衛(wèi)星飛輪用微振動一體化動力吸振器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種衛(wèi)星飛輪用微振動一體化動力吸振器，包括安裝單元、彈性單元和質(zhì)量單元，安裝單元、彈性單元和質(zhì)量單元依次由下至上設(shè)置，且安裝單元、彈性單元和質(zhì)量單元一體成型制成。彈性單元為多槽型空心金屬圓柱，包括第一組扇形槽、第二組扇形槽、第三組扇形槽和第四組扇形槽，第一組扇形槽、第二組扇形槽、第三組扇形槽和第四組扇形槽依次沿空心金屬圓柱的軸線方向排列，且每組扇形槽的圓心在空心金屬圓柱的軸線上。本發(fā)明能夠降低飛輪等轉(zhuǎn)動部件在軌運行時引發(fā)的微振動響應(yīng)，保證星上高精度敏感載荷在軌運行時的穩(wěn)定性、可靠性和安全性，具有質(zhì)量輕、尺寸小、結(jié)構(gòu)簡單、裝配方便、制造成本低、適用性強等優(yōu)點，具有較高的通用性。
【專利說明】衛(wèi)星飛輪用微振動一體化動力吸振器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種吸振器，具體地，涉及一種衛(wèi)星飛輪用微振動一體化動力吸振器?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]隨著我國衛(wèi)星朝著高精度、高穩(wěn)定性、長壽命方向發(fā)展，其搭載的敏感載荷對平臺微振動環(huán)境要求越來越苛刻。微振動是指在軌運行階段，星上轉(zhuǎn)動部件高速轉(zhuǎn)動、有效載荷中掃描機構(gòu)運動、變軌調(diào)姿階段推進器點火等導(dǎo)致衛(wèi)星產(chǎn)生一種幅值較小、頻率較高的振動響應(yīng)。研究發(fā)現(xiàn)，飛輪振動是影響衛(wèi)星有效載荷性能指標(biāo)的主要因素，飛輪振動主要由于其轉(zhuǎn)子質(zhì)量分布不均、結(jié)構(gòu)撓性、電機控制器誤差和軸承噪聲等因素產(chǎn)生。常用的飛輪振動控制方法有阻尼吸振、結(jié)構(gòu)剛化、隔振等等。阻尼吸振只有在共振時效果明顯；結(jié)構(gòu)剛化會增加衛(wèi)星質(zhì)量；被動隔振的抑振頻帶窄，而主動隔振相對復(fù)雜，可靠性不高。
[0003]對于上述缺陷，若能夠提供一種衛(wèi)星飛輪用吸振器即可有效解決上述問題。經(jīng)現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，目前還沒有用于衛(wèi)星飛輪用微振動動力吸振器，該種動力吸振器的設(shè)計約束主要包括三個方面:一是要降低衛(wèi)星在軌運行時飛輪安裝板的振動響應(yīng)；二是要實現(xiàn)結(jié)構(gòu)的輕量化設(shè)計和包絡(luò)尺寸的優(yōu)化設(shè)計，節(jié)省整星資源；三是要實現(xiàn)結(jié)構(gòu)的一體化設(shè)計，增加結(jié)構(gòu)工作性能的穩(wěn)定性、可靠性和安全性。為此，提供一種質(zhì)量輕、尺寸小、制造容易、成本較低、性能優(yōu)異的動力吸振器，成為業(yè)內(nèi)亟待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種衛(wèi)星飛輪用微振動一體化動力吸振器。本發(fā)明具有吸振效果好、質(zhì)量輕、尺寸小、制造容易、成本低等特點，以解決衛(wèi)星在軌運行時飛輪振動響應(yīng)大的技術(shù)問題。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種衛(wèi)星飛輪用微振動一體化動力吸振器，包括:安裝單元、彈性單元和質(zhì)量單元，安裝單元、彈性單元和質(zhì)量單元依次由下至上設(shè)置，且安裝單元、彈性單元和質(zhì)量單元一體成型制成。
