo)軌，所述磁浮上平臺的下部設(shè)有左右方向設(shè)置的燕尾槽，所述燕尾導(dǎo)軌設(shè)于燕尾槽內(nèi)。

10、可供選擇的，所述燕尾導(dǎo)軌和燕尾槽的上端面和下側(cè)左右斜面均設(shè)有磁鐵。

11、可供選擇的，所述柔性鉸鏈組件包括柔性鉸鏈件，所述柔性鉸鏈件的兩端部分別設(shè)有推力桿安裝座。

12、可供選擇的，所述柔性鉸鏈組件的一端連接有減振器。

13、綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是：

14、1、本發(fā)明所提供的一種基于磁懸浮的大行程慣性傳感器水平傾斜解耦裝置，磁懸浮結(jié)構(gòu)通過永磁體實現(xiàn)對傳感器裝載平臺的穩(wěn)定懸浮，有效隔離了外界振動對傳感器的影響，而柔性鉸鏈則作為連接減振器與裝載平臺的橋梁，保證了水平運動的精確傳遞，同時因其柔性特性也降低其他方向上的剛度，進一步減少了不必要的干擾，實現(xiàn)水平傾斜耦合的衰減，提高了低頻的可控性。

15、2、本發(fā)明所提供的一種基于磁懸浮的大行程慣性傳感器水平傾斜解耦裝置，合理設(shè)計磁懸浮結(jié)構(gòu)能夠很好的解決水平傾斜耦合問題，實現(xiàn)垂向剛度高，其余方向剛度低的特性。因此磁懸浮下平臺被設(shè)置成倒三角模式，一方面在確保垂向的同時，水平向通過方向相反的磁力實現(xiàn)一定的限位功能，另一方面通過垂向添加負(fù)載改變上下平面的間距，實現(xiàn)高剛度的特性，同時防止在受到外界干擾時發(fā)生水平漂移或繞傳動軸翻轉(zhuǎn)的問題。這將使得傳感器的運動被嚴(yán)格限制于一個方向，大大改善傳感器低頻耦合問題。

技術(shù)特征：

1.一種基于磁懸浮的大行程慣性傳感器水平傾斜解耦裝置，其特征在于：包括磁浮安裝座(14)，所述磁浮安裝座(14)上設(shè)有磁浮下平臺(13)，所述磁浮下平臺(13)的上方設(shè)有磁浮上平臺(10)，所述磁浮下平臺(13)和磁浮上平臺(10)之間具有用于使其之間進行直線移動的導(dǎo)向裝置；所述磁浮上平臺(10)的上方設(shè)有傳感器(8)；還包括與所述磁浮上平臺(10)直接連接或間接連接的柔性鉸鏈組件，所述柔性鉸鏈組件的長度方向與磁浮下平臺(13)和磁浮上平臺(10)的移動方向均沿左右方向。

2.如權(quán)利要求1所述的基于磁懸浮的大行程慣性傳感器水平傾斜解耦裝置，其特征在于：所述磁浮上平臺(10)的上方設(shè)有配重塊(7)。

3.如權(quán)利要求1所述的基于磁懸浮的大行程慣性傳感器水平傾斜解耦裝置，其特征在于：所述磁浮安裝座(14)上設(shè)有兩個磁浮下平臺(13)，兩個所述磁浮下平臺(13)沿前后方向間隔分布；每個磁浮下平臺(13)的上方均設(shè)有磁浮上平臺(10)，兩個所述磁浮上平臺(10)的上方共同設(shè)有一傳感器安裝座(9)，所述傳感器安裝座(9)的上方中部設(shè)置所述傳感器(8)。

4.如權(quán)利要求1所述的基于磁懸浮的大行程慣性傳感器水平傾斜解耦裝置，其特征在于：所述磁浮上平臺(10)和磁浮下平臺(13)之間設(shè)有多對磁鐵(12)，多對所述磁鐵(12)分別沿多個方向設(shè)置。

5.如權(quán)利要求4所述的基于磁懸浮的大行程慣性傳感器水平傾斜解耦裝置，其特征在于：所述磁浮上平臺(10)和磁浮下平臺(13)上設(shè)有凹槽，所述磁鐵(12)設(shè)于凹槽內(nèi)。

6.如權(quán)利要求1所述的基于磁懸浮的大行程慣性傳感器水平傾斜解耦裝置，其特征在于：兩個所述磁浮下平臺(13)固定設(shè)于同一磁浮安裝座(14)上。

7.如權(quán)利要求1所述的基于磁懸浮的大行程慣性傳感器水平傾斜解耦裝置，其特征在于：所述磁浮下平臺(13)的頂部設(shè)有沿左右方向設(shè)置的燕尾導(dǎo)軌，所述磁浮上平臺(10)的下部設(shè)有左右方向設(shè)置的燕尾槽，所述燕尾導(dǎo)軌設(shè)于燕尾槽內(nèi)。

8.如權(quán)利要求7所述的基于磁懸浮的大行程慣性傳感器水平傾斜解耦裝置，其特征在于：所述燕尾導(dǎo)軌和燕尾槽的上端面和下側(cè)左右斜面均設(shè)有磁鐵(12)。

9.如權(quán)利要求1所述的基于磁懸浮的大行程慣性傳感器水平傾斜解耦裝置，其特征在于：所述柔性鉸鏈組件包括柔性鉸鏈件(5)，所述柔性鉸鏈件(5)的兩端部分別設(shè)有推力桿安裝座(6)。

10.如權(quán)利要求9所述的基于磁懸浮的大行程慣性傳感器水平傾斜解耦裝置，其特征在于：所述柔性鉸鏈組件的一端連接有減振器。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種基于磁懸浮的大行程慣性傳感器水平傾斜解耦裝置，包括磁浮安裝座，所述磁浮安裝座上設(shè)有磁浮下平臺，所述磁浮下平臺的上方設(shè)有磁浮上平臺，所述磁浮下平臺和磁浮上平臺之間具有用于使其之間進行直線移動的導(dǎo)向裝置；所述磁浮上平臺的上方設(shè)有傳感器；還包括與所述磁浮上平臺直接連接或間接連接的柔性鉸鏈組件，所述柔性鉸鏈組件的長度方向與磁浮下平臺和磁浮上平臺的移動方向均沿左右方向。用于降低慣性傳感器在低頻時具有水平傾斜耦合問題的結(jié)構(gòu)，旨在有效緩解慣性傳感器在低頻環(huán)境下由水平傾斜導(dǎo)致的耦合問題。

技術(shù)研發(fā)人員：丁基恒,黃靈文,彭艷,王敏,蒲華燕,孫翊
受保護的技術(shù)使用者：上海大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9