基于磁力对太阳翼进行振动快速抑制的机构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于磁力对太阳翼进行振动快速抑制的机构。太阳翼本体和磁力推杆，所述的磁力推杆一端通过虎克铰与太阳翼本体的背光面铰接，另一端设有用于铰接在航天器上的虎克铰；所述的磁力推杆包括活塞杆和缸体；活塞杆一端位于缸体内且可沿缸体轴向方向移动，活塞杆另一端通过虎克铰与太阳翼本体的背光面铰接；所述的缸体内部的两端均设有电磁铁；活塞杆伸入缸体的一端设有永磁体；且永磁体位于缸体两端的电磁铁之间。本实用新型专利技术可以实现太阳翼振动的被动抑制；也可进行主动快速抑制。本实用新型专利技术通过磁力平衡了太阳翼的重力，其可以消除太阳翼在地面测试时的重力影响。响。响。

【技术实现步骤摘要】
基于磁力对太阳翼进行振动快速抑制的机构


[0001]本技术属于太阳翼控制领域，具体涉及一种基于磁力对太阳翼进行振动快速抑制的机构。

技术介绍

[0002]卫星在外太空工作时，对太阳翼的稳定性能有较高的要求，稳定性的好坏会直接影响卫星的姿态和运动性能，外太空环境恶劣，干扰因素非常多，时常会给太阳翼带来不必要的振动和冲击，影响其工作，甚至造成破坏。
[0003]太空是无重力环境，然而地面测试时要受重力的影响，因此在地面端验证成功的太阳翼振动抑制机构往往需要改进结构后才适用于太空的应用，且部分地面测试的数据也无法直接应用于太空实际应用。若在地面端设计的太阳翼振动抑制机构就能实现太空无重力环境的模拟，且该振动抑制机构无需改变结构就可直接应用于太空环境，则其性能是最为可靠的。
[0004]目前对太阳翼的抑制分为主动抑制和被动抑制。被动抑制主要利用自身机械结构，无需额外驱动装置；但结构设计较为复杂，且抑制效果通常较差。主动抑制是依靠电机等主动原件对太阳翼振动进行主动抑制，效果较好，但需要额外的控制。
[0005]类似悬臂梁的振动信号采集方法，现有技术中已经可以对太阳翼的振动信号进行采集，并可根据采集的振动信号生成相应的振动波。而通过采集得到的振动波生成反向波进行振动波抑制是较常用的主动抑制的方法，然而采用电机进行主动抑制时，将得到的反向波转化为由电机驱动的机械部件来产生是极其困难的。

