CN105156533A - 碳纤维绳索隔振器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种碳纤维绳索隔振器，包括上连接件、下连接件、隔振器框架以及耐高温抗拉绳；所述隔振器框架上设有N个绕线通孔，所述N为大于或等于2的整数；所述绕线通孔位于同一水平面上；所述耐高温抗拉绳穿过所述绕线通孔，在所述隔振器框架的中央形成一个网状结构；所述上连接件与所述网状结构相垂直，与振动源相连接，所述下连接件与被隔振物相连接。在本发明中，通过上连接件与振动源相连接，使得上连接件与振动源共同振动，上连接件带动碳纤维绳振动，碳纤维绳索的绳丝在振动过程中相互摩擦，消耗能量，起到阻尼作用的效果，进而实现隔振器框架和下连接件的稳定，达到消振的目的。

Description

碳纤维绳索隔振器

技术领域

本发明涉及用于卫星微振动被动隔振器，特别涉及一种碳纤维绳索隔振器。

背景技术

对微振动进行抑制，首先要清楚振源的特性，如振源的产生原因、激励方式、振源振动特性等。对于在轨状态的卫星平台，从引起振动的因素上来讲，卫星上的振源可以分为外在扰源和内在扰源。

外在扰源主要包括：太阳辐射光压、微粒子碰撞、太阳及月球引力、轨道的椭圆形、地球扁率影响、地球引力场等。这些挠源的振动频率极低（一般在0.01Hz以下），振动幅值小（一般不超过10−6g），作用时间长（等同于航天器在轨飞行时间）。这类振动一般常被认为是不易消除的准稳态加速度的背景干扰，主要受卫星的轨道设计影响。由于载荷对这类振动不敏感，其影响也较小，在微振动控制中一般不予考虑。

内在扰源主要由于卫星的热控系统、姿态控制系统、空调系统、电源系统、太阳翼等部件的运动等所引起。这类振源主要以中高频为主（>0.001Hz），量级可达到10−2g。其中，中频（0.001Hz～1Hz）挠源一般由载荷或宇航员的瞬时行为所产生；高频（> 1Hz）挠源一般由反作用轮、动量轮、压缩机、水泵、推进器点火等引起。这类这挠源具有频段宽，同时呈现低频高幅、高频低幅的特性，是对航天器上载荷性能产生干扰的主要振源。

微振动控制的目的是减小或消除卫星在轨工作时的往复运动对有效载荷性能的有害影响，其控制途径与常规振动控制一样，亦从振源、传递途径和被控对象入手。常用的隔振措施有：对振源采取隔振措施减弱振源的影响；对传递路径（结构）进行优化，减小传递路径在载荷作用下的响应；采用载荷隔离技术，即在载荷和安装结构之间加入隔振装置，减少结构振动对载荷的影响。根据控制方式的不同，又可以分为被动控制、主动控制、半主动控制（自适应控制）、主被动混合控制。

总的来说，对振源的隔振主要采用被动控制系统较多，其中的原因除了被动隔振系统的可靠性高等因素之外，还需要考虑激励力的特性等因素。对于CMG这样的主要振源，其激励力主要来源于内部动量轮的高速旋转所产生的不均衡力。这种力的频率较高，采用被动隔振系统完全可以满足要求。

发明内容

本发明提供了一种简单、高效、稳定、可靠的隔振器设计。通过该隔振器，可以有效的对宽频带内的微振动进行控制，并且可以根据实际情况，并联组成隔振平台。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种碳纤维绳索隔振器，包括上连接件、下连接件、隔振器框架以及耐高温抗拉绳；

