衛(wèi)星飛輪用微振動隔振與吸振聯(lián)合減振裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種衛(wèi)星飛輪用微振動隔振與吸振聯(lián)合減振裝置，包括上平臺等，上平臺沿圓周方向有三個均勻分布的矩形凸臺用于和吸振器轉(zhuǎn)接件連接；上平臺沿圓周方向有三個均勻分布的梯形角，且梯形角位于相鄰兩個矩形凸臺的對稱面上，梯形角上有若干直徑為3.3mm的第一光孔用于和上轉(zhuǎn)接件連接；下平臺沿圓周方向有三個均勻分布的凹槽用于和下轉(zhuǎn)接件連接；上轉(zhuǎn)接件、隔振器、動片、阻尼層、定片和襯套組合成為隔振器組件，上平臺和下平臺通過下轉(zhuǎn)接件、隔振器組件連接；調(diào)諧質(zhì)量塊和吸振器彈性單元連接成為吸振器組件。本發(fā)明能夠顯著降低飛輪在軌運行時引發(fā)的微振動響應(yīng)，保證星上高精度敏感載荷在軌運行時的穩(wěn)定性、可靠性和安全性。
【專利說明】衛(wèi)星飛輪用微振動隔振與吸振聯(lián)合減振裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種減振裝置，具體地，涉及一種衛(wèi)星飛輪用微振動隔振與吸振聯(lián)合減振裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國衛(wèi)星朝著高精度、高穩(wěn)定性、長壽命方向發(fā)展，其搭載的敏感載荷對平臺微振動環(huán)境要求越來越苛刻。研究發(fā)現(xiàn)，飛輪振動是影響衛(wèi)星有效載荷性能指標(biāo)的主要因素，飛輪振動主要由于其轉(zhuǎn)子質(zhì)量分布不均、結(jié)構(gòu)撓性、電機控制器誤差和軸承噪聲等因素產(chǎn)生。常用的飛輪振動控制方法有阻尼減振、吸振、結(jié)構(gòu)剛化、隔振等等。阻尼吸振只有在共振時效果明顯；吸振的減振頻帶較窄；結(jié)構(gòu)剛化會增加衛(wèi)星質(zhì)量；被動隔振的抑振頻帶窄，而主動隔振相對復(fù)雜，可靠性不高。
[0003]對于上述缺陷，若能夠提供一種衛(wèi)星飛輪用微振動隔振與吸振聯(lián)合減振裝置即可有效解決上述問題，聯(lián)合減振裝置充分綜合了隔振和吸振方法的優(yōu)點，對飛輪的振動響應(yīng)進行控制。經(jīng)現(xiàn)有技術(shù)的文獻檢索發(fā)現(xiàn)，目前還沒有用于衛(wèi)星飛輪用微振動隔振與吸振聯(lián)合減振裝置，該聯(lián)合減振裝置的設(shè)計約束主要包括三個方面:一是要降低衛(wèi)星在軌運行時飛輪安裝板的振動響應(yīng)；二是要實現(xiàn)結(jié)構(gòu)的輕量化設(shè)計和包絡(luò)尺寸的優(yōu)化設(shè)計，節(jié)省整星資源；三是要用聯(lián)合減振裝置代替原有的飛輪支架，減低成本。為此，提供一種質(zhì)量輕、尺寸小、制造容易、成本較低、性能優(yōu)異的隔振與吸振聯(lián)合減振裝置，成為業(yè)內(nèi)亟待解決的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種衛(wèi)星飛輪用微振動隔振與吸振聯(lián)合減振裝置，通過隔振器和吸振器彈性單元能夠顯著降低飛輪在軌運行時引發(fā)的微振動響應(yīng)，保證星上高精度敏感載荷在軌運行時的穩(wěn)定性、可靠性和安全性。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種衛(wèi)星飛輪用微振動隔振與吸振聯(lián)合減振裝置，其特征在于，包括上平臺、吸振器轉(zhuǎn)接件、吸振器彈性單元、調(diào)諧質(zhì)量塊、襯套、下轉(zhuǎn)接件、下平臺、定片、阻尼層、動片、隔振器和上轉(zhuǎn)接件，上平臺沿圓周方向有三個均勻分布的矩形凸臺用于和吸振器轉(zhuǎn)接件連接；上平臺沿圓周方向有三個均勻分布的梯形角，且梯形角位于相鄰兩個矩形凸臺的對稱面上，梯形角上有若干直徑為3.3mm的第一光孔用于和上轉(zhuǎn)接件連接；下平臺沿圓周方向有三個均勻分布的凹槽用于和下轉(zhuǎn)接件連接；上轉(zhuǎn)接件、隔振器、動片、阻尼層、定片和襯套組合成為隔振器組件，隔振器組件共有三個，三個隔振器組件的三根軸線匯交于一點，匯交點位于上平臺的上方，上平臺和下平臺通過下轉(zhuǎn)接件、隔振器組件連接；調(diào)諧質(zhì)量塊和吸振器彈性單元連接成為吸振器組件，吸振器組件共有三個，且三個吸振器組件沿上平臺圓周切線方向均勻分布。
