CN105035362A - 卫星控制力矩陀螺用振动隔振装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种卫星控制力矩陀螺用振动隔振装置，用于控制力矩陀螺的振动隔振，包括隔振器组件和蜂窝板；其中，所述隔振器组件设置在所述蜂窝板上；所述隔振器组件包括封盖、连杆、隔振器、阻尼层、转接件和底座；所述连杆、隔振器、阻尼层、转接件和底座顺次相连；所述封盖设置在所述连杆、所述隔振器和所述阻尼层的外侧；所述底座连接所述蜂窝板；所述连杆用于连接所述控制力矩陀螺。所述隔振器组件的数量为四个；四个所述隔振器组件呈矩形分布；相邻两个隔振器组件对称分布。本发明结构设计合理，能够显著降低控制力矩陀螺在轨运行时引发的微振动响应对敏感载荷的干扰，保证星上高精度敏感载荷在轨运行时的稳定性、可靠性和安全性。

Description

卫星控制力矩陀螺用振动隔振装置
技术领域
本发明涉及隔振装置，具体地，涉及一种卫星控制力矩陀螺用振动隔振装置。
背景技术
为了实现卫星在轨运行和快速机动的目的，控制力矩陀螺(CMG)作为执行机构已经应用到卫星型号研制中。与飞轮相仿，由于CMG转子的静、动不平衡，轴承的工艺难度大，以及其他加工误差，使得CMG成为影响卫星敏感载荷性能指标的主要因素。因此，需要对CMG产生的振动进行抑制，为卫星敏感载荷提供一个超静环境。
目前，没有用于控制力矩陀螺(CMG)振动控制的隔振装置，对于上述缺陷，若能够提供一种卫星控制力矩陀螺用振动隔振装置即可有效解决上述问题。经现有技术的文献检索发现，目前还没有用于卫星控制力矩陀螺用振动隔振装置，该隔振装置的设计约束主要包括四个方面：一是要降低卫星在轨运行时传递到蜂窝板的振动响应；二是要实现结构的轻量化设计和包络尺寸的优化设计，节省整星资源；三是隔振装置不能影响CMG的控制指向精度；四是隔振装置不影响CMG输出的用于变轨和快速机动的有用力矩。为此，提供一种质量轻、尺寸小、制造容易、成本较低、性能优异的隔振装置，成为业内亟待解决的问题。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种卫星控制力矩陀螺用振动隔振装置。
根据本发明提供的卫星控制力矩陀螺用振动隔振装置，用于控制力矩陀螺的振动隔振，包括隔振器组件和蜂窝板；
其中，所述隔振器组件设置在所述蜂窝板上；所述隔振器组件包括封盖、连杆、隔振器、阻尼层、转接件和底座；所述连杆、隔振器、阻尼层、转接件和底座顺次相连；所述封盖设置在所述连杆、所述隔振器和所述阻尼层的外侧；所述底座连接所述蜂窝板；所述连杆用于连接所述控制力矩陀螺。
优选地，所述隔振器组件的数量为四个；四个所述隔振器组件呈矩形分布；相邻两个隔振器组件对称分布。
优选地，所述矩形的长为200mm至400mm，宽为100mm至300mm。
优选地，所述隔振器组件的轴线与蜂窝板垂直。
优选地，所述隔振器组件中连杆与控制力矩陀螺安装面到蜂窝板的高度大于等于125mm，用于防止控制力矩陀螺的内转子转动过程中与蜂窝板干涉。
优选地，还包括第二螺钉和连接件，所述封盖通过第二螺钉连接隔振器；
所述连杆穿过隔振器连接所述连接件，所述连接件用于连接控制力矩陀螺。
优选地，所述转接件设置有空腔，所述空腔用于避免控制力矩陀螺与转接件干涉。
优选地，还包括第一螺钉和第三螺钉；
其中，所述转接件通过第一螺钉连接所述底座；所述底座通过第三螺钉连接所述蜂窝板；
底座采用圆柱型、锥台型或工字梁型结构。
