在低頻幹擾的環境中隔振，需要滿足隔振係統的固有頻率足夠小，這在工藝和彈性元件選擇上都有一定的困難。此處提供一種通過剛性
彈簧與(yu) 負剛度結構相結合的方法，在低頻隔振上實現優(you) 良的性能。
在研究和製造的許多領域中，對納米精度的需求變得越來越重要，這些領域包括了微電子製造，激光/光學係統的国产成人在线观看免费网站和生物學研究。
這也意味著需要振動隔離技術，以便更好地操作敏感儀(yi) 器，例如原子力顯微鏡，掃描隧道顯微鏡，激光幹涉儀(yi) 和光學陀螺儀(yi) 。
氣動（氣體(ti) 或空氣加壓）隔振台曾經是學術界和工業(ye) 界最關(guan) 鍵的微型機械設備的支柱，但如今在隔離破壞性低頻振動方麵卻表現不理
想。在建築物中將敏感的儀(yi) 器放置在承受極高振動水平的位置上的趨勢正在增長，這是氣動隔振台的重要障礙，意味著需要新的隔振解
決(jue) 方案來替代。
振動源
納米級儀(yi) 器對由多種因素引起的極小的有效載荷振動都表現敏感。每個(ge) 結構（建築）都會(hui) 從(cong) 內(nei) 部和外部源傳(chuan) 遞振動。在建築物中、供暖
和通風係統、風扇、泵和電梯產(chan) 生的振動隻是一部分，在建築物外部，附近的道路交通、建築物、飛機、甚至還有其它產(chan) 生振動的機械
裝置。儀(yi) 器受振動的影響程度取決(jue) 於(yu) 儀(yi) 器在建築物中的位置以及與(yu) 振動源的距離。
負剛度隔離器原理圖
隔振關(guan) 鍵国产成人在线观看免费网站
在過去的25年中，兩(liang) 種隔振技術因其在納米級儀(yi) 器隔振能力而受到關(guan) 注，即主動振動隔離（也稱電動除振）和負剛度振動隔離（也稱
為(wei) 作為(wei) 被動隔振）。
主動和負剛度隔振都是為(wei) 需要生產(chan) 或測量小於(yu) 微米結構的国产成人在线观看免费网站而獨特配置的，這些技術提供的功能通常是氣動隔振台無法實現的。
主動隔振係統已經使用了半個(ge) 多世紀，由於(yu) 更複雜的電子設備和控製器的出現，在1990年代中期開始才廣泛用於(yu) 精密国产成人在线观看免费网站。
這些係統使用電子設備感應運動，然後施加校正力以抵消振動。它們(men) 采用傳(chuan) 感器，變頻器和執行器的組合，這些都是由算法控製以減弱
振動。傳(chuan) 感器檢測沿X，Y和Z軸的振動，並將此信息發送到控製器，然後控製器將信號發送到執行器以減少振動。
主動隔振係統使用反饋控製，但也可以使用前饋控製來衰減振動。反饋主動控製係統會(hui) 連續監視所控製的平台，並根據獲取到的振動數
據修改其輸出。具體(ti) 來說，它可以測量引起振動的力，並將校正信號發送到驅動器以減小振動。
前饋主動控製係統以預定義(yi) 的方式來控製輸入振動。如果可以很好地了解受控力（振動）的行為(wei) ，例如在平台運動，閥門等產(chan) 生脈衝(chong) 的
情況下，則可以部署這種類型的控製係統。前饋主動控製係統已經具有了關(guan) 振動的信息，並可以用所需的力來抵消振動。
反饋主動控製係統必須平衡響應於(yu) 傳(chuan) 入振動慣性的反饋的複雜性，以實現較高的精度。如果將初始反饋水平地国产成人在线观看免费网站於(yu) 傳(chuan) 入的低頻振動，
這將具有挑戰性。反饋和前饋有源控製係統均使用六自由度（DOF）方向，由三個(ge) 線性軸和三個(ge) 旋轉軸組成。使用水平驅動驅動器
（X，Y和yaw）控製水平自由度，對水平耦合造成了傾(qing) 斜問題通過加速有效載荷，可能會(hui) 產(chan) 生不良結果，從(cong) 性能下降到實際增加振
動。
使用水平驅動執行器(X、Y和偏航})控製的水平DOF，當有效載荷被水平驅動器橫向推進並傾(qing) 斜時，會(hui) 產(chan) 生水平耦合傾(qing) 斜的問題，慣性
傳(chuan) 感器讀取傾(qing) 斜並試圖通過加速有效載荷來糾正傾(qing) 斜。這可能會(hui) 產(chan) 生不想要的結果，可能導致性能下降和增加振動。
負剛度隔振器水平運動圖
負剛度隔振
