本發(fā)明涉及一種隔振器，特別是涉及一種衛(wèi)星切槽彈簧及液體阻尼一體化隔振器。

背景技術(shù)：

近年來(lái)，衛(wèi)星對(duì)政治、經(jīng)濟(jì)、國(guó)防等發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，同時(shí)對(duì)衛(wèi)星的穩(wěn)定度、精度、分辨率的要求越來(lái)越高，這除了需要提高衛(wèi)星控制系統(tǒng)的精度和穩(wěn)定度之外，還對(duì)衛(wèi)星在軌運(yùn)行的力學(xué)環(huán)境，特別是微振動(dòng)環(huán)境提出了更加苛刻的要求；隨著航天技術(shù)的發(fā)展，衛(wèi)星上搭載的載荷越來(lái)越多，其運(yùn)動(dòng)部件功能種類(lèi)繁多，振動(dòng)頻率范圍更寬，這些振動(dòng)將導(dǎo)致高精度有效載荷的成像質(zhì)量或指向精度嚴(yán)重下降，必然會(huì)影響任務(wù)完成甚至可能導(dǎo)致任務(wù)失敗，進(jìn)而降低其對(duì)有效載荷的影響是當(dāng)前衛(wèi)星結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)部門(mén)研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。

以往衛(wèi)星振源較少，頻率單一，且多為高頻振動(dòng)，傳統(tǒng)隔振器足夠滿(mǎn)足隔振要求，但針對(duì)目前衛(wèi)星的寬頻擾動(dòng)環(huán)境，既要保證高頻隔振，又要抑制隔振系統(tǒng)共振放大，且阻尼不可影響高頻隔振效果。

因此，針對(duì)衛(wèi)星敏感載荷，設(shè)計(jì)一種既考慮工藝性、節(jié)能性，又考慮系統(tǒng)承載性、高效性、多向性的隔振器，成為業(yè)內(nèi)亟待解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，提供了一種衛(wèi)星切槽彈簧及液體阻尼一體化隔振器，通過(guò)被動(dòng)隔振的方法，減小衛(wèi)星平臺(tái)傳遞至有效載荷的振動(dòng)。

本發(fā)明是通過(guò)下述技術(shù)方案來(lái)解決上述技術(shù)問(wèn)題的：一種衛(wèi)星切槽彈簧及液體阻尼一體化隔振器，其包括切槽彈簧、液體阻尼器、上連接件、下連接件、封蓋、螺釘；

切槽彈簧的形狀為圓柱筒形，間隔一定距離切槽，作為隔振單元，用于軸向隔振，切槽彈簧的上下兩端分別與上連接件、下連接件固定連接；

液體阻尼器位于切槽彈簧的內(nèi)部，用于阻尼減振，液體阻尼器的兩端與下連接件固定連接，液體阻尼器的中間部分與上連接件固定連接；

封蓋通過(guò)螺釘將下連接件和切槽彈簧的一個(gè)基座固定連接起來(lái)。

優(yōu)選地，所述切槽彈簧、液體阻尼器、上連接件、下連接件、封蓋、螺釘均采用金屬制成，液體阻尼器內(nèi)部充滿(mǎn)可流動(dòng)液體。

優(yōu)選地，所述液體阻尼器分為上腔體和下腔體兩部分，兩腔外壁由彈性結(jié)構(gòu)組成，腔內(nèi)充滿(mǎn)粘性液體，兩腔中間擁有一定直徑和長(zhǎng)度的液體通道，當(dāng)切槽彈簧的上端與下側(cè)基座發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，上腔體和下腔體內(nèi)部容積發(fā)生變化，粘性液體在兩腔體間相互流動(dòng)，產(chǎn)生較高的阻尼，用于衛(wèi)星載荷低頻阻尼減振。

優(yōu)選地，所述衛(wèi)星切槽彈簧及液體阻尼一體化隔振器、衛(wèi)星平臺(tái)和有效載荷構(gòu)成一個(gè)隔振系統(tǒng)。

優(yōu)選地，所述衛(wèi)星切槽彈簧及液體阻尼一體化隔振器位于有效載荷和衛(wèi)星平臺(tái)之間；衛(wèi)星切槽彈簧及液體阻尼一體化隔振器的數(shù)量根據(jù)有效載荷的構(gòu)型、質(zhì)量特性、安裝空間確定，衛(wèi)星切槽彈簧及液體阻尼一體化隔振器上下兩端分別與有效載荷、衛(wèi)星平臺(tái)連接。

本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于：相比于橡膠，金屬橡膠等傳統(tǒng)阻尼，液體阻尼效果更佳，且可以根據(jù)不同被隔振對(duì)象的質(zhì)量特性和隔振系統(tǒng)的頻率特性，設(shè)計(jì)液體阻尼器，使阻尼效果最優(yōu)，系統(tǒng)適應(yīng)性最優(yōu)；相比于螺旋彈簧，切槽彈簧剛度設(shè)計(jì)更方便，可根據(jù)不同被隔振對(duì)象的質(zhì)量特性，設(shè)計(jì)切槽尺寸與層數(shù)，使隔振效果最優(yōu)，系統(tǒng)適應(yīng)性最優(yōu)；設(shè)計(jì)構(gòu)型緊湊，集隔振與阻尼為一體，體積小，節(jié)省空間，裝配工藝好；該隔振器既可以隔振高頻振動(dòng)，又可以降低系統(tǒng)共振區(qū)域的振動(dòng)放大。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為四個(gè)隔振器構(gòu)成的隔振系統(tǒng)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖給出本發(fā)明較佳實(shí)施例，以詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。

