JP6803467B2 - 振動サスペンションシステム - Google Patents
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Description
k=1/(1/kL+1/kV)
として表されることができ、ただし、kは非線形/線形ばねコンビネーション(すなわち、ばねストラット)110の実効的なばね定数に等しく、kLは線形ばね90の一定の定数に等しく、そして、kVは非線形ばね100の可変ばね定数に等しい。換言すれば、非線形ばねは、変位に伴って対称的に(すなわち、それが引張状態にあろうが圧縮状態にあろうが等しく)増加するばね定数を持つ。すなわち、非線形ばねが公称位置にあるとき、それは第1のばね定数を持ち、所定量の変位を受けて(全てがばね設計に依存する)、非線形ばねは、第2の、より高いばね定数を持つことになる。ばね定数におけるこの増加は双方向であり、ばねが圧縮状態にあろうが引張状態にあろうが等しく増加する。一態様において、線形ばね定数は、非線形ばねの最小ばね定数と最大ばね定数との間の一定のばね定数を持ち、一態様において、線形ばねが引張状態にあろうが圧縮状態にあろうが一定である。
Claims (26)
- ベースと、
前記ベースに対して吊られ且つ複数の双方向ばねストラットによって支持されたプラットフォームであり、前記双方向ばねストラットの各々が、
非線形ばねであり、当該非線形ばねの変位の関数として圧縮又は引張において対称的に増加するばね定数を持つ非線形ばねと、
前記非線形ばねと直列に結合された線形ばねと、
を有する、プラットフォームと、
を有し、
前記非線形ばねは、シート状のコンプライアント平面部材と、該コンプライアント平面部材の一方の面に結合された、内周及び外周を持つ剛性環状部材と、を有する、
振動抑制サスペンションシステム。 - 第1の合計ばね変位において、前記非線形ばねは、前記線形ばねのばね定数よりも低いばね定数を有し、前記第1の合計ばね変位よりも大きい第2の合計ばね変位に関して、前記非線形ばねのばね定数は、前記線形ばねのばね定数よりも高い、請求項1に記載のシステム。
- 各ばねストラットの実効的なばね定数が、関数:
k=1/(1/kL+1/kV)
によって記述され、ただし、kは前記双方向ばねストラットの前記実効的なばね定数に等しく、kLは前記線形ばねの一定のばね定数に等しく、kVは前記非線形ばねの可変ばね定数に等しい、請求項1に記載のシステム。 - 前記コンプライアント平面部材は第1の厚さを持ち、前記剛性環状部材は、前記第1の厚さの方向に第2の厚さを持ち、前記第1の厚さは前記第2の厚さよりも小さい、請求項1に記載のシステム。
- 前記剛性環状部材は、均一な厚さを有し、前記コンプライアント平面部材は、前記剛性環状部材の対向する辺の間に配置される、請求項1に記載のシステム。
- 前記コンプライアント平面部材の厚さは、前記コンプライアント平面部材の中心から離れる方向に増加し、前記コンプライアント平面部材の前記中心は、前記剛性環状部材の前記内周の中心に対応する、請求項1に記載のシステム。
- 前記コンプライアント平面部材の厚さは、線形な変化率又は非線形な変化率で増加する、請求項6に記載のシステム。
- 前記コンプライアント平面部材の厚さは、前記コンプライアント平面部材の中心から離れる方向に減少し、前記コンプライアント平面部材の前記中心は、前記剛性環状部材の前記内周の中心に対応する、請求項1に記載のシステム。
- 前記コンプライアント平面部材の厚さは、線形な変化率又は非線形な変化率で減少する、請求項8に記載のシステム。
- 前記コンプライアント平面部材の両面に配置された第1及び第2の拘束部材を有し、前記第1及び第2の拘束部材は、前記コンプライアント平面部材の中心と同一直線上にある中心を持つ円形ディスクを有し、前記コンプライアント平面部材の前記中心は、前記剛性環状部材の前記内周の中心に対応する、請求項1に記載のシステム。
- 複数の剛性環状部材と交互に直列に結合された複数のコンプライアント平面部材、を更に有する請求項1に記載のシステム。
- 前記複数のコンプライアント平面部材と交互に結合された複数の前記複数の拘束部材であり、各拘束部材が前記複数の剛性環状部材のうちの対応する1つの前記内周の中に配置される複数の拘束部材、を更に有する請求項11に記載のシステム。
- 振動を最小化し且つアイソレートするシステムであって、
