【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于航天器隔振降噪领域，具体地说，涉及一种航天器控制力矩陀螺变阻尼变刚度、宽频带并联隔振系统。
技术介绍
1、控制力矩陀螺控制力矩陀螺是航天器用于进行姿态控制的大惯量、高转速精密执行部件，需要对其进行隔振。另一方面，由于控制力矩陀螺在发射阶段面对的是随机、宽带但以低频能量为主的大振幅环境，而在在轨段面对的是随机、宽带但以高频能量为主的小振幅环境，因此这对控制力矩陀螺隔振器及系统提出了高性能、具有环境适应性的要求。
2、现有航天器控制力矩陀螺隔振技术方案一般可以分为两大类：被动隔振和主被动一体化隔振，隔振构型一般是采用并联或者steward平台方式，以实现多自由度隔振。在被动隔振方式中，专利文献cn210526884u提出了一种固定阻尼孔的波纹管流体阻尼器原理图用于控制力矩陀螺的隔振，专利文献cn106005484b和cn110566630b都提出了横槽弹簧内套阻尼器的隔振方式，专利文献cn110803306b主要是阐述了针对控制力矩陀螺集群隔振系统的复杂机械支架技术。上述被动隔振方式中由于阻尼方式固定或者单一，造成其隔振频宽受限。
3、为了提高被动式隔振器的性能，欧洲专利文献ep0623763b1、ep2518366b1以及中国专利文献cn104632989b、cn104389943b中均提出了三参数的隔振器，三参数隔振器与两参数隔振器相比，其在高频段的隔振性能明显提高了，但在低频段特别是在共振峰区域的隔振性能并没有提高。
4、为了提高上述被动隔振器或系统在频宽尤其是在低频段的不足，
5、综上所述，要研制可靠性高、能高效抑制航天器控制力矩陀螺振动与冲击的具有环境适应性的宽频带隔振系统，尚待解决的关键技术问题包括：
6、1、高性能的隔振系统首先需要有高性能的隔振器件，现有隔振器件一般都是固定阻尼、固定刚度的，这使得隔振器不具环境适应性，隔振频宽受限，因此需要设计有适应性的、阻尼和刚度能变化的隔振器。
7、2、现代航天器主要朝着大型化、载人化方向发展，因此其控制力矩陀螺规格一般较大，在主动段采用隔振系统承载明显存在可靠性问题，因此在主动段最好采用锁紧的方式，这样就要求控制力矩陀螺隔振系统在主动段具有一定的压缩柔性，在在轨段首先能高效缓解控制力矩陀螺的解锁释放冲击，然后在控制力矩陀螺正常工作阶段能有效抑制控制力矩陀螺产生的微振动，避免控制力矩陀螺微振动对舱内精密有效载荷工作质量或噪声量级的影响。
8、有鉴于此特提出本专利技术。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种航天器控制力矩陀螺变阻尼变刚度、宽频带并联隔振系统。
2、为解决上述技术问题，本专利技术采用技术方案的基本构思是：
3、一种航天器控制力矩陀螺变阻尼变刚度、宽频带并联隔振系统，包括变阻尼变刚度液体隔振器、隔振器过渡支架、基座、锁紧与释放装置、顶杆、环形连接板，四只变阻尼变刚度液体隔振器倾斜地、对称分布于环形连接板与基座之间，形成对称的并联隔振系统，每只液体隔振器的上端均通过过渡支架与环形连接板的下安装面由螺钉连接，下端均通过过渡支架与基座由螺钉连接；两个锁紧与释放装置对称分布于环形连接板的两侧，其上端均与环形连接板的下安装面由螺钉连接，下端均与基座上的锁紧与释放装置安装支架由螺钉连接；两个顶杆对称分布于环形连接板的另外两侧，其下端均与基座上的顶杆安装支架由螺钉连接，其上端为自由端，当锁紧与释放装置处于锁紧状态时，顶杆上端与环形连接板接触，当锁紧与释放装置处于释放状态时，顶杆上端与环形连接板之间存在一定的间隙；环形连接板的上安装面与控制力矩陀螺的四个安装耳板之间通过螺钉连接。
