CN114094257B - 一种运载火箭锂电池用自适应柔性减振装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种运载火箭锂电池用自适应柔性减振装置，其特征在于，其包括运载火箭锂电池外壳(1)、自适应载荷释放机构(2)、柔性栅格缓振机构(3)、振动隔离支撑座(4)和螺栓(5)；所述自适应载荷释放机构(2)通过焊接的方式安装在运载火箭锂电池外壳(1)对向两侧；柔性栅格缓振机构(3)通过焊接的方式安装在运载火箭锂电池外壳(1)另外的对向两侧；振动隔离支撑座(4)通过螺栓(5)固定在运载火箭锂电池外壳(1)安装脚与箭上平台上。本发明与现有技术相比的优点在于：其对于运载火箭锂电池发射过程中的振动冲击，实现了隔离振动、吸收振动、快速释放振动载荷的目标，根据不同类型运载火箭的发射振动环境，达到可调节、可控制的效果。

Description

一种运载火箭锂电池用自适应柔性减振装置
技术领域
本发明涉及运载火箭中的柔性减振装置，特别涉及到运载火箭锂电池用自适应柔性减振装置。
背景技术
运载火箭在发射过程中会产生高频振动，容易影响锂电池使用可靠性，并可能产生安全性问题，影响发射成败。因此，采取合理的防振措施，减轻锂电池受发射振动的影响，是锂电池稳定使用的关键。目前运载火箭锂电池用减振装置有以下三种，第一种在运载火箭锂电池安装面上平铺减振材料，比如航空橡胶板、航空泡沫板等，该减振方法可实现微小振动，难以适用强振动、强冲击的情况；第二种安装减振器实现减振效果，该减振方法可根据振动的强度，选择合适的减振器，但是难以实现振动隔离，维护性较差，只能更换；第三种锂电池周围采取缓冲材料包覆，该减振方法占据空间大，成本较高。这三种减速方法中，均不足以使运载火箭锂电池实现了隔离振动、吸收振动、快速释放振动载荷的目标，根据不同类型运载火箭的发射振动环境，达到可调节、可控制的效果。
发明内容
为克服现有技术的上述不足，本发明提供了一种运载火箭锂电池用自适应柔性减振装置，本发明的技术解决方案是：
一种运载火箭锂电池用自适应柔性减振装置，其特征在于，其包括运载火箭锂电池外壳1、自适应载荷释放机构2、柔性栅格缓振机构3、振动隔离支撑座4和螺栓5；所述运载火箭锂电池的电芯部分通过螺栓5封装在运载火箭锂电池外壳1；所述自适应载荷释放机构2通过焊接的方式安装在运载火箭锂电池外壳1对向两侧；柔性栅格缓振机构3通过焊接的方式安装在运载火箭锂电池外壳1另外的对向两侧；振动隔离支撑座4通过安装在运载火箭锂电池外壳1安装脚与箭上平台上。
进一步的是，所述自适应载荷释放机构2包括载荷释放杆6、载荷释放机构本体7、限位弹簧8、锥形挡环9、撞击杆10；载荷释放杆6上穿过限位弹簧8与锥形挡环9一端连接，撞击柱10与锥形挡环9另一端连接，载荷释放杆6、限位弹簧8、锥形挡环9、撞击杆10均安装在载荷释放机构本体7上，当有外界振动载荷作用于撞击杆10，撞击杆10上的载荷通过锥形挡环9、限位弹簧8和载荷释放杆6释放；锥形挡环9限制撞击杆10的载荷导向位移，限位弹簧8限制载荷释放杆6的载荷导向位移。
进一步的是，所述振动隔离支撑座4包括调整滚珠11、倾斜弹簧12、支撑座本体13、调整螺栓14、通孔支柱15和轴向弹簧16；支撑座本体13中心轴向位置嵌套通孔支柱15；倾斜弹簧12两端分别通过调整滚珠11，均匀与支撑座本体13、通孔支柱15上端连接；通孔支柱15下端通过轴向弹簧16、调整螺栓14与支撑座本体13固定；当有振动载荷时，通过调整螺栓14的上下调整，调整滚珠11经过滚动调整，改变倾斜弹簧12的倾斜角度，达到振动隔离；当有强烈振动载荷时，特定的零刚度支撑，其振动载荷范围由轴向弹簧16和调整螺栓14的调整范围和其物理量限制达到。
