隔振系统及相对重力仪

本申请涉及测量，特别是涉及一种隔振系统及相对重力仪。

背景技术：

1、重力加速度是天体物理学和天体力学中一个重要的物理量。它对于理解宇宙的起源和演化、天体物理和行星科学等领域都具有重要的意义。在测定重力加速度的过程中，一般是通过测量落体自由下落时相对于参考棱镜的位移和时间间隔,求解得到测点的重力加速度。在测量过程中，地面振动会对参考棱镜产生干扰，从而影响测量精度。

2、在实际应用中，通常使用有限刚度的弹性结构(比如弹簧)的隔振装置，来减小测量重力加速度时地面振动对参考棱镜的干扰。

3、但是，采用弹性结构进行隔振存在进行隔振会存在负载和隔振之间的矛盾的问题。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够解决负载和隔振之间的矛盾的隔振系统及相对重力仪。

2、第一方面，本申请提供了一种隔振系统。该隔振系统包括：基座、摆杆以及磁浮装置；

3、摆杆与基座连接，且摆杆与基座平行；

4、磁浮装置包括两个第一磁铁和第二磁铁，一个第一磁铁设置于摆杆靠近基座的一侧，另一个第一磁铁设置于摆杆远离基座的另一侧；第二磁铁设置于摆杆的表面，且位于两个第一磁铁之间；

5、两个第一磁铁之间形成均匀磁场，且各第一磁铁针对第二磁铁所产生的磁场力均与摆杆的重力方向相反；磁场力用于平衡有效载荷，有效载荷包括第二磁铁和摆杆。

6、在其中一个实施例中，上述两个第一磁铁的尺寸相同，且两个第一磁铁的尺寸大于第二磁铁的尺寸。

7、在其中一个实施例中，上述两个第一磁铁的形状相同的，且两个第一磁铁为环形磁铁、圆柱磁铁以及楔形磁铁中的任一种。

8、在其中一个实施例中，上述第二磁铁为圆柱形磁铁。

9、在其中一个实施例中，上述隔振系统还包括第一线圈，第一线圈缠绕在第一磁铁的表面；

10、第一线圈用于产生变化的第一磁场，第一磁场用于给第二磁铁提供受力。

11、在其中一个实施例中，上述隔振系统还包括第二线圈，第二线圈缠绕在第二磁铁的表面；

12、第二线圈用于产生变化的第二磁场，第二磁场用于给第二磁铁提供受力。

13、在其中一个实施例中，上述第二线圈为亥姆霍次线圈。

14、在其中一个实施例中，上述隔振系统还包括位移探测装置和调整装置，位移探测装置设置于摆杆与基座之间，调整装置设置于摆杆与基座之间，且位移探测装置与调整装置连接；

15、位移探测装置用于检测摆杆的位移，并将位移传输至调整装置；

16、调整装置用于根据位移对摆杆施加补偿力，补偿力用于供摆杆移动至平衡位置。

17、在其中一个实施例中，上述隔振调整装置包括音圈电机。

18、在其中一个实施例中，上述隔振系统还包括滤波电路，滤波电路的输入端与位移探测装置连接，滤波电路的输出端与调整装置连接。

19、在其中一个实施例中，上述隔振系统还包括柔性连接件，柔性连接件设置于摆杆和基座之间，用于连接摆杆和基座。

20、在其中一个实施例中，上述柔性连接件包括柔性铰链。

21、第二方面，本申请还提供了一种相对重力仪。该相对重力仪包括：参考棱镜和上述第一方面的隔振系统；参考棱镜设置于隔振系统中的所述摆杆上。

22、上述隔振系统及相对重力仪，该隔振系统包括：基座、摆杆以及磁浮装置；摆杆与基座连接，且摆杆与基座平行；磁浮装置包括两个第一磁铁和第二磁铁，一个第一磁铁设置于摆杆靠近基座的一侧，另一个第一磁铁设置于摆杆远离基座的另一侧；第二磁铁设置于摆杆的表面，且位于两个第一磁铁之间；两个第一磁铁之间形成均匀磁场，且各第一磁铁针对第二磁铁所产生的磁场力均与摆杆的重力方向相反；磁场力用于平衡有效载荷，有效载荷包括第二磁铁和摆杆。本申请实施例的隔振系统通过各第一磁铁产生的均匀磁场，使得第二磁铁在该均匀磁场中受力处处相等，从而实现了近似零刚度。并且，各第一磁铁对第二磁铁产生的静磁力，可以平衡第二磁铁和摆杆的有效载荷，从而解决了负载与隔振之间的矛盾，即负载越大隔振效果越弱的问题。

技术特征：

1.一种隔振系统，其特征在于，所述隔振系统包括：基座、摆杆以及磁浮装置；

2.根据权利要求1所述的隔振系统，其特征在于，两个所述第一磁铁的尺寸相同，且两个所述第一磁铁的尺寸大于所述第二磁铁的尺寸。

3.根据权利要求1所述的隔振系统，其特征在于，两个所述第一磁铁的形状相同的，且两个所述第一磁铁为环形磁铁、圆柱磁铁以及楔形磁铁中的任一种。

4.根据权利要求1所述的隔振系统，其特征在于，所述第二磁铁为圆柱形磁铁。

5.根据权利要求1-4任一项所述的隔振系统，其特征在于，所述隔振系统还包括第一线圈，所述第一线圈缠绕在所述第一磁铁的表面；

6.根据权利要求1-4任一项所述的隔振系统，其特征在于，所述隔振系统还包括第二线圈，所述第二线圈缠绕在所述第二磁铁的表面；

7.根据权利要求6所述的隔振系统，其特征在于，所述第二线圈为亥姆霍次线圈。

8.根据权利要求1-4任一项所述的隔振系统，其特征在于，所述隔振系统还包括位移探测装置和调整装置，所述位移探测装置设置于所述摆杆与所述基座之间，所述调整装置设置于所述摆杆与所述基座之间，且所述位移探测装置与所述调整装置连接；

9.根据权利要求8所述的隔振系统，其特征在于，所述调整装置包括音圈电机。

10.根据权利要求8所述的隔振系统，其特征在于，所述隔振系统还包括滤波电路，所述滤波电路的输入端与所述位移探测装置连接，所述滤波电路的输出端与所述调整装置连接。

11.根据权利要求1-4任一项所述的隔振系统，其特征在于，所述隔振系统还包括柔性连接件，所述柔性连接件设置于所述摆杆和所述基座之间，用于连接所述摆杆和所述基座。

12.根据权利要求11所述的隔振系统，其特征在于，所述柔性连接件包括柔性铰链。

13.一种相对重力仪，其特征在于，所述相对重力仪包括：参考棱镜和如权利要求1-12任一项所述的隔振系统；

技术总结
本申请涉及一种隔振系统及相对重力仪，该隔振系统包括：基座、摆杆以及磁浮装置。磁浮装置包括两个第一磁铁和第二磁铁。本申请的隔振系统通过各第一磁铁产生的均匀磁场，使得第二磁铁在该均匀磁场中受力处处相等，从而实现了近似零刚度。并且，各第一磁铁对第二磁铁产生的静磁力，可以平衡第二磁铁和摆杆的有效载荷，从而解决了负载与隔振之间的矛盾即负载越大隔振效果越弱的问题。

技术研发人员：王力军,孟李皎悦,李振兴,陈烁天
受保护的技术使用者：清华大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1