[发明专利]卫星控制力矩陀螺群用微振动并联隔振装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种并联隔振装置，具体地，涉及一种卫星控制力矩陀螺群用微振动并联隔振装置。

背景技术

为了实现卫星在轨运行和快速机动的目的，控制力矩陀螺(CMG)作为执行机构已经应用到卫星型号研制中。与飞轮相仿，由于CMG转子的静、动不平衡，轴承的工艺难度大，以及其他加工误差，使得CMG成为影响卫星敏感载荷性能指标的主要因素。CMG产生的振动一般高于20Hz，该高频振动将直接对星体造成影响。因此，需要对CMG产生的振动进行抑制，为卫星敏感载荷提供一个超静环境。

目前，没有用于5个CMG组成的控制力矩陀螺群(CMGs)振动控制的隔振装置，对于上述缺陷，若能够提供一种卫星控制力矩陀螺群用微振动并联隔振装置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控制力矩陀螺群用微振动并联隔振装置，该并联隔振装置的设计约束主要包括四个方面：一是要降低卫星在轨运行时传递到承力筒的振动响应；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；三是并联隔振装置不能影响CMGs的控制指向精度；四是并联隔振装置不影响CMGs输出的用于变轨和快速机动的有用力矩。为此，提供一种质量轻、尺寸小、制造容易、成本较低、性能优异的并联隔振装置，成为业内亟待解决的问题。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明提供一种卫星控制力矩陀螺群用微振动并联隔振装置，具有隔振效果好、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CMGs输出的振动响应大的技术问题。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种卫星控制力矩陀螺群用微振动并联隔振装置，所述控制力矩陀螺为m个，3≤m≤6，均匀安装在靠近卫星蜂窝板圆心周围，其特征在于，主要由位于上部的卫星承力筒和下部的卫星蜂窝板之间的隔振器组件组成，所述隔振器组件包括与卫星承力筒连接的上连杆、与卫星蜂窝板连接的下连杆以及位于上、下连杆之间通过连接件依次连接的隔振器、动片、阻尼层和定片，所述隔振器组件的数量有2n个，2个为一套，3≤n≤8,每两个隔振器组件在其上端通过上转接和连接件组合成一套，其下端通过下转接和连接件固定在卫星蜂窝板上，n套隔振器组件沿卫星蜂窝板圆周方向均匀分布。

所述n套隔振器组件在蜂窝板上的分布半径为100mm～600mm。

每套隔振器组件中的两个隔振器的轴线相交于一点，且这两个轴线所在的平面与蜂窝板

每套隔振器组件中的两个隔振器的轴线之间的夹角为0°～160°。

每套隔振器组件中的两个隔振器的轴线与蜂窝板的交点之间的距离为0～700mm。

每套隔振器组件中的两个隔振器距离蜂窝板的垂直高度为0～350mm。

所述蜂窝板上还安装有控制力矩陀螺安装支架。

所述隔振器为多槽型空心金属圆柱，用于隔离控制力矩陀螺群的振动响应，阻止控制力矩陀螺群向卫星承力筒传递振动。

为解决CMG产生的20Hz以上的振动干扰，并联隔振装置的基频设计值一般在14Hz以下。

本发明的卫星控制力矩陀螺群用微振动并联隔振装置采用多组隔振器并联的方式，阻断CMGs向承力筒传递振动响应的传递路径，降低CMGs工作过程中产生的微振动扰动对敏感载荷性能的影响。并联隔振装置用于降低CMGs输出到承力筒的6个方向的振动响应，降低对敏感载荷性能的影响，同时不影响CMGs输出的用于变轨和快速机动的有用力矩。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

本发明的并联隔振装置采用数值优化和仿真优化理念设计而成，在保证及提升设计性能的前提下实现了并联隔振装置轻量化和高性能化。与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明的卫星控制力矩陀螺群用微振动并联隔振装置采用优化设计理念，减振效率在90％以上，具有减振性能优异、质量轻、尺寸小、结构简单、制造成本低等优点。

2、本发明的卫星控制力矩陀螺群用微振动并联隔振装置能够保证CMGs的控制指向精度。

3、本发明的卫星控制力矩陀螺群用微振动并联隔振装置对CMGs输出的用于变轨和快速机动的有用力矩没有影响。

4、本发明的卫星控制力矩陀螺群用微振动并联隔振装置，只要对隔振器的尺寸等参数进行适应性修改，就可以满足CMG转速不同时的减振需求，具有较高的通用性，应用前景广阔。

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：