本發(fā)明涉及一種用于航天器在軌失重環(huán)境模擬的隔振裝置、尤其是用于航天器微振動(dòng)試驗(yàn)測(cè)試的大承載隔振裝置。

背景技術(shù)：

微振動(dòng)指航天器在軌運(yùn)行期間，星上轉(zhuǎn)動(dòng)部件高速轉(zhuǎn)動(dòng)、大型可控構(gòu)件驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)步進(jìn)運(yùn)動(dòng)、變軌調(diào)姿期間推力器點(diǎn)火工作、大型柔性結(jié)構(gòu)進(jìn)出陰影冷熱交變誘發(fā)擾動(dòng)等都會(huì)使星體產(chǎn)生的抖動(dòng)響應(yīng)。大多數(shù)航天器都存在微振動(dòng)擾動(dòng)源。由于微振動(dòng)力學(xué)環(huán)境效應(yīng)幅值小，對(duì)大部分星載設(shè)備不會(huì)產(chǎn)生明顯影響，通常予以忽略。但對(duì)高精度遙感衛(wèi)星，微振動(dòng)擾動(dòng)將嚴(yán)重影響其指向精度、穩(wěn)定度及分辨率等重要性能指標(biāo)。

衛(wèi)星平臺(tái)受到姿態(tài)動(dòng)量輪調(diào)整、推力器調(diào)姿、太陽帆板調(diào)整、相機(jī)掃描機(jī)構(gòu)工作等擾振源的單一或綜合作用，會(huì)導(dǎo)致航天器對(duì)微振動(dòng)環(huán)境敏感的系統(tǒng)產(chǎn)生誤動(dòng)作，這種微振動(dòng)的動(dòng)能小，頻帶寬，姿態(tài)控制系統(tǒng)很難測(cè)控，而且會(huì)引起組成空間相機(jī)結(jié)構(gòu)和光學(xué)系統(tǒng)的各個(gè)零件內(nèi)部的微變形或者相互之間的微位移，影響成像品質(zhì)。如某型號(hào)衛(wèi)星動(dòng)量輪在電測(cè)過程中引起的微小振動(dòng)，導(dǎo)致衛(wèi)星地敏在工作時(shí)產(chǎn)生了跳變，從而對(duì)其工作性能產(chǎn)生了嚴(yán)重的影響。某型號(hào)在地面測(cè)試時(shí)發(fā)現(xiàn)當(dāng)紅外相機(jī)與CCD相機(jī)共同成像時(shí)，紅外相機(jī)成像時(shí)擺掃鏡轉(zhuǎn)動(dòng)引起的低頻擾振，通過星體結(jié)構(gòu)耦合到CCD相機(jī)，使CCD相機(jī)擺鏡產(chǎn)生機(jī)械振蕩，影響了CCD相機(jī)成像質(zhì)量。因此，對(duì)于微振動(dòng)環(huán)境的高精度測(cè)試技術(shù)需求也越來越迫切。為了實(shí)現(xiàn)航天器在軌失重環(huán)境模擬，完成微振動(dòng)高精度測(cè)試，設(shè)計(jì)一種大承載隔振平臺(tái)，在微振動(dòng)測(cè)試過程中，地面?zhèn)鬟f至航天器的振動(dòng)干擾，建立固支試驗(yàn)技術(shù)狀態(tài)，將外界振動(dòng)對(duì)測(cè)試系統(tǒng)的振動(dòng)干擾降低至最小水平，從而精確測(cè)量航天器本體的運(yùn)動(dòng)部件在工作時(shí)產(chǎn)生的微振動(dòng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種用于航天器在軌失重環(huán)境模擬的隔振裝置，解決微振動(dòng)測(cè)試過程中地面振動(dòng)干擾傳遞問題，實(shí)現(xiàn)航天器在軌失重環(huán)境地面試驗(yàn)?zāi)M，同時(shí)在隔離地面振動(dòng)干擾的情況下，保證隔振平臺(tái)的剛度、強(qiáng)度、承載能力以及固有頻率，更加精確進(jìn)行在軌失重微振動(dòng)環(huán)境模擬。

本發(fā)明為解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種用于航天器在軌失重環(huán)境模擬的隔振裝置，用于為在軌超靜失重微振動(dòng)試驗(yàn)室隔離地面?zhèn)鬟f至航天器的振動(dòng)干擾，包括隔振平臺(tái)和若干空氣彈簧隔振器，所述空氣彈簧隔振器均勻布置支撐在隔振平臺(tái)與試驗(yàn)室地基之間。

