一种含有流体阻尼的双层网结构减振器

摘要

本发明提供一种含有流体阻尼的双层网结构减振器，所述双层网结构减振器包括有框架结构、网结构和流体阻尼器，所述框架结构内两端分别设置有一所述网结构，两所述网结构平行设置，且所述网结构的四周与所述框架结构连接；所述流体阻尼器设置在所述框架结构内，且两所述网结构分布在所述流体阻尼器的两端；所述流体阻尼结构的两端分别连接有一连接件，所述连接件分别穿过对应端的网结构的中心，且所述连接件与所述网结构相连；两连接件的伸出端分别连接振动源和被隔振物。本发明具有结构简单、高效、稳定、减震效果好等特点。

说明书

技术领域

本发明涉及用于卫星微振动被动减振器的技术领域，具体涉及一种含有流体阻尼的双层网结构减振器。

背景技术

对微振动进行抑制，首先要清楚振源的特性，如振源的产生原因、激励方式、振源振动特性等。对于在轨状态的卫星平台，从引起振动的因素上来讲，卫星上的振源可以分为外在扰源和内在扰源。

外在扰源主要包括：太阳辐射光压、微粒子碰撞、太阳及月球引力、轨道的椭圆形、地球扁率影响、地球引力场等。这些挠源的振动频率极低(一般在0.01Hz以下)，振动幅值小(一般不超过10-6g)，作用时间长(等同于航天器在轨飞行时间)。这类振动一般常被认为是不易消除的准稳态加速度的背景干扰，主要受卫星的轨道设计影响。由于载荷对这类振动不敏感，其影响也较小，在微振动控制中一般不予考虑。

内在扰源主要由于卫星的热控系统、姿态控制系统、空调系统、电源系统、太阳翼等部件的运动等所引起。这类振源主要以中高频为主(>0.001Hz)，量级可达到10-2g。其中，中频(0.001Hz～1Hz)挠源一般由载荷或宇航员的瞬时行为所产生；高频(>1Hz)挠源一般由反作用轮、动量轮、压缩机、水泵、推进器点火等引起。这类这挠源具有频段宽，同时呈现低频高幅、高频低幅的特性，是对航天器上载荷性能产生干扰的主要振源。

微振动控制的目的是减小或消除卫星在轨工作时的往复运动对有效载荷性能的有害影响，其控制途径与常规振动控制一样，亦从振源、传递途径和被控对象入手。常用的隔振措施有：对振源采取隔振措施减弱振源的影响；对传递路径(结构)进行优化，减小传递路径在载荷作用下的响应；采用载荷隔离技术，即在载荷和安装结构之间加入隔振装置，减少结构振动对载荷的影响。

但是现有的隔振装置结构复杂，刚度大，缓冲性能较差。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种含有流体阻尼的双层网结构减振器，所述双层网结构减振器包括有框架结构、网结构和流体阻尼器，所述框架结构内两端分别设置有一所述网结构，两所述网结构平行设置，且所述网结构的四周与所述框架结构连接；

所述流体阻尼器设置在所述框架结构内，且两所述网结构分布在所述流体阻尼器的两端；所述流体阻尼结构的两端分别连接有一连接件，所述连接件分别穿过对应端的网结构的中心，且所述连接件与所述网结构相连；两连接件的伸出端分别连接振动源和被隔振物。

较佳地，所述连接件通过网线压紧块与所述网结构垂直连接，所述网线压紧块包括有上半网线压紧块和下半网线压紧块，所述上半网线压紧块和下半网线压紧块位于所述网结构中心部位的上下侧并夹紧；所述连接件穿过所述上半网线压紧块和下半网线压紧块的中间通孔，且所述连接件与所述上半网线压紧块和下半网线压紧块连接。

