一种适合航天器在轨应用的密封型颗粒阻尼器

摘要

本发明公开了一种适合航天器在轨应用的密封型颗粒阻尼器，主要由螺纹压紧板、密封板、波纹管、定力弹簧、上连接板、阻尼颗粒、抽气嘴、壳体及壳体底座等组成。通过阻尼颗粒之间的相互碰撞、剪切变形及摩擦，耗散壳体的振动能量，使上连接板的振动大大降低，从而达到阻尼减振的目的。密封板、波纹管、壳体将阻尼颗粒密闭在阻尼器的腔体内，通过抽气嘴把腔体抽真空，并通过压扁抽气嘴保证腔体的密封，防止阻尼颗粒材料在真空中质损或放气，避免由此导致阻尼性能的下降及对其他光学设备可能产生的污染。本发明阻尼器通过定力弹簧给阻尼颗粒施加载荷，保证阻尼颗粒之间的压力不变，从而保证阻尼力的稳定性。

权利要求

1.一种适合航天器在轨应用的密封型颗粒阻尼器，其特征在于，包括：螺纹压紧板（1），密封板（2），波纹管（3），定力弹簧（4），上连接板（5），阻尼颗粒（6），抽气嘴（7），壳体（8），壳体底座（9）；

螺纹压紧板（1）和壳体（8）均为空心圆柱体；其中，螺纹压紧板（1）内表面一端为内螺纹，另一端开有通孔；壳体（8）一端外表面为外螺纹，内表面为台阶面，另一端为壳体底座（9）提供与航天器结构的机械接口；在壳体（8）外柱面中部开通孔，并与抽气嘴（7）密封连接；

密封板（2）和上连接板（5）为圆柱体；

波纹管（3）下端与壳体（8）上端内表面处台阶面焊接，密封板（2）与波纹管（3）上端焊接；

密封板（2）和上连接板（5）之间设有定力弹簧（4），在两者之间留有间隙；

密封板（2）、波纹管（3）、壳体（8）将阻尼颗粒（6）密闭在阻尼器的腔体内；

通过抽气嘴（7）把腔体内的空气抽到一定的真空度，并通过压扁抽气嘴（7）保证腔体的密封。

2.如权利要求1所述的适合航天器在轨应用的密封型颗粒阻尼器，其特征在于，所述定力弹簧（4）通过上连接板（5）向阻尼颗粒（6）施加载荷。

3.如权利要求1或2所述的适合航天器在轨应用的密封型颗粒阻尼器，其特征在于，所述阻尼颗粒（6）使用高阻尼粘弹材料。

说明书

一种适合航天器在轨应用的密封型颗粒阻尼器

技术领域

[0001] 发明涉及航天在轨技术领域，具体涉及一种密封型颗粒阻尼器。

背景技术

[0002] 航天器在轨运行阶段存在着多种扰动源，这些扰动源会引起航天器平台的振动。随着航天技术的发展，航天器携带的精密有效载荷越来越多，航天器平台的振动往往会影响这些有效载荷的正常工作。为满足有效载荷的工作环境要求，需要采用相应的振动抑制措施，如采用阻尼器把振源通过航天器结构传递至有效载荷的振动能量吸收或耗散掉。颗粒阻尼器是将阻尼颗粒按某一填充率放入待定的结构空腔内，在结构发生振动时颗粒间产生摩擦、碰撞等非线性力学行为，将机械能转化为热能和声能，产生较高的阻尼效应。常见的颗粒阻尼器一般不具备密封的功能，在真空环境下可能由于阻尼颗粒的质损、放气而对如光学仪器等精密设备产生污染，且由于地面和在轨使用时重力环境的变化，往往导致阻尼颗粒之间的压力大幅减小，进而导致摩擦和阻尼力出现较大变化，因此难以直接用于航天器在轨振动抑制。

发明内容

[0003] 有鉴于此，本发明提供了一种适合航天器在轨应用的密封型颗粒阻尼器，既能消除地面试验时空气阻尼的影响，又保证在轨工作时由于放气等现象对光学设备产生的影响。

[0004] 一种适合航天器在轨应用的密封型颗粒阻尼器，包括螺纹压紧板、密封板、波纹管、定力弹簧、上连接板、阻尼颗粒、抽气嘴、壳体及壳体底座；螺纹压紧板和壳体均为空心圆柱体；其中，螺纹压紧板内表面一端为内螺纹，另一端开有通孔；壳体一端外表面为外螺纹，内表面为台阶面，另一端为壳体底座，提供与航天器结构的机械接口；在壳体外柱面中部开通孔，并与抽气嘴密封连接；

