CN111252272B - 一种真空防振舱 - Google Patents

Abstract

本说明书一个或多个实施例提供一种真空防振舱。具体的，所述真空防振舱包括：舱体、真空室、减振支架以及阻尼减振台；所述舱体固定连接所述阻尼减振台，所述阻尼减振台承载所述真空室，所述减振支架的一端固定连接所述舱体，另一端抵接所述真空室，所述真空室用于安装原子钟。本说明书一个或多个实施例提供的真空防振舱，通过在舱体内设置真空室，解决发射中大气压降对原子钟的干扰；通过阻尼减振台承载所述真空室并利用减振支架抵接所述真空室，降低振动对原子钟的干扰，本发明设计方法可避免原子钟部件在航行中产生过大应力，保证原子钟设备的性能稳定性和安全性。

Description

一种真空防振舱

技术领域

本说明书一个或多个实施例涉及真空防振技术领域，尤其涉及一种真空防振舱。

背景技术

铷原子钟是高精密设备，其利用原子跃迁频率稳定的特性来获取精准时间频率信号的设备，堪称导航卫星的“心脏”之一，为导航定位卫星的时间系统提供频率基准，可用于高精度守时、导航定位、测距时间同步和通信等商用、军用领域。导航卫星在发射过程、航行过程中，产生的大气快速压降、振动和碰撞等现象均对铷原子钟的功能、守时精度产生严重不利影响。

发明内容

有鉴于此，本说明书一个或多个实施例的目的在于提出一种真空防振舱，以降低导航卫星的发射过程、航行过程对铷原子钟的功能不利影响。

基于上述目的，本说明书一个或多个实施例提供了一种真空防振舱，包括：舱体、真空室、减振支架以及阻尼减振台；所述舱体固定连接所述阻尼减振台，所述阻尼减振台承载所述真空室，所述减振支架的一端固定连接所述舱体，另一端抵接所述真空室，所述真空室用于安装原子钟。

进一步的，所述减振支架包括支撑杆以及设置于所述支撑杆端部的叠层减振部件，所述支撑杆固定连接所述舱体，所述叠层减振部件抵接所述真空室。

进一步的，所述叠层减振部件包括层压交错叠合的金属板和阻尼橡胶。

进一步的，所述真空室包括连通的中部腔室和端部腔室，并且所述中部腔室和所述端部腔室之间通过弹性部件密封连接，所示中部腔室用于安装原子钟。

进一步的，所述弹性部件为管状结构，所述管状结构的表面设置有螺纹或波纹。

进一步的，所述中部腔室倾斜设置，两个所述端部腔室设置于所述中部腔室倾斜的两端。

进一步的，所述端部腔室未与所述中部腔室连接的一端外侧抵接所述减振支架。

进一步的，还包括可调坡形支撑台，所述可调坡形支撑台的一端连接所述舱体，另一端包括用于支撑所述中部腔室的坡面，所述坡面的倾斜方向和所述中部腔室的倾斜方向一致。

进一步的，所述可调坡形支撑台的一端滑动连接所述舱体，其滑动方向和所述中部腔室的倾斜方向相配合，使其能够支撑所述中部腔室倾斜方向的不同位置。

进一步的，所述两个端部腔室分别配置所述减振支架和所述阻尼减振台，所述减振支架的抵接方向和所述阻尼减振台的支撑方向相对。

从上面所述可以看出，本说明书一个或多个实施例提供的真空防振舱，通过在舱体内设置真空室，解决发射中大气压降对铷原子钟的干扰；通过阻尼减振台承载所述真空室并利用减振支架抵接所述真空室，降低振动对铷原子钟的干扰，避免铷原子钟部件在航行中产生过大应力，保证铷原子钟设备的性能稳定性和安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本说明书一个或多个实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书一个或多个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本说明书一个或多个实施例提供的真空防振舱的结构示意图；

图2为图1中A部的结构示意图；

图3为图1中B部的结构示意图。

具体实施方式

为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。

需要说明的是，除非另外定义，本说明书一个或多个实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本说明书一个或多个实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

针对目前铷原子钟在导航卫星发射、运行过程中缺乏保护的技术问题，本发明的发明人提出并设计了一种真空防振舱。如图1所示，为本说明书一个或多个实施例提供的一种真空防振舱的结构示意图。具体的，所示真空防振舱包括：舱体1、真空室2、减振支架4以及阻尼减振台3；所述舱体1固定连接所述阻尼减振台3，所述阻尼减振台3承载所述真空室2，所述减振支架4的一端固定连接所述舱体1，另一端抵接所述真空室2，所述真空室2用于安装原子钟7。其中，所述阻尼减振台3可以采用任何具有阻尼减振效果的结构或部件，例如弹簧式避震器、橡胶式避震器等。需要说明的是，原子钟7不限于铷原子钟，也可以是其他的原子钟，例如：铯原子钟、氢原子钟或CPT原子钟等。