技术实现思路

[0006]本技术为一种基于磁力对太阳翼进行振动快速抑制的机构，即可以实现太阳翼振动的被动抑制；也可进行主动快速抑制。采用磁力推杆作为主动件，相对常见的电机为主动件，磁力推杆是由电流的大小进去驱动的；由于磁力与电流大小的关系明确；抑制振动的反向波可以较简单的换算为电流驱动信号，从而使太阳翼的抑制效果更快速和精确。另外，本技术是通过磁悬浮实现磁力推杆和太阳翼的运动的，本技术通过磁力平衡了太阳翼的重力，其可以消除太阳翼在地面测试时的重力影响；使得地面端和太空应用中的工作方式完全相同，结构无需改变，地面振动测试试验数据可直接应用于太空环境。
[0007]本申请实施例公开了一种基于磁力对太阳翼进行振动快速抑制的机构，其包括：太阳翼本体和磁力推杆，所述太阳翼本体的一端设有铰链，铰链用于将太阳翼本体固定在航天器上；
[0008]所述的磁力推杆一端通过虎克铰与太阳翼本体的背光面铰接，另一端设有用于铰接在航天器上的虎克铰；
[0009]所述的磁力推杆包括活塞杆和缸体；活塞杆一端位于缸体内且可沿缸体轴向方向移动，活塞杆另一端通过虎克铰与太阳翼本体的背光面铰接；所述的缸体内部的两端均设
有电磁铁；活塞杆伸入缸体的一端设有永磁体；且永磁体位于缸体两端的电磁铁之间。
[0010]优选的，所述的缸体上设有电流接口；所述的电流接口通过埋设在缸体内部或表面的导线分别与缸体两端的电磁铁相连，两个电磁铁独立供电。
[0011]优选的，所述的基于磁力对太阳翼进行振动快速抑制的机构还包括信号采集器；所述的信号采集器安装于太阳翼本体的背光面。
[0012]优选的，所述的信号采集器安装于太阳翼本体远离航天器的一端。
[0013]优选的，所述的信号采集器为振动传感器。
[0014]优选的，所述的缸体内部的一侧设有激光距离传感器，所述的激光距离传感器用于获取永磁体在缸体内的位置。
[0015]相比于现有技术，本技术具有的有益效果是：
[0016]本技术首先通过磁力推杆的形式，实现太阳翼运动的控制，磁力推杆一方面简化了现有太阳翼运动控制机构的复杂程度，并可实现太阳翼的伸展和收缩，另一方面本技术的电磁铁与靠近其的永磁体之间采用同性相斥原理实现磁悬浮。由于磁排斥力的大小与距离称反比(距离越近，排斥力越大)，这使得太阳翼本体通过磁力推杆具备良好的被动减振特性，太阳翼本体的振动可以通过磁力推杆内的磁排斥力进行减振，极大减弱对航天器产生振动干扰。
[0017]磁力推杆是由电流的大小进去驱动的；由于磁力与电流大小的关系明确；抑制振动的反向波可以较简单的换算为电流驱动信号，从而使太阳翼的抑制效果更快速和精确。
[0018]在地面测试时，本技术通过磁力平衡了太阳翼的重力，其可以消除太阳翼在地面测试时的重力影响；使得地面端和太空应用中的工作方式完全相同，结构无需改变，地面振动测试试验数据可直接应用于太空环境。
[0019]本技术还可以在被动减振的基础上，对于被动减振难以有效抑制的振动情况，通过振动传感器检测太阳翼的振动，并通过控制两个电磁铁的电流大小进行主动抑制振动。
附图说明
[0020]图1为本技术的结构示意图；
[0021]图2为本技术的主视图；
[0022]图3为磁力推杆的结构示意图。
具体实施方式
[0023]下面结合具体实施例对本技术的技术方案做进一步的详细说明，但不能以此限定本技术的范围。即凡是依本技术申请专利范围所作的变化与修饰，皆应仍属于本申请涵盖的范围内。
[0024]如图1-3所示，本实施例公开了一种基于磁力对太阳翼进行振动快速抑制的机构，其包括：太阳翼本体2和磁力推杆，所述太阳翼本体的一端设有铰链，铰链用于将太阳翼本体固定在航天器上；
[0025]所述的磁力推杆一端通过虎克铰与太阳翼本体的背光面铰接，另一端设有用于铰接在航天器上的虎克铰；
[0026]所述的磁力推杆包括活塞杆4和缸体5；活塞杆4一端位于缸体5内且可沿缸体5轴向方向移动，活塞杆4另一端通过虎克铰与太阳翼本体的背光面铰接；所述的缸体5内部的两端均设有电磁铁5-1；活塞杆4伸入缸体5的一端设有永磁体4-1；且永磁体4-1位于缸体5两端的电磁铁5-1之间，本实施例中的航天器1为卫星。
[0027]本实施例的缸体5上设有电流接口5-2；所述的电流接口5-2通过埋设在缸体内部或表面的导线分别与缸体两端的电磁铁5-1相连，两个电磁铁5-1独立供电。电流接口5-2可与卫星中的蓄电池进行连接供电。
[0028]所述的缸体5内部的一侧设有激光距离传感器，所述的激光距离传感器用于获取永磁体4-1在缸体内的位置。在太空环境中时，根据激光距离传感器的信号即可知道太阳翼的展开状态。
[0029]缸体两端的电磁铁5-1与靠近自己这一侧的永磁体的极性相同，即电磁铁与永磁体之间为磁排斥力。
[0030]在太空环境中，在太阳翼平衡状态下，缸体两端的电磁铁5-1对永磁体产生的排斥力是相等的永磁体处于磁悬浮状态；当产生振动时，永磁体的位置发生改动。在电磁铁5-1在电流不变的情况下，永磁体的位置变化导致其与电磁铁之间的磁力发生变化，且该磁力的变化是与振动方向相反的，可以起到被动减振的效果。
[0031]在地面测试环境下，在太阳翼平衡状态下，缸体两端的电磁铁5-1对永磁体产生的排斥力则要平衡掉太阳翼及推杆的重力，下端电磁铁产生的磁排斥力要大；永磁体仍处于静止的磁悬浮本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于磁力对太阳翼进行振动快速抑制的机构，其特征在于包括：太阳翼本体(2)和磁力推杆，所述太阳翼本体的一端设有铰链，铰链用于将太阳翼本体固定在航天器上；所述的磁力推杆一端通过虎克铰与太阳翼本体的背光面铰接，另一端设有用于铰接在航天器上的虎克铰；所述的磁力推杆包括活塞杆(4)和缸体(5)；活塞杆(4)一端位于缸体(5)内且可沿缸体(5)轴向方向移动，活塞杆(4)另一端通过虎克铰与太阳翼本体的背光面铰接；所述的缸体(5)内部的两端均设有电磁铁(5-1)；活塞杆(4)伸入缸体(5)的一端设有永磁体(4-1)；且永磁体(4-1)位于缸体(5)两端的电磁铁(5-1)之间。2.根据权利要求1所述的基于磁力对太阳翼进行振动快速抑制的机构，其特征在于，所述的缸体(5)上设有电流接口(5-2)；所述的电流接...

【专利技术属性】
技术研发人员：李研彪，钟麒，帅琨，曾晰，张利，单晓杭，陈波，金明生，赵军，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：新型
国别省市：