【技术实现步骤摘要】
本申请涉及航空航天，尤其涉及一种火箭贮箱及其防晃减震装置。
技术介绍
1、充液系统是由贮箱和液体构成的可视为具有无限多质点的力学系统，其动力学行为十分复杂。当贮箱部分充液时，贮箱内的液体存在自由液面，受到外界扰动或者激励而出现非常复杂的运动，这时充液系统的动力学分析更为困难。液体晃动涉及到系统很多重要方面的参数，如贮箱壁面的动压力分布、液体晃动产生的晃动力、晃动力矩及自由液面固有频率等，这些参数与贮箱耦合，直接影响系统的动力学行为(如系统的稳定性)及贮箱内部结构的力学性能。
2、贮箱内液体的晃动对贮箱产生的晃动力、晃动力矩影响系统动力学，影响运动系统的稳定性，磨损、损伤贮箱的内部结构，导致贮箱结构强度降低甚至破坏，对于载液比重大的液体火箭系统，在运动过程中，短时间内液体的大幅晃动引发的液体重心变化还会对这些火箭的运动轨迹或姿态产生不利的影响。
3、所以，如何通过结构设计降低液体在不同外加激励下的晃动，分析贮箱中液体晃动动力学特性是十分必要的。常用的液体防晃结构为各种类型的防晃挡板，这些防晃挡板都与贮箱固联在一起，如：(a)圆环形挡板、(b)半圆形挡板、(c)竖条挡板、(d)横向开孔隔板、(e)纵向隔板、(f)各种组合型挡板等(如图1所示)。
4、然而，传统的防晃结构都是将设计出的各种形式的挡板固定在贮箱内，贮箱在各种外加激励下，如：冲击、周期、随机等载荷下，自由液面会产生复杂的非线性运动。此时，防晃结构相当于是贮箱内复杂流体系统的约束，因此通过不同类型的防晃结构可以改变复杂液体晃动对贮箱的晃动
5、因此，如何对贮箱内的液体起到防晃的目的，并且避免防晃结构、贮箱发生疲劳破坏，是本领域技术人员目前急需解决的技术问题。
技术实现思路
1、本申请提供了一种火箭贮箱及其防晃减震装置，以对贮箱内的液体起到防晃的目的，并且避免防晃结构、贮箱发生疲劳破坏。
2、为解决上述技术问题，本申请提供如下技术方案：
3、一种火箭贮箱防晃减震装置，包括：自转陀螺组件和控制系统；其中，自转陀螺组件，包括：外框架、转子自传轴、高速转子、控制电机、框架轴和安装底座；安装底座的下端用于固定安装至火箭贮箱上，外框架通过框架轴铰接至安装底座的上端，并且框架轴的延伸方向与安装底座的下端平行；高速转子与转子自转轴固定连接，转子自转轴与外框架铰接，并且转子自转轴的延伸方向与安装底座的下端垂直；控制电机的输出轴通过传动装置与转子自传轴和框架轴连接，通过控制电机驱动转子自转轴带动高速转子转动，或者通过控制电机驱动框架轴带动外框架转动；控制系统与控制电机通信连接，以向控制电机发送控制指令，实现对控制电机的控制。
4、如上所述的火箭贮箱防晃减震装置，其中，优选的是，安装底座包括：底板、顶板和立板；底板用于与火箭贮箱固定，底板的上表面与立板的下边缘固定连接，立板的上边缘与顶板的下表面固定连接，并且由顶板的上表面向下凹陷，且凹陷至立板的中部，从而形成安装空间，以容纳外框架的部分。
5、如上所述的火箭贮箱防晃减震装置，其中，优选的是，安装底座还包括：多个筋板，筋板的上边缘与顶板的下表面固定连接，筋板的下边缘与底板的上表面固定连接，筋板的侧边缘与立板的侧面固定连接。
6、如上所述的火箭贮箱防晃减震装置，其中，优选的是，安装底座还包括：两个铰接座，铰接座的下端固定至顶板的上表面上，并且铰接座具有贯通两侧的铰接孔，以插入框架轴，实现外框架通过框架轴铰接至安装底座的上端。
7、如上所述的火箭贮箱防晃减震装置，其中，优选的是，框架轴包括：框架轴左段和框架轴右段；框架轴左段的右端与外框架的左侧固定，框架轴左段的左端与安装底座的上端铰接，框架轴右段的左端与外框架的右侧固定，框架轴右段的右端与安装底座的上端铰接，从而通过框架轴实现外框架与安装底座的上端的铰接。
8、如上所述的火箭贮箱防晃减震装置，其中，优选的是，外框架的内部形成有转子安装腔，并且外框架的上端和下端均具有贯通内外的轴孔，高速转子与转子自传轴位于安装腔内，并且转子自传轴的两端分别插入至位于外框架上端的轴孔和位于外框架的下端的轴孔内，以实现转子自转轴与外框架的铰接。
9、如上所述的火箭贮箱防晃减震装置，其中，优选的是，外框架包括：外上框架和外下框架；外上框架和外下框架对接形成外框架。
10、如上所述的火箭贮箱防晃减震装置，其中，优选的是，高速转子与转子自传轴同轴设置。
