CN105000201B - 一种五棱锥控制力矩陀螺群隔振支架一体化装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种五棱锥控制力矩陀螺群隔振支架一体化装置，包含：上平台；设置在上平台下方的中平台，所述的上平台与中平台之间设有陀螺群；设置在中平台下方的下平台；若干条隔振器分支腿，其分别设置在中平台与下平台之间。本发明将隔振器与五棱锥控制力矩陀螺群支架进行一体化设计，减少了由于系统装配过程中带来的安装误差，保证控制力矩陀螺群的高精度力矩输出，维持卫星机动、姿态保持的能量。
Description
技术领域
本发明涉及五棱锥控制力矩陀螺高频微振动隔振技术，特别涉及一种五棱锥控制力矩陀螺群隔振支架一体化装置。
背景技术
许多未来的空间系统如敏捷卫星、空间干涉测量，航天器激光通信，这些将需要非常安静的精确指向的环境，要求对更宽频率的振动进行检测和控制，特别是高频微弱振动，其次对可接受的振动幅值的要求也越来越低。要达到这些严格的要求，最重要的技术之一是对卫星平台振动干扰源的控制（减振、消振及隔振等）。而在卫星平台众多振动干扰源中，执行机构的高频颤振对控制精度和稳定度影响尤为明显，因此作为典型执行机构控制控制力矩陀螺群的隔振技术的战略意义重大。
五棱锥控制力矩陀螺群高速旋转过程中对整星平台会产生高频和低频的微振动，这种高频微振动影响整星平台的姿态指向精度和姿态稳定度。
发明内容
本发明的目的是提供一种五棱锥控制力矩陀螺群隔振支架一体化装置，将隔振器与五棱锥控制力矩陀螺群支架进行一体化设计，减少了由于系统装配过程中带来的安装误差，保证控制力矩陀螺群的高精度力矩输出，维持卫星机动、姿态保持的能量。
为了实现以上目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种五棱锥控制力矩陀螺群隔振支架一体化装置，其特点是，包含：
上平台；
设置在上平台下方的中平台，所述的上平台与中平台之间设有陀螺群；
设置在中平台下方的下平台；
若干条隔振器分支腿，其分别设置在中平台与下平台之间。
所述的上平台包含内圈和外圈，所述的内圈与外圈之间通过若干条加强筋相连。
所述的中平台包含内圈和外圈，所述的内圈与外圈之间通过若干条加强筋相连，在所述外圈的外侧设有若干个吊耳，所述吊耳之间的角度根据所述的陀螺群分布而确定。
所述的隔振器分支腿包含：主动隔振段及与主动隔振段相连的被动隔振段，其中所述的主动隔振段与中平台相连，所述的被动隔振段与下平台相连。
所述的主动隔振段包含：主动作动器，其为压电堆栈，所述的压电堆栈由压电陶瓷片叠堆而成；压电堆栈一端通过虎克铰链与所述的中平台相连，另一端与力传感器相连。
所述的被动隔振段一端与所述的力传感器相连，其另一端与球铰链相连。
所述的被动隔振段包含：阻力器、及套置在所述的阻尼器上的弹簧。
所述的阻力器包含：
导杆，其中部设有一凸起；
套筒，其套在导杆上，所述的弹簧套在套筒上；
铅层，其设置在导杆与套筒之间，且挤压所述的凸起；
密封圈，其设置在导杆上。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
1、本发明中的主、被动隔振器及五棱锥控制力矩陀螺支架一体化设计装置，通过控制器的优化设计，使其具备对控制力矩陀螺群各频率振动特性的高性能振动抑制。
2、本发明保证控制力矩陀螺群姿态机动控制力矩输出的带宽响应要求，实现高于机动控制带宽以外的力矩陀螺振动抑制，并根据不同姿态控制模式下姿态机动或跟踪控制的不同要求。
附图说明
图1为本发明一种五棱锥控制力矩陀螺群隔振支架一体化装置的结构总图；
图2为本发明一种五棱锥控制力矩陀螺群隔振支架一体化装置的上平台的结构示意图；
图3为本发明一种五棱锥控制力矩陀螺群隔振支架一体化装置的中平台的结构示意图；
图4为本发明一种五棱锥控制力矩陀螺群隔振支架一体化装置的隔振器分支腿结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本发明做进一步阐述。