隔振器框架上设有N个绕线通孔，N为大于或等于2的整数；绕线通孔位于同一水平面上；耐高温抗拉绳穿过绕线通孔，在隔振器框架的中央形成一个网状结构；

上连接件穿设于网状结构，上连接件与振动源相连接，用于将振动源的振动传递给网状结构；下连接件与隔振器框架固定连接，下连接件与被隔振物相连接。

作为优选的，还包括绕线块；绕线块设于隔振器框架外侧；绕线块包括一个凸面和一个与凸面相背的平面或凹面，凸面或凹面与隔振器框架相对应；

绕线块位于两个绕线通孔之间，耐高温抗拉绳通过绕线通孔并绕在绕线块的凸面上。

进一步的，还包括定位器和设于隔振器框架外侧的定位槽；

绕线块通过定位器固定安装在隔振器框架上，且使得定位器嵌入定位槽。

进一步的，还包括设于隔振器框架上的顶紧螺栓；

顶紧螺栓用以通过定位器将绕线块向外顶。

作为优选的，还包括弦线压紧盘；

弦线压紧盘的中央设有供上连接件通过的孔；

两片弦线压紧盘自上下两侧将网状结构夹在中间，上连接件穿过弦线压紧盘的孔与振动源相连接；

弦线压紧盘用于将上连接件传递而来的振动进一步传递给网状结构。

进一步的，上连接件和下连接件为连接螺栓。

进一步的，弦线压紧盘利用螺母固定。

进一步的，耐高温抗拉绳为碳纤维绳索。

进一步的，碳纤维绳索的外表面套有热缩管。

本发明相比现有技术的碳纤维绳索隔振器相比，具有简单、高效、稳定、可靠的特点。利用碳纤维绳索来吸收减轻来自上连接件的振动，进而减少上方设备振动对下连接件的影响，提升了设备的稳定性。同时，还可以通过该隔振器，可以有效的对宽频带内的微振动进行控制，并且可以根据实际情况，并联组成隔振平台。

附图说明

图1为本发明的整体结构剖视图。

图2为本发明中隔振器框架的剖视图。

图3为本发明中绕线块的结构示意图。

图4为本发明中定位器的结构示意图。

图5为本发明中弦线压紧盘的结构示意图。

附图编号：1、隔振器框架； 101、绕线通孔； 102、定位槽 2、绕线块； 201、定位槽； 3、碳纤维绳索； 4、顶紧螺栓； 5、弦线压紧盘； 6、螺母； 7、上连接螺栓； 8、定位器； 9、下连接螺栓。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。

如图1所示，本发明的第一实施方式涉及的一种碳纤维绳索隔振器，包括上连接螺栓7、下连接螺栓9、隔振器框架1以及碳纤维绳索3；隔振器框架1上设有N个绕线通孔101，N为大于或等于2的整数；绕线通孔101位于同一水平面上；碳纤维绳索3穿过绕线通孔，在隔振器框架1的中央形成一个网状结构；上连接螺栓7穿射于网状结构，上连接螺栓7与振动源相连接，用于将振动源的振动传递给网状结构；下连接螺栓9与隔振器框架1固定连接，下连接螺栓9与被隔振物相连接。

在本实施例中，通过将上连接螺栓7与振动源相连接，使得上连接螺栓7在工作状态下，随着振动源一起振动，上连接螺栓7带动碳纤维绳振动，碳纤维绳索3的绳丝在振动过程中相互摩擦，消耗能量，起到阻尼作用的效果，同时该阻尼作用不会影响到隔振器框架和下连接螺栓9，可以有效地防止设备整体的振动，提升设备的安全稳定性。

本发明的第二种实施例涉及一种碳纤维绳索隔振器，第二种实施例是第一种实施例的改进，其区别特征在于，还包括绕线块2、定位器8，以及设于隔振器框架2外侧的定位槽；绕线块2摄于隔振器框架1外侧；绕线块2包括一个凸面和一个与该凸面相背的平面或凹面与隔振器框架1相对应；绕线块2位于两个绕线通孔101之间，碳纤维绳索3通过绕线通孔101并绕在绕线块2的凸面上。绕线块2通过定位器8固定安装在隔振器框架1上，且使得定位器8嵌入该定位槽。

在本实施例中，通过在两个绕线通孔101之间增加一个绕线块2，使得碳纤维绳索3在穿过绕线通孔101时，防止碳纤维绳索3与通孔的棱边发生摩擦，可以延长碳纤维绳索3的使用寿命。同时，绕线块2通过定位器8固定安装在隔振器框架1上，且使得定位器8嵌入该定位槽，可以有效防止绕线器从隔振器框架1上掉落。

本发明的第三种实施例涉及一种碳纤维绳索隔振器，第三种实施例是第二种实施例的改进，其不同之处在于，还包括设于隔振器框架1上的顶紧螺栓4；顶紧螺栓4用于通过定位器8将绕线块向外顶。

