专利名称：采用磁流变阻尼技术的半主动隔振平台的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种半主动隔振平台。
背景技术：
在卫星的寿命周期内最为恶劣的环境当属发射过程中的振动环境，其 间受到多种载荷作用，恶劣的振动环境往往是造成卫星损坏的主要原因， 改善卫星发射过程中的振动环境是提高卫星发射安全可靠性的重要措施。 传统的运载器和卫星之间的连接界面是星箭连接适配器，这种适配器通常 采用锥壳结构，其阻尼低、刚度大，这使得它几乎可以传递所有来自于运 载器的静态和动态载荷，使卫星的性能和可靠性下降。通过在星箭连接适 配器结构中融合隔振和阻尼减振功能，可以有效地降低作用于卫星的振动 载荷，实现卫星的整星减振和隔振。整星隔振是采用隔振器来替代传统的 星箭连接适配器，从而降低火箭发射时作用于卫星的振动载荷。整星隔振
技术的研究开始于二十世纪90年代初期，到目前为止，被动的整星隔振技 术已取得一定的成果。被动隔振对高频隔振效果很好，而对于低频共振响 应控制能力不足。主动隔振和半主动隔振对抑制卫星的低频共振作用显著， 但主动隔振和半主动隔振由于附加的元件较多，使得其可靠性降低、质量 增加较多。总之，目前的整星隔振技术还处于发展阶段，主被动一体化隔 振技术逐渐受到重视。但现有主被动一体化整星隔振器普遍存在可靠性不 足和质量增重大的缺点。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有的主被动一体化整星隔振器存在可靠性不 足和质量增重大的问题，进而提供一种采用磁流变阻尼技术的半主动隔振平 台。
本发明的技术方案是采用磁流变阻尼技术的半主动隔振平台由被动隔 振装置、半主动控制装置和防摇装置组成，所述被动隔振装置包括上平台、 下平台和至少三根弹性支承杆，所述上平台和下平台均为圆环形，所述上平台和下平台之间安装有至少三根弹性支承杆，每根弹性支承杆的上端头和下 端头分别与上平台的下端面和下平台的上端面固接，所述每根弹性支承杆的
中部弯制成向外凸起的圆弧形；所述半主动控制装置由多个磁流变阻尼器和 多个铰链组成，磁流变阻尼器的数量与弹性支承杆的数量相一致，每个磁流 变阻尼器均安装在相应的弹性支承杆中部形成的圆弧内，且每个磁流变阻尼 器的上端头和下端头均通过铰链与弹性支承杆铰接；所述防摇装置由第一辐 板、第二辐板、上套筒和下套筒组成，所述第一辐板安装在上平台的内壁上， 第二辐板安装在下平台的内壁上，上套筒与下套筒相套装，且上套筒与下套 筒间隙配合，所述上套筒的上端面与第一辐板固接，所述下套筒的下端与第 二辐板固接。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果本发明为了降低隔振平台的 轴向刚度，在每根弹性支承杆的中部弯制成圆弧形，由于弹性支承杆采用连 续材料弯制而成，本身具有弹簧的功能，不需要再另行添加弹簧，所以其内
部应力连续变化，没有突变，可靠性更高；另外，由于卫星允许的轴向、横 向和扭转位移量都很小，故本发明的弹性支承杆与上平台和下平台之间采用 固接的形式，这种固接的形式相对于带有胡克铰和球铰的并联机构来说，不 但制造简单，而且可减少铰链等连接件的数量，降低了隔振平台质量，提高 了可靠性，这种固接形式还减小了采用铰链连接时的间隙误差，提高了振动 控制精度；本发明的磁流变阻尼器是以阻尼力的形式提供控制力，其只能提 供与结构运动相反的力，即是阻止结构运动的控制力，正因为这个原因磁流 变阻尼器的控制具有很好的稳定性，磁流变阻尼器与平台的连接方式更简洁， 只通过铰链连接到弹性支承杆上，附加元件更少，降低了隔振平台质量，提 高了可靠性；本发明的防摇装置防止了隔振平台的横向摇晃，提高了本发明 的可靠性。
图1本发明的被动隔振装置的整体结构轴测图，图2是本发明的整体结 构轴测图，图3是防摇装置的整体结构主视剖视图，图4是粘弹性阻尼材料 层粘贴在弹性支承杆的外表面后的横截面示意图，图5是采用本发明与未采 用本发明的卫星上关键点的随机响应曲线对照图(其中虚线---表示未使用本发明的卫星上关键点的随机响应曲线，实线——表示使用本发明的卫 星上关键点的随机响应曲线)。
具体实施例方式
具体实施方式
一(参见图1 图3)本实施方式的半主动隔振平台由被 动隔振装置、半主动控制装置和防摇装置3组成，所述被动隔振装置包括上 平台1、下平台6和至少三根弹性支承杆4，所述上平台1和下平台6均为圆 环形，所述上平台1和下平台6之间安装有至少三根弹性支承杆4，每根弹 性支承杆4的上端头和下端头分别与上平台1的下端面和下平台6的上端面 固接，所述每根弹性支承杆4的中部弯制成向外凸起的圆弧形；所述半主动 控制装置由多个磁流变阻尼器8和多个铰链7组成，磁流变阻尼器8的数量 与弹性支承杆4的数量相一致，每个磁流变阻尼器8均安装在相应的弹性支 承杆4中部形成的圆弧内，且每个磁流变阻尼器8的上端头和下端头均通过 铰链7与弹性支承杆4铰接；所述防摇装置3由第一辐板2、第二辐板5、上 套筒10和下套筒11组成，所述第一辐板2安装在上平台1的内壁上，第二 辐板5安装在下平台6的内壁上，上套筒10与下套筒11相套装，且上套筒 10与下套筒11间隙配合，所述上套筒10的上端面与第一辐板2固接，所述 下套筒11的下端与第二辐板5固接。
