[发明专利]一种卫星发射过程中用于卫星减振的整星六维隔振装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种卫星发射过程中用于卫星减振的整星六维隔振装置。

背景技术

在卫星发射过程中，卫星沿加速度方向的负载最大。但是，由于风力的原因，使发射火箭出现弯曲模态，这会导致卫星有一个横向的位移。其次，卫星为高圆筒形状，其重心比较高，若隔振平台的倾覆刚度不大，就有可能使卫星在摇晃的过程中碰到整流罩。一般情况下，载体振动由环境和发动机转动等原因共同引起，因此动态载体的振动具有比较宽的频带，从而使设备同时具有低频大幅振动和高频振动。

另外，在卫星发射过程中，卫星受到多种的结构振动和声激振动，结构振动一般为几赫兹都几十赫兹，而声激振动一般为几百到上千赫兹，由此可见，卫星所受到的振动是非常复杂的。卫星在发射过程中受到的各种振动和载荷会大大地降低卫星发射的成功率。

中国专利申请200910024448.6公开了一种用带有气缸的两个史都华（Stewart）机构和上、下平台组成的多维隔振装置，其由带有气缸的两个Stewart机构和上、下平台组成，具有六个自由度，可多维隔振。Stewart机构由动、静平台和6条支腿组成，Stewart机构的支腿从上至下由弹簧座、弹簧、气缸、活塞组成。气缸有上、下出气日。Stewart机构上部为动平台，下部为静平台。动、静平台分别与两Stewart机构的上平面和下平面固连。

中国专利200510049525.5公开了一种基于并联六自由度平台的复合振动液压缓冲器，由缓冲器固定平台、六个双作用单自由度液压缓冲器、缓冲器活动平台和连接铰链组成，缓冲器活动平台同被控对象连接，固定平台安装在机座或其它固定平面上，六个双作用单自由度液压缓冲器通过连接铰链连接活动平台和固定平台，并支撑活动平台做六维运动。该液压缓冲器能够同时承受六个方向的振动和冲击，能够跟踪被控对象的连续运动，它为多自由度复合振动缓冲系统提供了一种紧凑的、理想的集成方案，可广泛应用于各种多维力缓冲系统，以及平台的复合振动减隔振系统中。

中国专利申请20121032d161.7公开了一种适用于安装在动态载体上的设备的五维隔振装置。其由设备安装平台、中间平台、载体连接平台、六个包含隔振子系统的支链以及一个不含隔振子系统的约束支链组成，可以实现空间二移动两转动方向的振动隔离。支链中的隔振子系统由一个线性弹簧和一个磁流变阻尼器并联组成，通过改变磁流变阻尼器的阻尼系数实现整个平台的控制。

与传统的卫星隔振技术相比，整星隔振技术具有如下的优点：有利于改善卫星发射阶段的载荷环境；有利于减轻卫星在轨时的结构质量；部分重要的精密仪器可以得到应用；整星隔振系统互换性很强，仅略微调整整星隔振器就可以应用到不同型号的卫星和不同型号的运载火箭中；为其它工程领域的隔振技术提供技术和理论支持。

并联机构运用于隔振方面具有天然的优势：工作空间小，可以有效地抑制振动；刚度大，可以承载质量大的物体；结构简单，在分支之间安装隔振装置方便。由于并联机构具有以上的优点，本发明以卫星的多维振动为研究背景，基于整星隔振的思想，并结合并联机构的优点设计出一款六维隔振机构。

发明内容

针对现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种卫星发射过程中用于卫星减振的整星六维隔振装置，其可使传递到卫星上的振动尽可能的小，保证卫星能够正常工作。

为了实现上述目的，本发明提供了一种卫星发射过程中用于卫星减振的整星六维隔振装置，该隔振装置包括：

运动平台；

固定平台，该固定平台包括三条外杆、三条内杆和三组横杆隔振子系统；三条外杆首尾相接形成等边三角形；三条内杆一端分别连接于等边三角形的三个顶点，另一端分别连接于等边三角形的几何中心；

四条连接支链，其包括一条中央支链以及三条侧部支链；所有连接支链均包括第一连杆、第二连杆、竖杆隔振子系统，第一连杆和第二连杆通过竖杆隔振子系统连接；竖杆隔振子系统由一个线性竖杆弹簧和一个磁流变阻尼器并联形成；

其中，中央支链的一端通过万向铰连接于固定平台的等边三角形的几何中心，另一端通过球副连接于运动平台的几何中心；

三条侧部支链的一端分别通过圆柱副连接于固定平台的等边三角形的三条外杆，外杆上均设有横杆隔振子系统，横杆隔振子系统由一个线性横杆弹簧和一个磁流变阻尼器并联形成，线性横杆弹簧一端固定，另一端连接于圆柱副；三条侧部支链的另一端分别通过球副连接于运动平台。