[0005] 密封板和上连接板为圆柱体；

[0006] 密封板与波纹管上端焊接；波纹管下端与壳体上端内表面处台阶面焊接；

[0007] 密封板和上连接板之间设置定力弹簧，使二者之间保持稳定的作用力；上连接板的外圆与壳体内壁之间留有间隙；

[0008] 密封板、波纹管、壳体将阻尼颗粒密闭在阻尼器的腔体内；

[0009] 通过抽气嘴把腔体内的空气抽到一定的真空度，并通过压扁抽气嘴保证腔体的密封，防止阻尼颗粒材料在真空中质损或放气，避免由此导致阻尼性能的下降及对其他光学设备可能产生的污染；

[0010] 使用定力弹簧通过上连接板向阻尼颗粒施加压缩载荷，保证在微重力环境下腔体内阻尼颗粒之间保持稳定的压力；

[0011] 通过上连接板与壳体之间的相对运动，使阻尼颗粒之间产生相互碰撞、剪切变形及相对摩擦，从而耗散机械振动能量，达到阻尼减振的目的。阻尼颗粒使用高阻尼粘弹材料制造。

[0012] 本发明的另一种实现形式在螺纹压紧板和密封板之间设置压缩弹簧，可以改善阻尼器的隔振性能。

[0013] 有益效果：

[0014] （1）本发明阻尼器，使用定力弹簧通过上连接板给阻尼颗粒施加压缩载荷，保证在空间微重力环境下阻尼颗粒之间的作用力稳定，进而保证阻尼力的稳定性；

[0015] （2）本发明阻尼器，使用密封板、波纹管、壳体组成的腔体实现阻尼颗粒的密封，防止由于放气而对其它设备造成污染；

[0016] （3）本发明阻尼器，预留抽气嘴实现装配完成后的抽真空，防止地面试验时空气阻尼的影响，保证地面试验结果与在轨性能的一致性。

附图说明

[0017] 图1是本发明阻尼器的结构示意图；

[0018] 图2是本发明阻尼器的应用示意图；

[0019] 图3是本发明阻尼器的另一种形式。

具体实施方式

[0020] 下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

[0021] 本发明提供了一种适合航天器在轨应用的密封型颗粒阻尼器，如图1所示，包括：螺纹压紧板1，密封板2，波纹管3，定力弹簧4，上连接板5，阻尼颗粒6，抽气嘴7，壳体8，壳体底座9；

[0022] 螺纹压紧板1和壳体8均为空心圆柱体；其中，螺纹压紧板1内表面一端为内螺纹，另一端开有通孔；壳体8一端为外螺纹，另一端为壳体底座9提供与航天器结构的机械接口；在壳体8外柱面中部开通孔，并与抽气嘴7密封连接；

[0023] 密封板2和上连接板5为圆柱体；

[0024] 密封板2与波纹管3上端焊接；波纹管3下端与壳体8上端内表面处台阶面焊接；

[0025] 密封板2和上连接板5之间设置定力弹簧4，保持密封板2和上连接板5之间作用力的稳定性；上连接板5的外圆与壳体8的内壁之间留有间隙；

[0026] 密封板2、波纹管3、壳体8将阻尼颗粒6密闭在阻尼器的腔体内；

[0027] 通过抽气嘴7把腔体内的空气抽到一定的真空度，防止地面试验时空气阻尼的影响，保证地面及在轨应用性阻尼性能的一致性。通过压扁抽气嘴7保证腔体的密封，防止阻尼颗粒6材料在真空中质损或放弃，避免由此导致的阻尼性能的下降及对其他光学设备可能产生的污染；

[0028] 使用定力弹簧4通过上连接板5向阻尼颗粒6施加压缩载荷，保证阻尼颗粒间作用力的稳定性，进而保证在轨阻尼力的稳定性；

[0029] 阻尼颗粒使用高阻尼粘弹材料制造。

[0030] 图2所示为本发明的应用示意图，有效载荷与密封板2连接。当结构产生轴向振动时，上连接板5与壳体8之间发生轴向相对运动，使阻尼颗粒之间产生相互碰撞、剪切变形及相对摩擦，从而耗散机械振动能量，达到阻尼减振的目的。

[0031] 图3所示为本发明的另一种形式，在螺纹压紧板1和密封板2之间增加压缩弹簧10，在保证阻尼性能不变的前提下，可以进一步提高隔振性能；

[0032] 综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。