衛(wèi)星三向等剛度隔振器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種衛(wèi)星三向等剛度隔振器，包括：底座，套筒、阻尼橡膠、連接部件以及隔振彈簧，本發(fā)明提供的衛(wèi)星三向等剛度隔振器的軸向剛度和徑向剛度比在0.95～1.05之間，基本實(shí)現(xiàn)三向等剛度，衛(wèi)星三向等剛度隔振器質(zhì)量輕，結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，既可以應(yīng)用于振源隔振，也可以應(yīng)用于衛(wèi)星敏感載荷的隔振，具備有效隔離振動(dòng)傳遞的功能，保證敏感載荷在軌工作。本發(fā)明還公開了一種利用衛(wèi)星三向等剛度隔振器的衛(wèi)星系統(tǒng)，所述衛(wèi)星系統(tǒng)中，衛(wèi)星三向等剛度隔振器既可以單獨(dú)使用，也可以多個(gè)并聯(lián)使用，且可任意位置安裝，接口設(shè)計(jì)方便，有效利用空間，具有較高的通用性。
【專利說明】衛(wèi)星三向等剛度隔振器【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及衛(wèi)星隔振【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是一種衛(wèi)星三向等剛度隔振器。
【背景技術(shù)】
[0002]進(jìn)入21世紀(jì)以來，政治、經(jīng)濟(jì)、國防等對衛(wèi)星提出了越來越高的要求，使得衛(wèi)星朝著高穩(wěn)定、高精度、高分辨率方向發(fā)展，這除了需要提高衛(wèi)星控制系統(tǒng)的精度和穩(wěn)定度之外，還對衛(wèi)星在軌運(yùn)行的力學(xué)環(huán)境，特別是微振動(dòng)環(huán)境提出了更加苛刻的要求。衛(wèi)星在軌工作時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)可能會與太陽陣、磁強(qiáng)計(jì)等撓性部件的彈性振動(dòng)相耦合，引發(fā)衛(wèi)星結(jié)構(gòu)平臺的振動(dòng)，這些振動(dòng)將導(dǎo)致高精度有效載荷的成像質(zhì)量或指向精度嚴(yán)重下降，這必然會影響任務(wù)地完成甚至可能導(dǎo)致失敗。進(jìn)而降低其對有效載荷的影響是當(dāng)前衛(wèi)星結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)部門研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。
[0003]常規(guī)的隔振器設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，質(zhì)量大，安裝形式單一，不適合航天環(huán)境。并且大多數(shù)隔振器只能對某一個(gè)方向的振動(dòng)起到抑制作用，需要多個(gè)隔振器并聯(lián)共同作用，這又引起了多方向上的耦合等問題，使得隔振器的隔振效果并不十分理想。
[0004]因此，針對衛(wèi)星敏感載荷，設(shè)計(jì)一種既考慮工藝性、節(jié)能性、應(yīng)用廣泛性，又考慮系統(tǒng)承載性、高效性、多向性、耦合性的隔振器，成為業(yè)內(nèi)亟待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，提供了一種衛(wèi)星三向等剛度隔振器。
[0006]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
[0007]—種衛(wèi)星三向等剛度隔振器，包括:底座，套筒、阻尼橡膠、連接部件以及隔振彈簧，所述套筒設(shè)置在底座上，所述連接部件整體為U型，連接部件的開口端由套筒頂部設(shè)置的通孔伸入套筒內(nèi)部，連接部件的閉口端設(shè)置在套筒外部，所述隔振彈簧貫裝在連接部件與底座之間，所述連接部件與套筒之間以及隔振彈簧與套筒之間分別設(shè)有阻尼橡膠，其中:
[0008]-隔振彈簧，始終處于受壓狀態(tài)，用于軸向隔振；
[0009]-阻尼橡膠，用于徑向隔振；
[0010]-連接部件，用于與被隔振對象連接。
[0011]所述隔振彈簧與阻尼橡膠過盈配合。
[0012]所述隔振彈簧為線性彈簧。
[0013]所述連接部件與套筒之間設(shè)有間隙。
[0014]所述連接部件的開口端端部設(shè)有徑向凸沿。
[0015]所述底座與套筒之間通過鉚接的方式連接。
[0016]所述阻尼橡膠采用丁基橡膠材料，所述連接部件、套筒和底座均采用鋁合金材料。
[0017]所述衛(wèi)星三向等剛度隔振器的軸向剛度與徑向剛度比為0.95~1.05。
[0018]一種利用衛(wèi)星三向等剛度隔振器的衛(wèi)星系統(tǒng)，包括一個(gè)或多個(gè)并聯(lián)連接的衛(wèi)星三向等剛度隔振器以及衛(wèi)星載荷裝置，所述衛(wèi)星三向等剛度隔振器與衛(wèi)星載荷裝置直接連接。
[0019]所述衛(wèi)星三向等剛度隔振器與衛(wèi)星載荷裝置的連接接口設(shè)計(jì)靈活，衛(wèi)星三向等剛度隔振器的安裝方向和位置任意布置。
