[发明专利]用于运动设备易碎零件的自主供电减振装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于抑制在使用前的传输阶段中振动的设备例如 发射阶段的卫星中的易碎元件承受的振动的装置。

背景技术

“易碎元件”在这种情况下意为其工作可能被在使用前移动以其 为组成部件的设备时引起的振动瞬时或决定性地中断的任何物理元 件。这可以是例如空间观测仪的镜子、用于测量物理量的模块、控制 模块、光学设备、等离子喷嘴、动量轮、陀螺测试仪或陀螺仪。

在某些领域，例如空间领域，设备至少瞬时承受导致其结构以及 因此导致耦合(或固定连接)到其上的某些元件振动的或大或小的明 显运动和/或加速度。对通过发射器置入轨道的卫星或安装在航天飞机 上的某些设备来说尤其是这样。

当这种设备包括易碎元件时，后者必须是“所需尺寸的”(或适合) 和/或耦合至减振装置，从而在发射过程中(如果必要)可经受住负载 因素。

这导致额外的重量和/或空间的需求、复杂度和可观的开发成本以 及元件使用某些高灵敏度机械装置的情况下可能的分辨力的退化。

而且，所用减振装置是被动型的，效率有限，当所用减振装置为 主动型时，在任务开始前需要电源激励，这往往是不允许的，尤其是 在空间领域。

发明内容

没有已知的减振装置令人完全满意，因此本发明的目的是改善这 种状况。

为此目的，本发明提出一种用于需要移动的设备的减振装置，设 备包括其上耦合至少第一元件(被视为不易碎的)和因为被视为易碎 的所以必须防振的第二元件的结构。

此减振设备的特征在于其包括：

-第一压电换能器器件，嵌在结构和第一元件之间(并固定连接 在后者上)，负责将结构振动的机械能转化成电能，

-至少一个传感器，耦合在结构上，负责传送代表设备承受的振 动的测量信号，

-控制器件，通过电能(通过第一换能器器件传送)供电，负责 根据每个测量信号(通过传感器传送)推断用于至少部分地补偿结构 承受的振动的运动的至少一个振幅，传送代表每个由此确定的振幅的 控制信号，以及

-第二压电换能器器件，嵌在结构和第二元件之间(并固定连接 在后者上)，负责将控制信号转化为运动以至少部分地为第二元件抑制 设备承受的振动。

因此，当减振装置自给自足地供电时，由于它产生它的事实，该 减振装置是主动型的。

根据本发明的装置可以包括其他可分别或联合采用的特征，特别 是：

-至少两个传感器，负责传送代表结构在不同方向上承受的振动 的测量信号，以及第二换能器器件，包括至少两个换能器，负责在不 同方向移动第二元件；

-每个传感器可以负责加速度(accelerometric)型的测量；

-其第一换能器器件可用从压电单晶和压电陶瓷中选择的压电材 料制成；

-其第二换能器器件和/或每个传感器可以用从压电单晶和压电陶 瓷中选择的压电材料制成；

其第二换能器器件和/或每个传感器可以由至少一层压电材料 的至少一个堆叠构成。

●每个换能器(第二换能器器件的)和相应的传感器如必要 可共同组成所述的压电材料层的同一堆叠的两个互补部 分。

-当设备(或第二元件)包括用于为第二元件机械地减振并已知 阻尼性能的器件时，控制器件可负责在考虑阻尼性能的情况下推断每 个测量信号的每个运动的振幅。

-其控制器件可被设置以在所选时机被激活或停用。

本发明还提出配备了上述类型减振装置的设备。

本发明特别适合于空间领域和运输领域，尤其适合于铁路运输领 域，虽然不是专有方式。

附图说明

研究下面的详细描述和附图，本发明的其他特征和优点将会体现， 其中：

图1示意性及功能性地表示了包括第一和第二元件的设备和根据 本发明的为第二元件减振的装置的示意性实施例，

图2是表示对应于所选方向的测量信号的时间(t)演化曲线的例 子以及表示控制信号的时间演化曲线的例子的示意图，其中控制信号 代表考虑了振动的时间演化曲线的情况下在所选方向将应用于第二元 件的运动的振幅。

如有必要，附图不仅可以补充本发明，还有助于其定义。

具体实施方式