CN111924135A - 用于保护航天器时间基准设备的卫星壳体及保护组件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了用于保护航天器时间基准设备的卫星壳体及保护组件，属于宇宙航行设备领域，本装置包括，卫星壳板体，安装外箱，安装外箱固设在卫星壳板体上，安装外箱内设腔室且内腔设有减振平台，减振平台用于安装晶振，连接组件，连接组件用于连接相邻布设的卫星壳板体，本发明采用卫星壳板体对安装有晶振的部件进行防护，有效避免外界冲击对晶振影响，保证航天器性能的稳定发挥，并且设计双层防护结构并保证关键部位支撑强度，能够实现低频减振、抗冲击，具有重量轻、刚度高的优点，对保护的产品性能指标无影响的基础上降低功耗并提高产品短期频率稳定度指标，具有较高的实用价值。

Description

用于保护航天器时间基准设备的卫星壳体及保护组件

技术领域

本发明属于宇宙航行设备领域，具体涉及一种用于保护航天器时间基准设备的卫星壳体及保护组件。

背景技术

卫星壳体作为卫星结构件，用于为所有的星上载荷提供安装基座。星上载荷在卫星中的安装结构通过卫星壳体表现出来。高稳晶振具有相位噪声低、频率温度稳定性高、频率准确度高等突出优点，在宇航中常作为航天器的时间基准，被喻为系统的“心脏”，其广泛用于导航、数据传输、中继终端、测控等多个领域，航天器内应用的多种频率往往都是高稳晶振经过倍频、分频、混频及频率综合等方式得到，而这些经过处理的频率信号为整星的多种单机提供时钟和本振信号，高稳晶振输出信号的优劣，将直接影响单机性能的发挥，进而影响并制约着系统甚至航天器性能的发挥，其重要性不言而喻。卫星设备从地面运输、试验到发射飞行，需经历恶劣的力学环境，若作为航天器时间基准设备的高稳晶振得不到有效保护将严重研究并制约着系统甚至航天器性能的发挥，现有中通常会通过卫星壳体作为外部防护件以及在高稳晶振外部设置防护构件均为确保星载高稳晶振在试验、发射及在轨运行等各个阶段的安全可靠，因此，对星载高稳晶振的防护是十分重要且必要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于保护航天器时间基准设备的卫星壳体及保护组件，采用卫星壳板体对安装有晶振的部件进行防护，有效避免外界冲击对晶振影响，保证航天器性能的稳定发挥，并且设计双层防护结构并保证关键部位支撑强度，能够实现低频减振、抗冲击，具有重量轻、刚度高的优点，对保护的产品性能指标无影响的基础上降低功耗并提高产品短期频率稳定度指标，具有较高的实用价值。

本发明为实现上述目的所采取的技术方案为：用于保护航天器时间基准设备的卫星壳体，包括：

卫星壳板体，

安装外箱，安装外箱固设在卫星壳板体上，安装外箱内设腔室且内腔设有减振平台，减振平台用于安装晶振，

连接组件，连接组件用于连接相邻布设的卫星壳板体，

其中，卫星壳板体包括板体基件，板体基件内开设有防护腔室，防护腔室内底部设有支撑锥台，支撑锥台顶部开设球状凹槽且配设滚珠，滚珠外露端配接转动圆板体，转动圆板体上端设有同轴线的装配锥台，装配锥台上端配接主防护支撑件，主防护支撑件上端同轴设置转动连接轴体，转动连接轴体上端延伸至板体基件外侧且侧面布设缓冲叶板，

其中，主防护支撑件两侧设有轴线与其平行的辅助防护支撑件，辅助防护支撑件底面为锥台面，辅助防护支撑件顶部通过辅助防护弹簧与防护腔室内上壁连接。本发明通过设计卫星壳板体来对安装有晶振的安装外箱进行防护，卫星壳板体可能在卫星上的某些部件上无法安装大平面的卫星壳板体，通过连接组件来实现铺设卫星壳板体的方式，并且相邻的卫星壳板体所受到的损伤传递至相邻板体几率较低，这对于部件的防护尤为重要，对于外太空部件通常难以更换的情况下，通过减小部件受破坏面积以及破坏范围的方式有效对卫星内部部件起到防护，其中通过在卫星壳板体内设计防护腔室以及防护组件方式来进一步提高卫星壳板体承受破坏的能力，具体的，在卫星壳板体受到冲击破坏如外界陨石或太空垃圾等碰撞时其与卫星壳板体表面产生碰撞接触或摩擦接触在这一过程中利用缓冲叶板来缓解其碰撞冲击以及起到拦截作用，同时冲击力可驱使缓冲叶板旋转运动带动连接轴体产生旋转运动来带动主防护支撑件同步旋转，进而带动其底部的装配锥台形成旋转运动，装配锥台的旋转带动其底部转动圆板体沿支撑锥台的锥面转动，在转动过程中辅助防护支撑件随着转动圆板体的转动上下高度不断变化来辅助对防护弹簧不断压缩/释放，进而吸收卫星壳板体表面因冲击而产生的振动能量，减小卫星壳板体表面破坏程度，以及保证对冲击能量的消耗使缓冲叶板对碰撞物体的有效拦截，缩小破坏范围。这样可实现有效避免外界冲击对晶振影响，保证航天器性能的稳定发挥。