[0020]本發(fā)明提供的衛(wèi)星三向等剛度隔振器，其軸向和徑向的剛度比在0.95?1.05之間，基本實(shí)現(xiàn)三向等剛度；連接部件與隔振彈簧和阻尼橡膠直接接觸配合，實(shí)現(xiàn)三向等剛度輸出；該衛(wèi)星三向等剛度隔振器與衛(wèi)星的載荷接口直接連接，不需要外加轉(zhuǎn)接裝置；隔振彈簧始終處于受壓狀態(tài)；三向設(shè)計(jì)剛度在3.2N/mm左右，可依具體情況調(diào)整；法蘭面可靈活設(shè)計(jì)接口 ；連接部件與套筒之間存在一定的間隙，保證其徑向有自由運(yùn)動(dòng)的空間；阻尼橡膠采用阻尼比較大的丁基橡膠材料；連接部件、套筒和底座均采用鋁合金材料，質(zhì)量輕，承載能力強(qiáng)；套筒與底座采用鉚接的方式將隔振器封裝；隔振彈簧為線性彈簧，既可以選用標(biāo)準(zhǔn)彈簧，也可以根據(jù)具體應(yīng)用需求設(shè)計(jì)彈簧；隔振彈簧與阻尼橡膠過盈配合，保證接觸受力；該衛(wèi)星三向等剛度隔振器，安裝方向和位置可任意布置；剛度設(shè)計(jì)既要滿足承載要求也要滿足隔振性能。
[0021]本發(fā)明相比于現(xiàn)有技術(shù)，具有以下的優(yōu)點(diǎn)和積極效果:
[0022]1、傳統(tǒng)線性彈簧徑向無隔振效果，該隔振器采用阻尼橡膠配合彈簧負(fù)責(zé)徑向隔振，實(shí)現(xiàn)三方向隔振；
[0023]2、三向等剛度，即三向隔振頻率相同，頻帶集中，隔振性能更優(yōu)，且三個(gè)方向的隔振效率相同，解耦性能好；
[0024]3、設(shè)計(jì)構(gòu)型簡單，體積小，質(zhì)量輕，裝配工藝好；
[0025]4、由于三向等剛度，因此安裝方向和位置可任意布置，自由方便；
[0026]5、接口設(shè)計(jì)靈活，封裝法蘭面和連接部件均可根據(jù)具體應(yīng)用需求來改變接口 ；
[0027]本發(fā)明軸向和徑向頻率基本相同，三向頻帶集中，可隔離三個(gè)方向的振動(dòng)傳遞，通過隔振彈簧和阻尼橡膠的共同作用，實(shí)現(xiàn)三向等剛度，適用于衛(wèi)星振源和敏感載荷各種工況下的隔振需求。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1為本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖中:1為連接部件，2為隔振彈簧，3為阻尼橡膠，4為套筒，5為底座。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面對本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明:本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程。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(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0031]如圖1所示，本實(shí)施例提供了一種衛(wèi)星三向等剛度隔振器，包括:底座5，套筒4、阻尼橡膠3、連接部件I以及隔振彈簧2，所述套筒4設(shè)置在底座5上，所述連接部件I整體為U型，連接部件I的開口端由套筒4頂部設(shè)置的通孔伸入套筒4內(nèi)部，連接部件I的閉口端設(shè)置在套筒4外部，所述隔振彈簧2貫裝在連接部件I與底座5之間，所述連接部件I與套筒4之間以及隔振彈簧2與套筒4之間分別設(shè)有阻尼橡膠3，其中:
[0032]-隔振彈簧2，始終處于受壓狀態(tài)，用于軸向隔振；
[0033]-阻尼橡膠3，用于徑向隔振；
[0034]-連接部件I，用于與被隔振對象連接。
[0035]在本實(shí)施例中，負(fù)責(zé)軸向隔振的隔振彈簧2，采用標(biāo)準(zhǔn)圓柱螺旋彈簧，彈簧絲直徑
1.6mm,彈簧中徑16mm,節(jié)距7.29mm,圈數(shù)為5,剛度為3.2N/mm ;阻尼橡膠3米用丁基橡膠材料，環(huán)形結(jié)構(gòu)，上部橡膠內(nèi)徑20mm,外徑36mm,下部橡膠內(nèi)徑17mm,外徑36mm,厚度均為IOmm,徑向剛度相同，均為3.2N/mm ;連接部件I采用招合金材料，內(nèi)徑18mm,外徑20mm,中間螺紋孔M4 ;套筒4和底座5采用鋁合金材料，壁厚為1mm，均布4個(gè)直徑為Φ6.ι的通孔，分布半徑為28mm ;衛(wèi)星三向等剛度隔振器總質(zhì)量為0.05kg。
[0036]進(jìn)一步地，所述隔振彈簧2與阻尼橡膠3過盈配合。
[0037]進(jìn)一步地，所述隔振彈簧2還可以為線性彈簧。
[0038]進(jìn)一步地，所述連接部件I與套筒4之間設(shè)有間隙。
[0039]進(jìn)一步地，所述連接部件I的開口端端部設(shè)有徑向凸沿。
[0040]進(jìn)一步地，所述底座5與套筒4之間通過鉚接的方式連接。
[0041]進(jìn)一步地，所述衛(wèi)星三向等剛度隔振器的軸向剛度與徑向剛度比為0.95?1.05。