[0006]優(yōu)選地，彈性單元為螺旋型、多槽型或空間混合切口型。
[0007]優(yōu)選地，彈性單元為多槽型空心金屬圓柱。
[0008]優(yōu)選地，多槽型空心金屬圓柱包括第一組扇形槽、第二組扇形槽、第三組扇形槽和第四組扇形槽，第一組扇形槽、第二組扇形槽、第三組扇形槽和第四組扇形槽依次沿空心金屬圓柱的軸線方向排列，且每組扇形槽的圓心在空心金屬圓柱的軸線上。
[0009]優(yōu)選地，第一組扇形槽和第二組扇形槽對稱設(shè)置。
[0010]優(yōu)選地，第三組扇形槽和第四組扇形槽對稱設(shè)置。
[0011]優(yōu)選地，第一組扇形槽和第二組扇形槽的對稱面與第三組扇形槽和第四組扇形槽的對稱面相互垂直。
[0012]優(yōu)選地，安裝單元上設(shè)置有若干安裝接口。
[0013]優(yōu)選地,質(zhì)量單元為長方體。[0014]優(yōu)選地，衛(wèi)星飛輪用微振動一體化動力吸振器采用鋁合金材料2A14T6制成。
[0015]本發(fā)明的吸振器是一種通過能量轉(zhuǎn)移減弱系統(tǒng)微振動響應(yīng)的裝置，當(dāng)吸振器固有頻率調(diào)諧至激振力頻率附近時，激振力導(dǎo)致吸振器共振，將飛輪的振動能量轉(zhuǎn)移給吸振器，從而達(dá)到降低飛輪微振動響應(yīng)的目的。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果:
[0017]本發(fā)明的動力吸振器采用數(shù)值優(yōu)化和結(jié)構(gòu)優(yōu)化理念設(shè)計而成，在保證及提升設(shè)計性能的前提下實現(xiàn)了動力吸振器一體化和輕量化。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0018]首先，本發(fā)明的衛(wèi)星飛輪用微振動一體化動力吸振器采用一體化設(shè)計，吸振效率在90%以上，具有吸振性能優(yōu)異、質(zhì)量輕、尺寸小、結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低等優(yōu)點。
[0019]其次，本發(fā)明采用一體化設(shè)計理念，一體化動力吸振器自身無需裝配，與飛輪安裝板的配合簡單，所需安裝空間小。
[0020]最后，本發(fā)明的衛(wèi)星飛輪用微振動一體化動力吸振器，只要對彈性單元和質(zhì)量單元的尺寸進行適應(yīng)性修改，就可以滿足飛輪轉(zhuǎn)速不同時的吸振需求，具有較高的通用性，應(yīng)用前景廣闊。
[0021]經(jīng)過模態(tài)、振動等試驗證明，本發(fā)明的衛(wèi)星飛輪用微振動一體化動力吸振器達(dá)到了吸振性能優(yōu)異、質(zhì)量輕、尺寸小、結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低的目的，只要對各尺寸進行適應(yīng)性修改，就能實現(xiàn)對飛輪不同轉(zhuǎn)速下的吸振目的，從而提高了該一體化動力吸振器的適應(yīng)性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯:
[0023]圖1為本發(fā)明衛(wèi)星飛輪用微振動一體化動力吸振器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2為本發(fā)明衛(wèi)星飛輪用微振動一體化動力吸振器的正視圖；
[0025]圖3為本發(fā)明衛(wèi)星飛輪用微振動一體化動力吸振器的左視圖；
[0026]圖4為本發(fā)明衛(wèi)星飛輪用微振動一體化動力吸振器與飛輪的安裝示意圖。
[0027]圖中:1為質(zhì)量單元，2為彈性單元，3為第一組扇形槽，4為第二組扇形槽，5為第三組扇形槽，6為安裝單元，7為第四組扇形槽，8為飛輪安裝板，9為飛輪支架，10為飛輪。
