[發(fā)明專利]衛(wèi)星飛輪用機(jī)械調(diào)頻式動(dòng)力吸振器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410572725.8
• 申請(qǐng)日: 2014-10-23
• 公開（公告）號(hào): CN104455144A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃俊杰;周徐斌;申軍烽;虞自飛;鐘鳴;石新宇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海衛(wèi)星工程研究所
• 主分類號(hào): F16F7/00
• 分類號(hào): F16F7/00;F16F7/104
• 代理公司: 上海漢聲知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國(guó)中;劉翠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種動(dòng)力吸振器，具體地，涉及一種衛(wèi)星飛輪用機(jī)械調(diào)頻式動(dòng)力吸振器。

背景技術(shù)

隨著我國(guó)衛(wèi)星向著高精度、高穩(wěn)定性、長(zhǎng)壽命方向發(fā)展，其搭載的敏感載荷對(duì)衛(wèi)星平臺(tái)的微振動(dòng)環(huán)境要求越來越高。飛輪振動(dòng)是影響衛(wèi)星有效載荷性能指標(biāo)的主要因素，因此抑制飛輪振動(dòng)顯得十分迫切。常用的飛輪振動(dòng)控制方法有阻尼減振、結(jié)構(gòu)剛化、隔振等等。阻尼減振只有在共振時(shí)效果明顯；結(jié)構(gòu)剛化會(huì)增加衛(wèi)星質(zhì)量；被動(dòng)隔振降低載荷與平臺(tái)的連接剛度，降低載荷指向精度；主動(dòng)隔振能耗高，穩(wěn)定性差。

經(jīng)過對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，目前還沒有用于衛(wèi)星飛輪的機(jī)械調(diào)頻式動(dòng)力吸振器，機(jī)械調(diào)頻式動(dòng)力吸振器的設(shè)計(jì)約束主要包括三個(gè)方面：一是要拓展動(dòng)力吸振器的頻率調(diào)節(jié)范圍；二是要降低在軌運(yùn)行時(shí)飛輪安裝板的振動(dòng)響應(yīng)幅值；三是實(shí)現(xiàn)吸振質(zhì)量塊和彈簧包絡(luò)尺寸的優(yōu)化設(shè)計(jì)，增加結(jié)構(gòu)工作性能的穩(wěn)定性、可靠性和安全性。

為此，如何提供一種頻率調(diào)節(jié)范圍寬、裝配簡(jiǎn)單、成本較低、性能優(yōu)異的調(diào)頻式動(dòng)力吸振器，成為業(yè)內(nèi)亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，本發(fā)明提供了一種衛(wèi)星飛輪用機(jī)械調(diào)頻式動(dòng)力吸振器，該吸振器具有頻率調(diào)節(jié)范圍寬、減振效果好、質(zhì)量輕、尺寸小、裝配簡(jiǎn)單、制造成本低等特點(diǎn)，同時(shí)解決了衛(wèi)星在軌運(yùn)行時(shí)敏感載荷對(duì)平臺(tái)微振動(dòng)響應(yīng)幅值大的技術(shù)問題。

本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。

一種衛(wèi)星飛輪用機(jī)械調(diào)頻式動(dòng)力吸振器，包括底板、導(dǎo)桿、吸振質(zhì)量塊以及直線模組單元，其中，所述導(dǎo)桿垂直固定于底板的中心處，所述吸振質(zhì)量塊套裝在導(dǎo)桿上，并通過直線軸承沿導(dǎo)桿軸向做平移運(yùn)動(dòng)；所述直線模組單元包括兩組直線模組，兩組直線模組固定于底板上，且對(duì)稱設(shè)置于導(dǎo)桿的兩側(cè)。

