用于航天器整體振動抑制的非線性能量阱減振裝置制造方法
【專利摘要】一種用于航天器整體振動抑制的非線性能量阱減振裝置，包括至少兩套非線性減振機(jī)構(gòu)、適配器、上懸臂和下懸臂，其中上懸臂和下懸臂分別安裝在適配器的上下兩端，所述非線性減振機(jī)構(gòu)沿適配器和上、下懸臂四周均勻安裝在適配器上。本實(shí)用新型具有的有益效果：實(shí)現(xiàn)對航天器適配器的減振，整個裝置結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)量小。該減振裝置利用非線性能量阱能夠自適應(yīng)航天器隔振系統(tǒng)的固有頻率與之發(fā)生共振，并且耗散的能量隨之增多，從而抑制航天器的振動，減振效果好。本實(shí)用新型可有效減輕航天器的結(jié)構(gòu)質(zhì)量，從而提高有效載荷部分在總質(zhì)量所占的比重。本實(shí)用新型還可以應(yīng)用于載荷條件要求高的精密元件，應(yīng)用范圍廣。
【專利說明】用于航天器整體振動抑制的非線性能量阱減振裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及機(jī)械減振領(lǐng)域，特別是一種用于航天器整體振動抑制的非線性能量阱減振裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]航天器在發(fā)射過程中會受到惡劣的寬頻動力學(xué)環(huán)境激勵，這種環(huán)境激勵往往使航天器在飛行過程中發(fā)生劇烈的振動，這種振動會對航天器造成較大的損壞，因此航天器隔振技術(shù)是航天器動力學(xué)與控制的重要研究方向。航天器整體隔振裝置能夠改善航天器發(fā)射過程中的動力學(xué)環(huán)境，航天器整體隔振裝置分為嵌入式整體隔振裝置和替代式整體隔振裝置。嵌入式整體隔振裝置往往只針對低頻或高頻振動實(shí)現(xiàn)抑制，很難實(shí)現(xiàn)寬頻振動抑制；替代式整體隔振裝置主要應(yīng)用主動控制對液壓作動器或氣動作動器進(jìn)行振動抑制，但主動控制自身可靠性問題及作動器質(zhì)量較大的問題導(dǎo)致替代式整體隔振裝置的應(yīng)用受到限制。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型解決了現(xiàn)有航天器整體隔振平臺存在的質(zhì)量大、可靠性低及寬頻振動抑制等問題，提供了一種可安裝在航天器適配器上，質(zhì)量小、可靠性高，并能自適應(yīng)追蹤系統(tǒng)的固有頻率，實(shí)現(xiàn)航天器的自適應(yīng)被動整體寬頻振動抑制的減振裝置。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用了一種用于航天器整體振動抑制的非線性能量阱減振裝置，包括至少兩套非線性減振機(jī)構(gòu)、適配器、上懸臂和下懸臂，其中上懸臂和下懸臂分別安裝在適配器的上下兩端，所述非線性減振機(jī)構(gòu)沿適配器和上、下懸臂四周均勻安裝在適配器上。
[0005]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述非線性減振機(jī)構(gòu)主要由導(dǎo)軌、小質(zhì)量塊、線性彈簧、非線性彈簧和阻尼元件組成，所述導(dǎo)軌固定安裝在適配器上，其上端連接上懸臂，下端連接下懸臂；所述小質(zhì)量塊上設(shè)置有通孔，所述導(dǎo)軌穿過小質(zhì)量塊上的通孔，所述小質(zhì)量塊可沿導(dǎo)軌上下滑動；所述導(dǎo)軌內(nèi)側(cè)設(shè)置有線性彈簧和非線性彈簧，所述線性彈簧一端連接上懸臂，另一端連接小質(zhì)量塊，所述非線性彈簧一端連接下懸臂，另一端連接小質(zhì)量塊，所述線性彈簧和非線性彈簧設(shè)置在一條直線上；所述導(dǎo)軌外側(cè)設(shè)置有阻尼元件，所述阻尼元件一端連接小質(zhì)量塊，另一端連接下懸臂，所述阻尼元件與非線性彈簧相對導(dǎo)軌對稱。
[0006]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述非線性減振機(jī)構(gòu)為四套或八套。
[0007]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述導(dǎo)軌與上、下懸臂之間，線性彈簧與上懸臂之間，非線性彈簧、阻尼元件與下懸臂之間，小質(zhì)量塊與線性彈簧、非線性彈簧、阻尼元件之間，均采用螺栓固定連接。
[0008]本實(shí)用新型具有的有益效果:
[0009]1、該減振裝置主要由小質(zhì)量塊、彈簧、導(dǎo)軌及阻尼元件組成，實(shí)現(xiàn)對航天器適配器的減振，整個裝置結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)量小。
[0010]2、該減振裝置利用非線性能量阱能夠自適應(yīng)航天器隔振系統(tǒng)的固有頻率與之發(fā)生共振，并且耗散的能量隨之增多，從而抑制航天器的振動，減振效果好。