根据本发明一实施方式，主防护支撑件底面开设锥槽，锥槽的槽面上开设有装配锥孔，装配锥台顶部设有与装配锥孔配设的柱体。在主防护支撑件底部开设的锥槽开设装配锥孔其与装配锥台，这样在主防护支撑件随转动连接轴体转动过程中使装配锥台随之形成旋转运动，以实现转动圆板体沿支撑锥台的锥面转动，这样防护支撑件垂直高度位置随之变化进而使辅助防护弹簧来吸收碰撞能量。

根据本发明一实施方式，连接组件包括分别固设在两卫星壳板体相对面上的第一连接固定件和第五连接固定件，第一连接固定件和第五连接固定件相对面分别连接有万向轴，万向轴相对面分别连接第二连接轴体和第四连接轴体，第二连接轴体和第四连接轴体端部插接，第四连接轴体外部套接有第三支撑弹簧，第三支撑弹簧以端部与第二连接轴体连接，另一端部与万向轴连接。通过连接组件来实现铺设卫星壳板体的方式，并且相邻的卫星壳板体所受到的损伤传递至相邻板体几率较低，这对于部件的防护尤为重要，对于外太空部件通常难以更换的情况下，通过减小部件受破坏面积以及破坏范围的方式有效对卫星内部部件起到防护，在连接组件一端卫星壳板体受破坏时其冲击传递至连接组件，由连接组件上的第三支撑弹簧吸收并且在冲击力的作用下可驱使连接组件两端的万向轴形成转动，将相邻的卫星壳板体位置错移避免冲击物冲击破坏相邻卫星壳板体。

根据本发明一实施方式，安装外箱上设有保护组件，保护组件包括：

减振组件，设置在安装外箱，减振平台侧壁与安装外箱内壁之间通过减振组件连接，

防护组件，防护组件环绕布设在安装外箱外侧，防护组件之间通过弧状结构的连接杆体相互连接。将安装高稳晶振模块的减振平台设置在安装外箱内，利用安装外箱对晶振形成外部防护以及阻隔冲击振动，另利用减振组件将减振平台吊接在安装外箱内，在安装外箱外侧布设防护组件的方式来有效抵抗外部冲击载荷，在发生碰撞过程中利用防护组件来吸收大量冲击碰撞能力，并且在碰撞中防护组件有利于改变碰撞方向来避免持续或二次碰撞，相互连接的连接杆体在防护组件受到撞击过程中对撞击点受力起到较好的支撑也将撞击所产生的能量传递至相邻的防护组件分散撞击点受力以减小对安装外箱的冲击破坏。

根据本发明一实施方式，安装外箱内底部均设弹性套体，弹性套体用于套接减振平台向外伸出的引脚线，减振平台底面与安装外箱内底面之间布设弹性支撑件。优选的减振平台顶壁面与安装外箱内顶壁之间设有弹性支撑件，弹性支撑件优选橡胶弹簧，利用橡胶弹簧吸收振动能量并消耗振动量，阻隔振动能量传递至减振平台上，在安装外箱内设置的减振组件实现了对减振平台的吊接，可满足对减振平台在安装外箱的X、Y、Z三坐标方向的间距控制达到减低冲击振动效果，在此基础上通设置弹性支撑件来强化减振平台上下方向的减振效果，实现被动减振。

根据本发明一实施方式，安装外箱顶壁盖接有箱盖，安装外箱外部结构为圆柱状或立方体状或棱柱状。优选安装外箱外部结构为圆柱状，通过对安装外箱外形结构的选择，利用安装外箱外形结构来降低受冲击损伤，如圆柱状外形结构其受冲击后受力可得到较大的分散，降低破坏形变。

根据本发明一实施方式，减振组件包括与减振平台侧壁固接的第一安装基件，和与安装外箱内壁固接的第二安装基件，第一安装基件和第二安装基件相对面上分别嵌接球状且具有旋转功能的第一滚动件和第二滚动件，第一滚动件外露于第一安装基件的部分连接第一减振连杆，第二滚动件外露于第二安装基件的部分连接第二减振连杆，第一减振连杆和第二减振连杆另一端部通过弹性件连接且外部套接限位套管，安装外箱内固设竖直设置的限位立板，限位立板侧面开设贯通的限位通槽，限位套管设于限位通槽内。对于现有高稳晶振而言其内部的晶体谐振器为设备的核心元件，晶体谐振器作为力学敏感器件对应用环境具有较高的要求，特别是力学冲击对高稳晶振中的晶体具有较大危害，而现有高稳晶振模块其自身承受冲击量级为1000g，对于此本发明提出减振组件来达到减低冲击振动效果，具体的，将安装高稳晶振模块的减振平台设置在安装外箱内，利用安装外箱对晶振形成外部防护以及阻隔冲击振动，另利用减振组件将减振平台吊接在安装外箱内，通过第一减振连杆和第二减振连杆的连接方案实现减振平台各面与安装外箱内壁之间均保持适当的间距，对于减振平台内部晶振所产生的振动能量可经过第一减振连杆向外传递，将不必要的振动能量向外传递有利于降低晶振功耗，提高高稳晶振短期频率稳定度指标，对于外部冲击而言，通过减振平台与安装外箱内任意内壁面的间隔来阻隔或降低安装外箱与减振平台接触以及振动传递，其中在安装外箱外部受到冲击破坏过程中，冲击振动传递至第二减振连杆并由于振动能量带动第一减振连杆随之形成摆动，两减振连杆在摆动过程中形成向上或向下的运动，进而带动限位套管在限位通槽内的上下位移来消耗振动能量，同时两减振连杆的上下位移运动缩短或扩大了第一安装基件和第二安装基件的间距，减振平台除受冲击方向其他侧的减振组件的第一减振连杆和第二减振连杆间距收缩并形成可靠支撑，这样对于多次冲击以及复合冲击可持续扩大减振平台与冲击方向的距离间距获得低频减振效果，实现在安装外箱受冲击破坏时同步控制减振平台远离冲击点降低冲击影响以及减小振动强度，通过自主调节减振平台在振动中相对安装外箱内壁的间距，如X、Y、Z三坐标方向的间距控制达到减低冲击振动效果。