从上面所述可以看出，本说明书一个或多个实施例提供的真空防振舱，通过在舱体内设置真空室，解决发射中大气压降对铷原子钟的干扰；通过阻尼减振台承载所述真空室并利用减振支架抵接所述真空室，降低振动对铷原子钟的干扰，避免原子钟部件在航行中产生过大应力，保证铷原子钟设备的性能稳定性和安全性。

进一步的，所述阻尼减振台3和所述减振支架的4的数量，可以根据舱体1、真空室2的形状灵活设置，以达到减少真空室2的振动，保障真空室2的稳定可靠性的技术效果。例如参考图1，舱体1位长方体时，所述阻尼减振台3设置于底面，所述真空室2设置于所述阻尼减振台3上，两个减振支架固定连接顶面，以朝向所述阻尼减振台3的方向抵接所述真空室2，这样的设计能够有效降低所述真空室2在第一方向(底面至顶面的方向)的振动；此外,在舱体1的至少一组相对的侧面设置分别减振支架4，并以垂直于所述阻尼减振台3的方向抵接所述真空室2，这样的设计能够有效降低所述真空室2在第二方向(第二方向垂直于第一方向)的振动。

进一步的，所述真空室2内设置有真空传感器5，所述真空传感器5连通所述舱体1的外侧。通过所述真空传感器5，能够随时监测所述真空室2内的真空度，当真空室2内的真空度超过预设的范围时，所述真空传感器立即报警，以便能够即时调整真空室2内的真空度，使其保持在设定的范围。

可选的，所述真空室2内的真空度范围是1.1×10^-3～1.3×10^-3Pa之间，该真空度范围是原子钟7在外天空工作时的真空度范围，可以有效避免在发射过程中大气压的急速下降对原子钟功能及守时精度的影响或破坏。

进一步的，所述真空室2还连接有真空管路(图中未示出)，所述真空管路穿过所述舱体1连接抽真空设备。由于设置有阻尼减振台3和减振支架4，可以有效降低所述真空室2的振动，也就能够减少卫星在发射和运行过程中因振动带给所述真空管路的剪应力，进而能够保证真空管路的稳定性，为确保所述真空室2内的真空度提供有力的保障。

在本发明的一些实施例中，所述舱体1的材料采用超高强度铝合金，例如7075、7A09铝合金等。

在本发明的一些实施例中，参考图1和图2，所述减振支架4包括支撑杆43以及设置于所述支撑杆43端部的叠层减振部件，所述支撑杆43固定连接所述舱体1，所述叠层减振部件抵接所述真空室2。采用这样的结构设计，能够保障所述减振支架4在延伸方向的刚度，同时具有一定的减振效果。

可选的，所述支撑杆43可以通过螺纹与所述舱体1连接。所述支撑杆43的材料为超高强度铝合金，例如7075、7A09铝合金等。

在本发明的一些实施例中，所述叠层减振部件包括层压交错叠合的金属板42和阻尼橡胶41，其中，所述金属板42提供减振支架4的刚度，所述阻尼橡胶41具有减振的效果，从而使得减振支架4既能够对真空室2施加压力，又能够降低真空室2的振动幅度。可选的，所述金属板42和阻尼橡胶41之间通过胶粘剂粘接，其中，所述胶粘剂能够耐低真空以及耐低温，例如硫化硅橡胶KH-SP-B等。可选的，所述金属板42的材料是铝合金。

通过阻尼减振台3和减振支架4的配合，能够保障在导航卫星发射和空间飞行过程中，真空室2的最大振动幅度小于5mm，确保原子钟振动平稳、无冲击，有效避免同频共振产生的破坏。

在本发明的一些实施例中，如图1和图3所示，所述真空室2包括连通的中部腔室21和端部腔室22，并且所述中部腔室21和所述端部腔室22之间通过弹性部件23密封连接，所示中部腔室21用于安装原子钟。设置中部腔室21和端部腔室22，进而保证中部腔室21的真空度更加稳定，从而有利于保证原子钟7的性能稳定性和精度。此外，采用弹性部件23连接所述中部腔室21和端部腔室22，借助弹性部件23的减振作用，进一步降低所述真空室2轴向的振动幅度，提高真空室2的稳定性。

可选的，所述弹性部件23的材料是硅橡胶。

如图3所示在本发明的一些实施例中，所述弹性部件23为管状结构，所述管状结构的表面设置有螺纹或波纹。设置螺纹或波纹，有利于提高弹性部件23的减振效果。

在本发明的一些实施例中，所述中部腔室21倾斜设置，两个所述端部腔室22设置于所述中部腔室倾斜的两端。所述中部腔室21倾斜设置，一方面便于与原子钟的形状相配合；另一方使得两个端部腔室22不共线，增加中部腔室21在振动时可移动的方向，具有更多缓冲能力，提高减振的效果。特别是，当前述的弹性部件23表面具有波纹或螺纹时，配合倾斜设置的中部腔室21，效果更佳显著。

