[发明专利]采用磁流变阻尼技术的半主动隔振平台

说明书

技术领域

本发明涉及一种半主动隔振平台。

背景技术

在卫星的寿命周期内最为恶劣的环境当属发射过程中的振动环境，其间受到多种载荷作用，恶劣的振动环境往往是造成卫星损坏的主要原因，改善卫星发射过程中的振动环境是提高卫星发射安全可靠性的重要措施。传统的运载器和卫星之间的连接界面是星箭连接适配器，这种适配器通常采用锥壳结构，其阻尼低、刚度大，这使得它几乎可以传递所有来自于运载器的静态和动态载荷，使卫星的性能和可靠性下降。通过在星箭连接适配器结构中融合隔振和阻尼减振功能，可以有效地降低作用于卫星的振动载荷，实现卫星的整星减振和隔振。整星隔振是采用隔振器来替代传统的星箭连接适配器，从而降低火箭发射时作用于卫星的振动载荷。整星隔振技术的研究开始于二十世纪90年代初期，到目前为止，被动的整星隔振技术已取得一定的成果。被动隔振对高频隔振效果很好，而对于低频共振响应控制能力不足。主动隔振和半主动隔振对抑制卫星的低频共振作用显著，但主动隔振和半主动隔振由于附加的元件较多，使得其可靠性降低、质量增加较多。总之，目前的整星隔振技术还处于发展阶段，主被动一体化隔振技术逐渐受到重视。但现有主被动一体化整星隔振器普遍存在可靠性不足和质量增重大的缺点。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的主被动一体化整星隔振器存在可靠性不足和质量增重大的问题，进而提供一种采用磁流变阻尼技术的半主动隔振平台。

本发明的技术方案是：采用磁流变阻尼技术的半主动隔振平台由被动隔振装置、半主动控制装置和防摇装置组成，所述被动隔振装置包括上平台、下平台和至少三根弹性支承杆，所述上平台和下平台均为圆环形，所述上平台和下平台之间安装有至少三根弹性支承杆，每根弹性支承杆的上端头和下端头分别与上平台的下端面和下平台的上端面固接，所述每根弹性支承杆的中部弯制成向外凸起的圆弧形；所述半主动控制装置由多个磁流变阻尼器和多个铰链组成，磁流变阻尼器的数量与弹性支承杆的数量相一致，每个磁流变阻尼器均安装在相应的弹性支承杆中部形成的圆弧内，且每个磁流变阻尼器的上端头和下端头均通过铰链与弹性支承杆铰接；所述防摇装置由第一辐板、第二辐板、上套筒和下套筒组成，所述第一辐板安装在上平台的内壁上，第二辐板安装在下平台的内壁上，上套筒与下套筒相套装，且上套筒与下套筒间隙配合，所述上套筒的上端面与第一辐板固接，所述下套筒的下端与第二辐板固接。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：本发明为了降低隔振平台的轴向刚度，在每根弹性支承杆的中部弯制成圆弧形，由于弹性支承杆采用连续材料弯制而成，本身具有弹簧的功能，不需要再另行添加弹簧，所以其内部应力连续变化，没有突变，可靠性更高；另外，由于卫星允许的轴向、横向和扭转位移量都很小，故本发明的弹性支承杆与上平台和下平台之间采用固接的形式，这种固接的形式相对于带有胡克铰和球铰的并联机构来说，不但制造简单，而且可减少铰链等连接件的数量，降低了隔振平台质量，提高了可靠性，这种固接形式还减小了采用铰链连接时的间隙误差，提高了振动控制精度；本发明的磁流变阻尼器是以阻尼力的形式提供控制力，其只能提供与结构运动相反的力，即是阻止结构运动的控制力，正因为这个原因磁流变阻尼器的控制具有很好的稳定性，磁流变阻尼器与平台的连接方式更简洁，只通过铰链连接到弹性支承杆上，附加元件更少，降低了隔振平台质量，提高了可靠性；本发明的防摇装置防止了隔振平台的横向摇晃，提高了本发明的可靠性。

附图说明

图1本发明的被动隔振装置的整体结构轴测图，图2是本发明的整体结构轴测图，图3是防摇装置的整体结构主视剖视图，图4是粘弹性阻尼材料层粘贴在弹性支承杆的外表面后的横截面示意图，图5是采用本发明与未采用本发明的卫星上关键点的随机响应曲线对照图(其中：虚线---表示未使用本发明的卫星上关键点的随机响应曲线，实线——本使用本发明的卫星上关键点的随机响应曲线)。

具体实施方式