卫星飞轮用微振动会聚式隔振装置制造方法
【专利摘要】本发明提供了一种卫星飞轮用微振动会聚式隔振装置，包括上平台、衬套、下转接件、下平台、定片、阻尼层、动片、隔振器和上转接件，上平台沿圆周方向有三个均匀分布的梯形角，梯形角上有若干直径为3.3mm的第一光孔用于和上转接件连接；下平台沿圆周方向有三个均匀分布的凹槽用于和下转接件连接；上转接件、隔振器、动片、阻尼层、定片和衬套组合成为隔振器组件，隔振器组件共有三个，三个隔振器组件的三根轴线汇交于一点，汇交点位于上平台上方；上平台和下平台通过下转接件、隔振器组件连接；阻尼层夹在定片和动片之间。本发明能够显著降低飞轮在轨运行时引发的微振动响应，保证星上高精度敏感载荷在轨运行时的稳定性、可靠性和安全性。
【专利说明】
卫星飞轮用微振动会聚式隔振装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种隔振装置，具体地，涉及一种卫星飞轮用微振动会聚式隔振装置。
【背景技术】
[0002]随着我国卫星向着高精度、高稳定性、长寿命方向发展，其搭载的敏感载荷对平台的微振动环境要求越来越高。国外研究发现，飞轮微振动是影响卫星有效载荷性能指标的主要因素，因此抑制飞轮引起的微振动显得十分迫切。常用的飞轮微振动控制方法有阻尼减振、吸振、结构刚化、隔振等等。阻尼减振只有在共振时效果明显；结构刚化会增加卫星质量；吸振的减振带宽较窄；隔振则主要针对少方向的振动进行抑制，多向振动抑制难题尚未解决。
[0003]对于上述缺陷，若能够提供一种卫星飞轮用微振动会聚式隔振装置即可有效解决上述问题。经现有技术的文献检索发现，目前还没有用于卫星飞轮的会聚式隔振装置，该种会聚式隔振装置的设计约束主要包括三个方面:一是要降低卫星在轨运行时飞轮在六个方向上的振动；二是要实现结构的轻量化设计和包络尺寸的优化设计，节省整星资源；三是要用会聚式隔振装置代替原有的飞轮支架，减低成本。为此，提供一种多向减振、质量轻、尺寸小、制造容易、成本较低、性能优异的卫星飞轮用会聚式隔振装置，成为业内亟待解决的问题。
【发明内容】
[0004]针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种卫星飞轮用微振动会聚式隔振装置，其能够显著降低飞轮在轨运行时引发的微振动响应，保证星上高精度敏感载荷在轨运行时的稳定性、可靠性和安全性。
[0005]根据本发明的一个方面，提供一种卫星飞轮用微振动会聚式隔振装置，其特征在于，包括上平台、衬套、下转接件、下平台、定片、阻尼层、动片、隔振器和上转接件，上平台沿圆周方向有三个均匀分布的梯形角，梯形角上有若干直径为3.3^的第一光孔用于和上转接件连接；下平台沿圆周方向有三个均匀分布的凹槽用于和下转接件连接；上转接件、隔振器、动片、阻尼层、定片和衬套组合成为隔振器组件，隔振器组件共有三个，三个隔振器组件的三根轴线汇交于一点，汇交点位于上平台上方；上平台和下平台通过下转接件、隔振器组件连接；阻尼层夹在定片和动片之间。
[0006]优选地，所述上平台上表面有六个直径为8.5^的第二光孔用于和一个卫星飞轮连接。
[0007]优选地，所述下平台上有十个直径为6.5臟的阶梯孔用于和卫星蜂窝板连接。
[0008]优选地，所述隔振器组件在上平台上的分布半径为25臟?125臟。
[0009]优选地，所述三个隔振器组件的轴线与上平台的夹角为30。?150。。
[0010]优选地，所述隔振器采用多槽型空心金属圆柱的构型。
[0011〕 优选地，所述阻尼层采用阻尼材料。
[0012]优选地，所述下转接件、定片和动片都采用金属材料。
