[發明專利]一種用于太空作業的空間桁架和航天載荷結構

有效

• 申請號: 201611033759.5
• 申請日: 2016-11-22
• 公開（公告）號: CN106763468B
• 公開（公告）日: 2019-04-09
• 發明（設計）人: 駱海濤;王鵬;富佳;于敏;于長帥;劉廣明
• 申請（專利權）人: 中國科學院沈陽自動化研究所
• 主分類號: F16F15/04
• 分類號: F16F15/04
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 何麗英

本發明涉及空間桁架和航天載荷結構，具體地說是一種用于太空作業的空間桁架和航天載荷結構。包括箱體結構和空間桁架，所述空間桁架的一端與箱體結構的底部固定連接，另一端與工裝連接，所述箱體結構的外壁上設有約束阻尼層。所述空間桁架包括長管組件、短管及連接方塊，多組長管組件通過連接方塊連接，形成多節的方形或三角形框架，相鄰兩個連接方塊通過與長管組件垂直的短管連接。本發明具有優良的減振性能，可以通過改變粘彈性阻尼層的厚度、材料、敷加位置和敷加面積來達到最佳的減振效果，箱體結構內裝有精密的光電學儀器，供宇航員進行太空作業。

技術領域

本發明涉及空間桁架和航天載荷結構，具體地說是一種用于太空作業的空間桁架和航天載荷結構。

背景技術

隨著航天器朝著大型化，復雜化的方向發展，空間桁架由于容易拆裝、工藝性好、質量輕，且可以根據具體的需要進行結構的調節等優良屬性得到了越來越廣泛的應用，它也是國際空間站的重要組成部分。空間桁架的兩個應用方面一個是在空間桁架的頂端連接相關的光電學設備用來分離電子設備從而降低相互間的干擾，另一個是作為支撐結構支撐空間大型可展開天線和衛星上的太陽帆板等。航天載荷里面裝有精密光電學儀器，它往往和空間桁架連在一起使用。

空間桁架和航天載荷通過運載火箭發射的過程中所經歷的振動環境主要分為隨機振動環境和低頻正弦振動環境。隨機振動主要是由起飛時的發動機排氣噪聲、跨音速飛行段的氣動噪聲和發動機燃燒室內的壓力脈動等所引起的寬帶隨機振動。低頻正弦振動主要是由pogo振動，發動機啟動、熄火和級間分離所引起的彈體結構低階模態自由振蕩；由陣風和跨音速飛行段激波振蕩所引起的彈體橫行抖動，發動機不完全燃燒引起的低階縱向振蕩。這種低頻的振動環境會使空間桁架結構遭到損壞，發生連接松散，結構件變形，性能下降的現象，同時這種振動會使光電學儀器精度下降，機械疲勞，電路瞬間短路、斷路，甚至功能失效。因此，對空間桁架和航天載荷振動特性及振動抑制的研究很有必要，粘彈性阻尼層形式簡單，不需要改動現有結構，質量輕，粘貼方便，阻尼性能優越，使用較少的材料就能達到較大的減振效果。這些優良屬性對航天載荷是經濟實用的，可以給航天事業帶來更大的營運收益。而且伴隨著科學技術的高速發展，這種材料技術會隨之邁上一個新的臺階，其力學性能、成型工藝以及傳導性能會得到逐漸提升，在未來勢必會獲到更為廣闊的應用空間。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的在于提供一種用于太空作業的空間桁架和航天載荷結構。本發明具有優良的減振性能，可以通過變換粘彈性阻尼層的厚度、材料、敷加位置、敷加面積來達到最佳的減振效果，箱體結構內裝有精密的光電學儀器，供宇航員進行太空作業。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種用于太空作業的空間桁架和航天載荷結構，包括箱體結構和空間桁架，所述空間桁架的一端與箱體結構的底部固定連接，另一端與工裝連接，所述箱體結構的外壁上設有約束阻尼層。

所述空間桁架包括長管組件、短管及連接方塊，多組長管組件通過連接方塊連接，形成多節的方形或三角形框架，相鄰兩個連接方塊通過與長管組件垂直的短管連接。

所述長管組件包括連接管、自由阻尼層、第一長管及第二長管，其中連接管的外表面設有自由阻尼層，所述第一長管和第二長管均套設于連接管上、并與自由阻尼層粘接。

所述連接管為空心管，可通過改變連接管的直徑和長度進而改變自由阻尼層的厚度、敷加位置和敷加面積。

所述長管組件和短管分別通過連接件與連接方塊連接。

所述連接件的一端與連接方塊螺紋連接，另一端與長管組件或短管通過螺釘連接。

所述連接方塊與長管組件和短管連接的面上設有螺紋孔，該螺紋孔的外端口設有定位凹槽。

所述空間桁架的兩端分別通過連接方塊與所述箱體結構和工裝連接。