優(yōu)選地，每一組直線模組均包括導(dǎo)軌、滾珠絲杠、滾珠螺母滑塊、片彈簧組件、電機(jī)連接座以及電機(jī)，所述導(dǎo)軌固定于底板上，所述滾珠絲杠設(shè)置于導(dǎo)軌上，所述滾珠螺母滑塊設(shè)置于滾珠絲杠上，所述片彈簧組件連接于吸振質(zhì)量塊和滾珠螺母滑塊之間，所述電機(jī)連接座固定于導(dǎo)軌的端部。

優(yōu)選地，還包括電機(jī)，所述電機(jī)設(shè)置于一側(cè)直線模組的端部或兩側(cè)直線模組的端部；其中，所述電機(jī)連接座通過轉(zhuǎn)接塊與電機(jī)的定子連接，所述滾珠絲杠通過聯(lián)軸器與電機(jī)的伸出軸連接，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電機(jī)輸出軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為滾珠螺母滑塊的平移運(yùn)動(dòng)。

優(yōu)選地，所述片彈簧組件包括片彈簧以及設(shè)置于片彈簧兩端的滾動(dòng)軸承，所述片彈簧兩端的滾動(dòng)軸承通過軸承座分別與吸振質(zhì)量塊和滾珠螺母滑塊固接。

優(yōu)選地，所述片彈簧為半圓形結(jié)構(gòu)，片彈簧的兩端分別水平伸出耳片，其中，任一端的耳片上設(shè)有至少一個(gè)連接孔，所述連接孔與滾動(dòng)軸承的轉(zhuǎn)軸固接，滾動(dòng)軸承的轉(zhuǎn)軸兩端與滾動(dòng)軸承的內(nèi)圈配合，滾動(dòng)軸承的外圈與軸承座配合，所述軸承座固接在吸振質(zhì)量塊或滾珠螺母滑塊上。

優(yōu)選地，所述片彈簧材料為M65。

優(yōu)選地，所述吸振質(zhì)量塊為空心長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，吸振質(zhì)量塊上設(shè)有至少一個(gè)連接孔，所述直線軸承通過連接孔固接在吸振質(zhì)量塊的內(nèi)部，并受導(dǎo)桿約束。

本發(fā)明提供的衛(wèi)星飛輪用機(jī)械調(diào)頻式動(dòng)力吸振器，采用機(jī)械調(diào)頻的原理，可根據(jù)飛輪轉(zhuǎn)速的變化進(jìn)行頻率調(diào)節(jié)，進(jìn)而達(dá)到最佳的飛輪減振效果；具體為：電機(jī)帶動(dòng)滾珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，調(diào)整滾珠螺母滑塊的位置，進(jìn)而改變片彈簧端點(diǎn)連線和導(dǎo)桿軸線的夾角，即可調(diào)節(jié)吸振質(zhì)量塊片彈簧結(jié)構(gòu)的垂向等效剛度，進(jìn)而調(diào)節(jié)該結(jié)構(gòu)的固有頻率。

由于采用了以上技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)和積極效果：

首先，本發(fā)明所提供的衛(wèi)星飛輪用機(jī)械調(diào)頻式動(dòng)力吸振器采用了機(jī)械調(diào)頻技術(shù)，通過電機(jī)調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)垂向等效剛度，具有調(diào)節(jié)精度高，響應(yīng)速度快，調(diào)諧范圍大，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，穩(wěn)定性高，容易控制的特點(diǎn)。

其次，本發(fā)明所提供的衛(wèi)星飛輪用機(jī)械調(diào)頻式動(dòng)力吸振器采用了數(shù)值優(yōu)化和結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)理念，減振性能優(yōu)異，裝配方便，所需安裝空間小。

再次，本發(fā)明的衛(wèi)星飛輪用機(jī)械調(diào)頻式動(dòng)力吸振器，充分考慮不同型號(hào)飛輪的減振需求，只要對(duì)底板、片彈簧和吸振質(zhì)量塊的相關(guān)尺寸進(jìn)行適應(yīng)性修改，就可以滿足不同型號(hào)飛輪的減振需求，具有較高的通用性，應(yīng)用前景廣闊。