中科噪声振动控制研究院

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罗  先  生:18060932183
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精密机床减振降噪
无人机减振
精密机床振动抑制
    该项目共计填充颗粒70t,节省金属材料55%,制造成本从1200万缩减至800万,缩短制造工期1/3。

       4×16m重型龙门铣床现场切削耳轴(20MnMo)——切深15mm颗粒阻尼减振情况下切削屑规则。

  该项目成果于2013年通过省级科技成果鉴定,评价为国际先进

无人机减振


      无人机一般在户外作业,这样会使固连在飞控托架上的飞控板处于恶劣的环境下,机身经常受到多方向性、随机宽频的外部激励,比如螺旋桨的振动,受气流影响的颠簸甚至某些冲击,而飞控和惯性测量单元都属于敏感元件,碰到持续性的振动,会影响惯性测量单元数据采集,并返回给飞控不准确的信号,使机身摇晃、跳跃,如果冲击过大,可能还会使传感器失效,甚至炸机。

      目前常用的减振方案为隔振,如橡胶、空气弹簧等,但其对切向的隔振效果较差,甚至有放大的情况,而且橡胶易老化,降低其可靠性。

      研究院研发的粒子阻尼技术是一种被动振动控制技术,由于粒子的多方向性,其对法向、切向均有良好的减振效果,而且适应温域较宽,可靠性高,已应用于旋翼等结构的振动控制。


实施案例1:旋翼减振

      旋翼属于大展比的弹性结构,在特殊的空气动力环境下,旋翼气动载荷中存在着显著的不同谐波的周期变化部分,而旋翼桨叶本身的固有频率又往往难以避开主要阶次气动激振力的频率,因此桨叶在实际工作中,持续的处于弹性振动状态,主要表现为绕中心在旋转面外的挥舞以及沿变局轴线的扭转。

      在某无人机的机翼的根部增加阻尼器,具体阻尼器安装位置及方法如图1所示,并在无人机机身进行测量,得到减振效果如图2所示,红色线为原始结构加速响应值,没有增加阻尼器时,结构的响应蜂窝约为20g,增加阻尼器后,在一定的频段内,振动幅值约下降60%,减振效果明显。

实施案例2:相机机架减振


     目前无人机相机机架与主体之间主要采用空气弹簧进行隔振处理,但由于空气弹簧的方向性,对于法向隔震效果较好,但是对于水平向隔振效果差,为此,在空气弹簧的基础上,在机架上进行减振处理。

      研究院开发的粒子阻尼器具有多方向性,如图5为在相机机架处减振示意图,对水平向有明显的减振效果。并可以在不改变原始结构的前提下,设计专用阻尼器,如图5所示阻尼器,在增加阻尼器前,相机框架横向加速度峰值约为1.5g左右,增加阻尼器后,相机出加速度峰值可控制在0.5g以下。

图1 根部阻尼器安装位置
图2 增加阻尼前后结构加速度值
图3 相机机架减振

实施案例3:飞控盒、飞控板隔振

       飞控板是无人机的核心,尤其是其惯性测量模块,包括三轴加速度计和陀螺仪,是需要重点保护的减振对象。其工作频率在3000Hz左右。研究院对飞控盒和飞控板在隔振基础上开发出减隔振一体化产品,在隔振器基础上降低振幅40%以上。
图3 飞控盒橡胶减振