11、如上所述的火箭贮箱防晃减震装置，其中，优选的是，控制系统包括：惯性测量单元、惯性基准系统、滤波单元和计算单元；惯性测量单元和惯性基准系统检测得到火箭贮箱的晃动参数，惯性测量单元和惯性基准系统均与滤波单元通信连接，通过滤波单元对火箭贮箱的晃动参数进行滤波处理，得到火箭贮箱的当前时刻的实际进攻角和实际进攻角速度；计算单元与滤波单元通信连接，计算单元依据当前时刻的实际进攻角和实际进攻角速度以及上一时刻的预测进攻角和预测进攻角速度，得到下一时刻的预测进攻角和预测进攻角速度，并且依据下一时刻的预测进攻角和预测进攻角速度得到框架角度指令和控制力矩指令，将框架角度指令和控制力矩指令作为控制指令发送给控制电机；控制电机依据框架角度指令控制框架轴转动，进而控制外框架转动，控制电机依据控制力矩指令控制转子自传轴转动，进而控制高速转子转动。
12、一种火箭贮箱，包括：火箭贮箱本体和上述任一项所述的多个火箭贮箱防晃减震装置，多个火箭贮箱防晃减震装置均匀分布至火箭贮箱本体的贮箱前底上。
13、相对上述
技术介绍
，本申请的火箭贮箱防晃减震装置不同于传统的火箭贮箱防晃装置，其被设置在火箭贮箱的外部，避免了防晃结构、贮箱发生疲劳破坏；另外，本申请的火箭贮箱防晃减震装置利用自身的动力和控制系统根据贮箱晃动激励使火箭贮箱产生稳定力矩，以减少晃动和振动，防晃减振效果更明显，并且本申请的火箭贮箱防晃减震装置还具有结构紧凑、占用空间小、安装方便的优点。
【技术保护点】
1.一种火箭贮箱防晃减震装置，其特征在于，包括：自转陀螺组件和控制系统；
2.根据权利要求1所述的火箭贮箱防晃减震装置，其特征在于，安装底座包括：底板、顶板和立板；
3.根据权利要求2所述的火箭贮箱防晃减震装置，其特征在于，安装底座还包括：多个筋板，筋板的上边缘与顶板的下表面固定连接，筋板的下边缘与底板的上表面固定连接，筋板的侧边缘与立板的侧面固定连接。
4.根据权利要求2或3所述的火箭贮箱防晃减震装置，其特征在于，安装底座还包括：两个铰接座，铰接座的下端固定至顶板的上表面上，并且铰接座具有贯通两侧的铰接孔，以插入框架轴，实现外框架通过框架轴铰接至安装底座的上端。
5.根据权利要求1至3任一项所述的火箭贮箱防晃减震装置，其特征在于，框架轴包括：框架轴左段和框架轴右段；
6.根据权利要求1至3任一项所述的火箭贮箱防晃减震装置，其特征在于，外框架的内部形成有转子安装腔，并且外框架的上端和下端均具有贯通内外的轴孔，高速转子与转子自传轴位于安装腔内，并且转子自传轴的两端分别插入至位于外框架上端的轴孔和位于外框架的下端的轴孔内，以
7.根据权利要求6所述的火箭贮箱防晃减震装置，其特征在于，外框架包括：外上框架和外下框架；外上框架和外下框架对接形成外框架。
8.根据权利要求6所述的火箭贮箱防晃减震装置，其特征在于，高速转子与转子自传轴同轴设置。
9.根据权利要求1至3任一项所述的火箭贮箱防晃减震装置，其特征在于，控制系统包括：惯性测量单元、惯性基准系统、滤波单元和计算单元；
10.一种火箭贮箱，包括：火箭贮箱本体和上述权利要求1至9任一项所述的多个火箭贮箱防晃减震装置，多个火箭贮箱防晃减震装置均匀分布至火箭贮箱本体的贮箱前底上。
...【技术特征摘要】
1.一种火箭贮箱防晃减震装置，其特征在于，包括：自转陀螺组件和控制系统；
2.根据权利要求1所述的火箭贮箱防晃减震装置，其特征在于，安装底座包括：底板、顶板和立板；
3.根据权利要求2所述的火箭贮箱防晃减震装置，其特征在于，安装底座还包括：多个筋板，筋板的上边缘与顶板的下表面固定连接，筋板的下边缘与底板的上表面固定连接，筋板的侧边缘与立板的侧面固定连接。
4.根据权利要求2或3所述的火箭贮箱防晃减震装置，其特征在于，安装底座还包括：两个铰接座，铰接座的下端固定至顶板的上表面上，并且铰接座具有贯通两侧的铰接孔，以插入框架轴，实现外框架通过框架轴铰接至安装底座的上端。
5.根据权利要求1至3任一项所述的火箭贮箱防晃减震装置，其特征在于，框架轴包括：框架轴左段和框架轴右段；
6.根据权利要求1至3任一项所述的火箭贮箱防晃减震装...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈果，杨浩亮，张东博，
申请(专利权)人：北京中科宇航技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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