减震台:MinusK负刚度防震技术-广州至一科技有限公司


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减震台:负刚度低频隔振技术

作者:至一科技 日期:2018-09-19 点击:4633437
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减震台:负刚度低频隔振技术


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图1:减震台在小型AFM上的运用

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图2:减震台在激光电子领域的运用


负刚度隔振台工作原理

       Minusk负刚度隔振台在低频隔振采用了革命性的设计理念。垂直运动隔振由承载负荷的刚性弹簧结合负刚度机构NSM提供。在不影响弹簧静载荷支撑能力的情况下,净垂直刚度很低。与垂直运动隔振器串联连接的梁柱提供水平运动隔振。梁柱的水平刚度随着梁柱效应的减小而减小。(梁柱表现为弹簧结合NSM。)结果是一种紧凑的被动隔振台,能够非常低的垂直和水平固有频率和非常高的内部结构频率。


       Munisk负刚度隔振台通常是使用三个串联的隔振器:倾斜运动隔振器在水平运动隔振器的顶部,水平隔振器在垂直隔振器的顶部。垂直运动隔振器如图1所示,它使用一个传统的弹簧,连接到一个由两个弯曲件组成的NSM上,两个弯曲件在它们的内端连接到弹簧上,并在它们的外端被支撑,并且通过力P被压缩加载。弹簧被重量W压缩,在隔振台的工作位置上,如图1所示。隔振台的刚度是K=KS-KN,其中KS是弹簧刚度,KN是负刚度的大小,负刚度是挠曲和载荷P设计的函数。当弹簧支撑重量W时,可以使隔振器的刚度趋于零。


         由两个梁柱隔离器组成的水平运动隔离系统如图2所示。每个隔振器的性能类似于两个由重量载荷W轴向加载的固定自由梁柱。没有重量载荷,梁柱具有水平刚度KS。在重载作用下,梁柱效应使侧向弯曲刚度减小。这种特性等效于水平弹簧与NSM的结合,使得水平刚度为K=KS-KN,KN是梁柱效应的大小。通过加载梁柱以逼近其临界屈曲载荷,可以使水平刚度接近于零。


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图1图2


         图3示出了包含图1和2的隔离器的负刚度隔振台的示意图。倾斜垫用作倾斜运动隔离器。垂直刚度调整螺钉用于调整负刚度挠曲上的压缩力,从而改变垂直刚度。垂直载荷调整螺钉用于通过升高或降低支撑弹簧的底座来调整不同的重量载荷,以保持挠曲处于其直的、未弯曲的操作位置。该特性可以在单个隔离器系统中自动实现,并在多个隔离器系统中实现自动调平。


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图3


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图4:减震台在显微镜上的运用

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图5:减震台在分析天平上的运用

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图6:减震台在大型SEM上的运用



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