在本实施例中，通过设计顶紧螺栓4来将绕线块2向外顶，使得绕线块2能够给碳纤维绳索3一个向外的拉力，位于框架中间的碳纤维绳索3会被拉紧，提升碳纤维绳索3对振动的吸收能力。

本发明的第四种实施例涉及一种碳纤维绳索隔振器，第四种实施例是第三种实施例的改进，其不同之处在于，还包括弦线压紧盘5；弦线压紧盘5的中央设有供上连接螺栓7通过的孔；弦线压紧盘5自上下两侧将碳纤维绳索3组成的网状结构夹在中间，上连接螺栓7穿过弦线压紧盘5的孔与振动源相连接，并用于将振动进一步均匀地传递给碳纤维绳索，弦线压紧盘5利用螺母6固定。

在本实施例中，通过设计一个弦线夹紧盘，将中央的碳纤维绳索3夹在两个弦线夹紧盘中间，在振动时，该弦线夹紧盘能够将振动的力分散至所有的碳纤维绳索3上，提升碳纤维绳索3的整体消振能力。

本发明的第五种实施例涉及一种碳纤维绳索隔振器，第五种实施例是第四种实施例的改进，其不同之处在于，碳纤维绳索3的外表面套有热缩管。

在本实施例中，通过在碳纤维绳索3的外层套上一层热缩管，可以有效地减少碳纤维绳索3之间的磨损。该热缩管可以采用PE热缩管，也可以采用硅胶热缩管等其他热缩管。其中，在高温情况下，PE热缩管可以较快的收缩，从而与碳纤维绳牢固的结合在一起，同时PE热缩管的透明度好，隔振器具有更好的美观性，而硅胶热缩管能在260℃的情况下正常工作，抗辐射，耐腐蚀，满足航天器太空环境的工作要求。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上的所有优点。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (9)

1.一种碳纤维绳索隔振器，其特征在于，包括上连接件、下连接件、隔振器框架以及耐高温抗拉绳；

所述隔振器框架上设有N个绕线通孔，所述N为大于或等于2的整数；所述绕线通孔位于同一水平面上；所述耐高温抗拉绳穿过所述绕线通孔，在所述隔振器框架的中央形成一个网状结构；

所述上连接件穿设于所述网状结构，所述上连接件与振动源相连接，用于将所述振动源的振动传递给所述网状结构；所述下连接件与所述隔振器框架固定连接，所述下连接件与被隔振物相连接。

2.根据权利要求1所述的碳纤维绳索隔振器，其特征在于，还包括绕线块；所述绕线块设于所述隔振器框架外侧；所述绕线块包括一个凸面和一个与所述凸面相背的平面或凹面，所述凸面或凹面与所述隔振器框架相对应；

所述绕线块位于两个所述绕线通孔之间，所述耐高温抗拉绳通过所述绕线通孔并绕在所述绕线块的凸面上。

3.根据权利要求2所述的碳纤维绳索隔振器，其特征在于，还包括定位器和设于所述隔振器框架外侧的定位槽；

所述绕线块通过所述定位器固定安装在所述隔振器框架上，且使得所述定位器嵌入所述定位槽。

4.根据权利要求3所述的碳纤维绳索隔振器，其特征在于，还包括设于所述隔振器框架上的顶紧螺栓；

所述顶紧螺栓用于通过所述定位器将所述绕线块向外顶。

5.根据权利要求1所述的碳纤维绳索隔振器，其特征在于，还包括弦线压紧盘；

所述弦线压紧盘的中央设有供所述上连接件通过的孔；

两片所述弦线压紧盘自上下两侧将所述网状结构夹在中间，所述上连接件穿过所述弦线压紧盘的孔与振动源相连接；

所述弦线压紧盘用于将上连接件传递而来的振动进一步传递给所述网状结构。

6.根据权利要求5所述的碳纤维绳索隔振器，其特征在于，所述上连接件和所述下连接件为连接螺栓。

7.根据权利要求6所述的碳纤维绳索隔振器，其特征在于，所述弦线压紧盘利用螺母固定。

8.根据权利要求1所述的碳纤维绳索隔振器，其特征在于，所述耐高温抗拉绳为碳纤维绳索。

9.根据权利要求8所述的碳纤维绳索隔振器，其特征在于，所述碳纤维绳索的外表面套有热缩管。