根据本发明一实施方式，限位套管外壁与限位通槽内壁之间填充抗冲击阻尼，阻尼为金属件阻尼、粘弹性件阻尼和库伦阻尼。优选为粘弹性件阻尼，在第一减振连杆和第二减振连杆间距减小或扩大过程中其端部形成上下位移并带动限位套管的上下位移，在限位套管的上下位移过程中通过抗冲击阻尼来减缓限位套管上下位移速度，这样可减弱减振平台在安装外箱内的晃动，同时选用粘弹性件阻尼来对限位套管的上下位移限制可有效减小第一减振连杆和第二减振连杆间距改变导致减振平台晃动的振动强度。

根据本发明一实施方式，防护组件包括安装基座，安装基座侧方通过连杆与安装外箱连接，安装基座顶部竖直设置装配轴，装配轴顶面开设螺纹孔，装配轴上套接缓冲套接件，缓冲套接件上部设有第一环体，第一环体上部压接圆盘状的第一限位板，第一限位板中部开设通孔且穿接紧固件，紧固件底部与装配轴顶面的螺纹孔配接，且装配轴外侧同轴连接圆盘状的第二限位板，第二限位板用于限位缓冲套接件相对装配轴高度位置。安装基座上开设有安装基孔，在装配过程中利用紧固件与安装基孔的配合是安装基座相对底部固接件进行固定这样可有效增强装置整体的稳固性，在安装基座上安装缓冲套接件用于抵抗外部冲击，在碰撞过中缓冲套接件可相对装配轴形成旋转运动，改变碰撞冲击方向来避免持续碰撞以及二次碰撞伤害，底部的安装基座提供稳固支撑防止缓冲套接件在碰撞过程中出现脱离，对缓冲套接件上下限位的第一环体和第二限位板来进一步防止缓冲套接件在碰撞过程脱离，其中，第二限位板用于实现使缓冲套接件与安装基座之间形成一定间距以及控制缓冲套接件相对安装外箱的高度位置，这样在碰撞过程中增大缓冲套接件位移碰撞点的可能性，在缓冲套接件上方设置第一环体为橡胶材质环体，利用第一限位板向下形成下压力来对第一环体和缓冲套接件限位，而第一环体在上部第一限位板的下压力作用下其底面与缓冲套接件接触面以及接触压力扩大，在碰撞发生过程中缓冲套接件受冲击作用形成旋转运动，在缓冲套接件旋转时其表面与第一环体形成摩擦运动将碰撞能量转移并在摩擦运动中不断消耗，降低缓冲套接件在碰撞中形成剧烈旋转运动而降低其吸收冲击载荷功能的几率，实现控制缓冲套接件的旋转速度。

根据本发明一实施方式，缓冲套接件包括用于套接装配轴的缓冲圆套，缓冲圆套上下端分别连接圆环状的第一缓冲板和第二缓冲板，第一缓冲板和第二缓冲板相对面交错布设竖直的第一缓冲柱，第一缓冲柱柱高小于第一缓冲板和第二缓冲板相对面间距且第一缓冲柱背离第一缓冲板/第二缓冲板连接面的端部连接第一装配板，第一缓冲柱两侧的第一装配板两侧分别开设第一装配通孔，相邻的第一装配板之间连接有第一连接弹簧，第一连接弹簧端部与第一装配通孔配合连接。在出现碰撞过程中缓冲套接件受冲击可形成旋转运动将碰撞冲击方向转变来降低撞击力，同时在碰撞力作用于缓冲套接件的过程中缓冲套接件上的部件吸收冲击力并形成形变，具体的，碰撞造成第一缓冲柱或第一装配板的形变或位移，在第一缓冲柱或第一装配板部件出现位移形变过程中冲击能量可由依次连接的第一连接弹簧逐级传递，这样冲击能量可由整个缓冲套接接件上的第一连接弹簧来吸收，并且对受冲击破坏形变位置的第一缓冲柱或第一装配板受相邻第一连接弹簧的弹性拉扯力其形变复位速率得到有效提升，缓冲套接件在碰撞中的形变量的降低以及对碰撞能量的大量吸收可对安装外箱内部的部件起到有效防护，在安装基座所安装的基件产生振动状态下缓冲套接件对振动能量可起到较好的吸收作用，振动能量传递至缓冲套接件上，振动能量经第一缓冲柱分别传递至相邻的第一连接弹簧上消耗振动能量，同样的安装外箱内部晶振所产生的振动能量也可传递至缓冲套接件上被其消耗。