进一步的是，所述柔性栅格缓振机构3包括连接梢17、连动四杆18、吸振蜂窝板19、压簧20和栅格杆21；连动四杆18的相对两交点通过连接梢17固定在栅格杆21槽内，另外相对两交点通过连接梢17固定在吸振蜂窝板19；吸振蜂窝板19与栅格杆21中间安装有压簧20；当有外界振动载荷时，吸振蜂窝板19通过上下移动，压簧20受压，连动四杆18调节倾斜角度，达到缓解振动，避免运载火箭锂电池受到载荷冲击；当外界振动载荷撤销，压簧20恢复，连动四杆18移动，吸振蜂窝板19恢复原状，达到平衡位置；压簧20根据外界振动载荷大小，选取合适的物理量达到吸振效果。
本发明与现有技术相比的优点在于：其对于运载火箭锂电池发射过程中的振动冲击，实现了隔离振动、吸收振动、快速释放振动载荷的目标，根据不同类型运载火箭的发射振动环境，达到可调节、可控制的效果。
附图说明
图1是本发明的运载火箭锂电池用自适应柔性减振装置的系统总装配图。
图2是本发明的自适应载荷释放机构示意图。
图3是本发明的振动隔离支撑座示意图。
图4是本发明的柔性栅格缓振机构示意图。
1、电池外壳；2、自适应载荷释放机构；3、柔性栅格缓振机构；4、振动隔离支撑座；5、螺栓；6、载荷释放杆；7、载荷释放机构本体；8、限位弹簧；9、锥形挡环；10、撞击杆；11、调整滚珠；12、倾斜弹簧；13、支撑座本体；14、调整螺栓；15、通孔支柱；16、轴向弹簧；17、连接梢；18、连动四杆；19、吸振蜂窝板；20、压簧；21、栅格杆
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明进行进一步解释和说明。
图1是本发明的运载火箭锂电池用自适应柔性减振装置的系统总装配图。因运载火箭用的锂电池在飞行过程中受到剧烈的振动和冲击，现设计出自适应柔性减振装置的系统缓解飞行中的振动和冲击。如图1所示，本发明的运载火箭锂电池用自适应柔性减振装置包括运载火箭锂电池外壳1、自适应载荷释放机构2、柔性栅格缓振机构3、振动隔离支撑座4和螺栓5；所述运载火箭锂电池的电芯部分通过螺栓5封装在运载火箭锂电池外壳1；所述自适应载荷释放机构2通过焊接的方式安装在运载火箭锂电池外壳1对向两侧；柔性栅格缓振机构3通过焊接的方式安装在运载火箭锂电池外壳1另外的对向两侧；振动隔离支撑座4安装在运载火箭锂电池外壳1安装脚与箭上平台上。
图2是本发明的自适应载荷释放机构示意图，自适应载荷释放机构2通过焊接的方式安装在运载火箭锂电池外壳1对向两侧。如图2所示，上述自适应载荷释放机构2包括载荷释放杆6、载荷释放机构本体7、限位弹簧8、锥形挡环9、撞击杆10；载荷释放杆6上穿过限位弹簧8与锥形挡环9一端连接，撞击柱10与锥形挡环9另一端连接，载荷释放杆6、限位弹簧8、锥形挡环9、撞击杆10均安装在载荷释放机构本体7上。当有外界振动载荷作用于撞击杆10，撞击杆10上的载荷通过锥形挡环9、限位弹簧8和载荷释放杆6释放；锥形挡环9限制撞击杆10的载荷导向位移，限位弹簧8限制载荷释放杆6的载荷导向位移。
本发明通过自适应载荷释放机构的技术手段，达到快速载荷释放，减小振动位移，实现运载火箭锂电池最佳的使用环境。
图3是本发明的振动隔离支撑座示意图，振动隔离支撑座4安装在运载火箭锂电池外壳1安装脚与箭上平台上。如图3所示，上述振动隔离支撑座4包括调整滚珠11、倾斜弹簧12、支撑座本体13、调整螺栓14、通孔支柱15和轴向弹簧16；支撑座本体13中心轴向位置嵌套通孔支柱15；倾斜弹簧12两端分别通过调整滚珠11均匀与支撑座本体13、通孔支柱15上端连接；通孔支柱15下端通过轴向弹簧16、调整螺栓14与支撑座本体13固定；当有振动载荷时，通过调整螺栓14的上下调整，调整滚珠11经过滚动调整，改变倾斜弹簧12的倾斜角度，达到振动隔离；当有强烈振动载荷时，特定的零刚度支撑，其振动载荷范围由轴向弹簧16和调整螺栓14的调整范围和其物理量限制达到。
本发明通过振动隔离支撑座的技术手段，达到运载火箭锂电池发射过程中的振动隔离，提高了运载火箭锂电池的使用安全性。
