音圈电机驱动的主动被动相结合的隔振减震应用

           随着超精密加工设备、测量仪器精度的不断提高，对其工作环境的振动更趋向微 振幅、低频率的要求，由此对减振台的减振性能也提出了更加苛刻的要求。传统的被动隔振 技术由质量-弹簧-阻尼器构成，由于其在低频振动传递率与高频振动衰减率之间存在固有 矛盾，故无法满足超精密装备的减振需求。因此迫切需要一些新技术、新方法来改善这一现 状。主动减振是解决上述问题的重要技术。主动减振系统一般由被动隔振兀件与主动 作动器组合而成，如空气弹簧与音圈电机并联的主动减振器、隔振橡胶与压电陶瓷组成的 主动减振器、空气弹簧与气动作动器结合的主动减振器等。此类主动减振器均能实现低频 抑制与高频隔离的功能。

    空气弹簧与音圈电机组成的主动减振器具有较大的负载能力、较低的固有频率， 能实现六自由度减振，但其结构复杂，使用中需持续提供压缩空气，高额的制造成本和使用 成本制约了其在精密减振中的广泛使用。隔振橡胶与压电陶瓷组成的主动减振器具有很强 的负载能力和很低的固有频率，但压电陶瓷的作动行程小，且无法承受剪切力，在多自由度 减振中受到一定的限制。空气弹簧与气动作动器结合的主动减振器作动力大，低频特性好， 能实现多自由度减振，但作动频率低，对中频段的减振效果稍差。

          整体式金属弹簧主动减振台，采用被动隔振与主动减振相结合的减振技术，既可全面隔离高频振动，亦可有效抑制低 频振动，保证低频振动传递率，同时提供高频振动的高衰减率。整体式金属弹簧主动减振台，采用反馈+前馈的综合控制技术，能同 时有效地抑制被减振平台的振动和地基引发的振动。通过自适应调整前馈参数，能使前馈 控制带有针对性地在被控带宽内移动，增强了解决实际振动问题的实用性和有效性。

          主动减振采用多个速度传感器、控制器以及多个音圈电机的组合，通过合理布置传感器和作动器的位置与方向，能实现六自由度控制的全解耦，应用灵活。同时被动隔振采用金属弹簧与隔振橡胶串联，采用调整机构实现被减振平台的高度调整和水平调节，使用中无须进行位置控制，亦可有效解决载荷偏心问题，隔振频率低至0.7Hz，隔振性效果好，精密音圈电机驱动力大，灵敏、精度高， 控制模块配备前馈系统，六自由度控制，机械式组件，无需其他约束。

          主动隔振平台由多组减振器和一套控制器组成。减振器采用精密金属弹簧实现被动隔振，由音圈电机实现主动减振。用于反馈控制检测的速度传感器采用美国 GEOSPACE 公司的产品，所有零、部件封闭在机体内。系统运行时不需提供压缩空气，安装方便、即插即用。能自适应调节地基前馈，实现 6 自由度减振。具有高的性价比。台式主动减振系统由音圈电机、速度传感器以及控制器构成闭环控制系统，在 0.7Hz—50Hz 范围内实施主动减振。超过 50Hz频率的振动由被动的金属弹簧隔离。减振器的隔离弹簧在 3 个平动方向的固有频率为 3Hz—5Hz。由于实施反馈和前馈控制，减振台在六个自由度上低隔离频率可达 0.7Hz。主要应用领域：

高倍数电子显微镜操作

扫描电镜

透视电镜

原子力显微镜

生物及基因工程研究

高精度光刻机

光学成像等

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