根据本发明一实施方式，缓冲套接件外部套接防护套接件，防护套接件包括套接在缓冲套接件外侧的防护内套管，防护内套管外侧面环绕开设环形凹槽，环形凹槽内环绕布设曲折状柔性支撑板，防护内套管外侧套接防护外套体。通过在缓冲套接件套设防护套接件的方式对缓冲套接件外侧形成防护，即利用防护套接件对冲击破坏形成一级吸收，缓冲套接件形成二级吸收这样对于缓冲套接件的破坏率较低，降低破坏造成缓冲套接件旋转结构破坏可能性，其中，防护套接件通过设计的防护外套体初步吸收碰撞冲击能量并向内形变以及传递至环形凹槽内，环形凹槽内的柔性支撑板用于限制防护外套体的过量形变以及形变量并提高柔性支撑，这样整个防护套接件在碰撞过程通过形变方式来较大的吸收碰撞能量对内侧的缓冲套接件保护。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明通过连接组件来实现铺设卫星壳板体的方式，并且相邻的卫星壳板体所受到的损伤传递至相邻板体几率较低，这对于部件的防护尤为重要，对于外太空部件通常难以更换的情况下，通过减小部件受破坏面积以及破坏范围的方式有效对卫星内部部件起到防护。采用了设计双层防护结构并保证关键部位支撑强度，利用减振组件将减振平台吊接在安装外箱内，对于减振平台内部晶振所产生的振动能量可经过第一减振连杆向外传递，将不必要的振动能量向外传递有利于降低晶振功耗，提高高稳晶振短期频率稳定度指标，因此，本发明实现了有效避免外界冲击对晶振影响，保证航天器性能的稳定发挥，并且设计双层防护结构并保证关键部位支撑强度，能够实现低频减振、抗冲击，具有重量轻、刚度高的优点，对保护的产品性能指标无影响的基础上降低功耗并提高产品短期频率稳定度指标，具有较高的实用价值。

附图说明

图1为本发明的装置在航天飞行器上的安装状态示意图；

图2为本发明用于保护航天器时间基准设备的卫星壳体示意图；

图3为本发明卫星壳板体内部示意图；

图4为本发明的主防护支撑件结构示意图；

图5为本发明的连接组件结构示意图；

图6为本发明的安装外箱外部结构示意图；

图7为本发明的安装外箱内部结构示意图；

图8为本发明的防护组件外部结构示意图；

图9为本发明的防护组件拆除防护套接件后的结构示意图；

图10为本发明的防护组件爆炸拆分示意图；

图11为本发明的缓冲套接件的外部结构示意图；

图12为本发明的防护套接件外部结构示意图；

图13为本发明的减振组件结构示意图；

图14为本发明的减振组件移除限位立板后的结构示意图；

图15为冲击试验条件；

图16为铝合金盒式结构高稳晶振Z方向冲击响应曲线；

图17为铝合金盒式结构高稳晶振Y方向冲击响应曲线；

图18为铝合金盒式结构高稳晶振X方向冲击响应曲线；

图19为本发明的装置高稳晶振Z方向冲击响应曲线；

图20为本发明的装置高稳晶振Y方向冲击响应曲线；

图21为本发明的装置高稳晶振X方向冲击响应曲线。

附图标号：100-航天飞行器；10-安装外箱；11-箱盖；12-弹性套体；13-弹性支撑件；20-卫星壳体板；21-板体基体；22-辅助防护支撑件；23-辅助防护弹簧；24-缓冲叶板；25-转动连接轴体；26-防护腔室；27-主防护支撑件；28-转动圆板体；29-装配锥台；291-锥槽；292-装配锥孔；210-滚珠；211-支撑锥台；30-连接组件；31-第一连接件固定件；32-万向轴；33-第二连接轴体；34-第三支撑弹簧；36-第四连接轴体；35-第五连接固定件；40-防护组件；41-连接杆体；42-安装基座；43-安装基孔；44-防护套接件；441-防护外套体；442-防护内套管；443-柔性支撑板；444-环形凹槽；45-第一环体；46-第一限位板；47-紧固件；48-第二限位板；49-装配轴； 50-减振组件；51-第一安装基件；52-第一减振连杆；53-第一滚动件；54-限位立板；55-限位通槽；56-限位套管；57-第二减振连杆；58-第二安装基件；59-第二滚动件；60-减振平台；70-缓冲套接件；71-第一缓冲板；72-第二缓冲板；73-第一缓冲柱；74-第一装配板；75-第一装配通孔；76-第一连接弹簧；77-缓冲圆套。

具体实施方式

以下结合具体实施方式和附图对本发明的技术方案作进一步详细描述：

实施例1：

参见说明书附图1-14所示，用于保护航天器时间基准设备的卫星壳体，包括：

卫星壳板体20，

安装外箱10，安装外箱10固设在卫星壳板体20上，安装外箱10内设腔室且内腔设有减振平台60，减振平台60用于安装晶振，

连接组件30，连接组件30用于连接相邻布设的卫星壳板体20，

其中，卫星壳板体20包括板体基件21，板体基件21内开设有防护腔室26，防护腔室26内底部设有支撑锥台211，支撑锥台211顶部开设球状凹槽且配设滚珠210，滚珠210外露端配接转动圆板体28，转动圆板体28上端设有同轴线的装配锥台29，装配锥台29上端配接主防护支撑件27，主防护支撑件27上端同轴设置转动连接轴体25，转动连接轴体25上端延伸至板体基件21外侧且侧面布设缓冲叶板24，