【具體實施方式】
[0028]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進行詳細(xì)說明。以下實施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0029]請參閱圖1，一種衛(wèi)星飛輪用微振動一體化動力吸振器，包括:安裝單元、彈性單元和質(zhì)量單元，安裝單元、彈性單元和質(zhì)量單元依次由下至上設(shè)置，且安裝單元、彈性單元和質(zhì)量單元一體成型制成。安裝單元、彈性單元、質(zhì)量單元采用一體化加工技術(shù)，材料可根據(jù)實際情況調(diào)節(jié)。
[0030]進一步地，彈性單元為螺旋型、多槽型或空間混合切口型。具體地，彈性單元為多槽型空心金屬圓柱。
[0031]進一步地，多槽型空心金屬圓柱包括第一組扇形槽、第二組扇形槽、第三組扇形槽和第四組扇形槽，第一組扇形槽、第二組扇形槽、第三組扇形槽和第四組扇形槽依次沿空心金屬圓柱的軸線方向排列，且每組扇形槽的圓心在空心金屬圓柱的軸線上。
[0032]進一步地，第一組扇形槽和第二組扇形槽對稱設(shè)置，第三組扇形槽和第四組扇形槽對稱設(shè)置，第一組扇形槽和第二組扇形槽的對稱面與第三組扇形槽和第四組扇形槽的對稱面相互垂直。
[0033]進一步地,安裝單兀上設(shè)置有若干安裝接口，質(zhì)量單兀為長方體。
[0034]具體地，本發(fā)明的衛(wèi)星飛輪用微振動一體化動力吸振器采用鋁合金材料2A14T6制成。
[0035]具體地，如圖1至圖3所示，本實施例的衛(wèi)星飛輪用微振動一體化動力吸振器包括:安裝單元6、彈性單元2、質(zhì)量單元1，安裝單元6作為動力吸振器的安裝底座，安裝單元6與彈性單元2連接，彈性單元2與質(zhì)量單元I連接，安裝單元6、彈性單元2、質(zhì)量單元I 一體成型制成，采用一體化加工技術(shù)，用整塊鋁合金材料2A14T6 —體化加工而成，彈性單元2為多槽結(jié)構(gòu)空心金屬圓柱。
[0036]安裝單元2為長方體，其上設(shè)有若干規(guī)則排列的安裝孔作為安裝接口，安裝孔為(3?8)個均布的Φ (3?6)mm圓孔,圓孔大小及所在節(jié)圓大小均可根據(jù)情況調(diào)節(jié)。
[0037]彈性單兀2為多槽型空心金屬圓柱,空心金屬圓柱內(nèi)徑為Φ (5?50)mm,外徑為Φ(6?60)mm,高度為(10?100)mm ;多槽結(jié)構(gòu)為在空心金屬圓柱上切割的第一組扇形槽3，第二組扇形槽4，第三組扇形槽5和第四組扇形槽7四組扇形槽，各組扇形槽依次沿空心金屬圓柱軸線方向排列，每個扇形槽的圓心在空心金屬圓柱軸線上，弧度為(90?180) ° ,高度為(I?8)_;第一組和第二組扇形槽對稱，其中最接近安裝單元的扇形槽下表面距離安裝單元上表面(I?10)mm,每組內(nèi)相鄰扇形槽距離為(I?10)mm,扇形槽個數(shù)為(2?15)個。第三組和第四組扇形槽對稱，其中最接近安裝單元的扇形槽下表面距離安裝單元上表面(3?15)mm,每組內(nèi)相鄰扇形槽距離為(I?10)mm,扇形槽個數(shù)為(2?15)個。第一組扇形槽3和第二組扇形槽4的對稱面與第三組扇形槽5和第四組扇形槽7的對稱面垂直。
[0038]三維立體結(jié)構(gòu)的質(zhì)量單元I為長方體，其包絡(luò)尺寸為(5?100)mmX (5?100)mmX (5 ?50)mm。
[0039]如圖4所示，本發(fā)明與飛輪安裝時，安裝單元6通過其上的安裝孔與飛輪安裝板8，實現(xiàn)本發(fā)明衛(wèi)星飛輪用微振動一體化動力吸振器的安裝。
[0040]本發(fā)明用來降低衛(wèi)星在軌運行時飛輪轉(zhuǎn)動時引發(fā)微振動響應(yīng)，具體工作原理如下:
