[发明专利]卫星三向等刚度隔振器

说明书

技术领域

本发明涉及卫星隔振技术领域，具体是一种卫星三向等刚度隔振器。

背景技术

进入21世纪以来，政治、经济、国防等对卫星提出了越来越高的要求，使得卫星朝着高稳定、高精度、高分辨率方向发展，这除了需要提高卫星控制系统的精度和稳定度之外，还对卫星在轨运行的力学环境，特别是微振动环境提出了更加苛刻的要求。卫星在轨工作时，转动部件的运动可能会与太阳阵、磁强计等挠性部件的弹性振动相耦合，引发卫星结构平台的振动，这些振动将导致高精度有效载荷的成像质量或指向精度严重下降，这必然会影响任务地完成甚至可能导致失败。进而降低其对有效载荷的影响是当前卫星结构设计部门研究的热点和难点。

常规的隔振器设计结构复杂，质量大，安装形式单一，不适合航天环境。并且大多数隔振器只能对某一个方向的振动起到抑制作用，需要多个隔振器并联共同作用，这又引起了多方向上的耦合等问题，使得隔振器的隔振效果并不十分理想。

因此，针对卫星敏感载荷，设计一种既考虑工艺性、节能性、应用广泛性，又考虑系统承载性、高效性、多向性、耦合性的隔振器，成为业内亟待解决的问题。

发明内容

本发明针现有技术中存在的上述不足，提供了一种卫星三向等刚度隔振器。

本发明是通过以下技术方案实现的。

一种卫星三向等刚度隔振器，包括：底座，套筒、阻尼橡胶、连接部件以及隔振弹簧，所述套筒设置在底座上，所述连接部件整体为U型，连接部件的开口端由套筒顶部设置的通孔伸入套筒内部，连接部件的闭口端设置在套筒外部，所述隔振弹簧贯装在连接部件与底座之间，所述连接部件与套筒之间以及隔振弹簧与套筒之间分别设有阻尼橡胶，其中：

-隔振弹簧，始终处于受压状态，用于轴向隔振；

-阻尼橡胶，用于径向隔振；

-连接部件，用于与被隔振对象连接。

所述隔振弹簧与阻尼橡胶过盈配合。

所述隔振弹簧为线性弹簧。

所述连接部件与套筒之间设有间隙。

所述连接部件的开口端端部设有径向凸沿。

所述底座与套筒之间通过铆接的方式连接。

所述阻尼橡胶采用丁基橡胶材料，所述连接部件、套筒和底座均采用铝合金材料。

所述卫星三向等刚度隔振器的轴向刚度与径向刚度比为0.95～1.05。

一种利用卫星三向等刚度隔振器的卫星系统，包括一个或多个并联连接的卫星三向等刚度隔振器以及卫星载荷装置，所述卫星三向等刚度隔振器与卫星载荷装置直接连接。

所述卫星三向等刚度隔振器与卫星载荷装置的连接接口设计灵活，卫星三向等刚度隔振器的安装方向和位置任意布置。

本发明提供的卫星三向等刚度隔振器，其轴向和径向的刚度比在0.95～1.05之间，基本实现三向等刚度；连接部件与隔振弹簧和阻尼橡胶直接接触配合，实现三向等刚度输出；该卫星三向等刚度隔振器与卫星的载荷接口直接连接，不需要外加转接装置；隔振弹簧始终处于受压状态；三向设计刚度在3.2N/mm左右，可依具体情况调整；法兰面可灵活设计接口；连接部件与套筒之间存在一定的间隙，保证其径向有自由运动的空间；阻尼橡胶采用阻尼比较大的丁基橡胶材料；连接部件、套筒和底座均采用铝合金材料，质量轻，承载能力强；套筒与底座采用铆接的方式将隔振器封装；隔振弹簧为线性弹簧，既可以选用标准弹簧，也可以根据具体应用需求设计弹簧；隔振弹簧与阻尼橡胶过盈配合，保证接触受力；该卫星三向等刚度隔振器，安装方向和位置可任意布置；刚度设计既要满足承载要求也要满足隔振性能。

本发明相比于现有技术，具有以下的优点和积极效果：

1、传统线性弹簧径向无隔振效果，该隔振器采用阻尼橡胶配合弹簧负责径向隔振，实现三方向隔振；

2、三向等刚度，即三向隔振频率相同，频带集中，隔振性能更优，且三个方向的隔振效率相同，解耦性能好；

3、设计构型简单，体积小，质量轻，装配工艺好；

4、由于三向等刚度，因此安装方向和位置可任意布置，自由方便；

5、接口设计灵活，封装法兰面和连接部件均可根据具体应用需求来改变接口；

本发明轴向和径向频率基本相同，三向频带集中，可隔离三个方向的振动传递，通过隔振弹簧和阻尼橡胶的共同作用，实现三向等刚度，适用于卫星振源和敏感载荷各种工况下的隔振需求。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图。

图中：1为连接部件，2为隔振弹簧，3为阻尼橡胶，4为套筒，5为底座。

具体实施方式