4、可选的，变阻尼变刚度液体隔振器包括活塞组件、主波纹管组件、副波纹管组件、主副波纹管连接法兰、密封圈、硅油、机加工弹簧组件、上连接件、中间连接件和下连接件，两套主波纹管组件分布在活塞组件的上、下方，且均通过其第一法兰与活塞组件由螺栓、螺母连接，在两套主波纹管组件与活塞组件之间均配有密封圈；两套副波纹管组件的第一法兰再通过两套主副波纹管连接法兰，分别与两套主波纹管组件的第二法兰由螺栓、螺母连接，在每组主波纹管组件与连接法兰之间、连接法兰与副波纹管组件之间均配有密封圈；在活塞组件上、下方形成了对称的密封容腔，每个密封容腔分为与主波纹管组件对应的主腔、与副波纹管组件对应的缓冲腔，以及在副波纹管组件与主副波纹管连接法兰之间形成的、连接主腔与缓冲腔的流体通道，在活塞组件上、下方的密封容腔内灌注有硅油作为工作介质。
5、可选的，变阻尼变刚度液体隔振器中两套中间连接件，其上、下端分别与处于活塞组件上、下方的主副波纹管连接法兰由螺栓、螺母连接，成左右对称布置；上连接件处于中间连接件的上方，其中部与活塞组件通过螺钉连接，其下部与机加工弹簧组件中的卡环通过螺钉连接；下连接件处于中间连接件的下方，其上部与处于活塞组件下方的主副波纹管连接法兰由螺栓、螺母连接；机加工弹簧组件处于下连接件的内部，其下端与下连接件通过螺钉连接，其上端卡环与上连接件的下部通过螺钉连接。
6、可选的，变阻尼变刚度液体隔振器中活塞组件包括活塞、固定阻尼孔、低频阀和高频阀，在活塞中部加工有一个固定阻尼孔作为主阻尼孔，主阻尼孔的长径比符合厚壁小孔的范畴，即0.5<l/d≤4；低频阀包括低频阀芯、低频阀芯弹簧和低频阀阀座，低频阀芯处于两只低频阀芯弹簧的中间位置，低频阀为常开方式，当活塞上、下振动时，工作介质可以双向通过低频阀；高频阀包括高频阀芯、高频阀芯弹簧和高频阀阀座，高频阀芯被一只高频阀芯弹簧压在阀口上，高频阀为常闭方式，当活塞上、下振动时，工作介质只能从一个方向通过高频阀，因此高频阀一是必须成对配置，二是两只阀方向相反地布置在活塞内；若干只低频阀、高频阀围绕固定阻尼孔呈圆周均布或对称分布，低频阀和高频阀的数量、阀参数均可根据具体隔振系统的要求进行优化配置与设计。
7、可选的，变阻尼变刚度液体隔振器中主波纹管组件包括主波纹管、主波纹管第一法兰和主波纹管第二法兰，优选地，第一法兰和第二法兰在方位上呈90º错位设计，主波纹管和第一法兰、第二法兰均通过焊接方式连接；副波纹管组件包括副波纹管、副波纹管第一法兰、副波纹管第二法兰和容积调整端盖，容积调整端盖处于副波纹管上方，与副波纹管第二法兰通过螺钉连接，在容积调整端盖和副波纹管第二法兰之间配有密封圈；副波纹管与其第一法兰、第二法兰均通过焊接方式连接。
8、可选的，变阻尼变刚度液体隔振器中，其机加工弹本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种航天器控制力矩陀螺变阻尼变刚度、宽频带并联隔振系统，包括：变阻尼变刚度液体隔振器、隔振器过渡支架、基座、锁紧与释放装置、顶杆、环形连接板，其特征在于：四只变阻尼变刚度液体隔振器倾斜地、对称分布于环形连接板与基座之间，形成对称的并联隔振系统，每只液体隔振器的上端均通过过渡支架与环形连接板的下安装面由螺钉连接，下端均通过过渡支架与基座由螺钉连接；两个锁紧与释放装置对称分布于环形连接板的两侧，其上端均与环形连接板的下安装面由螺钉连接，下端均与基座上的锁紧与释放装置安装支架由螺钉连接；两个顶杆对称分布于环形连接板的另外两侧，其下端均与基座上的顶杆安装支架由螺钉连接，其上端为自由端，当锁紧与释放装置处于锁紧状态时，顶杆上端与环形连接板接触，当锁紧与释放装置处于释放状态时，顶杆上端与环形连接板之间存在一定的间隙；环形连接板的上安装面与控制力矩陀螺的四个安装耳板之间通过螺钉连接。