其中，主防护支撑件27两侧设有轴线与其平行的辅助防护支撑件22，辅助防护支撑件22底面为锥台面，辅助防护支撑件22顶部通过辅助防护弹簧23与防护腔室26内上壁连接。本发明通过设计卫星壳板体20来对安装有晶振的安装外箱10进行防护，卫星壳板体20可能在卫星上的某些部件上无法安装大平面的卫星壳板体20，通过连接组件30来实现铺设卫星壳板体20的方式，并且相邻的卫星壳板体20所受到的损伤传递至相邻板体几率较低，这对于部件的防护尤为重要，对于外太空部件通常难以更换的情况下，通过减小部件受破坏面积以及破坏范围的方式有效对卫星内部部件起到防护，其中通过在卫星壳板体20内设计防护腔室26以及防护组件方式来进一步提高卫星壳板体20承受破坏的能力，具体的，在卫星壳板体20受到冲击破坏如外界陨石或太空垃圾等碰撞时其与卫星壳板体20表面产生碰撞接触或摩擦接触在这一过程中利用缓冲叶板24来缓解其碰撞冲击以及起到拦截作用，同时冲击力可驱使缓冲叶板24旋转运动带动连接轴体25产生旋转运动来带动主防护支撑件27同步旋转，进而带动其底部的装配锥台29形成旋转运动，装配锥台29的旋转带动其底部转动圆板体28沿支撑锥台211的锥面转动，在转动过程中辅助防护支撑件22随着转动圆板体28的转动上下高度不断变化来辅助对防护弹簧23不断压缩/释放，进而吸收卫星壳板体20表面因冲击而产生的振动能量，减小卫星壳板体表面破坏程度，以及保证对冲击能量的消耗使缓冲叶板24对碰撞物体的有效拦截，缩小破坏范围。这样可实现有效避免外界冲击对晶振影响，保证航天器性能的稳定发挥。

主防护支撑件27底面开设锥槽291，锥槽291的槽面上开设有装配锥孔292，装配锥台29顶部设有与装配锥孔292配设的柱体。在主防护支撑件27底部开设的锥槽291开设装配锥孔292其与装配锥台29，这样在主防护支撑件27随转动连接轴体25转动过程中使装配锥台29随之形成旋转运动，以实现转动圆板体28沿支撑锥台211的锥面转动，这样辅助防护支撑件22垂直高度位置随之变化进而使辅助防护弹簧23来吸收碰撞能量。

连接组件30包括分别固设在两卫星壳板体20相对面上的第一连接固定件31和第五连接固定件35，第一连接固定件31和第五连接固定件35相对面分别连接有万向轴32，万向轴32相对面分别连接第二连接轴体33和第四连接轴体36，第二连接轴体33和第四连接轴体36端部插接，第四连接轴体36外部套接有第三支撑弹簧34，第三支撑弹簧34以端部与第二连接轴体33连接，另一端部与万向轴32连接。通过连接组件30来实现铺设卫星壳板体20的方式，并且相邻的卫星壳板体20所受到的损伤传递至相邻板体几率较低，这对于部件的防护尤为重要，对于外太空部件通常难以更换的情况下，通过减小部件受破坏面积以及破坏范围的方式有效对卫星内部部件起到防护，在连接组件30一端卫星壳板体20受破坏时其冲击传递至连接组件30，由连接组件上的第三支撑弹簧34吸收并且在冲击力的作用下可驱使连接组件30两端的万向轴32形成转动，将相邻的卫星壳板体位置错移避免冲击物冲击破坏相邻卫星壳板体。

安装外箱10上设有保护组件，保护组件包括：

减振组件50，设置在安装外箱10，减振平台60侧壁与安装外箱10内壁之间通过减振组件50连接，

防护组件40，防护组件40环绕布设在安装外箱10外侧，防护组件40之间通过弧状结构的连接杆体41相互连接。将安装高稳晶振模块的减振平台60设置在安装外箱10内，利用安装外箱10对晶振形成外部防护以及阻隔冲击振动，另利用减振组件50将减振平台60吊接在安装外箱10内，在安装外箱10外侧布设防护组件40的方式来有效抵抗外部冲击载荷，在发生碰撞过程中利用防护组件40来吸收大量冲击碰撞能力，并且在碰撞中防护组件40有利于改变碰撞方向来避免持续或二次碰撞，相互连接的连接杆体41在防护组件40受到撞击过程中对撞击点受力起到较好的支撑也将撞击所产生的能量传递至相邻的防护组件40分散撞击点受力以减小对安装外箱10的冲击破坏。

安装外箱10内底部均设弹性套体12，弹性套体12用于套接减振平台60向外伸出的引脚线，减振平台60底面与安装外箱10内底面之间布设弹性支撑件13。优选的减振平台60顶壁面与安装外箱10内顶壁之间设有弹性支撑件13，弹性支撑件13优选橡胶弹簧，利用橡胶弹簧吸收振动能量并消耗振动量，阻隔振动能量传递至减振平台60上，在安装外箱10内设置的减振组件50实现了对减振平台60的吊接，可满足对减振平台60在安装外箱10的X、Y、Z三坐标方向的间距控制达到减低冲击振动效果，在此基础上通设置弹性支撑件13来强化减振平台60上下方向的减振效果，实现被动减振。

安装外箱10顶壁盖接有箱盖11，安装外箱10外部结构为圆柱状或立方体状或棱柱状。优选安装外箱10外部结构为圆柱状，通过对安装外箱10外形结构的选择，利用安装外箱10外形结构来降低受冲击损伤，如圆柱状外形结构其受冲击后受力可得到较大的分散，降低破坏形变。