如圖1所示，本發(fā)明衛(wèi)星切槽彈簧及液體阻尼一體化隔振器包括切槽彈簧1、液體阻尼器2、上腔體201、下腔體202、上連接件3、下連接件4、封蓋5、螺釘6；

切槽彈簧1的形狀為圓柱筒形，間隔一定距離切槽，作為隔振單元，用于軸向隔振，切槽彈簧1的上下兩端分別與上連接件3、下連接件4固定連接；

液體阻尼器2位于切槽彈簧1的內(nèi)部，用于阻尼減振，液體阻尼器2的兩端與下連接4件固定連接，液體阻尼器2的中間部分與上連接件3固定連接；

封蓋5通過(guò)螺釘6將下連接件4和切槽彈簧1的一個(gè)基座固定連接起來(lái)，切槽彈簧1、液體阻尼器2、上連接件3、下連接件4、封蓋5、螺釘6均采用金屬制成，液體阻尼器2內(nèi)部充滿(mǎn)可流動(dòng)液體。

液體阻尼器2分為上腔體201和下腔體202兩部分，兩腔外壁由彈性結(jié)構(gòu)組成，腔內(nèi)充滿(mǎn)粘性液體，兩腔中間擁有一定直徑和長(zhǎng)度的液體通道，當(dāng)切槽彈簧1的上端與下側(cè)基座發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，上腔體201和下腔體202內(nèi)部容積發(fā)生變化，粘性液體在兩腔體間相互流動(dòng)，產(chǎn)生較高的阻尼，用于衛(wèi)星載荷低頻阻尼減振。

如圖2所示，衛(wèi)星切槽彈簧及液體阻尼一體化隔振器8、衛(wèi)星平臺(tái)7和有效載荷9構(gòu)成一個(gè)隔振系統(tǒng)，當(dāng)有效載荷9與衛(wèi)星平臺(tái)7發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，衛(wèi)星切槽彈簧及液體阻尼一體化隔振器8發(fā)生變形，從而提供振動(dòng)隔離所需的彈性回復(fù)力，用于衛(wèi)星載荷高頻隔振；衛(wèi)星切槽彈簧及液體阻尼一體化隔振器8位于有效載荷9和衛(wèi)星平臺(tái)7之間；衛(wèi)星切槽彈簧及液體阻尼一體化隔振器8的數(shù)量根據(jù)有效載荷的構(gòu)型、質(zhì)量特性、安裝空間確定；衛(wèi)星切槽彈簧及液體阻尼一體化隔振器8上下兩端分別與有效載荷9、衛(wèi)星平臺(tái)7連接。

根據(jù)有效載荷對(duì)振動(dòng)隔離的需求，可以首先確定隔振器數(shù)量，設(shè)計(jì)出隔振系統(tǒng)的固有頻率，然后根據(jù)隔振器布局及有效載荷的質(zhì)量特性，可以計(jì)算出能夠?qū)崿F(xiàn)該固有頻率的單件隔振器剛度及阻尼要求；根據(jù)衛(wèi)星材料使用要求，確定切槽彈簧的材料，調(diào)整金屬切槽彈簧的外徑、內(nèi)徑、高度、切槽層數(shù)、切槽寬度等參數(shù)至剛度值滿(mǎn)足要求；然后根據(jù)隔振系統(tǒng)的固有頻率，計(jì)算液體阻尼器在共振區(qū)域的最佳阻尼比，確定液體阻尼器內(nèi)部粘性液體的材料及其粘度，調(diào)整內(nèi)部阻尼小孔的直徑和長(zhǎng)度等參數(shù)至阻尼比滿(mǎn)足要求。

以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種衛(wèi)星切槽彈簧及液體阻尼一體化隔振器，其包括切槽彈簧、液體阻尼器、上腔體、下腔體、上連接件、下連接件、封蓋、螺釘，切槽彈簧的形狀為圓柱筒形，間隔一定距離切槽，作為隔振單元，用于軸向隔振，切槽彈簧的上下兩端分別與上連接件、下連接件固定連接；液體阻尼器位于切槽彈簧的內(nèi)部，用于阻尼減振，液體阻尼器的兩端與下連接件固定連接，液體阻尼器的中間部分與上連接件固定連接；封蓋通過(guò)螺釘將下連接件和切槽彈簧的一個(gè)基座固定連接起來(lái)。本發(fā)明設(shè)計(jì)構(gòu)型緊湊，集隔振與阻尼為一體，體積小，節(jié)省空間，裝配工藝好；該隔振器既可以隔振高頻振動(dòng)，又可以降低系統(tǒng)共振區(qū)域的振動(dòng)放大。

技術(shù)研發(fā)人員：鐘鳴;劉興天;趙發(fā)剛;申軍烽
受保護(hù)的技術(shù)使用者：上海衛(wèi)星工程研究所
技術(shù)研發(fā)日：2017.05.19
技術(shù)公布日：2017.09.08