[0006]優(yōu)選地，所述上平臺的上表面有六個直徑為8.5mm的第二光孔用于和一個衛(wèi)星飛輪連接。
[0007]優(yōu)選地，所述下平臺有十個直徑為6.5mm階梯孔用于和衛(wèi)星蜂窩板連接。
[0008]優(yōu)選地，所述隔振器組件在上平臺上的分布半徑為25mm?125mm。
[0009]優(yōu)選地，所述三個隔振器組件的軸線與上平臺的夾角為30°?150°。
[0010]優(yōu)選地，所述吸振器組件通過吸振器轉(zhuǎn)接件連在上平臺上。
[0011]優(yōu)選地，所述吸振器組件在上平臺上的分布半徑為30mm?130mm。
[0012]優(yōu)選地，所述隔振器和吸振器彈性單元都采用多槽型空心金屬圓柱的構(gòu)型。
[0013]優(yōu)選地，所述阻尼層采用阻尼材料，阻尼層夾在定片和動片之間。
[0014]優(yōu)選地，所述襯套和下轉(zhuǎn)接件之間通過第一螺釘進行固定。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果:
[0016]本發(fā)明的聯(lián)合減振裝置采用數(shù)值優(yōu)化和仿真優(yōu)化理念設(shè)計而成，在保證及提升設(shè)計性能的前提下實現(xiàn)了聯(lián)合減振裝置一輕量化和高性能化。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0017]首先，本發(fā)明的衛(wèi)星飛輪用微振動隔振與吸振聯(lián)合減振裝置采用優(yōu)化設(shè)計理念，減振效率在80%以上，具有減振性能優(yōu)異、質(zhì)量輕、尺寸小、結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低等優(yōu)點。
[0018]其次，本發(fā)明的衛(wèi)星飛輪用微振動隔振與吸振聯(lián)合減振裝置可以代替飛輪支架，飛輪通過聯(lián)合減振裝置安裝在蜂窩板上，該聯(lián)合減振裝置與蜂窩板的配合簡單，所需安裝空間小。
[0019]最后，本發(fā)明的衛(wèi)星飛輪用微振動隔振與吸振聯(lián)合減振裝置，只要對隔振器或吸振器彈性單元的尺寸進行適應(yīng)性修改，就可以滿足衛(wèi)星飛輪轉(zhuǎn)速不同時的減振需求，具有較高的通用性，應(yīng)用前景廣闊。
[0020]經(jīng)過模態(tài)、振動等試驗證明，本發(fā)明的衛(wèi)星飛輪用微振動隔振與吸振聯(lián)合減振裝置達到了減振性能優(yōu)異、質(zhì)量輕、尺寸小、結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低的目的，只要對各尺寸進行適應(yīng)性修改，就能實現(xiàn)對衛(wèi)星飛輪不同轉(zhuǎn)速下的減振目的，從而提高了該聯(lián)合減振裝置的適應(yīng)性，解決衛(wèi)星在軌運行時飛輪振動響應(yīng)大的技術(shù)問題。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯:
[0022]圖1為本發(fā)明衛(wèi)星飛輪用微振動隔振與吸振聯(lián)合減振裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2為本發(fā)明衛(wèi)星飛輪用微振動隔振與吸振聯(lián)合減振裝置的左視圖；
[0024]圖3為本發(fā)明衛(wèi)星飛輪用微振動隔振與吸振聯(lián)合減振裝置與衛(wèi)星飛輪的安裝示意圖。
[0025]圖中:1為上平臺，2為吸振器轉(zhuǎn)接件，3為吸振器彈性單元，4為調(diào)諧質(zhì)量塊，5為襯套，6為下轉(zhuǎn)接件，7為下平臺，8為第一螺釘，9為第二螺釘，10為定片，11為阻尼層，12為動片，13為隔振器，14為上轉(zhuǎn)接件，15為衛(wèi)星飛輪。

【具體實施方式】