减振组件50包括与减振平台60侧壁固接的第一安装基件51，和与安装外箱10内壁固接的第二安装基件58，第一安装基件51和第二安装基件58相对面上分别嵌接球状且具有旋转功能的第一滚动件53和第二滚动件59，第一滚动件53外露于第一安装基件51的部分连接第一减振连杆52，第二滚动件59外露于第二安装基件58的部分连接第二减振连杆57，第一减振连杆52和第二减振连杆57另一端部通过弹性件连接且外部套接限位套管56，安装外箱10内固设竖直设置的限位立板54，限位立板54侧面开设贯通的限位通槽55，限位套管56设于限位通槽55内。对于现有高稳晶振而言其内部的晶体谐振器为设备的核心元件，晶体谐振器作为力学敏感器件对应用环境具有较高的要求，特别是力学冲击对高稳晶振中的晶体具有较大危害，而现有高稳晶振模块其自身承受冲击量级为1000g，对于此本发明提出减振组件50来达到减低冲击振动效果，具体的，将安装高稳晶振模块的减振平台60设置在安装外箱10内，利用安装外箱10对晶振形成外部防护以及阻隔冲击振动，另利用减振组件50将减振平台60吊接在安装外箱10内，通过第一减振连杆52和第二减振连杆57的连接方案实现减振平台60各面与安装外箱10内壁之间均保持适当的间距，对于减振平台60内部晶振所产生的振动能量可经过第一减振连杆52向外传递，将不必要的振动能量向外传递有利于降低晶振功耗，提高高稳晶振短期频率稳定度指标，对于外部冲击而言，通过减振平台60与安装外箱10内任意内壁面的间隔来阻隔或降低安装外箱10与减振平台60接触以及振动传递，其中在安装外箱10外部受到冲击破坏过程中，冲击振动传递至第二减振连杆57并由于振动能量带动第一减振连杆52随之形成摆动，两减振连杆在摆动过程中形成向上或向下的运动，进而带动限位套管56在限位通槽55内的上下位移来消耗振动能量，同时两减振连杆的上下位移运动缩短或扩大了第一安装基件51和第二安装基件58的间距，减振平台60除受冲击方向其他侧的减振组件50的第一减振连杆52和第二减振连杆57间距收缩并形成可靠支撑，这样对于多次冲击以及复合冲击可持续扩大减振平台60与冲击方向的距离间距获得低频减振效果，实现在安装外箱10受冲击破坏时同步控制减振平台60远离冲击点降低冲击影响以及减小振动强度，通过自主调节减振平台60在振动中相对安装外箱10内壁的间距，如X、Y、Z三坐标方向的间距控制达到减低冲击振动效果。

限位套管56外壁与限位通槽55内壁之间填充抗冲击阻尼，阻尼为金属件阻尼、粘弹性件阻尼和库伦阻尼。优选为粘弹性件阻尼，在第一减振连杆52和第二减振连杆57间距减小或扩大过程中其端部形成上下位移并带动限位套管56的上下位移，在限位套管56的上下位移过程中通过抗冲击阻尼来减缓限位套管56上下位移速度，这样可减弱减振平台60在安装外箱10内的晃动，同时选用粘弹性件阻尼来对限位套管56的上下位移限制可有效减小第一减振连杆52和第二减振连杆57间距改变导致减振平台60晃动的振动强度。

防护组件40包括安装基座42，安装基座42侧方通过连杆与安装外箱10连接，安装基座42顶部竖直设置装配轴49，装配轴49顶面开设螺纹孔，装配轴49上套接缓冲套接件70，缓冲套接件70上部设有第一环体45，第一环体45上部压接圆盘状的第一限位板46，第一限位板46中部开设通孔且穿接紧固件47，紧固件47底部与装配轴49顶面的螺纹孔配接，且装配轴49外侧同轴连接圆盘状的第二限位板48，第二限位板48用于限位缓冲套接件70相对装配轴49高度位置。安装基座42上开设有安装基孔43，在装配过程中利用紧固件与安装基孔43的配合是安装基座42相对底部固接件进行固定这样可有效增强装置整体的稳固性，在安装基座42上安装缓冲套接件70用于抵抗外部冲击，在碰撞过中缓冲套接件70可相对装配轴49形成旋转运动，改变碰撞冲击方向来避免持续碰撞以及二次碰撞伤害，底部的安装基座42提供稳固支撑防止缓冲套接件70在碰撞过程中出现脱离，对缓冲套接件70上下限位的第一环体45和第二限位板48来进一步防止缓冲套接件70在碰撞过程脱离，其中，第二限位板48用于实现使缓冲套接件70与安装基座42之间形成一定间距以及控制缓冲套接件70相对安装外箱10的高度位置，这样在碰撞过程中增大缓冲套接件70位移碰撞点的可能性，在缓冲套接件70上方设置第一环体45为橡胶材质环体，利用第一限位板46向下形成下压力来对第一环体45和缓冲套接件70限位，而第一环体45在上部第一限位板46的下压力作用下其底面与缓冲套接件70接触面以及接触压力扩大，在碰撞发生过程中缓冲套接件70受冲击作用形成旋转运动，在缓冲套接件70旋转时其表面与第一环体45形成摩擦运动将碰撞能量转移并在摩擦运动中不断消耗，降低缓冲套接件70在碰撞中形成剧烈旋转运动而降低其吸收冲击载荷功能的几率，实现控制缓冲套接件70的旋转速度。