[0013]优选地，所述上平台、衬套、下平台、隔振器和上转接件都采用金属材料制成。
[0014]本发明的会聚式隔振装置采用数值优化和结构优化理念设计而成，在保证及提升设计性能的前提下实现了轻量化和六个方向的振动抑制功能。与现有技术相比，本发明具有以下有益效果:
[0015]首先，本发明的卫星飞轮用会聚式隔振装置从飞轮减振的实际需求出发，可同时对飞轮六个方向上的振动进行抑制，减振效果在80%以上，性能优异。
[0016]其次，本发明的卫星飞轮用会聚式隔振装置采用数值优化和结构优化设计理念，可代替飞轮原有支架，具有质量轻、尺寸小、结构简单、装配方便、制造成本低等优点。
[0017]最后，本发明的卫星飞轮用会聚式隔振装置，只要对隔振弹簧、阻尼层、上平台以及下平台的相关尺寸进行适应性修改，就可以满足不同型号卫星飞轮的减振需求，具有较高的通用性，应用前景广阔。
[0018]经过模态、振动等试验证明，本发明的卫星飞轮用会聚式隔振装置达到了减振性能优异、质量轻、尺寸小、结构简单、制造成本低的目的，只要对各尺寸进行适应性修改，就能实现对不同型号卫星飞轮进行振动控制的目的，从而提高了该会聚式隔振装置的适应性，解决卫星在轨运行时飞轮振动响应大的技术问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
[0020]图1为本发明卫星飞轮用微振动会聚式隔振装置的结构示意图；
[0021]图2为本发明卫星飞轮用微振动会聚式隔振装置的剖视图；
[0022]图3为本发明卫星飞轮用微振动会聚式隔振装置与卫星飞轮的安装示意图。
[0023]图中:1为上平台，2为衬套，3为下转接件，4为下平台，5为13螺钉，6为12螺钉，7为定片，8为阻尼层，9为动片，10为隔振器，11为上转接件，12为卫星飞轮。
【具体实施方式】
[0024]下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对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。
[0025]如图1至图3所示，本发明卫星飞轮用微振动会聚式隔振装置包括上平台1、衬套
2、下转接件3、下平台4、定片7、阻尼层8、动片9、隔振器10和上转接件11，上平台1沿圆周方向有三个均匀分布的梯形角16，梯形角上有若干直径为3.3臟的第一光孔17用于和上转接件11连接；下平台4沿圆周方向有三个均匀分布的凹槽18用于和下转接件3连接；上转接件11、隔振器10、动片9、阻尼层8、定片7和衬套2组合成为隔振器组件，隔振器组件共有三个，三个隔振器组件的三根轴线汇交于一点，汇交点位于上平台1上方；上平台1和下平台4通过下转接件3、隔振器组件连接；阻尼层8夹在定片7和动片9之间。
[0026]上平台1上表面有六个直径为8.5111111的第二光孔19用于和一个卫星飞轮12固定连接。
[0027]进一步地，下平台4上有十个直径为6.5^的阶梯孔20用于和卫星蜂窝板连接。
[0028]其中，上转接件11、隔振器10、动片9、阻尼层8、定片7和衬套2组合成为隔振器组件，隔振器组件共有三个，三个隔振器组件的三根轴线汇交于一点，汇交点位于上平台1上方，具体地，三根汇交的轴线是指三个衬套2的轴线；上平台1和下平台4通过下转接件
3、隔振器组件连接，对卫星飞轮六个方向的振动进行抑制。
[0029]上转接件11通过13螺钉5和上平台1连接，隔振器10通过13螺钉5和上转接件11连接，衬套2通过13螺钉5和隔振器10连接，动片9、定片7通过12螺钉6和隔振器10连接，阻尼层8夹在动片9、定片7中间。