[0026]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0027]請參閱圖1至圖3，本發(fā)明衛(wèi)星飛輪用微振動隔振與吸振聯(lián)合減振裝置包括上平臺1、吸振器轉(zhuǎn)接件2、吸振器彈性單元3、調(diào)諧質(zhì)量塊4、襯套5、下轉(zhuǎn)接件6、下平臺7、定片10、阻尼層11、動片12、隔振器13和上轉(zhuǎn)接件14，上平臺I沿圓周方向有三個均勻分布的矩形凸臺16用于和吸振器轉(zhuǎn)接件2連接；上平臺I沿圓周方向有三個均勻分布的梯形角21，且梯形角位于相鄰兩個矩形凸臺的對稱面上，梯形角上有若干直徑為3.3mm的第一光孔17用于和上轉(zhuǎn)接件14連接；下平臺7沿圓周方向有三個均勻分布的凹槽18用于和下轉(zhuǎn)接件6連接；上轉(zhuǎn)接件14、隔振器13、動片12、阻尼層11、定片10和襯套5組合成為隔振器組件，隔振器組件共有三個，三個隔振器組件的三根軸線匯交于一點，匯交點位于上平臺I的上方，上平臺I和下平臺7通過下轉(zhuǎn)接件6、隔振器組件連接；調(diào)諧質(zhì)量塊4和吸振器彈性單元3連接成為吸振器組件，吸振器組件共有三個，且三個吸振器組件沿上平臺I圓周切線方向均勻分布。
[0028]進一步地，上平臺I的上表面有六個直徑為8.5mm的第二光孔19用于和一個衛(wèi)星飛輪15連接，如此飛輪與聯(lián)合減振裝置連接可靠。
[0029]進一步地,下平臺7有十個直徑為6.5mm階梯孔20用于和衛(wèi)星蜂窩板連接。如此聯(lián)合減振裝置與蜂窩板連接可靠。
[0030]其中，上轉(zhuǎn)接件14、隔振器13、動片12、阻尼層11、定片10和襯套5組合成為隔振器組件，隔振器組件共有三個，三個隔振器組件的三根軸線匯交于一點，匯交點位于上平臺I的上方，具體地，三根匯交的軸線是指三個襯套5的軸線。上平臺I和下平臺7通過下轉(zhuǎn)接件6、隔振器組件連接，對飛輪六個方向的振動進行抑制。
[0031]進一步地，上轉(zhuǎn)接件14通過第一螺釘8和上平臺I連接，隔振器13通過第一螺釘8和上轉(zhuǎn)接件14連接，襯套5通過第一螺釘8和隔振器13連接，襯套5和下轉(zhuǎn)接件6之間通過第一螺釘8進行固定，動片12、定片10通過第二螺釘9和隔振器10連接，阻尼層8夾在動片12、定片10中間。
[0032]進一步地，調(diào)諧質(zhì)量塊4通過第二螺釘9和吸振器彈性單元3連接，吸振器轉(zhuǎn)接件2通過第一螺釘8與吸振器彈性單元3、上平臺I連接。
[0033]進一步地，隔振器組件在上平臺I上的分布半徑為78mm。如此可以降低聯(lián)合減振裝置的頻帶寬度。
[0034]進一步地，三個隔振器組件的軸線與上平臺I的夾角為Θ，且Θ的取值為30°?150°。如此可以降低聯(lián)合減振裝置的頻帶寬度。
[0035]進一步地，吸振器組件通過吸振器轉(zhuǎn)接件2連在上平臺I上，進一步降低飛輪的振動響應(yīng)。為了防止吸振器組件與飛輪干涉，吸振器組件安裝后的高度應(yīng)該低于上平臺I的上表面。
[0036]進一步地,吸振器組件在上平臺I上的分布半徑為30mm?130mm (優(yōu)選地為80mm)
如此可以降低聯(lián)合減振裝置的重量和結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度。
[0037]進一步地，隔振器13和吸振器彈性單元3都采用多槽型空心金屬圓柱的構(gòu)型，隔振器用于隔離衛(wèi)星飛輪的振動響應(yīng)，阻止飛輪向衛(wèi)星蜂窩板傳遞振動。
[0038]進一步地，阻尼層11采用阻尼材料，阻尼層11夾在定片10和動片12之間，動片12在運動過程中使阻尼層11起到阻尼作用，用于抑制隔振系統(tǒng)共振峰附近的響應(yīng)，以及衰減系統(tǒng)的高頻能量。
[0039]具體地，本發(fā)明的衛(wèi)星飛輪用微振動隔振與吸振聯(lián)合減振裝置中調(diào)諧質(zhì)量塊4、下轉(zhuǎn)接件6、定片10和動片12都采用lCrl8Ni9Ti型不銹鋼材料；上平臺1、吸振器轉(zhuǎn)接件2、吸振器彈性單元3、襯套5、下平臺7、隔振器13和上轉(zhuǎn)接件14都采用2A14T6型鋁合金材料制成；阻尼層11采用阻尼材料，如丁基橡膠。
[0040]本發(fā)明用來降低衛(wèi)星在軌運行時飛輪轉(zhuǎn)動時引發(fā)的微振動響應(yīng)，具體工作原理如下:本發(fā)明衛(wèi)星飛輪用微振動隔振與吸振聯(lián)合減振裝置是一種結(jié)合隔振和吸振兩者優(yōu)點的減振裝置，三個隔振組件用于降低飛輪六個方向的振動響應(yīng)，三個吸振組件用于進一步降低飛輪的振動響應(yīng)，從而達到大幅衰減飛輪微振動響應(yīng)的目的。