优选地，所述隔振器为多槽型空心金属圆柱，用于隔离控制力矩陀螺的振动响应，阻止控制力矩陀螺向卫星蜂窝板传递振动；
所述隔振器采用铝合金、不锈钢或钛合金制成。
优选地，所述阻尼层采用阻尼材料，阻尼层通过胶水粘在隔振器上。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明结构设计合理，能够显著降低控制力矩陀螺在轨运行时引发的微振动响应对敏感载荷的干扰，保证星上高精度敏感载荷在轨运行时的稳定性、可靠性和安全性；
2、本发明中只要对隔振器的尺寸等参数进行适应性修改，就可以满足控制力矩陀螺转速不同时的减振需求，具有较高的通用性，应用前景广阔。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1中A部分所表示的隔振器组件放大示意图；
图3是本发明装置安装控制力矩陀螺的示意图。
图中：
1为封盖；
2为连杆；
3为隔振器；
4为阻尼层；
5为转接件；
6为底座；
7为第一螺钉；
8为第二螺钉；
9为蜂窝板；
10为第三螺钉；
11为控制力矩陀螺；
12为控制力矩陀螺安装面；
13为内转子。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
如图1至图3所示，本发明提供的卫星控制力矩陀螺用振动隔振装置，用于控制力矩陀螺11的振动隔振，包括隔振器组件和蜂窝板9；其中，所述隔振器组件设置在所述蜂窝板9上；所述隔振器组件包括封盖1、连杆2、隔振器3、阻尼层4、转接件5和底座6；所述连杆2、隔振器3、阻尼层4、转接件5和底座6顺次相连；所述封盖1设置在所述连杆2、所述隔振器3和所述阻尼层4的外侧，保护隔振器3和阻尼层4不受影响；所述底座6连接所述蜂窝板9；所述连杆2用于连接所述控制力矩陀螺11。
所述隔振器组件的数量为四个；四个所述隔振器组件呈矩形分布；相邻两个隔振器组件对称分布。所述矩形的长为200mm至400mm，宽为100mm至300mm。所述隔振器组件的轴线与蜂窝板9垂直。在本实施例中，矩形的长、宽分别为330mm、220mm。
所述隔振器组件中连杆2与控制力矩陀螺11安装面到蜂窝板9的高度大于等于125mm，用于防止控制力矩陀螺11的内转子转动过程中与蜂窝板9干涉。在本实施例中，连杆2与控制力矩陀螺11安装面到蜂窝板9的高度为150mm。
本发明提供的卫星控制力矩陀螺用振动隔振装置，还包括第二螺钉8和连接件，所述封盖1通过第二螺钉8连接隔振器3；所述连杆2穿过隔振器3连接所述连接件，所述连接件用于连接控制力矩陀螺11。
本发明提供的卫星控制力矩陀螺用振动隔振装置，所述转接件5设置有空腔，所述空腔用于避免控制力矩陀螺11与转接件5干涉。
本发明提供的卫星控制力矩陀螺用振动隔振装置，还包括第一螺钉7和第三螺钉10；其中，所述转接件5通过第一螺钉7连接所述底座6；所述底座6通过第三螺钉10连接所述蜂窝板9；底座6采用圆柱型、锥台型或工字梁型结构。
所述隔振器3为多槽型空心金属圆柱，用于隔离控制力矩陀螺11的振动响应，阻止控制力矩陀螺11向卫星蜂窝板9传递振动；所述隔振器3采用铝合金、不锈钢或钛合金制成。所述阻尼层4采用阻尼材料，如橡胶材料。阻尼层4通过胶水粘在隔振器3上，阻尼层4用于抑制隔振系统共振峰附近的响应，以及衰减系统的高频能量。
具体地，本发明的卫星控制力矩陀螺用振动隔振装置中连杆2采用不锈钢材料1Cr18Ni9Ti。封盖1，隔振器3，阻尼层4，转接件5，底座6采用铝合金材料2A14T6制成。