具体实施方式
二(参见图1)本实施方式的弹性支承杆4数量为三 六 根。如此设置，可靠性更高。其它组成和连接关系与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
三(参见图1)本实施方式的弹性支承杆4由碳纤维增强 铝复合材料制成。碳纤维增强铝复合材料的抗拉强度达665MPa，密度为 2400kg/m3，弹性模量达210GPa。如此设置，更好的满足了航天结构强度高、 质量轻和成本低的要求。其它组成和连接关系与具体实施方式
一或二相同。
具体实施方式
四(参见图4)本实施方式的被动隔振装置还增加有多个 粘弹性阻尼材料层9，每个粘弹性阻尼材料层9粘贴在相应的弹性支承杆4 的外表面上。如此设置，进一步提高了被动隔振装置的高频和低频隔振能力。 其它组成和连接关系与具体实施方式
三相同。
工作过程被隔振卫星放置在上平台1上，下平台6与火箭相连。卫星 发射时，火箭的振动载荷作用于下平台6上，经由整个隔振平台传递至卫星，使卫星产生各个方向的振动。根据隔振理论，隔振平台弹性支承杆4的弹性 特性能够隔离高频振动载荷。在低频振动区域内，卫星的振动响应较大，控 制器根据测量得到的卫星响应的大小确定输入到磁流变阻尼器8的电流，使 磁流变阻尼器8产生所需阻尼力，抑制卫星的响应。弹性支承杆4的外表面 粘贴粘弹性阻尼材料层9，则可进一步提高高频和低频隔振能力。在0 200Hz 的频带内，采用本发明的隔振平台后卫星上关键点的随机响应曲线明显低于 未使用本发明的卫星上关键点的随机响应曲线(参见图5)。
权利要求
1、一种采用磁流变阻尼技术的半主动隔振平台，它由被动隔振装置、半主动控制装置和防摇装置(3)组成，其特征在于所述被动隔振装置包括上平台(1)、下平台(6)和至少三根弹性支承杆(4)，所述上平台(1)和下平台(6)均为圆环形，所述上平台(1)和下平台(6)之间安装有至少三根弹性支承杆(4)，每根弹性支承杆(4)的上端头和下端头分别与上平台(1)的下端面和下平台(6)的上端面固接，所述每根弹性支承杆(4)的中部弯制成向外凸起的圆弧形；所述半主动控制装置由多个磁流变阻尼器(8)和多个铰链(7)组成，磁流变阻尼器(8)的数量与弹性支承杆(4)的数量相一致，每个磁流变阻尼器(8)均安装在相应的弹性支承杆(4)中部形成的圆弧内，且每个磁流变阻尼器(8)的上端头和下端头均通过铰链(7)与弹性支承杆(4)铰接；所述防摇装置(3)由第一辐板(2)、第二辐板(5)、上套筒(10)和下套筒(11)组成，所述第一辐板(2)安装在上平台(1)的内壁上，第二辐板(5)安装在下平台(6)的内壁上，上套筒(10)与下套筒(11)相套装，且上套筒(10)与下套筒(11)间隙配合，所述上套筒(10)的上端面与第一辐板(2)固接，所述下套筒(11)的下端与第二辐板(5)固接。
2、 根据权利要求1所述采用磁流变阻尼技术的半主动隔振平台，其特征 在于所述弹性支承杆(4)数量为三 六根。
3、 根据权利要求1或2所述采用磁流变阻尼技术的半主动隔振平台，其 特征在于所述弹性支承杆(4)由碳纤维增强铝复合材料制成。
4、 根据权利要求3所述采用磁流变阻尼技术的半主动隔振平台，其特征 在于所述被动隔振装置还包括多个粘弹性阻尼材料层(9)，每个粘弹性阻 尼材料层(9)粘贴在相应的弹性支承杆(4)的外表面上。
全文摘要
采用磁流变阻尼技术的半主动隔振平台，它涉及一种半主动隔振平台。本发明的目的是为了解决现有的主被动一体化整星隔振器存在可靠性不足和质量增重大的问题。本发明的上平台和下平台之间安装有至少三根弹性支承杆，每根弹性支承杆的上端头和下端头分别与上平台的下端面和下平台的上端面固接，每根弹性支承杆的中部弯制成向外凸起的圆弧形；每个磁流变阻尼器均安装在相应的弹性支承杆中部形成的圆弧内，且其上端头和下端头均通过铰链与弹性支承杆铰接，第一辐板安装在上平台的内壁上，第二辐板安装在下平台的内壁上，上套筒与下套筒相套装，上套筒的上端面与第一辐板固接，下套筒的下端与第二辐板固接。本发明降低了隔振平台的质量，提高了可靠性。
文档编号F16F15/023GK101504051SQ20091007153
公开日2009年8月12日 申请日期2009年3月13日 优先权日2009年3月13日
发明者徐毅坚, 勃 方, 涂奉臣, 陈照波 申请人:哈尔滨工业大学