負剛度隔振器於(yu) 1990年代中期問世，在臨(lin) 界震動国产成人在线观看免费网站中国产成人在线观看免费网站廣泛，這主要是因為(wei) 它們(men) 能夠有效地隔離垂直和水平方向的低頻振動。
這些隔離器的工作方式與(yu) 主動隔振係統完全不同，即以被動機械方式運行，不需要使用空氣或電力，因此不需要使用電路，電機或泵。
垂直運動的負剛度隔振是通過支撐負重的剛性彈簧與(yu) 負剛度結構組合提供的。在不影響彈簧的靜態載荷支撐能力的情況下，使它的淨垂
直剛度非常低。與(yu) 垂直運動隔離器串聯的梁柱可提供水平運動隔離。梁柱的作用類似於(yu) 結合負剛度結構的剛性彈簧。
負剛度隔振器具有很高的性能，這是通過振動傳(chuan) 遞曲線測得的。振動傳(chuan) 遞率量度的是相對於(yu) 輸入振動通過隔離器傳(chuan) 遞的振動。
負剛度隔振器通常在0.5 Hz處諧振。大多數建築在該頻率區域幾乎沒有振動。在0.5 Hz處發現明顯的振動將是非常不尋常的。頻率高於(yu)
0.7 Hz的振動會(hui) 隨著頻率的增加而迅速衰減。負剛度隔振器在2 Hz時達到大約93％的隔離效率，在5 Hz時達到99％的隔離效率，在10
Hz時達到99.7％的隔離效率。
負剛度隔振器的水平固有頻率為(wei) 0.5至1.5 Hz（取決(jue) 於(yu) 型號），而垂直固有頻率為(wei) 0.5 Hz。當不需要較低的諧振頻率時，它們(men) 可以靈活
地定製較高的諧振頻率。
*請注意，對於(yu) 固有頻率為(wei) 0.5 Hz的隔離係統，隔離始於(yu) 0.7 Hz，隔振效果隨著振動頻率的增加而提高。固有頻率更常用於(yu) 描述係統性能。
負剛度隔振器垂直運動圖
Minusk負剛度被動隔振
係統的比較
主動隔振係統和負剛度隔振器都具有各自的操作特性和功能，這可能會(hui) 使其中一種更適合於(yu) 某種国产成人在线观看免费网站。以下是要考慮的一些其他比較。
動態範圍
主動隔振係統的電機範圍有限，它會(hui) 漏掉太大或太小的振動輸入，太大的振動會(hui) 導致係統進入正反饋狀態，而太小的振動甚至可能無法
檢測到。
負剛度隔振器具有很大的動態範圍，也就是說，它在整個(ge) 頻譜的大部分範圍內(nei) 都具有較高的隔離度。根據模型，它可以處理從(cong) 零到大約
+/- 0.1 英寸，或更大的振幅的振動。
負剛度隔振器可以放在任何典型的實驗室工作台上，而不會(hui) 影響其隔振能力。
組件噪聲
有源隔振係統受反饋回路中每個(ge) 組件的噪聲影響。這包括傳(chuan) 感器，變頻器，執行器，放大器等。這限製了主動隔振係統在低振動環境中
的運行能力，最終限製了其隔振能力。
負剛度隔振器不使用任何上述部件，因此不受同樣的限製。
負剛度被動隔振
桌麵主動隔振
電纜
主動隔振係統可以通過異常堅硬的電纜來傳(chuan) 遞振動。處理電纜始終很重要。大多數電纜，如果運行正常不會(hui) 造成問題，但有時電纜會(hui) 很
硬或不能靈活地運行。負剛度隔振器可能有助於(yu) 去除某些特定的振動。
調整有效負載
主動隔振係統在打開時會(hui) 自動執行大部分有效負載調整。負剛度隔離器需要在有效載荷發生變化時進行簡單的手動調整。
位置的靈活性
主動隔振係統必須在剛性非常大的結構上才能發揮其理論上的最佳性能。例如，如果把它放在一個(ge) 100磅輕的實驗室桌子上，上麵有一
個(ge) 250磅的儀(yi) 器，則隔振可能會(hui) 出現問題。主動隔振係統的工作原理是向有效載荷施加力，以減少振動。當有效載荷的重量超過工作台
的重量和/或工作台的剛性不是很高時，工作台將在施加校正力時移動。這可能會(hui) 導致性能下降。
負剛度隔振器可以放在任何典型的實驗室工作台上，而不會(hui) 影響其隔振能力。對於(yu) 垂直和水平矢量中的低頻振動，它提供了很高的隔離
效率，使敏感的儀(yi) 器可以放置在生產(chan) 設備或實驗室的任何地方，無論是在地下室還是在震動嚴(yan) 重的第六層。
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