一种用于水上平台的减振机构及其使用方法

技术领域

本发明涉及一种减振机构，尤其涉及一种用于水上平台的减振机构及其使用方法。

背景技术

水上平台搭载在海上浮标上可以承载无人机、水上监测站等设备在海上停靠使用。但是海浪的冲击会给浮标带来较大的颠簸，使得水上平台受到海浪冲击而产生振动与失稳，给水上平台上停靠的无人机等设备造成安全隐患，影响工作效率。目前无人机水上停靠依赖于无人机本身性能与大型船舶或者大型海洋作业平台，对无人机设备性能要求较高，适用范围有限。而现有的水上平台的减振主要为阻尼板减振和调频质量阻尼器减振。阻尼板通过吊索(或吊杆)与水上平台连接，当水上平台振动时，通过吊索带动阻尼板运动，阻尼板搅动深水处的静止水，静止水提供的反作用力抑制水上平台的振动。当水下深处的水处于流动状态时，阻尼板就失去了对水上平台的减振作用，而海水洋流是一种普遍现象。调频质量阻尼器由质量块(质量m)、阻尼器、弹簧(刚度k)组成，当其固有频率与水上平台的振动频率一致时，调频质量阻尼器对水上平台具有好的减振效果，但水上平台振动频率发生轻微的变化时，其减振效果基本消失。由此可见，由于海洋环境的复杂多变，现有的减振装置减振效果较差。

发明内容

发明目的：本发明旨在提供一种结合主动减振和被动减振、能够提高减振性能和可靠性的用于水上平台的减振机构及其使用方法。

技术方案：本发明所述的一种用于水上平台的减振机构，所述减振机构设在海上浮标和水上平台之间，所述减振机构包括设在海上浮标上的安装板，所述安装板上设置仓筒，所述仓筒内交替设置若干组电磁铁和橡胶柱，所述电磁铁极性方向相反以提供相互之间的斥力；所述仓筒顶部设有与水上平台连接的接触摩擦板，接触摩擦板穿过仓筒与电磁铁或橡胶柱抵靠；在接触摩擦板两侧分别设有弹簧减振组件，所述弹簧减振组件一端与接触摩擦板连接，另一端与安装板连接。

优选地，所述电磁铁与控制系统电连接，所述控制系统控制电磁铁通电且调节斥力强弱。

优选地，所述接触摩擦板上设有用于检测水上平台振动信号的加速度传感器，所述加速度传感器与控制系统电连接。

优选地，所述接触摩擦板为左右对称设置的两块摩擦板，两块摩擦板的接触面均为弧状，便于接触摩擦减振。

优选地，所述弹簧减振组件包括弧形的弹簧减振片，所述弹簧减振片上端与接触摩擦板连接，下端与安装板连接。

优选地，所述弹簧减振组件设置若干组，呈鱼骨型阵列。

优选地，若干组所述弹簧减振组件从外向内依次设置。

优选地，所述仓筒与安装板可拆卸连接。

优选地，所述仓筒分为前仓筒和后仓筒，前仓筒设在安装板通孔上表面，后仓筒设在安装板通孔下表面；所述前仓筒和后仓筒可拆卸连接。

本发明所述的一种用于水上平台的减振机构的使用方法，包括以下步骤：

(a)设置系统加速度阈值为At；

(b)比较接触摩擦板上设置的加速度传感器检测到的实测加速度As与系统加速度阈值At；

(c)当实测加速度As

(d)当实测加速度As≥At时，控制系统控制仓筒内的电磁铁通电，并调节电磁铁的斥力强弱进行主动抑振，同时接触摩擦板、弹簧减振组件和橡胶柱共同被动减振；

(e)当实测加速度As降低到小于At时，电磁铁停止工作，主动减振结束，被动减振继续工作。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下显著优点：1、将主动减振和被动减振结合的混合减振方式应用于水上平台，针对海浪大小的不同，采用不同的减振方式，实现水上平台的大幅度减振，提高了减振机构的减振性能，适用范围扩大；2、减振器中所有弹簧减振片构成鱼骨型阵列结构，结合仿生技术增加了减振机构的强度，提高了减振机构的可靠性。

附图说明

图1为本发明的结构侧视图；

图2为本发明的结构正视图；

图3为本发明的结构剖视图；

图4为本发明的结构安装示意图；

图5为本发明的使用方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。

如图1-4所示，本发明所述的一种用于水上平台的减振机构，设在海上浮标9和水上平台10之间；包括安装板1、仓筒2、弹簧减振组件3、接触摩擦板4，所述安装板1下表面设有螺纹孔可利用螺钉连接至海上浮标9上表面，所述仓筒2竖直设在安装板1上设置的通孔内。所述仓筒2内设有2组交替设置的电磁铁5和橡胶柱6，其中两组电磁铁5极性方向相反，以提供相互之间的斥力。所述电磁铁5与控制系统电连接，所述控制系统控制电磁铁通电且调节斥力强弱。所述控制系统为单片机。所述仓筒2上表面设有接触摩擦板4，接触摩擦板4下端穿过仓筒2上端的凹口抵靠在电磁铁上，上端固定在水上平台10的下表面。

所述接触摩擦板4为左右对称设置的两块摩擦板，两块摩擦板的接触面均为弧状，便于接触摩擦减振。所述接触摩擦板4上设有用于检测水上平台10受到冲击产生的振动加速度信号的加速度传感器7，所述加速度传感器7与控制系统电连接。

受到振动时，接触摩擦板4的两块摩擦板相互摩擦且与仓筒的凹口摩擦实现摩擦减振，接触摩擦板4上下移动带动电磁铁5挤压橡胶柱6实现阻尼减振。

所述弹簧减振组件3设置在接触摩擦板4与安装板1之间，所述弹簧减振组件3包括若干组鱼骨形阵列的弧形弹簧减振片，弹簧减振片的上端与接触摩擦板4连接，下端与安装板1连接。本实施例中弹簧减振片设置3组，且依次从外向内设置，其中左侧弹簧减振片上端通过螺钉与左摩擦板连接，下端通过压板8和螺钉与安装板连接，右侧弹簧减振片上端通过螺钉与右摩擦板连接，下端通过压板8和螺钉与安装板连接。

为便于拆卸安装及调整电磁铁和橡胶柱尺寸，可将仓筒与安装板可拆卸连接。同时将仓筒2设为前仓筒21和后仓筒22，前仓筒21设在安装板1通孔上表面，后仓筒22设在安装板通孔下表面，且安装板1通孔、前仓筒21内孔径、后仓筒22内孔径均相同。

如图5所示，本发明所述的一种用于水上平台的减振机构的使用方法包括以下步骤：

(1)设置系统加速度阈值为At；

(2)当海上浮标9受到海浪的影响产生颠簸传递到水上平台10后，接触摩擦板4上设置的加速度传感器7检测到水上平台的振动信号，经过信号处理后传递到单片机中；将单片机捕获的实测加速度As与系统加速度阈值At进行比较；

(3)当实测加速度As

(4)当实测加速度As≥At时，单片机控制仓筒内的电磁铁通电，并调节电磁铁的斥力强弱进行主动减振，电磁铁之间的斥力能够抵抗较大冲击力带来的振动与冲击，同时接触摩擦板4、弹簧减振组件3和橡胶柱6共同进行被动减振；

(5)当实测加速度As降低到小于At时，电磁铁停止工作，主动减振结束，被动减振继续工作。