[发明专利]卫星飞轮用微振动隔振与吸振联合减振装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种减振装置，具体地，涉及一种卫星飞轮用微振动隔振与吸振联合减振装置。

背景技术

随着我国卫星朝着高精度、高稳定性、长寿命方向发展，其搭载的敏感载荷对平台微振动环境要求越来越苛刻。研究发现，飞轮振动是影响卫星有效载荷性能指标的主要因素，飞轮振动主要由于其转子质量分布不均、结构挠性、电机控制器误差和轴承噪声等因素产生。常用的飞轮振动控制方法有阻尼减振、吸振、结构刚化、隔振等等。阻尼吸振只有在共振时效果明显；吸振的减振频带较窄；结构刚化会增加卫星质量；被动隔振的抑振频带窄，而主动隔振相对复杂，可靠性不高。

对于上述缺陷，若能够提供一种卫星飞轮用微振动隔振与吸振联合减振装置即可有效解决上述问题，联合减振装置充分综合了隔振和吸振方法的优点，对飞轮的振动响应进行控制。经现有技术的文献检索发现，目前还没有用于卫星飞轮用微振动隔振与吸振联合减振装置，该联合减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安装板的振动响应；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；三是要用联合减振装置代替原有的飞轮支架，减低成本。为此，提供一种质量轻、尺寸小、制造容易、成本较低、性能优异的隔振与吸振联合减振装置，成为业内亟待解决的问题。

发明内容

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隔振与吸振联合减振装置，通过隔振器和吸振器弹性单元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。

根据本发明的一个方面，提供一种卫星飞轮用微振动隔振与吸振联合减振装置，其特征在于，包括上平台、吸振器转接件、吸振器弹性单元、调谐质量块、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矩形凸台用于和吸振器转接件连接；上平台沿圆周方向有三个均匀分布的梯形角，且梯形角位于相邻两个矩形凸台的对称面上，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，汇交点位于上平台的上方，上平台和下平台通过下转接件、隔振器组件连接；调谐质量块和吸振器弹性单元连接成为吸振器组件，吸振器组件共有三个，且三个吸振器组件沿上平台圆周切线方向均匀分布。

优选地，所述上平台的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。

优选地，所述下平台有十个直径为6.5mm阶梯孔用于和卫星蜂窝板连接。

优选地，所述隔振器组件在上平台上的分布半径为25mm～125mm。

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°。

优选地，所述吸振器组件通过吸振器转接件连在上平台上。

优选地，所述吸振器组件在上平台上的分布半径为30mm～130mm。

优选地，所述隔振器和吸振器弹性单元都采用多槽型空心金属圆柱的构型。

优选地，所述阻尼层采用阻尼材料，阻尼层夹在定片和动片之间。

优选地，所述衬套和下转接件之间通过第一螺钉进行固定。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

本发明的联合减振装置采用数值优化和仿真优化理念设计而成，在保证及提升设计性能的前提下实现了联合减振装置一轻量化和高性能化。与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

首先，本发明的卫星飞轮用微振动隔振与吸振联合减振装置采用优化设计理念，减振效率在80％以上，具有减振性能优异、质量轻、尺寸小、结构简单、制造成本低等优点。

其次，本发明的卫星飞轮用微振动隔振与吸振联合减振装置可以代替飞轮支架，飞轮通过联合减振装置安装在蜂窝板上，该联合减振装置与蜂窝板的配合简单，所需安装空间小。

最后，本发明的卫星飞轮用微振动隔振与吸振联合减振装置，只要对隔振器或吸振器弹性单元的尺寸进行适应性修改，就可以满足卫星飞轮转速不同时的减振需求，具有较高的通用性，应用前景广阔。

经过模态、振动等试验证明，本发明的卫星飞轮用微振动隔振与吸振联合减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，就能实现对卫星飞轮不同转速下的减振目的，从而提高了该联合减振装置的适应性，解决卫星在轨运行时飞轮振动响应大的技术问题。