2.根据权利要求1所述的一种航天器控制力矩陀螺变阻尼变刚度、宽频带并联隔振系统，其特征在于，活塞组件、主波纹管组件、副波纹管组件、主副波纹管连接法兰、密封圈、硅油、机加工弹簧组件、上连接件、中间连
3.根据权利要求2所述的一种航天器控制力矩陀螺变阻尼变刚度、宽频带并联隔振系统，其特征在于，变阻尼变刚度液体隔振器中两套中间连接件，其上、下端分别与处于活塞组件上、下方的主副波纹管连接法兰由螺栓、螺母连接，成左右对称布置；上连接件处于中间连接件的上方，其中部与活塞组件通过螺钉连接，其下部与机加工弹簧组件中的卡环通过螺钉连接；下连接件处于中间连接件的下方，其上部与处于活塞组件下方的主副波纹管连接法兰由螺栓、螺母连接；机加工弹簧组件处于下连接件的内部，其下端与下连接件通过螺钉连接，其上端卡环与上连接件的下部通过螺钉连接。
4.根据权利要求2所述的一种航天器控制力矩陀螺变阻尼变刚度、宽频带并联隔振系统，其特征在于，变阻尼变刚度液体隔振器中活塞组件包括活塞、固定阻尼孔、低频阀和高频阀，在活塞中部加工有一个固定阻尼孔作为主阻尼孔，主阻尼孔的长径比符合厚壁小孔的范畴，即0.5<l/d≤4；低频阀包括低频阀芯、低频阀芯弹簧和低频阀阀座，低频阀芯处于两只低频阀芯弹簧的中间位置，低频阀为常开方式，当活塞上、下振动时，工作介质可以双向通过低频阀；高频阀包括高频阀芯、高频阀芯弹簧和高频阀阀座，高频阀芯被一只高频阀芯弹簧压在阀口上，高频阀为常闭方式，当活塞上、下振动时，工作介质只能从一个方向通过高频阀，因此高频阀一是必须成对配置，二是两只阀方向相反地布置在活塞内；若干只低频阀、高频阀围绕固定阻尼孔呈圆周均布或对称分布，低频阀和高频阀的数量、阀参数均可根据具体隔振系统的要求进行优化配置与设计。
5.根据权利要求2所述的一种航天器控制力矩陀螺变阻尼变刚度、宽频带并联隔振系统，其特征在于，变阻尼变刚度液体隔振器中主波纹管组件包括主波纹管、主波纹管第一法兰和主波纹管第二法兰，优选地，第一法兰和第二法兰在方位上呈90º错位设计，主波纹管和第一法兰、第二法兰均通过焊接方式连接；副波纹管组件包括副波纹管、副波纹管第一法兰、副波纹管第二法兰和容积调整端盖，容积调整端盖处于副波纹管上方，与副波纹管第二法兰通过螺钉连接，在容积调整端盖和副波纹管第二法兰之间配有密封圈；副波纹管与其第一法兰、第二法兰均通过焊接方式连接。
6.根据权利要求2所述的一种航天器控制力矩陀螺变阻尼变刚度、宽频带并联隔振系统，其特征在于，变阻尼变刚度液体隔振器中，其机加工弹簧组件包括机加工弹簧和卡环，机加工弹簧采用横槽弹簧形式，在自然状态下，卡环着力部分处于横槽弹簧上部卡槽内的中间位置，其上、下面与横槽弹簧之间的间隙相等，间隙量根据隔振系统的情况进行优化。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的一种航天器控制力矩陀螺变阻尼变刚度、宽频带并联隔振系统，其特征在于，变阻尼变刚度液体隔振器其力学模型由一只可变阻尼的三参数阻尼器力学模型，并联一只带间隙元件的二级刚度元件构成。
8.根据权利...