本发明用来降低卫星在轨运行时控制力矩陀螺11工作时引发的微振动响应，具体工作原理如下：
本发明的卫星控制力矩陀螺用振动隔振装置采用4个隔振器组件并联的方式，阻断控制力矩陀螺11向蜂窝板9传递振动响应的传递路径，降低控制力矩陀螺11工作过程中产生的微振动扰动对敏感载荷性能的影响。隔振装置用于降低控制力矩陀螺11输出到蜂窝板9的6个方向的振动响应，降低对敏感载荷性能指标的影响，同时不影响控制力矩陀螺11输出的用于变轨和快速机动的有用力矩。
本发明的隔振装置采用数值优化和仿真优化理念设计而成，在保证及提升设计性能的前提下实现了隔振装置轻量化和高性能化。
本发明的卫星控制力矩陀螺用振动隔振装置用于降低控制力矩陀螺等振源在轨运行时引发的微振动响应，保证星上高精度敏感载荷在轨运行时的稳定性、可靠性和安全性，具有质量轻、尺寸小、结构简单、装配方便、制造成本低、适用性强等优点，具有较高的通用性。
本发明提供的卫星控制力矩陀螺用微振动隔振装置能够保证CMG的控制指向精度。本发明提供的卫星控制力矩陀螺用微振动隔振装置对CMG输出的用于变轨和快速机动的有用力矩没有影响。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (10)

1.一种卫星控制力矩陀螺用振动隔振装置，用于控制力矩陀螺的振动隔振，其特征在于，包括隔振器组件和蜂窝板；
其中，所述隔振器组件设置在所述蜂窝板上；所述隔振器组件包括封盖、连杆、隔振器、阻尼层、转接件和底座；所述连杆、隔振器、阻尼层、转接件和底座顺次相连；所述封盖设置在所述连杆、所述隔振器和所述阻尼层的外侧；所述底座连接所述蜂窝板；所述连杆用于连接所述控制力矩陀螺。
2.根据权利要求1所述的卫星控制力矩陀螺用振动隔振装置，其特征在于，所述隔振器组件的数量为四个；四个所述隔振器组件呈矩形分布；相邻两个隔振器组件对称分布。
3.根据权利要求2所述的卫星控制力矩陀螺用振动隔振装置，其特征在于，所述矩形的长为200mm至400mm，宽为100mm至300mm。
4.根据权利要求1所述的卫星控制力矩陀螺用振动隔振装置，其特征在于，所述隔振器组件的轴线与蜂窝板垂直。
5.根据权利要求1所述的卫星控制力矩陀螺用振动隔振装置，其特征在于，所述隔振器组件中连杆与控制力矩陀螺安装面到蜂窝板的高度大于等于125mm，用于防止控制力矩陀螺的内转子转动过程中与蜂窝板干涉。
6.根据权利要求1所述的卫星控制力矩陀螺用振动隔振装置，其特征在于，还包括第二螺钉和连接件，所述封盖通过第二螺钉连接隔振器；
所述连杆穿过隔振器连接所述连接件，所述连接件用于连接控制力矩陀螺。
7.根据权利要求1所述的卫星控制力矩陀螺用振动隔振装置，其特征在于，所述转接件设置有空腔，所述空腔用于避免控制力矩陀螺与转接件干涉。
8.根据权利要求1所述的卫星控制力矩陀螺用振动隔振装置，其特征在于，还包括第一螺钉和第三螺钉；
其中，所述转接件通过第一螺钉连接所述底座；所述底座通过第三螺钉连接所述蜂窝板；
底座采用圆柱型、锥台型或工字梁型结构。
9.根据权利要求1所述的卫星控制力矩陀螺用振动隔振装置，其特征在于，所述隔振器为多槽型空心金属圆柱，用于隔离控制力矩陀螺的振动响应，阻止控制力矩陀螺向卫星蜂窝板传递振动；
所述隔振器采用铝合金、不锈钢或钛合金制成。
10.根据权利要求1所述的卫星控制力矩陀螺用振动隔振装置，其特征在于，所述阻尼层采用阻尼材料，阻尼层通过胶水粘在隔振器上。
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