[0041]本發(fā)明衛(wèi)星飛輪用微振動隔振與吸振聯(lián)合減振裝置用于降低飛輪等振源在軌運行時引發(fā)的微振動響應(yīng)，保證星上高精度敏感載荷在軌運行時的穩(wěn)定性、可靠性和安全性，具有質(zhì)量輕、尺寸小、結(jié)構(gòu)簡單、裝配方便、制造成本低、適用性強等優(yōu)點，具有較高的通用性。
[0042]以上對本發(fā)明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容。
【權(quán)利要求】
1.一種衛(wèi)星飛輪用微振動隔振與吸振聯(lián)合減振裝置，其特征在于，包括上平臺、吸振器轉(zhuǎn)接件、吸振器彈性單元、調(diào)諧質(zhì)量塊、襯套、下轉(zhuǎn)接件、下平臺、定片、阻尼層、動片、隔振器和上轉(zhuǎn)接件，上平臺沿圓周方向有三個均勻分布的矩形凸臺用于和吸振器轉(zhuǎn)接件連接；上平臺沿圓周方向有三個均勻分布的梯形角，且梯形角位于相鄰兩個矩形凸臺的對稱面上，梯形角上有若干直徑為3.3mm的第一光孔用于和上轉(zhuǎn)接件連接；下平臺沿圓周方向有三個均勻分布的凹槽用于和下轉(zhuǎn)接件連接；上轉(zhuǎn)接件、隔振器、動片、阻尼層、定片和襯套組合成為隔振器組件，隔振器組件共有三個，三個隔振器組件的三根軸線匯交于一點，匯交點位于上平臺的上方，上平臺和下平臺通過下轉(zhuǎn)接件、隔振器組件連接；調(diào)諧質(zhì)量塊和吸振器彈性單元連接成為吸振器組件，吸振器組件共有三個，且三個吸振器組件沿上平臺圓周切線方向均勻分布。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的衛(wèi)星飛輪用微振動隔振與吸振聯(lián)合減振裝置，其特征在于，所述上平臺的上表面有六個直徑為8.5mm的第二光孔用于和一個衛(wèi)星飛輪連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的衛(wèi)星飛輪用微振動隔振與吸振聯(lián)合減振裝置，其特征在于，所述下平臺有十個直徑為6.5mm階梯孔用于和衛(wèi)星蜂窩板連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的衛(wèi)星飛輪用微振動隔振與吸振聯(lián)合減振裝置，其特征在于，所述隔振器組件在上平臺上的分布半徑為25mm?125mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的衛(wèi)星飛輪用微振動隔振與吸振聯(lián)合減振裝置，其特征在于，所述三個隔振器組件的軸線與上平臺的夾角為30°?150°。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的衛(wèi)星飛輪用微振動隔振與吸振聯(lián)合減振裝置，其特征在于，所述吸振器組件通過吸振器轉(zhuǎn)接件連在上平臺上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的衛(wèi)星飛輪用微振動隔振與吸振聯(lián)合減振裝置，其特征在于，所述吸振器組件在上平臺上的分布半徑為30mm?130mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的衛(wèi)星飛輪用微振動隔振與吸振聯(lián)合減振裝置，其特征在于，所述隔振器和吸振器彈性單元都采用多槽型空心金屬圓柱的構(gòu)型。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的衛(wèi)星飛輪用微振動隔振與吸振聯(lián)合減振裝置，其特征在于，所述阻尼層采用阻尼材料，阻尼層夾在定片和動片之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的衛(wèi)星飛輪用微振動隔振與吸振聯(lián)合減振裝置，其特征在于，所述襯套和下轉(zhuǎn)接件之間通過第一螺釘進行固定。
【文檔編號】F16F7/116GK104455146SQ201410588759
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年10月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月28日
【發(fā)明者】虞自飛, 周徐斌, 滿孝穎, 申軍烽, 王舒楠, 黃俊杰 申請人:上海衛(wèi)星工程研究所