较佳地，所述网结构由耐拉绳索交叉编织组成。

较佳地，所述框架结构上下端与所述网结构对应位置处的四周上设置有至少两个绕线通孔，所述绕线通孔用于所述网结构与所述框架结构连接。

较佳地，所述框架结构上端四周设置的多个绕线通孔位于同一水平面内，所述框架结构下端四周设置的多个绕线孔位于同一水平面内。

较佳地，还包括有夹线块，所述网结构四周的网线穿过所述框架结构伸出，所述夹线块夹紧网线的伸出端。

较佳地，还包括预紧块，所述预紧块设置在所述夹线块与所述框架结构的外侧面之间，所述预紧块上设置有预紧螺栓，所述预紧螺栓使得所述预紧块将所述夹线块向远离所述框架结构的一侧顶，所述网结构张紧。

较佳地，所述流体阻尼器包括有同轴设置的小波纹管、大波纹管、上端盖、下端盖和法兰；所述小波纹管置于所述法兰内，所述大波纹管套设在所述法兰的外侧，所述法兰的底部设置有连通所述小波纹管和所述大波纹管的阻尼孔；所述上端盖设在所述小波纹管的顶端，所述下端盖盖设在大波纹管的底端，且所述下端盖的四周连接到所述框架结构上。

较佳地，所述下端盖的底部还连接有一承载面，两所述连接件分别连接所述上端盖的中心、所述承载面的中心。

较佳地，还包括有至少两个连接柱，所述连接柱的上下端分别连接所述法兰的上端和所述承载面，且所述连接柱关于所述流体阻尼器两两对称设置。

本发明由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：

1)本发明通过两连接件分别连接振动源和被隔振物相连，振动源与被隔振物之间的相对于运动首先经过网结构加以缓冲，网结构自身的阻尼也可以消耗部分振动能量；再通过流体阻尼器产生阻尼效应，从而耗散振动能量，进而实现振动的衰减，达到减振的目的；本发明具有结构简单、高效、稳定、减震效果好等特点；并且可以根据实际情况，多个本发明提供的减振器可并联组成隔振平台；

2)本发明两层网结构采用串联结构，整个减振器的刚度变小，缓冲性能更好；

3)本发明在两层网结构之间增加了流体阻尼器，可以有效的对宽频带内的微振动进行控制。

附图说明

结合附图，通过下文的述详细说明，可更清楚地理解本发明的上述及其他特征和优点，其中：

图1为本发明的整体结构剖视图；

图2为本发明中流体阻尼器的剖视图；

图3为本发明中法兰的结构示意图；

图4为本发明中下端盖的结构示意图；

图5为本发明中第一框架结构的结构示意图；

图6为本发明中第二框架结构的结构示意图；

图7为本发明中网线压紧块的结构示意图；

图8为本发明中上端盖的结构示意图；

图9为本发明中承载面的结构示意图；

图10为本发明中预紧块的结构示意图；

图11为本发明中夹线块的结构示意图。

符号说明：

1、网线夹紧块；101、通孔；102、线槽2、上连接件；3、网结构；4、螺母；5、第一框架结构；501、通孔；502、螺纹孔；6、上端盖；7、小波纹管；8、法兰；801、通孔；802、阻尼孔；9、连接柱；10、大波纹管；11、第二框架结构；1101、螺纹孔；1102、通孔；1103、通孔；12、下端盖；1201、通孔；13、承载面；1301、螺纹孔；1302、通孔；14、预紧块；1401、通孔；1402、螺纹孔；15、预紧螺栓；16、加紧螺栓；17、夹线块；1701、线槽；1702、通孔；18、下连接件。

具体实施方式

参见示出本发明实施例的附图，下文将更详细地描述本发明。然而，本发明可以以许多不同形式实现，并且不应解释为受在此提出之实施例的限制。相反，提出这些实施例是为了达成充分及完整公开，并且使本技术领域的技术人员完全了解本发明的范围。这些附图中，为清楚起见，可能放大了层及区域的尺寸及相对尺寸。

本发明提供了一种含有流体阻尼的双层网结构减振器，包括有框架结构、网结构和流体阻尼器，框架结构内两端分别设置有一网结构，两网结构平行设置，且网结构的四周与框架结构连接；流体阻尼器设置在框架结构内，且两网结构分布在流体阻尼器的两端；流体阻尼结构的两端分别连接有一连接件，连接件分别穿过对应端的网结构的中心，且连接件与网结构相连；两连接件的伸出端分别用于连接振动源和被隔振物。