图4是本发明的柔性栅格缓振机构示意图，柔性栅格缓振机构3通过焊接的方式安装在运载火箭锂电池外壳1另外的对向两侧。如图4所示，上述柔性栅格缓振机构3包括连接梢17、连动四杆18、吸振蜂窝板19、压簧20和栅格杆21；连动四杆18的相对两交点通过连接梢17固定在栅格杆21槽内，另外相对两交点通过连接梢17固定在吸振蜂窝板19；吸振蜂窝板19与栅格杆21中间安装有压簧20；当有外界振动载荷时，吸振蜂窝板19通过上下移动，压簧20受压，连动四杆18调节倾斜角度，达到缓解振动，避免运载火箭锂电池受到载荷冲击；当外界振动载荷撤销，压簧20恢复，连动四杆18移动，吸振蜂窝板19恢复原状，达到平衡位置；压簧20根据外界振动载荷大小，选取合适的物理量达到吸振效果。
本发明通过柔性栅格缓振机构的技术手段，实现运载火箭锂电池发射过程中振动可调节、振动可控的目标。
本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。
本发明通过运载火箭锂电池用自适应柔性减振装置结构化设计，实现了隔离振动、吸收振动、快速释放振动载荷目标，根据不同类型运载火箭的发射振动环境，达到可调节、可控制的效果。
需要说明的是，上文只是对本发明进行示意性说明和阐述，本领域的技术人员应当明白，对本发明的任意修改和替换都属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种运载火箭锂电池用自适应柔性减振装置，其特征在于，其包括运载火箭锂电池外壳(1)、自适应载荷释放机构(2)、柔性栅格缓振机构(3)、振动隔离支撑座(4)和螺栓(5)；所述运载火箭锂电池的电芯部分通过螺栓(5)封装在运载火箭锂电池外壳(1)；所述自适应载荷释放机构(2)通过焊接的方式安装在运载火箭锂电池外壳(1)对向两侧；柔性栅格缓振机构(3)通过焊接的方式安装在运载火箭锂电池外壳(1)另外的对向两侧；振动隔离支撑座(4)通过安装在运载火箭锂电池外壳(1)安装脚与箭上平台上，
所述自适应载荷释放机构(2)包括载荷释放杆(6)、载荷释放机构本体(7)、限位弹簧(8)、锥形挡环(9)、撞击杆(10)；载荷释放杆(6)上穿过限位弹簧(8)与锥形挡环(9)一端连接，撞击杆(10)与锥形挡环(9)另一端连接，载荷释放杆(6)、限位弹簧(8)、锥形挡环(9)、撞击杆(10)均安装在载荷释放机构本体(7)上，当有外界振动载荷作用于撞击杆(10)，撞击杆(10)上的载荷通过锥形挡环(9)、限位弹簧(8)和载荷释放杆(6)释放；锥形挡环(9)限制撞击杆(10)的载荷导向位移，限位弹簧(8)限制载荷释放杆(6)的载荷导向位移，
所述振动隔离支撑座(4)包括调整滚珠(11)、倾斜弹簧(12)、支撑座本体(13)、调整螺栓(14)、通孔支柱(15)和轴向弹簧(16)；支撑座本体(13)中心轴向位置嵌套通孔支柱(15)；倾斜弹簧(12)两端分别通过调整滚珠(11)，均匀与支撑座本体(13)、通孔支柱(15)上端连接；通孔支柱(15)下端通过轴向弹簧(16)、调整螺栓(14)与支撑座本体(13)固定；当有振动载荷时，通过调整螺栓(14)的上下调整，调整滚珠(11)经过滚动调整，改变倾斜弹簧(12)的倾斜角度，达到振动隔离；当有强烈振动载荷时，特定的零刚度支撑，其振动载荷范围由轴向弹簧(16)和调整螺栓(14)的调整范围和其物理量限制达到，
所述柔性栅格缓振机构(3)包括连接梢(17)、连动四杆(18)、吸振蜂窝板(19)、压簧(20)和栅格杆(21)；连动四杆(18)的相对两交点通过连接梢(17)固定在栅格杆(21)槽内，另外相对两交点通过连接梢(17)固定在吸振蜂窝板(19)；吸振蜂窝板(19)与栅格杆(21)中间安装有压簧(20)；当有外界振动载荷时，吸振蜂窝板(19)通过上下移动，压簧(20)受压，连动四杆(18)调节倾斜角度，达到缓解振动，避免运载火箭锂电池受到载荷冲击；当外界振动载荷撤销，压簧(20)恢复，连动四杆(18)移动，吸振蜂窝板(19)恢复原状，达到平衡位置；压簧(20)根据外界振动载荷大小，选取合适的物理量达到吸振效果。
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