[发明专利]一种双板式直线运动电涡流阻尼器

说明书

技术领域

本发明属于航天器在轨微振动控制技术领域，具体涉及一种双板式直线运动电涡流阻尼器。

背景技术

随着我国航天技术的发展，由星上活动部件如电机、控制力矩陀螺等引起的卫星微振动，将成为影响精密有效载荷实际工作性能的重要因素，如高分辨率对地遥感、观测相机的成像质量等。为了满足精密有效载荷对卫星振动环境的要求，必须设法隔离、抑制微振动的影响。被动振动控制技术又称为阻尼控制技术，是采用阻尼器或阻尼材料，利用阻尼耗能原理消耗结构振动能量的一种技术。这种方式具有可靠性高，易于实现、寿命较长的优点，发展相对成熟。

与地面使用的阻尼器相比，航天器用阻尼器工作环境恶劣，维护不便。因此，阻尼器需要具有高可靠、长寿命，同时能够耐受空间热交变、高真空的环境等。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种双板式直线运动电涡流阻尼器，用于航天器在轨微振动的控制，利用电磁感应原理产生阻尼，其阻尼特性好、可靠性高，其结构紧凑，能够适应空间高真空、热交变等复杂环境。

本发明是通过下述技术方案实现的：

一种双板式直线运动电涡流阻尼器，包括：上法兰、中轴、弹簧、直线轴承、安装筒、外筒、第一金属板、永磁体、连接轴、第二金属板、下端盖、磁屏蔽端盖及磁屏蔽筒；

所述磁屏蔽筒为一端开放一端封闭的圆筒状结构，其封闭端开有用于穿过中轴和连接轴的通孔；

其连接关系如下：安装筒底部固定在外筒的端部；直线轴承安装在安装筒内；中轴套装在直线轴承内，其顶端与上法兰固接；弹簧套在安装筒外，且弹簧的两端分别与安装筒的底部及上法兰固定连接；

磁屏蔽筒固定在外筒内，磁屏蔽筒的封闭端贴合安装筒底部，磁屏蔽端盖通过下端盖安装在磁屏蔽筒的开放端，将磁屏蔽筒的开放端封闭；永磁体安装在磁屏蔽筒和磁屏蔽端盖组成的封闭空间内，且永磁体在其极化方向两端形成对称分布的空间磁场；

连接轴穿过永磁体后，连接轴顶端与中轴的末端连接；第一金属板和第二金属板分别固定在连接轴的两端，且分别位于永磁体极化方向的两端。

进一步的，还包括：上端盖和轴承垫块；上端盖和轴承垫块分别安装在直线轴承的两端，对直线轴承进行轴向限位。

进一步的，还包括：上缓冲垫和下缓冲垫；上缓冲垫和下缓冲垫分别固定在中轴的两端，其中，上缓冲垫位于上法兰和上端盖之间，下缓冲垫位于安装筒底部与外筒形成的空腔内。

进一步的，所述第一金属板的一端通过连接轴的台阶面轴向限位，另一端通过套装在连接轴上的支撑筒轴向限位，第二金属板的一端通过所述支撑筒轴向限位，另一端通过固定在连接轴末端的压紧螺母轴向固定。

进一步的，所述磁屏蔽筒和磁屏蔽端盖均由磁钢制成。

有益效果：(1)本发明的阻尼器能够对航天相关器件中对振动敏感的组件或其它精密机械结构的微振动进行抑制，具有高磁场利用率、高阻尼力与阻尼器整体质量比值、结构紧凑、稳定性好、可靠性高及使用寿命长的特点；且由于稳定性好，又无需复杂的传动机构，故而几乎不需要保养；与传统的粘性流体阻尼器相比，在工作过程中不需要粘性介质、密封部件，耐真空环境好。

(2)本发明采用永磁体来提供现成电涡流所需的磁场，无需外界能源，就可以实现较大的阻尼比，降低了对航天器功耗的要求，从而避免给航天器系统带来额外的能源负担。

(3)本发明的永磁体的磁场在极化方向两端对称分布，且在永磁体两端均布置第一金属板和第二金属板，提高了永磁体的磁场利用率，进而提高了阻尼系数；与单一金属板的结构方案比较而言，本发明的双涡流板产生了更大的电涡流，进而输出更大的阻尼力，具备较好的阻尼性能。

(4)本发明的弹簧用来调节阻尼器对外输出的刚度；直线轴承降低了阻尼器工作时，轴向运动的摩擦阻力，提升了阻尼器的使用寿命；磁屏蔽端盖和磁屏蔽筒有效的屏蔽了永磁体产生的磁场，防止其影响周围其它元器件，具备良好的电磁兼容特性。

(5)本发明的零部件均由金属材料制成，与粘弹性橡胶材料的阻尼方式相比，本发明对空间热交变环境不敏感，能够在大范围温度变化的太空环境中使用。

(6)本发明的第一金属板、第二金属板及永磁体组成的阻尼器与现有的粘性流体阻尼器及橡胶阻尼器相比，本发明的阻尼器的物理特性几十年是不会发生大的变化的，因此阻尼系数的时间稳定性很好，可以实现几十年不变，从而保证了这种电涡流耗能阻尼器的最佳减振效果长期保持不变。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；