所述隔振平臺(tái)垂直方向固有頻率為1.5Hz，滿足航天器固支試驗(yàn)技術(shù)要求。

每個(gè)空氣彈簧隔振器設(shè)置一個(gè)100L外接輔助阻尼氣囊，保證固有頻率的穩(wěn)定。

氣囊厚度為1.5mm，防止微小振動(dòng)通過氣囊本身結(jié)構(gòu)傳遞。

為保證隔振平臺(tái)測(cè)量精度和穩(wěn)定性，空氣彈簧工作行程小于10mm。

所述隔振平臺(tái)采用鋼模確保平整，鋼板厚度8mm。

為保證地基平整，鋪設(shè)有混凝土保護(hù)層，厚度為20mm，并加環(huán)氧地坪。

還配備水平調(diào)節(jié)閥，使隔振平臺(tái)上的負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，自動(dòng)調(diào)節(jié)水平。

空氣彈簧隔振器充氣后能使隔振平臺(tái)升高，從而與試驗(yàn)室地基分離。

本發(fā)明的有益效果是：解決了微振動(dòng)測(cè)試過程中地面振動(dòng)干擾傳遞問題，實(shí)現(xiàn)航天器在軌失重環(huán)境地面試驗(yàn)?zāi)M，同時(shí)滿足了隔振結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高、剛度大、承載能力強(qiáng)、隔離振動(dòng)干擾能力強(qiáng)要求。隔振采用空氣彈簧隔振器和隔振平臺(tái)結(jié)構(gòu)形式，大幅提高了隔振平臺(tái)的振動(dòng)干擾的隔振效果，使得隔振平臺(tái)的固有頻率低于1.5Hz，大大提高了微振動(dòng)測(cè)試的高精度和穩(wěn)定性。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯：

圖1為本發(fā)明隔振裝置示意圖；

圖2為空氣彈簧隔振器布局示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變化和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

圖1、圖2所示，本發(fā)明提供的用于航天器在軌失重環(huán)境模擬的隔振裝置，主要在防振砂石地基置于地坑中，在基礎(chǔ)塊上部設(shè)置尺寸為12.6m×9.6m×0.9m的地坑上，搭建10m×8m×1.8m大型隔振平臺(tái)，用于為在軌超靜失重微振動(dòng)試驗(yàn)室隔離地面?zhèn)鬟f至航天器的振動(dòng)干擾，該隔振裝置固有頻率為1.5Hz，滿足航天器固支試驗(yàn)技術(shù)要求。本發(fā)明結(jié)構(gòu)通過在大型隔振平臺(tái)2下放置空氣彈簧隔振器3，對(duì)整個(gè)平臺(tái)進(jìn)行隔振處理，將測(cè)量系統(tǒng)的振動(dòng)干擾降低至最小水平結(jié)構(gòu)采用隔膜式隔振形式，通過均布16個(gè)空氣彈簧隔振器3連接沙石地坑和隔振平臺(tái)。為了增加剛度，隔振平臺(tái)采用鋼筋和型鋼組合焊接的鋼模結(jié)構(gòu)，再澆筑混凝土。隔振平臺(tái)質(zhì)量為170000Kg，承載能力為30000Kg。為了保證隔振平臺(tái)測(cè)量精度和穩(wěn)定性，空氣彈簧工作行程小于10mm。空氣彈簧采用雙腔體結(jié)構(gòu)，氣囊厚度1.5mm，防止微小振動(dòng)通過氣囊本身傳遞給隔振平臺(tái)，保證系統(tǒng)固有頻率的穩(wěn)定。每個(gè)空氣彈簧隔振器設(shè)置一個(gè)100L外接輔助阻尼氣囊或儲(chǔ)氣罐5，保證系統(tǒng)固有頻率為1.3Hz。隔振裝置中配備水平調(diào)節(jié)閥4，可以使隔振平臺(tái)負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，自動(dòng)調(diào)節(jié)水平。

本發(fā)明隔振平臺(tái)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高、剛度大、承載能力強(qiáng)、隔離振動(dòng)干擾能力強(qiáng)，解決了在軌失重環(huán)境模擬的隔振平臺(tái)設(shè)計(jì)的技術(shù)難點(diǎn)，制造成本低、適用性強(qiáng)取得了良好的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。

以上對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變化或修改，這并不影響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。在不沖突的情況下，本申請(qǐng)的實(shí)施例和實(shí)施例中的特征可以任意相互組合。