[发明专利]卫星飞轮用微振动圆周分布式动力吸振装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种动力吸振装置，具体地，涉及一种卫星飞轮用微振动圆周分布式动力吸振装置。

背景技术

卫星平台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，飞轮微振动是影响卫星有效载荷性能指标的主要因素，因此抑制飞轮引起的微振动显得十分迫切。常用的飞轮微振动控制方法有阻尼减振、吸振、结构刚化、隔振等等。阻尼减振只有在共振时效果明显；结构刚化会增加卫星质量；隔振则会降低载荷与平台的连接刚度，降低载荷指向精度。

经过试验测试发现，飞轮引起的三个方向(X向、Y向和Z向)微振动响应主要集中在60Hz～70Hz，频带较窄，比较适合采用动力吸振的方案对飞轮的振动响应进行控制。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圆周分布式动力吸振装置，该减振装置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三个方向(X向、Y向和Z向)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；三是要用动力吸振装置代替原有的飞轮支架，减低成本。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飞轮用微振动圆周分布式动力吸振装置。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。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种卫星飞轮用微振动圆周分布式动力吸振装置，包括支架、弹性元件以及调谐质量，卫星飞轮安装在支架上，弹性元件和调谐质量连接成为吸振器组件，吸振器组件固定在支架上，所述吸振器组件为2个以上，沿支架圆周切线方向均匀分布。

所述支架采用圆柱和圆锥的组合构型，避免吸振器组件和支架干涉。

所述支架上方和卫星飞轮连接，下方和卫星蜂窝板连接。

所述吸振器组件通过吸振器转接和螺钉固定在支架上。

所述弹性元件和调谐质量通过螺钉连接成为吸振器组件。

所述吸振器组件为3个。

所述吸振器组件安装后的高度低于支架上表面。

所述吸振器组件在支架上的分布半径为30mm～130mm。

所述弹性元件为多槽型空心金属圆柱，用于提供吸振器的刚度。

所述弹性元件采用铝合金、不锈钢、或钛合金材料。

本发明的卫星飞轮用微振动圆周分布式动力吸振装置通过设计弹性元件3个方向(X向、Y向和Z向)的刚度，将飞轮引起的振动能量转移到动力吸振装置上，达到降低飞轮引起的3个方向(X向、Y向和Z向)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动力吸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：

首先，本发明的卫星飞轮用微振动圆周分布式动力吸振装置采用优化设计理念，吸振装置固有频率为65Hz，减振带宽为±5Hz，减振效率在频带60Hz～70Hz内达到75％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，本发明的卫星飞轮用微振动圆周分布式动力吸振装置可以代替飞轮支架，飞轮通过动力吸振装置安装在蜂窝板上，该动力吸振装置与蜂窝板的配合简单，所需安装空间小。

最后，本发明的卫星飞轮用微振动圆周分布式动力吸振装置，只要对弹性元件的尺寸进行适应性修改，就可以满足飞轮转速不同时的减振需求，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圆周分布式动力吸振装置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，从而提高了该动力减振装置的适应性。

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圆周分布式动力吸振装置的正视图；

图2为本发明卫星飞轮用微振动圆周分布式动力吸振装置的俯视图；

图3为本发明卫星飞轮用微振动圆周分布式动力吸振装置中吸振器组件的结构示意图；