缓冲套接件70包括用于套接装配轴49的缓冲圆套77，缓冲圆套77上下端分别连接圆环状的第一缓冲板71和第二缓冲板72，第一缓冲板71和第二缓冲板72相对面交错布设竖直的第一缓冲柱73，第一缓冲柱73柱高小于第一缓冲板71和第二缓冲板72相对面间距且第一缓冲柱73背离第一缓冲板71/第二缓冲板72连接面的端部连接第一装配板74，第一缓冲柱73两侧的第一装配板74两侧分别开设第一装配通孔75，相邻的第一装配板74之间连接有第一连接弹簧76，第一连接弹簧76端部与第一装配通孔75配合连接。在出现碰撞过程中缓冲套接件70受冲击可形成旋转运动将碰撞冲击方向转变来降低撞击力，同时在碰撞力作用于缓冲套接件70的过程中缓冲套接件70上的部件吸收冲击力并形成形变，具体的，碰撞造成第一缓冲柱73或第一装配板74的形变或位移，在第一缓冲柱73或第一装配板74部件出现位移形变过程中冲击能量可由依次连接的第一连接弹簧76逐级传递，这样冲击能量可由整个缓冲套接接件70上的第一连接弹簧76来吸收，并且对受冲击破坏形变位置的第一缓冲柱73或第一装配板74受相邻第一连接弹簧76的弹性拉扯力其形变复位速率得到有效提升，缓冲套接件70在碰撞中的形变量的降低以及对碰撞能量的大量吸收可对安装外箱10内部的部件起到有效防护，在安装基座42所安装的基件产生振动状态下缓冲套接件70对振动能量可起到较好的吸收作用，振动能量传递至缓冲套接件70上，振动能量经第一缓冲柱73分别传递至相邻的第一连接弹簧76上消耗振动能量，同样的安装外箱10内部晶振所产生的振动能量也可传递至缓冲套接件70上被其消耗。

缓冲套接件70外部套接防护套接件44，防护套接件44包括套接在缓冲套接件70外侧的防护内套管442，防护内套管442外侧面环绕开设环形凹槽444，环形凹槽444内环绕布设曲折状柔性支撑板443，防护内套管442外侧套接防护外套体441。通过在缓冲套接件70套设防护套接件44的方式对缓冲套接件70外侧形成防护，即利用防护套接件44对冲击破坏形成一级吸收，缓冲套接件70形成二级吸收这样对于缓冲套接件70的破坏率较低，降低破坏造成缓冲套接件70旋转结构破坏可能性，其中，防护套接件44通过设计的防护外套体441初步吸收碰撞冲击能量并向内形变以及传递至环形凹槽444内，环形凹槽444内的柔性支撑板443用于限制防护外套体441的过量形变以及形变量并提高柔性支撑，这样整个防护套接件44在碰撞过程通过形变方式来较大的吸收碰撞能量对内侧的缓冲套接件70保护。

本发明的方案应用在航天飞行器100上具体应用后的状态如图1所示。

实施例2：

下面说明高稳晶振的安装：将高稳晶振模块安装在减振平台60内，减振平台60内的高稳晶振模块由主振电路、放大电路、增益控制电路、滤波匹配电路和控温系统等部分组成，高稳晶振具体组成以及电路连接等在此不再详细展开，其为现有技术，在现有较多文献中均有介绍，如秦玉浩在2015年第2期的空间电子技术中所发表的100MHz 小型高可靠低相位噪声高稳晶振设计就有介绍，高稳晶振模块的引脚线以及线路均可通过弹性套体12与外界进行连接。

下面说明减振组件50的减振原理：在安装外箱10受到外部冲击而产生形变过程中冲击振动传递至第二减振连杆57并由于振动能量带动第一减振连杆52随之形成摆动，两减振连杆在摆动过程中形成向上或向下的运动，进而带动限位套管56在限位通槽55内的上下位移来消耗振动能量，同时两减振连杆的上下位移运动缩短或扩大了第一安装基件51和第二安装基件58的间距，减振平台60除受冲击方向其他侧的减振组件50的第一减振连杆52和第二减振连杆57间距收缩并形成可靠支撑，这样对于多次冲击以及复合冲击可持续扩大减振平台60与冲击方向的距离间距获得低频减振效果。

为验证本案的的减振效果，将高稳晶振分别安装在铝合金盒式结构中以及本发明的装置中；对于装配而言在敏感区域严格点胶类型、用胶量，其中，测量传感器紧贴于高稳晶振上盖板处，本案装置中即紧贴于减振平台60上部，控制传感器紧贴于装置的底部，经过冲击测试，控制传感器的3个方向冲击响应曲线如图16-21所示，试验的条件均符合图15所列的冲击条件，通过比对可知本发明的装置可将冲击量级大幅减小，具有较好的减振效果。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“ 中心”、“ 上”、“ 下”、“ 左”、“ 右”、“竖直”、“ 水平”、“ 内”、“ 外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；术语“ 第一”、“第二”、“ 第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，此外，除非另有明确的规定和限定，术语“ 安装”、“ 相连”、“ 连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于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。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.用于保护航天器时间基准设备的卫星壳体，包括：

卫星壳板体（20），

安装外箱（10），所述安装外箱（10）固设在卫星壳板体（20）上，所述安装外箱（10）内设腔室且内腔设有减振平台（60），所述减振平台（60）用于安装晶振，

连接组件（30），所述连接组件（30）用于连接相邻布设的卫星壳板体（20），

其中，所述卫星壳板体（20）包括板体基件（21），所述板体基件（21）内开设有防护腔室（26），所述防护腔室（26）内底部设有支撑锥台（211），所述支撑锥台（211）顶部开设球状凹槽且配设滚珠（210），所述滚珠（210）外露端配接转动圆板体（28），所述转动圆板体（28）上端设有同轴线的装配锥台（29），所述装配锥台（29）上端配接主防护支撑件（27），所述主防护支撑件（27）上端同轴设置转动连接轴体（25），所述转动连接轴体（25）上端延伸至板体基件（21）外侧且侧面布设缓冲叶板（24），