[0041]本發(fā)明的吸振器是一種通過能量轉(zhuǎn)移減弱系統(tǒng)微振動響應(yīng)的裝置，當(dāng)吸振器固有頻率調(diào)諧至激振力頻率附近時，激振力導(dǎo)致吸振器共振，將飛輪的振動能量轉(zhuǎn)移給吸振器，從而達(dá)到降低飛輪微振動響應(yīng)的目的。
[0042]本發(fā)明的動力吸振器用于降低飛輪等轉(zhuǎn)動部件在軌運行時引發(fā)的微振動響應(yīng)，保證星上高精度敏感載荷在軌運行時的穩(wěn)定性、可靠性和安全性，具有質(zhì)量輕、尺寸小、結(jié)構(gòu)簡單、裝配方便、制造成本低、適用性強等優(yōu)點，具有較高的通用性。
[0043]以上對本發(fā)明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容。
【權(quán)利要求】
1.一種衛(wèi)星飛輪用微振動一體化動力吸振器，其特征在于，包括:安裝單元、彈性單元和質(zhì)量單元，所述安裝單元、彈性單元和質(zhì)量單元依次由下至上設(shè)置，且所述安裝單元、彈性單元和質(zhì)量單元一體成型制成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的衛(wèi)星飛輪用微振動一體化動力吸振器，其特征在于，所述彈性單元為螺旋型、多槽型或空間混合切口型。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的衛(wèi)星飛輪用微振動一體化動力吸振器，其特征在于，所述彈性單元為多槽型空心金屬圓柱。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的衛(wèi)星飛輪用微振動一體化動力吸振器，其特征在于，所述多槽型空心金屬圓柱包括第一組扇形槽、第二組扇形槽、第三組扇形槽和第四組扇形槽，所述第一組扇形槽、第二組扇形槽、第三組扇形槽和第四組扇形槽依次沿所述空心金屬圓柱的軸線方向排列，且每組扇形槽的圓心在空心金屬圓柱的軸線上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的衛(wèi)星飛輪用微振動一體化動力吸振器，其特征在于，所述第一組扇形槽和第二組扇形槽對稱設(shè)置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的衛(wèi)星飛輪用微振動一體化動力吸振器，其特征在于，所述第三組扇形槽和第四組扇形槽對稱設(shè)置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的衛(wèi)星飛輪用微振動一體化動力吸振器，其特征在于，所述第一組扇形槽和第二組扇形槽的對稱面與所述第三組扇形槽和第四組扇形槽的對稱面相互垂直。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的衛(wèi)星飛輪用微振動一體化動力吸振器，其特征在于，所述安裝單元上設(shè)置有若干安裝接口。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的衛(wèi)星飛輪用微振動一體化動力吸振器，其特征在于，所述質(zhì)量單元為長方體。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的衛(wèi)星飛輪用微振動一體化動力吸振器，其特征在于，所述衛(wèi)星飛輪用微振動一體化動力吸振器采用鋁合金材料2A14T6制成。
【文檔編號】F16F7/116GK103486176SQ201310350026
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年8月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月12日
【發(fā)明者】虞自飛, 周徐斌, 申軍烽, 李引引, 蔣國偉, 沈海軍 申請人:上海衛(wèi)星工程研究所