[發明專利]一種用于太陽能帆板的被動式減振裝置

有效

• 申請號: 201410382301.5
• 申請日: 2014-08-06
• 公開（公告）號: CN104139873A
• 公開（公告）日: 2014-11-12
• 發明（設計）人: 朱東方;譚天樂;李結凍;朱春艷;宋婷;孫宏麗
• 申請（專利權）人: 上海新躍儀表廠
• 主分類號: B64G1/44
• 分類號: B64G1/44
• 代理公司: 上海信好專利代理事務所(普通合伙) 31249
• 代理人: 張靜潔

技術領域

本發明涉及帶大型附件衛星的高精度、高穩定度控制技術，具體涉及一種被動式振動控制技術，尤其涉及一種用于太陽能帆板的被動式減振裝置。

背景技術

隨著航天事業的發展，航天器承擔的任務越來越多，航天器結構朝著大型化、復雜化的方向發展。為降低發射成本，要求其結構盡可能輕，但又受到現有材料性能和特殊的太空工作環境限制，必然會導致空間結構在軌工作時的高柔性、低阻尼特性。

在軌工作時，一旦受到各種外部和內部的干擾很容易激起頻率低、幅度大、周期長的振動，而由于其自身的低阻尼特性，激起的振動很難自行衰減。這種振動與航天器主體姿態運動相互耦合，會給衛星的指向精度帶來嚴重影響(如美國的哈勃望遠鏡)，甚至會帶來毀滅性的災難。

航天器振動帶來的慘重教訓，幾乎伴隨著人類航天發展的整個過程，使得人們不得不越來越重視撓性航天器的力學問題和振動控制問題，提出了多種控制策略并逐步工程化，以保證航天器正常運行和航天使命的順利完成。

被動控制技術簡單易實現、不需要外界能量輸入，系統總是穩定的，安全性好，可靠性高。它具有較長時間的應用歷史和比較廣泛的工程應用。動力學系統的動態特性主要取決于系統的剛度、質量和阻尼，改變阻尼會顯著影響系統的響應。特別是在共振區內，增大阻尼可控制系統的響應。粘彈性材料(Viscoeastic?Material，VEM)具有高阻尼特性，近年來使用粘彈性材料增加結構阻尼，己經成為被動控制技術的主要手段之一。

被動控制的典型結構是約束層阻尼(Constrained?Layer?Damping，CLD)結構。它是將粘彈性材料夾在需要控制的結構與約束層之間組成的結構。在這種結構中，粘彈性材料通過周期性的剪切變形來耗散振動能量以達到減振的目的。其優點是能夠在不顯著改變結構的質量和剛度的條件下實現削減共振峰值。由于它的高可靠性和魯棒性，使得它在安全性和可靠性要求很高的航空航天工業中得到了廣泛的應用。一些初步的研究結果表明，利用約束阻尼結構本身可以有效地實現結構振動峰值抑制。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于太陽能帆板的被動式減振裝置，可靠性高、壽命長、安裝簡單，可直接串接在太陽能帆板驅動機構和帆板支架之間，不需要大規模改動帆板結構，并且為太陽能帆板系統的各階振動模態提供了額外的模態阻尼比，可以快速衰減太陽能帆板的撓性振動，達到提高衛星平臺控制精度的目的。

為了達到上述目的，本發明通過以下技術方案實現：一種用于太陽能帆板的被動式減振裝置，安裝在太陽能帆板驅動機構與帆板支架之間，其特點是，包含：

中間柱；

分別與中間柱頂端及底端連接的上法蘭、下法蘭；

所述的上法蘭連接太陽能帆板驅動機構；

所述的下法蘭連接帆板支架；

阻尼器，設置在中間柱外側，與上法蘭和下法蘭連接；

所述中間柱與阻尼器之間設有間隙；

當所述太陽能帆板振動時，阻尼器產生剪切變形，將振動產生的能量一部分儲存起來，另一部分能量轉化為熱量耗散掉；

當所述太陽能帆板展開時，阻尼器在沖擊作用下產生剪切變形，耗散儲存的能量，削弱太陽能帆板展開到位時的沖擊作用。

所述的中間柱為中空結構，具體為一柱體兩端分別延伸有圓形的凸臺；

所述兩凸臺分別連接上法蘭及下法蘭；

所述凸臺上開設多個扇形槽，所述扇形槽平分凸臺的圓周。

所述的阻尼器包含內剪切片、外剪切片及填充在內剪切片與外剪切片之間的粘彈性材料；

所述的內剪切片連接上法蘭；

所述的外剪切片連接下法蘭。

所述的內剪切片為空心式圓臺結構，其內表面為圓柱面，外表面為錐形面。

所述的外剪切片為分體式空心圓柱結構，均分為四部分，其內表面為圓柱面，外表面為錐形面。

被動式減振裝置，進一步包含溫控裝置，所述溫控裝置包含依次連接的加熱電阻絲、熱敏電阻及控制器；

所述加熱電阻絲貼置在外剪切片的外側。