[0042]進(jìn)一步地，所述阻尼橡膠3采用丁基橡膠材料，所述連接部件1、套筒4和底座5均采用鋁合金材料。
[0043]利用本實(shí)施例提供的衛(wèi)星三向等剛度隔振器的衛(wèi)星系統(tǒng)，包括一個(gè)或多個(gè)并聯(lián)連接的衛(wèi)星三向等剛度隔振器以及衛(wèi)星載荷裝置，所述衛(wèi)星三向等剛度隔振器與衛(wèi)星載荷裝置直接連接。
[0044]進(jìn)一步地，所述衛(wèi)星三向等剛度隔振器與衛(wèi)星載荷裝置的連接接口設(shè)計(jì)靈活，衛(wèi)星三向等剛度隔振器的安裝方向和位置任意布置。
[0045]在該衛(wèi)星系統(tǒng)中，衛(wèi)星三向等剛度隔振器可以單獨(dú)使用，也可以多個(gè)同時(shí)使用，根據(jù)使用需求的不同，合理布置隔振器的位置。連接部件中央設(shè)有M4的螺紋孔，可與被隔振對象直接連接，根據(jù)被隔振載荷的接口位置和布置方式，可改變連接部件上的螺紋孔大小。套筒與底座采用鉚接方式，將隔振器封裝，與衛(wèi)星平臺相連，通孔數(shù)量、位置與大小均可以根據(jù)衛(wèi)星平臺安裝面上的接口進(jìn)行改變，保證接口 一致。
[0046]隔振彈簧在封裝后的工作狀態(tài)為受壓狀態(tài)，剛度為3.2N/mm,阻尼橡膠設(shè)計(jì)配合隔振彈簧徑向剛度為3.2±0.2N/mm,當(dāng)單獨(dú)一個(gè)隔振器工作時(shí)，設(shè)被隔振對象的質(zhì)量為1kg，則隔振器的三向頻率為9Hz，故可以隔離12.7Hz以上的振動(dòng)，隔振范圍寬，隔振效率高。
[0047]以上對本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實(shí)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(shí)質(zhì)內(nèi)容。
【權(quán)利要求】
1.一種衛(wèi)星三向等剛度隔振器，其特征在于，包括:底座，套筒、阻尼橡膠、連接部件以及隔振彈簧，所述套筒設(shè)置在底座上，所述連接部件整體為U型，連接部件的開口端由套筒頂部設(shè)置的通孔伸入套筒內(nèi)部，連接部件的閉口端設(shè)置在套筒外部，所述隔振彈簧貫裝在連接部件與底座之間，所述連接部件與套筒之間以及隔振彈簧與套筒之間分別設(shè)有阻尼橡膠，其中: -隔振彈簧，始終處于受壓狀態(tài)，用于軸向隔振； -阻尼橡膠，用于徑向隔振； -連接部件，用于與被隔振對象連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的衛(wèi)星三向等剛度隔振器，其特征在于，所述隔振彈簧與阻尼橡膠過盈配合。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的衛(wèi)星三向等剛度隔振器，其特征在于，所述隔振彈簧為線性彈黃。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的衛(wèi)星三向等剛度隔振器，其特征在于，所述連接部件與套筒之間設(shè)有間隙。
5.根據(jù)權(quán)利要求5所述的衛(wèi)星三向等剛度隔振器，其特征在于，所述連接部件的開口端端部設(shè)有徑向凸沿。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的衛(wèi)星三向等剛度隔振器，其特征在于，所述底座與套筒之間通過鉚接的方式連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的衛(wèi)星三向等剛度隔振器，其特征在于，所述阻尼橡膠采用丁基橡膠材料，所述連接部件、套筒和底座均采用鋁合金材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的衛(wèi)星三向等剛度隔振器，其特征在于，所述衛(wèi)星三向等剛度隔振器的軸向剛度與徑向剛度比為0.95?1.05。
9.一種利用權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的衛(wèi)星三向等剛度隔振器的衛(wèi)星系統(tǒng)，其特征在于，包括一個(gè)或多個(gè)并聯(lián)連接的衛(wèi)星三向等剛度隔振器以及衛(wèi)星載荷裝置，所述衛(wèi)星三向等剛度隔振器與衛(wèi)星載荷裝置直接連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的利用衛(wèi)星三向等剛度隔振器的衛(wèi)星系統(tǒng)，其特征在于，所述衛(wèi)星三向等剛度隔振器與衛(wèi)星載荷裝置的連接接口設(shè)計(jì)靈活，衛(wèi)星三向等剛度隔振器的安裝方向和位置任意布置。
【文檔編號】F16F7/104GK103939514SQ201410106003
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年3月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月20日
【發(fā)明者】鐘鳴, 申軍烽, 蔣國偉, 滿孝穎, 沈海軍, 虞自飛, 黃俊杰 申請人:上海衛(wèi)星工程研究所