[0030]进一步地，隔振器组件在上平台1上的分布半径为?如此可降低隔振装置的频带宽度。
[0031]进一步地，三个隔振器组件的轴线与上平台1的夹角为0，且0的取值为30。?150。，如此可以降低隔振装置的频带宽度。
[0032]进一步地，隔振器10采用多槽型空心金属圆柱的构型，用于隔离卫星飞轮的振动响应，阻止飞轮向卫星蜂窝板传递振动，降低飞轮引起的蜂窝板振动响应。
[0033]进一步地，阻尼层8采用阻尼材料，动片9在运动过程中使阻尼层8起到阻尼作用，用于抑制隔振系统共振峰附近的响应，以及衰减系统的高频能量。
[0034]具体地，本发明卫星飞轮用微振动会聚式隔振装置中的下转接件3、定片7和动片9都采用1018附911型不锈钢材料；上平台1、衬套2、下平台4、隔振器10和上转接件11都采用2八1416型铝合金材料制成；阻尼层8采用阻尼材料，如丁基橡胶。
[0035]本发明用来降低卫星在轨运行时飞轮转动时引发的微振动响应，具体工作原理如下:本发明的卫星飞轮用微振动会聚式隔振装置通过3个隔振器降低飞轮六个方向的振动响应。
[0036]本发明的卫星飞轮用微振动会聚式隔振装置用于降低飞轮等振源在轨运行时引发的微振动响应，保证星上高精度敏感载荷在轨运行时的稳定性、可靠性和安全性，具有质量轻、尺寸小、结构简单、装配方便、制造成本低、适用性强等优点，具有较高的通用性。
[0037]以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。
【权利要求】
1.一种卫星飞轮用微振动会聚式隔振装置，其特征在于，包括上平台、衬套、下转接件、下平台、定片、阻尼层、动片、隔振器和上转接件，上平台沿圆周方向有三个均匀分布的梯形角，梯形角上有若干直径为3.3mm的第一光孔用于和上转接件连接；下平台沿圆周方向有三个均匀分布的凹槽用于和下转接件连接；上转接件、隔振器、动片、阻尼层、定片和衬套组合成为隔振器组件，隔振器组件共有三个，三个隔振器组件的三根轴线汇交于一点，汇交点位于上平台上方；上平台和下平台通过下转接件、隔振器组件连接；阻尼层夹在定片和动片之间。
2.根据权利要求1所述的卫星飞轮用微振动会聚式隔振装置，其特征在于，所述上平台上表面有六个直径为8.5mm的第二光孔用于和一个卫星飞轮连接。
3.根据权利要求1所述的卫星飞轮用微振动会聚式隔振装置，其特征在于，所述下平台上有十个直径为6.5mm的阶梯孔用于和卫星蜂窝板连接。
4.根据权利要求1所述的卫星飞轮用微振动会聚式隔振装置，其特征在于，所述隔振器组件在上平台上的分布半径为25mm?125mm。
5.根据权利要求1所述的卫星飞轮用微振动会聚式隔振装置，其特征在于，所述三个隔振器组件的轴线与上平台的夹角为30°?150°。
6.根据权利要求1所述的卫星飞轮用微振动会聚式隔振装置，其特征在于，所述隔振器采用多槽型空心金属圆柱的构型。
7.根据权利要求1所述的卫星飞轮用微振动会聚式隔振装置，其特征在于，所述阻尼层采用阻尼材料。
8.根据权利要求1所述的卫星飞轮用微振动会聚式隔振装置，其特征在于，所述下转接件、定片和动片都采用金属材料。
9.根据权利要求1所述的卫星飞轮用微振动会聚式隔振装置，其特征在于，所述上平台、衬套、下平台、隔振器和上转接件都采用金属材料制成。
【文档编号】F16F15/315GK104373503SQ201410588435
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年10月28日 优先权日:2014年10月28日
【发明者】虞自飞, 周徐斌, 申军烽, 满孝颖, 黄俊杰, 石新宇 申请人:上海卫星工程研究所