八杆并联缓冲平台结构参数对系统固有频率的影响

张宇航　金映丽

摘 要：作战舰船在海面执行任务期间，舰载惯性导航系统工作环境恶劣，为保证其导航精度，有必要安装隔振缓冲装置。本文以八杆并联缓冲平台为研究对象，根据矢量积法推导出雅克比矩阵，建立了广义固有频率数学模型，分析结构参数对系统固有频率的影响，并借助ADAMS软件进行验证。结果表明，所建广义固有频率数学模型正确，分析所得结果为类似多杆并联缓冲平台的优化设计提供理论指导。

关键词：惯性导航系统;多杆并联平台;固有频率;结构参数

中图分类号：TH113文献标识码：A文章编号：1003-5168（2021）06-0088-05

The Influence of the Structural Parameters of the Eight-Bar Parallel

Buffer Platform on the Natural Frequency of the System

ZHANG Yuhang JIN Yingli

（School of Mechanical Engineering， Shenyang University of Technology，Shenyang Liaoning 110870）

Abstract： During the operation of combat ships on the sea surface， the working environment of the shipboard inertial navigation system is harsh， in order to ensure its navigation accuracy， it is necessary to install vibration isolation and buffer devices. This paper took the eight-bar parallel buffer platform as the research object， derived the Jacobian matrix according to the vector product method， established a generalized natural frequency mathematical model， analyzed the influence of structural parameters on the natural frequency of the system， and verified it with the aid of ADAMS software. The results show that the mathematical model of the generalized natural frequency is correct， and the analysis results provide theoretical guidance for the optimization design of similar multi-pole parallel buffer platforms.

Keywords： inertial navigation system;multi-pole parallel platform;natural frequency;structural parameter

在復杂的海洋环境下，舰船上安装的惯性导航设备不仅需要承受螺旋桨或柴油机等机械设备周期性运动所产生的振动荷载，也会遭到海浪的拍打或敌方水雷、鱼雷等水上武器所产生的冲击[1]。为保证惯性导航系统的精度，人们必须在舰船和惯性导航系统之间安装缓冲装置，隔离外界激励对精密设备的干扰[2]。

多杆并联机构的工作原理是在每根伸缩杆上加装弹簧阻尼结构来达到减振的作用。并联机构不仅具有两个或两个以上的自由度，而且拥有结构紧凑、刚度高、承载能力强、累计误差小、速度快和精度高等特性，被广泛应用在精密设备的隔振抗冲击中[3]。然而，并联隔振平台工作期间，当外界激励频率与系统固有频率接近时，并联隔振平台不仅不能起到原有的抑制减振作用，反而会使被保护对象的振动加剧，造成系统失稳甚至丧失工作能力。……