【技术特征摘要】
1.一种航天器控制力矩陀螺变阻尼变刚度、宽频带并联隔振系统，包括：变阻尼变刚度液体隔振器、隔振器过渡支架、基座、锁紧与释放装置、顶杆、环形连接板，其特征在于：四只变阻尼变刚度液体隔振器倾斜地、对称分布于环形连接板与基座之间，形成对称的并联隔振系统，每只液体隔振器的上端均通过过渡支架与环形连接板的下安装面由螺钉连接，下端均通过过渡支架与基座由螺钉连接；两个锁紧与释放装置对称分布于环形连接板的两侧，其上端均与环形连接板的下安装面由螺钉连接，下端均与基座上的锁紧与释放装置安装支架由螺钉连接；两个顶杆对称分布于环形连接板的另外两侧，其下端均与基座上的顶杆安装支架由螺钉连接，其上端为自由端，当锁紧与释放装置处于锁紧状态时，顶杆上端与环形连接板接触，当锁紧与释放装置处于释放状态时，顶杆上端与环形连接板之间存在一定的间隙；环形连接板的上安装面与控制力矩陀螺的四个安装耳板之间通过螺钉连接。
2.根据权利要求1所述的一种航天器控制力矩陀螺变阻尼变刚度、宽频带并联隔振系统，其特征在于，活塞组件、主波纹管组件、副波纹管组件、主副波纹管连接法兰、密封圈、硅油、机加工弹簧组件、上连接件、中间连接件和下连接件，两套主波纹管组件分布在活塞组件的上、下方，且均通过其第一法兰与活塞组件由螺栓、螺母连接，在两套主波纹管组件与活塞组件之间均配有密封圈；两套副波纹管组件的第一法兰再通过两套主副波纹管连接法兰，分别与两套主波纹管组件的第二法兰由螺栓、螺母连接，在每组主波纹管组件与连接法兰之间、连接法兰与副波纹管组件之间均配有密封圈；在活塞组件上、下方形成了对称的密封容腔，每个密封容腔分为与主波纹管组件对应的主腔、与副波纹管组件对应的缓冲腔，以及在副波纹管组件与主副波纹管连接法兰之间形成的、连接主腔与缓冲腔的流体通道，在活塞组件上、下方的密封容腔内灌注有硅油作为工作介质。
3.根据权利要求2所述的一种航天器控制力矩陀螺变阻尼变刚度、宽频带并联隔振系统，其特征在于，变阻尼变刚度液体隔振器中两套中间连接件，其上、下端分别与处于活塞组件上、下方的主副波纹管连接法兰由螺栓、螺母连接，成左右对称布置；上连接件处于中间连接件的上方，其中部与活塞组件通过螺钉连接，其下部与机加工弹簧组件中的卡环通过螺钉连接；下连接件处于中间连接件的下方，其上部与处于活塞组件下方的主副波纹管连接法兰由螺栓、螺母连接；机加工弹簧组件处于下连接件的内部，其下端与下连接件通过螺钉连接，其上端卡环与上连接件的下部通过螺钉连接。
4.根据权利要求2所述的一种航天器控制力矩陀螺变阻尼变刚度、宽频带并联隔振系统，其特征在于，变阻尼变刚度液体隔振器中活塞组件包括活塞、固定阻尼孔、低频阀和高频阀，在活塞中部加工有一个固定阻尼孔作为主阻尼孔，主阻尼孔的长径比符合厚壁小孔的范畴，即0.5<l/d≤4；低频阀包括低频阀芯、低频阀芯弹簧和低频阀阀座，低频阀芯处于两只低频阀芯弹簧的中间位置，低频阀为常开方式，当活塞上、下振动时，工作介质可以双向通过低频阀；高频阀包括高频阀芯、高频阀芯弹簧和高频阀阀座，高频阀芯被一只高频阀芯弹簧压在阀口上，高频阀为常闭方式，当活塞上、下振动时，工作介质只能从一个方向通过高频阀，因此高频阀一是必须成对配置，二是两只阀方向相反地布置在活塞内；若干只低频阀、高频阀围绕固定阻尼孔呈圆周均布或对称分布，低频阀和高频阀的数量、阀参数均可根据具体隔振系统的要求进行优化配置与设计。
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