[发明专利]一种无摩擦流体阻尼隔振器

说明书

技术领域

本发明涉及微振动控制领域，特别涉及一种无摩擦流体阻尼隔振器。

背景技术

微振动是影响飞行器、航天器的指向精度和成像质量等性能的主要因素，它的主要特点是幅值小、频带宽、控制难。微振动位移一般在微米量级，甚至更小，但是其危害却十分显著；微振动的频率范围从极低到数千赫兹，其中几赫兹到几百赫兹范围振动能量较大，不易衰减；微振动由于振幅小，在机械结构中的传播机理复杂，使得传统减振方法性能下降。

传统隔振器装置中常包含有摩擦力，摩擦力所产生的阻尼属于非线性阻尼，这种阻尼的隔振性能随着激励幅值的改变而改变。当激励幅值非常小时，隔振装置中需要消除摩擦力，否则很小的摩擦力也可能产生“过大”的阻尼效果，甚至导致隔振器中相对运动副的“锁死”，这种现象对微振动的控制极为不利。因此，对于在轨卫星的微振动控制，需要采用不含有摩擦力的隔振元件。

隔振元件除了刚度元件外，还需要有一定的阻尼效果。普通的采用高分子材料制作的隔振器，可以通过改变几何尺寸获得一定的刚度特性，但是阻尼特性大小的调节，需要对高分子材料进行调配，设计非常困难。除此以外，阻尼的大小受限，只能在很窄的范围内进行调制。流体阻尼则不存在这个问题，在设计时通过改变阻尼孔的直径、长度、流体的粘度等，可以非常方便的改变隔振器的阻尼特性。

从已有的研究成果来看，无摩擦流体阻尼隔振器在国外的卫星微振动控制中已经得到一定的实际应用。高性能的三参数流体阻尼隔振器得到了一定的应用，但其存在一定的不足。主要体现在以下几个方面：一，隔振的弯曲刚度过低，降低了隔振器的性能和应用范围；二，隔振器的腔体采用上下布置，使得阻尼器的几何尺寸很大，不能满足使用场合的需求；进一步缩短尺寸时，又会使阻尼孔长度减小，从而减小了隔振性能。

发明内容

本发明针对上述现有技术中存在的问题，提出一种无摩擦流体阻尼隔振器，两个腔体采用内外布置，有效减小了隔振器的尺寸，解决了现有技术的阻尼器尺寸大，隔振性能差的问题。

为解决上述技术问题，本发明是通过如下技术方案实现的：

本发明提供一种无摩擦流体阻尼隔振器，其包括：内腔体、外腔体、上连接件、下连接件以及连通杆，其中：

所述内腔体包括：内腔波纹管、上端盖及下端盖；所述内腔波纹管的上端与所述上端盖相连，所述内腔波纹管的下端与所述下端盖相连；所述内腔波纹管、所述上端盖以及所述下端盖形成圆柱形的内腔体；

所述外腔体包括：外腔内侧波纹管、外腔外侧波纹管、上法兰以及下法兰；所述外腔内侧波纹管的上端与所述上法兰相连，所述外腔内侧波纹管的下端与所述下端盖相连；所述外腔外侧波纹管的上端与所述上法兰相连，所述外腔外侧波纹管的下端与所述下法兰相连；所述外腔内侧波纹管、所述外腔外侧波纹管、所述上法兰、所述下法兰以及所述下端盖形成圆环形的外腔体；

所述外腔体套在所述内腔体外侧；所述上端盖位于所述上法兰的下方；所述上法兰与所述上连接件相连；所述下端盖位于所述下法兰的上方；所述下法兰与所述下连接件相连；所述连通杆的两端分别连通所述内腔体和所述外腔体。

本发明的无摩擦流体阻尼隔振器的所述内腔体以及所述外腔体连通构成所述阻尼器的流体空间，流体通过连通杆的阻尼孔由内向外或由外向内流通，上述所述为两参数的阻尼隔振器，两参数是指流体流动产生的阻尼和波纹管的刚度。

较佳地，还包括缓冲装置，所述缓冲装置设置于所述上法兰和所述上端盖之间；且与所述上法兰和所述上端盖固定连接。增加缓冲装置之后使阻尼隔振器变为三参数的阻尼隔振器，在原有基础上增加了缓冲装置的刚度这一参数，能够在不削弱隔振效果的前提下降低共振峰值。

较佳地，所述内腔体、所述外腔体以及所述连通杆为同轴设置。同轴布置能够使得腔内流体获得均匀的阻尼效果，同时也使得外部激振力能够作用在轴心位置，避免弯矩的产生，避免阻尼器受到损坏或阻尼效果降低。

较佳地，所述上连接件、所述下连接件以及所述连通杆为同轴设置。

较佳地，所述连通杆为可更换的。现有的阻尼器都是通过粘结或焊接依次成型，不可拆卸，设计好之后，系统的阻尼系数也就随之固定了。将连通杆设置为可更换的，可以根据需要选择合适的连通杆的阻尼孔直径和阻尼孔长度，从而使阻尼系数发生改变。

较佳地，所述连通杆的上端面和/或下端面设置有扳手槽或螺丝刀槽，方便使用扳手或螺丝刀拆装连通杆。

较佳地，所述上端盖、所述下端盖、所述上法兰、所述下法兰、所述上连接件以及所述下连接件均设置有螺纹孔，各部件通过螺纹孔连接，方便组装和拆卸。