本发明通过两连接件分别连接振动源和被隔振物相连，振动源与被隔振物之间的相对于运动首先经过网结构加以缓冲，网结构自身的阻尼也可以消耗部分振动能量；再通过流体阻尼器产生阻尼效应，从而耗散振动能量；进而实现振动的衰减，达到减振的目的，本发明具有简单、高效、稳定、可靠等特点。

下面就具体实施例做进一步的说明：

实施例1

参照图1-11，该减震器包括有框架结构、网结构3和流体阻尼器。

在本实施例中，框架结构为由第一框架结构5和第二框架结构11组成的矩形框结构，第一框架结构5为如图5中所示的结构，第二框架结构11为图6中所示，第一框架结构5与第二框架结构之间可拆卸连接，具体的第一框架结构11四个立柱的底部设置有连接孔502，第二框架结构11上设置有连接孔1102，连接孔502与连接孔1102之间通过螺钉方式连接在一起。当然，框架结构的具体形式并不局限于以上所述，也可根据具体情况来进行调整。

在本实施例中，框架结构内的上下端上分别设置有一网结构3，网结构的四周与框架结构的内侧连接，两网结构平行设置。其中，网结构由钢丝等耐拉绳索交叉编织组成，本发明通过绳索的张紧提供在垂直网结构方向的承载能力。

进一步的，框架结构上下端与网结构对应位置处的四周上设置有至少两个绕线通孔，绕线通孔用于网结构与框架结构连接；框架结构上端四周设置的多个绕线通孔位于同一水平面内，框架结构下端四周设置的多个绕线孔位于同一水平面内。具体的，参照图5，第一框架结构5上端四周上设置有若干位于同一平面内的绕线通孔501，上端的网结构四周的网线伸进绕线通孔501内连接；再参照图6，第二框架结构11四周上设置有位于同一平面内的绕线通孔1103，下端的网结构四周的网线伸进绕线通孔1103内连接。

在本实施例中，流体阻尼器位于框架结构内，且两网结构分布流体阻尼器的上下端。流体阻尼器的上下端分别连接有一连接件2、18，两连接件2、18均垂直穿过网结构伸出，且连接件2、18连接网结构，具体的连接件2、18与网结构之间通过网线压紧块进行连接。

以连接件2与上端的网结构3之间的网线压紧块1为例做说明，网线压紧块1由形状相同的上网线压紧块和下网线压紧块组成，上半网线压紧块和下半网线压紧块位于网结构3中心部位的上下侧并夹紧；上网线压紧块和下网线压紧块的形状如图7中所示，上网线压紧块、下网线压紧块相对端面四周设置有与网线匹配的线槽102，上、下网线压紧块上的线槽102共同压紧网线；上、下网线压紧 块的中心设置有供连接件穿过的通孔101，连接件2一端连接流体阻尼器的上端，另一端穿过上、下网线压紧块的通孔101；再通过网线压紧块上下侧的螺母4使得连接件2与网线压紧块连接，从而使得连接件2与网结构3之间形成可靠连接。

其中，连接件2、18可以采用连接螺杆实现，也可采用其他结构实现，此处不作限制。

在本实施例中，流体阻尼器包括包括有同轴设置的小波纹管7、大波纹管10、上端盖6、下端盖12和法兰8；法兰8的结构如图3中所示，法兰8整体呈一上端开口的桶状结构，法兰8的开口端边缘形成有向外侧伸出的法兰边；小波纹管7置于法兰8内，大波纹管10套设在法兰8的外侧；上端盖6盖设在小波纹管7的上端上，上端盖6、小波纹管7与法兰8底部之间形成一容置流体的内腔体；下端盖12设置在大波纹管10的下端上，大波纹管10的上端抵在法兰边的下端面上，大波纹管10与法兰8、下端盖12之间形成另一容置流体的外腔体；法兰8的底部设置有连通小波纹管和大波纹管的阻尼孔802。其中，上端盖6的结构如图8中所示，上端盖6上端面上设置有用于连接连接杆2的连接孔601；下端盖12的结构如图4中所示，下端盖12的四周上设置有连接孔1201，第二框架结构四周上设置有连接孔1101，如图6中所示，下端盖12通过接孔120、连接孔1101并配备螺钉等连接到第二框架结构上。

