[实用新型]星载变阻尼减振装置

说明书

技术领域

本实用新型属于航天技术领域，特别涉及一种用于航天光学遥感器的宽频带变阻尼减振装置。 

背景技术

航天光学遥感器在发射阶段所处的力学环境恶劣，需要承受宽频带、大幅值的随机振动。从振动的频谱分布上看，既包含几赫兹到几百赫兹的低频结构振动，也包含几百到几千赫兹的高频声激振动。遥感器在在轨工作阶段，星上的飞轮、制冷器和其他运动部件的扰动可能对光学遥感器的成像质量造成影响。普通的被动隔振措施很难同时满足发射阶段和在轨工作阶段的隔振要求。 

阻尼减振装置是振源和振动体的柔性环节，外部力激振或运动激振在通过减振装置传递后衰减，实现减振效果。目前常用的阻尼减振装置有采用电流变液等粘滞流体阻尼为液体的阻尼减振器。 

粘滞流体阻尼减振器是工程中常用的一种减振装置，它在阻尼缸内封装高密度液体，在活塞上设置小孔或者空隙，当振动发生时，液体流经小孔或空隙产生阻尼达到隔振效果。专利申请号CN200710193513“液压限位式变阻尼减震器”公开了一种变阻尼减振器，但粘滞流体阻尼不可调，阻尼变化范围较窄，较难满足宽频带范围下的减振要求，同时在振动过大装置失效时，无法提供保护支撑。 

当采用电流变液作为介质时，由于电流变液是悬浮液体，当电流变液受到电场作用时，表观粘度急剧增大，屈服强度成倍增加，表现为类似固体的性质；而当撤除外加电场时，流体又恢复原来的流动性质，而且这种转换是无级可逆可控的，具备较好的可控性能和力学性能。专利申请号CN96236145“电流变液与压电陶瓷复合的自适应阻尼器”公开了一种利用压电陶瓷进行反馈的电流 变液自适应阻尼器。但该装置中压电陶瓷输出电压为瞬态电压，对定量控制阻尼系数带来困难。 

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题是：克服现有技术不足，提供一种体积小、结构简单、控制精度高、振动频率实时反馈的星载变阻尼减振装置。 

本实用新型的技术解决方案为：星载变阻尼减振装置，包括活塞组件、活塞筒、弹性支撑装置、阻尼发生装置和传感装置；活塞组件包括导杆、支撑板、承力板、阻尼活塞和限位板；支撑板、承力板、阻尼活塞、限位板由上至下同轴排列、通过导杆固接；所述阻尼活塞由上下两块阻尼活塞板组成，上下两块阻尼活塞板上都均匀开有4-8个阻尼孔，阻尼孔的圆心位于同一圆周上；活塞筒组件包括支撑缸、密封连接板、阻尼缸、副缸和限位块；支撑缸、密封连接板、阻尼缸及副缸从上至下轴向排列通过连接螺栓连接为一体，限位块放置在副缸底部；弹性支撑装置包括上弹性支撑和下弹性支撑；上弹性支撑设置在活塞组件的承力板上下，承力板通过上弹性支撑与支撑缸和密封连接板连接；下弹性支撑设置在活塞组件的限位板上下，限位板通过下弹性支撑与阻尼缸和副缸连接；阻尼发生装置包括电流变液、输入电源、可调谐电源控制器、正电极和负电极；正电极与负电极成对设置，共三对，分别设置在阻尼缸顶部、两块阻尼活塞板上下表面以及阻尼缸底部；电流变液充满整个阻尼缸；可调谐电源控制器接受传感装置的振动变化后调节输入电源电压大小向正电极和负电极供电；传感装置包括光纤光栅传感器、光子晶体光纤和光纤光栅解调器；光纤光栅传感器设置在活塞组件的支撑板底部，光纤光栅解调器设置在活塞筒组件的支撑缸顶部，光纤光栅传感器和光纤光栅解调器通过光子晶体光纤连接，信号输入光纤光栅解调器解调出振动频率。 

所述电流变液为微纳米结构的6％铬离子掺杂TiO₂电流变液颗粒，固体TiO₂颗粒所占体积百分比为20％-30％，TiO₂颗粒的直径为1.5-2.5μm，表面生长有直径30-50nm的长条刺状结构，连续相基液为甲基硅油。 

所述光子晶体光纤为空芯带隙型光子晶体光纤。 

所述光子晶体光纤的整体空气填充率为85％-95％。 

所述光子晶体光纤的光纤包层直径为70μm-100μm。 

本实用新型的工作原理为：本实用新型采用光纤光栅传感器作为振动感应器，信号通过光子晶体光纤传输到解调器。可调谐电源控制器接受振动信息变化后调节输出电压大小，从而改变电流变液的阻尼系数。当支撑板收到外部振动激励时，导杆连同弹性支撑装置、阻尼活塞板、限位板一起运动，电流变液在两块阻尼活塞板上的小孔间流动，产生挤压阻尼，同时在阻尼活塞板与阻尼缸内壁间产生剪切阻尼，随着电流变液阻尼系数变化，实现可调谐变阻尼减振。 

本实用新型与现有技术相比有益效果为：