[发明专利]卫星飞轮用微振动一体化动力吸振器

说明书

技术领域

本发明涉及一种吸振器，具体地，涉及一种卫星飞轮用微振动一体化动力吸振器。

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。微振动是指在轨运行阶段，星上转动部件高速转动、有效载荷中扫描机构运动、变轨调姿阶段推进器点火等导致卫星产生一种幅值较小、频率较高的振动响应。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吸振、结构刚化、隔振等等。阻尼吸振只有在共振时效果明显；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吸振器即可有效解决上述问题。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动力吸振器，该种动力吸振器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；三是要实现结构的一体化设计，增加结构工作性能的稳定性、可靠性和安全性。为此，提供一种质量轻、尺寸小、制造容易、成本较低、性能优异的动力吸振器，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一体化动力吸振器。本发明具有吸振效果好、质量轻、尺寸小、制造容易、成本低等特点，以解决卫星在轨运行时飞轮振动响应大的技术问题。

根据本发明的一个方面，提供一种卫星飞轮用微振动一体化动力吸振器，包括：安装单元、弹性单元和质量单元，安装单元、弹性单元和质量单元依次由下至上设置，且安装单元、弹性单元和质量单元一体成型制成。

优选地，弹性单元为螺旋型、多槽型或空间混合切口型。

优选地，弹性单元为多槽型空心金属圆柱。

优选地，多槽型空心金属圆柱包括第一组扇形槽、第二组扇形槽、第三组扇形槽和第四组扇形槽，第一组扇形槽、第二组扇形槽、第三组扇形槽和第四组扇形槽依次沿空心金属圆柱的轴线方向排列，且每组扇形槽的圆心在空心金属圆柱的轴线上。

优选地，第一组扇形槽和第二组扇形槽对称设置。

优选地，第三组扇形槽和第四组扇形槽对称设置。

优选地，第一组扇形槽和第二组扇形槽的对称面与第三组扇形槽和第四组扇形槽的对称面相互垂直。

优选地，安装单元上设置有若干安装接口。

优选地，质量单元为长方体。

优选地，卫星飞轮用微振动一体化动力吸振器采用铝合金材料2A14T6制成。

本发明的吸振器是一种通过能量转移减弱系统微振动响应的装置，当吸振器固有频率调谐至激振力频率附近时，激振力导致吸振器共振，将飞轮的振动能量转移给吸振器，从而达到降低飞轮微振动响应的目的。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

本发明的动力吸振器采用数值优化和结构优化理念设计而成，在保证及提升设计性能的前提下实现了动力吸振器一体化和轻量化。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一体化动力吸振器采用一体化设计，吸振效率在90%以上，具有吸振性能优异、质量轻、尺寸小、结构简单、制造成本低等优点。

其次，本发明采用一体化设计理念，一体化动力吸振器自身无需装配，与飞轮安装板的配合简单，所需安装空间小。

最后，本发明的卫星飞轮用微振动一体化动力吸振器，只要对弹性单元和质量单元的尺寸进行适应性修改，就可以满足飞轮转速不同时的吸振需求，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一体化动力吸振器达到了吸振性能优异、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，就能实现对飞轮不同转速下的吸振目的，从而提高了该一体化动力吸振器的适应性。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明卫星飞轮用微振动一体化动力吸振器的结构示意图；

图2为本发明卫星飞轮用微振动一体化动力吸振器的正视图；

图3为本发明卫星飞轮用微振动一体化动力吸振器的左视图；

图4为本发明卫星飞轮用微振动一体化动力吸振器与飞轮的安装示意图。