ビークル周りの支持プラットフォームに取り付けられた、複数6個の双方向ばねストラットを有し、該ばねストラットの各々が、
非線形ばねであり、当該非線形ばねの変位の関数として圧縮又は引張において対称的に増加する非線形ばね定数を持つ非線形ばねと、
前記非線形ばねと直列に結合された、線形ばね定数を持つ線形ばねと、
を有し、
前記非線形ばねは、シート状のコンプライアント平面部材と、該コンプライアント平面部材の一方の面に結合された、内周及び外周を持つ剛性環状部材と、を有し、
前記複数のばねストラットは、6自由度で前記支持プラットフォームに対する振動を減衰させるように構成される、
システム。 - 前記コンプライアント平面部材は第1の厚さを持ち、前記剛性環状部材は、前記第1の厚さの方向に第2の厚さを持ち、
前記第1の厚さは前記第2の厚さよりも小さく、
前記コンプライアント平面部材の中心に線形双方向ばねが結合されており、前記コンプライアント平面部材の前記中心は、前記剛性環状部材の前記内周の中心に対応する、
請求項13に記載のシステム。 - 前記コンプライアント平面部材の面に対して垂直な前記非線形ばねの縦軸が、前記線形ばねに作用する力の方向と平行である、請求項14に記載のシステム。
- 前記コンプライアント平面部材の面に対して垂直な前記非線形ばねの縦軸が、前記線形ばねに作用する力の方向と平行ではない、請求項14に記載のシステム。
- 観測機器を担持するプラットフォームを更に有し、該プラットフォームは、前記複数のばねストラットに結合されて前記複数のばねストラットによって支持される、請求項16に記載のシステム。
- 前記線形双方向ばねは、螺旋ばね、二重螺旋ばね、板ばね、又は機械溝付きばねを有する群から選択されている、請求項16に記載のシステム。
- 第1の合計ばね変位において、前記非線形ばねは、前記線形ばねのばね定数よりも低いばね定数を有し、前記第1の合計ばね変位よりも大きい第2の合計ばね変位において、前記非線形ばねのばね定数は、前記線形ばねのばね定数よりも高い、請求項16に記載のシステム。
- 全ばね変位のうちの所定の距離において、前記線形ばね定数と前記非線形ばね定数とが等しい、請求項16に記載のシステム。
- 前記線形ばねのばね定数は、前記線形ばねの変位の関数として圧縮又は引張において対称的に増加する、請求項16に記載のシステム。
- 観測機器に作用する振動力を最小化し且つアイソレートする方法であって、
ビークルを動作させることであり、前記ビークルは、前記ビークルに配置された双方向ばねシステムを有し、前記双方向ばねシステムは、前記双方向ばねシステムによって支持された観測機器を担持し、前記双方向ばねシステムは、線形双方向ばねに結合された非線形双方向ばねを有し、前記非線形双方向ばねのばね定数は、(i)全ばね行程よりも小さい第1の量だけ変位されるときに、前記線形双方向ばねのばね定数よりも低く、(ii)組み合わされたばねが、前記第1の量よりも大きい第2の量だけ変位されるときに、前記線形双方向ばねのばね定数よりも高く、前記非線形双方向ばねは、シート状のコンプライアント平面部材と、該コンプライアント平面部材の一方の面に結合された、内周及び外周を持つ剛性環状部材とを有する、動作させることと、
前記ビークルを動かすことによって、又は前記ビークル周りに配置された装置を動作させて前記観測機器上若しくは前記ビークル上に振動力を誘起することによって、前記双方向ばねシステムに荷重をかけることと、
を有する方法。 - 前記双方向ばねシステムに作用する力が低振幅振動を有するときに、前記双方向ばねシステムに作用する力の方向とは反対方向に前記コンプライアント平面部材を撓ませること、を更に有する請求項22に記載の方法。
- 前記双方向ばねシステムに作用する力が高振幅振動を有するときに、前記双方向ばねシステムに作用する力の方向とは反対方向に前記線形双方向ばねを撓ませること、を更に有する請求項22に記載の方法。
- 前記第1の量だけ変位される場合の前記双方向ばねシステムの共振周波数が、前記第2の量だけ変位される場合の前記双方向ばねシステムの共振周波数よりも低い、請求項22に記載の方法。
- 前記線形双方向ばね及び前記非線形双方向ばねは、小さい変位に対しては低い共振周波数を有して、伝達される振動の高い減衰をもたらし、大きい変位に対しては高い共振周波数を有して、高加速イベント中の変位を制限する、請求項22に記載の方法。
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