在本实施例中，通过将上连接件2与振动源相连接，使得上连接件2在工作状态下，随着振动源一起振动，上连接件2带动网结构和流体阻尼器的上端盖振动，网结构3在振动过程中起到缓冲的作用，网结构3自身的阻尼也可以消耗部分振动能量；上端盖6在上连接件2的带动下，使内腔体压缩或者膨胀，从而使流体在内腔体和外腔体间产生流动，流体在流经阻尼孔802时，可以产生阻尼效应，从而耗散振动能量；下连接件18与网结构相连，网结构将能量进行进一步的缓冲和衰减后，传递给被隔振物，最大限度地保证被隔振物受到的振动最小。采用这种布置结构时，大波纹管10(假定刚度为k₁，不考虑腔体中流体产生的阻尼刚度)和小波纹管7(假定刚度为k₂，不考虑腔体中流体产生的阻尼刚度)组成的阻尼结构的刚度约为k₂，整个减振器的刚度较小。

实施例2

本实施例是在实施例1的基础上作出的改进，相对于实施例1本实施例还包括至少两个连接柱9。下端盖12的底部还连接有一承载面13；结合图1、2，连接柱9的上下端分别连接法兰8的上端、承载面13，两两连接柱9关于流体阻尼器对称设置。

其中，承载面13的结构如图9中所示，其中心设置有用于连接连接件18的连接内孔1301，其四周设置有用于连接连接柱9的连接孔1302。

其中，法兰8上端法兰边上设置有连接连接柱9的连接孔801。

在本实施例中，承载面13与法兰8之间设置有四个连接柱，且两两对称设置。当然在其他实施例中还可只设置有两个连接柱，也可设置有6个连接柱，可根据具体情况来进行调整。

在本实施例中，连接柱9具体可采用双头螺柱，当然也可采用其他结构实现，此处不作限制。

采用本实施例这种结构布置时，大波纹管10(假定刚度为k₁，不考虑腔体中流体产生的阻尼刚度)和小波纹管7(假定刚度为k₂，不考虑腔体中流体产生的阻尼刚度)是串联结构，其总刚度为小于第一种实例中的刚度k₂，能够更好的发挥缓冲作用。

实施例3

本实施例是在实施例1或实施例2的基础上作出的改进，相对于实施例1或实施例2本实施例还包括有设置在框架结构外侧的夹线块17，两个夹线块17对夹用于夹紧伸出框架结构的网结构的网线。

参照图11，夹线块17上设置线槽1701，两夹线块17通过线槽1701固定网线，并配备夹紧螺栓16穿过两夹线块17上的通孔1702连接两夹线块17，从而将网线夹紧。

在本实施例中，夹线块17与框架结构外侧面之间还设置有预紧块14，预紧块14上设置有预紧螺栓16，预紧螺栓16使得预紧块14将夹线块17向远离框架结构的一侧顶，从而使得网结构张紧。具体的，如图10中所示，预紧块14上设置有供网线穿过的通孔1401和供预紧螺栓16穿过的通孔1402.

本实施例通过预紧螺栓15来将夹线块17向外顶，使得夹线块17能够给网线一个向外的拉力，位于框架中间的网线会被拉紧，从而改变网结构3的承载刚度。

本技术领域的技术人员应理解，本发明可以以许多其他具体形式实现而不脱离其本身的精神或范围。尽管已描述了本发明的实施案例，应理解本发明不应限制为这些实施例，本技术领域的技术人员可如所附权利要求书界定的本发明的精神和范围之内作出变化和修改。