其中，所述主防护支撑件（27）两侧设有轴线与其平行的辅助防护支撑件（22），所述辅助防护支撑件（22）底面为锥台面，所述辅助防护支撑件（22）顶部通过辅助防护弹簧（23）与防护腔室（26）内上壁连接。

2.根据权利要求1所述的用于保护航天器时间基准设备的卫星壳体，其特征是：所述主防护支撑件（27）底面开设锥槽（291），所述锥槽（291）的槽面上开设有装配锥孔（292），所述装配锥台（29）顶部设有与装配锥孔（292）配设的柱体。

3.根据权利要求1所述的用于保护航天器时间基准设备的卫星壳体，其特征是：所述连接组件（30）包括分别固设在两卫星壳板体（20）相对面上的第一连接固定件（31）和第五连接固定件（35），所述第一连接固定件（31）和第五连接固定件（35）相对面分别连接有万向轴（32），所述万向轴（32）相对面分别连接第二连接轴体（33）和第四连接轴体（36），所述第二连接轴体（33）和第四连接轴体（36）端部插接，所述第四连接轴体（36）外部套接有第三支撑弹簧（34），所述第三支撑弹簧（34）以端部与第二连接轴体（33）连接，另一端部与万向轴（32）连接。

4.根据权利要求1所述的用于保护航天器时间基准设备的卫星壳体，其特征是：所述安装外箱（10）上设有保护组件，所述保护组件包括：

减振组件（50），所述设置在安装外箱（10），所述减振平台（60）侧壁与安装外箱（10）内壁之间通过减振组件（50）连接，

防护组件（40），所述防护组件（40）环绕布设在安装外箱（10）外侧，所述防护组件（40）之间通过弧状结构的连接杆体（41）相互连接。

5.根据权利要求4所述的用于保护航天器时间基准设备的卫星壳体，其特征是：所述减振组件（50）包括与减振平台（60）侧壁固接的第一安装基件（51），和与安装外箱（10）内壁固接的第二安装基件（58），所述第一安装基件（51）和第二安装基件（58）相对面上分别嵌接球状且具有旋转功能的第一滚动件（53）和第二滚动件（59），所述第一滚动件（53）外露于第一安装基件（51）的部分连接第一减振连杆（52），所述第二滚动件（59）外露于第二安装基件（58）的部分连接第二减振连杆（57），所述第一减振连杆（52）和第二减振连杆（57）另一端部通过弹性件连接且外部套接限位套管（56），所述安装外箱（10）内固设竖直设置的限位立板（54），所述限位立板（54）侧面开设贯通的限位通槽（55），所述限位套管（56）设于限位通槽（55）内。

6.根据权利要求5所述的用于保护航天器时间基准设备的卫星壳体，其特征是：所述限位套管（56）外壁与限位通槽（55）内壁之间填充抗冲击阻尼，所述阻尼为金属件阻尼、粘弹性件阻尼和库伦阻尼。

7.根据权利要求4所述的用于保护航天器时间基准设备的卫星壳体，其特征是：防护组件（40）包括安装基座（42），所述安装基座（42）侧方通过连杆与安装外箱（10）连接，所述安装基座（42）顶部竖直设置装配轴（49），所述装配轴（49）顶面开设螺纹孔，所述装配轴（49）上套接缓冲套接件（70），所述缓冲套接件（70）上部设有第一环体（45），所述第一环体（45）上部压接圆盘状的第一限位板（46），所述第一限位板（46）中部开设通孔且穿接紧固件（47），所述紧固件（47）底部与装配轴（49）顶面的螺纹孔配接，且装配轴（49）外侧同轴连接圆盘状的第二限位板（48），所述第二限位板（48）用于限位缓冲套接件（70）相对装配轴（49）高度位置。

8.根据权利要求7所述的用于保护航天器时间基准设备的卫星壳体，其特征是：所述缓冲套接件（70）包括用于套接装配轴（49）的缓冲圆套（77），所述缓冲圆套（77）上下端分别连接圆环状的第一缓冲板（71）和第二缓冲板（72），所述第一缓冲板（71）和第二缓冲板（72）相对面交错布设竖直的第一缓冲柱（73），所述第一缓冲柱（73）柱高小于第一缓冲板（71）和第二缓冲板（72）相对面间距且所述第一缓冲柱（73）背离第一缓冲板（71）/第二缓冲板（72）连接面的端部连接第一装配板（74），所述第一缓冲柱（73）两侧的第一装配板（74）两侧分别开设第一装配通孔（75），所述相邻的第一装配板（74）之间连接有第一连接弹簧（76），所述第一连接弹簧（76）端部与第一装配通孔（75）配合连接。

9.根据权利要求7所述的用于保护航天器时间基准设备的卫星壳体，其特征是：所述缓冲套接件（70）外部套接防护套接件（44），所述防护套接件（44）包括套接在缓冲套接件（70）外侧的防护内套管（442），所述防护内套管（442）外侧面环绕开设环形凹槽（444），所述环形凹槽（444）内环绕布设曲折状柔性支撑板（443），所述防护内套管（442）外侧套接防护外套体（441）。

10.根据权利要求1所述的用于保护航天器时间基准设备的卫星壳体，其特征是：所述安装外箱（10）内底部均设弹性套体（12），所述弹性套体（12）用于套接减振平台（60）向外伸出的引脚线，所述减振平台（60）底面与安装外箱（10）内底面之间布设弹性支撑件（13）。

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