如图1所示，一种五棱锥控制力矩陀螺群隔振支架一体化装置，包含：上平台1；设置在上平台1下方的中平台2，上平台1与中平台2之间设有陀螺群3；设置在中平台2下方的下平台4；6隔振器分支腿5，其分别设置在中平台2与下平台4之间，在具体实施中，下平台4固定在卫星本体上，隔振器分支腿5产生的合成力矩抵消力矩陀螺群高速旋转产生的干扰力矩，使得下平台位移为0。
如图2所示，上平台1包含内圈11和外圈12，内圈11与外圈12之间通过3条加强筋13相连。
如图3所示，中平台2包含内圈21和外圈22，所述的内圈21与外圈22之间通过若干条加强筋24相连，在所述外圈22的外侧设有若干个吊耳23，所述吊耳23之间的角度根据所述的陀螺群3分布而确定。
如图4所示，隔振器分支腿5包含：主动隔振段及与主动隔振段相连的被动隔振段，其中所述的主动隔振段与中平台2相连，所述的被动隔振段与下平台4相连。
主动隔振段包含：主动作动器511，其为压电堆栈，所述的压电堆栈由压电陶瓷片叠堆而成；压电堆栈一端通过虎克铰链512与中平台2相连，另一端与力传感器513相连，此外该压电堆栈还通过信号线与外部的控制器相连，控制器用于控制作动器。
被动隔振段一端与所述的力传感器513相连，其另一端与球铰链6相连。被动隔振段包含：阻力器520、及套置在所述的阻尼器上的弹簧530，弹簧530材料碳素弹簧钢，取弹簧直径6mm，弹簧总圈数为9，自由高度为66mm，螺距为8.0mm，弹簧530储存和释放振动能量，阻力器520耗散振动能量。
上述的阻力器520包含：导杆521，其中部设有一凸起522；套筒523，其套在导杆521上，所述的弹簧530套在套筒523上；铅层524，其设置在导杆521与套筒523之间，且挤压所述的凸起522，凸起522与套筒523形成挤压口，二者相对运行时，铅层524被挤压通过挤压扣而产生塑性变形，通过塑性变形提供阻尼力，消耗能量；密封圈525，其设置在导杆521上。
综上所述，本发明一种五棱锥控制力矩陀螺群隔振支架一体化装置，减少了由于系统装配过程中带来的安装误差，保证控制力矩陀螺群的高精度力矩输出，维持卫星机动、姿态保持的能量。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
Claims (6)
1.一种五棱锥控制力矩陀螺群隔振支架一体化装置，其特征在于，包含：
上平台；
设置在上平台下方的中平台，所述的上平台与中平台之间设有陀螺群；
设置在中平台下方的下平台；
若干条隔振器分支腿，其分别设置在中平台与下平台之间；
所述的上平台包含内圈和外圈，所述的内圈与外圈之间通过若干条加强筋相连；
所述的中平台包含内圈和外圈，所述中平台的内圈与中平台的外圈之间通过若干条加强筋相连，在所述中平台的外圈的外侧设有若干个吊耳，所述吊耳之间的角度根据所述的陀螺群分布而确定。
2.如权利要求1所述的五棱锥控制力矩陀螺群隔振支架一体化装置，其特征在于，所述的隔振器分支腿包含：主动隔振段及与主动隔振段相连的被动隔振段，其中所述的主动隔振段与中平台相连，所述的被动隔振段与下平台相连。
3.如权利要求2所述的五棱锥控制力矩陀螺群隔振支架一体化装置，其特征在于，所述的主动隔振段包含：主动作动器，其为压电堆栈，所述的压电堆栈由压电陶瓷片叠堆而成；压电堆栈一端通过虎克铰链与所述的中平台相连，另一端与力传感器相连。
4.如权利要求3所述的五棱锥控制力矩陀螺群隔振支架一体化装置，其特征在于，所述的被动隔振段一端与所述的力传感器相连，其另一端与球铰链相连。
5.如权利要求4所述的五棱锥控制力矩陀螺群隔振支架一体化装置，其特征在于，所述的被动隔振段包含：阻力器、及套置在所述的阻力器上的弹簧。
6.如权利要求5所述的五棱锥控制力矩陀螺群隔振支架一体化装置，其特征在于，所述的阻力器包含：
导杆，其中部设有一凸起；
套筒，其套在导杆上，所述的弹簧套在套筒上；
铅层，其设置在导杆与套筒之间，且挤压所述的凸起；
密封圈，其设置在导杆上。
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