[0011]3、本實(shí)用新型可有效減輕航天器的結(jié)構(gòu)質(zhì)量，從而提高有效載荷部分在總質(zhì)量所占的比重。
[0012]4、本實(shí)用新型還可以應(yīng)用于載荷條件要求高的精密元件，應(yīng)用范圍廣。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖中:1、上懸臂；2、導(dǎo)軌；3、線性彈簧；4、適配器；5、小質(zhì)量塊；6、非線性彈簧；7、
阻尼元件；8、下懸臂。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步的說明。
[0016]如圖1所示的一種用于航天器整體振動抑制的非線性能量阱減振裝置，由至少兩套減振機(jī)構(gòu)組成，所述非線性減振機(jī)構(gòu)安裝在航天器適配器4上，所述非線性減振機(jī)構(gòu)沿適配器4上、下懸臂周向呈均勻分布。非線性減振機(jī)構(gòu)主要由導(dǎo)軌2、小質(zhì)量塊5、線性彈簧
3、非線性彈簧6和阻尼元件7組成，所述導(dǎo)軌2固定安裝在適配器4上，導(dǎo)軌2上端連接上懸臂1，下端連接下懸臂8 ;所述小質(zhì)量塊5上設(shè)置有通孔，所述導(dǎo)軌2穿過小質(zhì)量塊5上的通孔，所述小質(zhì)量塊5可沿導(dǎo)軌2上下滑動；所述導(dǎo)軌2內(nèi)側(cè)設(shè)置有線性彈簧3和非線性彈簧6，所述線性彈簧3 —端連接上懸臂1，另一端連接小質(zhì)量塊5，所述非線性彈簧6 —端連接下懸臂8，另一端連接小質(zhì)量塊5，所述線性彈簧3和非線性彈簧6設(shè)置在一條直線上；所述導(dǎo)軌2外側(cè)設(shè)置有阻尼元件7，所述阻尼元件7 —端連接小質(zhì)量塊5，另一端連接下懸臂8，所述阻尼元件7與非線性彈簧3相對導(dǎo)軌對稱。
[0017]本實(shí)施例中，安裝在航天器適配器4上的非線性減振裝置為四套或八套。
[0018]本實(shí)施例中，導(dǎo)軌與上、下懸臂之間，線性彈簧3與上懸臂I之間，非線性彈簧6與下懸臂8、阻尼元件7與下懸臂8之間，小質(zhì)量塊5與線性彈簧3、小質(zhì)量塊5與非線性彈簧6及小質(zhì)量塊5與阻尼元件7之間，均采用螺栓固定連接。
[0019]本實(shí)用新型中，小質(zhì)量塊5在初始狀態(tài)下位于導(dǎo)軌2的中部。
[0020]本實(shí)用新型工作原理:航天器系統(tǒng)受到動力學(xué)載荷開始振動后，小質(zhì)量塊5由于適配器4振動從而引起非線性彈簧6及線性彈簧3變形，開始沿導(dǎo)軌2上下滑動，此時連接小質(zhì)量塊5的阻尼元件7受到小質(zhì)量塊5的作用開始耗散能量。隨著航天器振動的加劇，該減振裝置能夠自適應(yīng)航天器隔振系統(tǒng)的固有頻率與之發(fā)生共振，并且耗散的能量隨之增多，從而達(dá)到抑制航天器振動的目的。
【權(quán)利要求】
1.一種用于航天器整體振動抑制的非線性能量阱減振裝置，其特征在于:包括至少兩套非線性減振機(jī)構(gòu)、適配器、上懸臂和下懸臂，其中上懸臂和下懸臂分別安裝在適配器的上下兩端，所述非線性減振機(jī)構(gòu)沿適配器和上、下懸臂四周均勻安裝在適配器上；所述非線性減振機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)軌、小質(zhì)量塊、線性彈簧、非線性彈簧和阻尼元件，所述導(dǎo)軌固定安裝在適配器上，其上端連接上懸臂，下端連接下懸臂；所述小質(zhì)量塊上設(shè)置有通孔，所述導(dǎo)軌穿過小質(zhì)量塊上的通孔；所述導(dǎo)軌內(nèi)側(cè)設(shè)置有線性彈簧和非線性彈簧，所述線性彈簧一端連接上懸臂，另一端連接小質(zhì)量塊，所述非線性彈簧一端連接下懸臂，另一端連接小質(zhì)量塊，所述線性彈簧和非線性彈簧設(shè)置在一條直線上；所述導(dǎo)軌外側(cè)設(shè)置有阻尼元件，所述阻尼元件一端連接小質(zhì)量塊，另一端連接下懸臂，所述阻尼元件與非線性彈簧相對導(dǎo)軌對稱。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于航天器整體振動抑制的非線性能量阱減振裝置，其特征在于:所述的非線性減振機(jī)構(gòu)為四套或八套。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于航天器整體振動抑制的非線性能量阱減振裝置，其特征在于:所述的導(dǎo)軌與上、下懸臂之間，線性彈簧與上懸臂之間，非線性彈簧、阻尼元件與下懸臂之間，小質(zhì)量塊與線性彈簧、非線性彈簧、阻尼元件之間，均采用螺栓固定連接。
【文檔編號】B64G1/38GK203753421SQ201420006438
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年1月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月7日
【發(fā)明者】張業(yè)偉, 陳立群, 丁虎 申請人:沈陽航空航天大學(xué), 上海大學(xué)