在本发明的一些实施例中，所述端部腔室22未与所述中部腔室21连接的一端外侧抵接所述减振支架4。通过在该位置设置减振支架4，有利于降低所述真空室2在该方向的振动。

在本发明的一些实施例中，还包括可调坡形支撑台6，所述可调坡形支撑台6的一端连接所述舱体1，另一端包括用于支撑所述中部腔室21的坡面，所述坡面的倾斜方向和所述中部腔室21的倾斜方向一致。通过坡面支撑所述中部腔室21，使得所述可调坡形支撑台6和所述中部腔室21具有足够的接触接触面，有利于保持所述中部腔室21的位置稳定。

可选的，所述可调坡形支撑台6和所述舱体1固定连接。

作为一种可替换的实施方式，所述可调坡形支撑台6的一端滑动连接所述舱体1，其滑动方向和所述中部腔室21的倾斜方向相配合，使其能够支撑所述中部腔室21倾斜方向的不同位置。将可调坡形支撑台6和所述舱体1的连接设置为滑动连接，使得中部腔室21在振动下向一个端部腔室的方向靠近时，所述可调坡形支撑台6在振动下能够向同样的方向滑动，在降低所述中部腔室21的振动的同时仍能够对所述中部腔室21起到支撑作用，确保所述中部腔室21的稳定性。

进一步的，所述舱体1上设置有滑槽，所述可调坡形支撑台6的一端置于所述滑槽内且能够沿所述滑槽滑动。可选的，所述滑槽的长度和位置，根据所述中部腔室6的位置合理设置。

在本发明的一些实施例中，所述可调坡形支撑台6的另一端还包括减振结构61。可选的，所述减振结构61设置于所述坡面上。设置减振结构61，能够对真空室2起到减振作用。

需要说明的是，所述可调坡形支撑6的材料主要是超高强度铝合金。可选的，所述减振结构61可以是硅橡胶层或气泡膜。进一步的，所述减振结构61通过胶粘剂和超高强度铝合金连接。

在本发明的一些实施例中，所述两个端部腔室分别配置所述减振支架和所述阻尼减振台，所述减振支架的抵接方向和所述阻尼减振台的支撑方向相对。针对两个端部腔室分别设置减振支架4和阻尼减振台3，能够确保对真空室2的整体减振效果。进一步的，结合前述，所述阻尼减振台3的支撑方向相对的减振支架4和端部腔室22未与所述中部腔室21连接的一端外侧抵接的减振支架4共同配合，从两个角度抵接压紧所述端部腔室22，减振效果更优。

本发明一个或多个实施例提供的真空防振舱，结构设计精巧，减振效果好，能够保障原子钟在卫星发射、运行过程中，不受冲击、振动平稳，确保原子钟的精确度和稳定性。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本公开的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本说明书一个或多个实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。

本说明书一个或多个实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本说明书一个或多个实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种真空防振舱，其特征在于，包括：舱体、真空室、减振支架以及阻尼减振台；所述舱体固定连接所述阻尼减振台，所述阻尼减振台承载所述真空室，所述减振支架的一端固定连接所述舱体，另一端抵接所述真空室；

所述真空室包括连通的中部腔室和端部腔室，并且所述中部腔室和所述端部腔室之间通过弹性部件密封连接，所述中部腔室用于安装原子钟。

2.根据权利要求1所述的真空防振舱，其特征在于，所述减振支架包括支撑杆以及设置于所述支撑杆端部的叠层减振部件，所述支撑杆固定连接所述舱体，所述叠层减振部件抵接所述真空室。

3.根据权利要求2所述的真空防振舱，其特征在于，所述叠层减振部件包括层压交错叠合的金属板和阻尼橡胶。

4.根据权利要求1所述的真空防振舱，其特征在于，所述弹性部件为管状结构，所述管状结构的表面设置有螺纹或波纹。

5.根据权利要求1所述的真空防振舱，其特征在于，所述中部腔室倾斜设置，两个所述端部腔室设置于所述中部腔室倾斜的两端。

6.根据权利要求5所述的真空防振舱，其特征在于，所述端部腔室未与所述中部腔室连接的一端外侧抵接所述减振支架。

7.根据权利要求5所述的真空防振舱，其特征在于，还包括可调坡形支撑台，所述可调坡形支撑台的一端连接所述舱体，另一端包括用于支撑所述中部腔室的坡面，所述坡面的倾斜方向和所述中部腔室的倾斜方向一致。

8.根据权利要求7所述的真空防振舱，其特征在于，所述可调坡形支撑台的一端滑动连接所述舱体，其滑动方向和所述中部腔室的倾斜方向相配合，使其能够支撑所述中部腔室倾斜方向的不同位置。

9.根据权利要求7所述的真空防振舱，其特征在于，两个所述端部腔室分别配置所述减振支架和所述阻尼减振台，所述减振支架的抵接方向和所述阻尼减振台的支撑方向相对。

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