卫星控制力矩陀螺次结构制造技术

本实用新型专利技术涉及卫星控制力矩陀螺次结构，至少包括安装主体，所述安装底面按照可拆卸的方式连接有隔振平台，所述隔振平台至少包括与所述安装底面连接的上平台、与卫星主体连接的下平台以及位于所述上平台和下平台之间的若干隔振单元，所述隔振单元按照能够将控制力矩陀螺产生的多自由度扰动转换为沿其轴向的往复移动和枢转以使得所述隔振单元在单一平面内转动从而提高承载能力的方式分别与所述上平台和下平台铰接。本实用新型专利技术提供的次结构通过改变隔振单元与上平台和下平台的连接方式，将控制力矩陀螺产生的多自由度扰动转换成隔振单元的枢转运动，相比于球铰损失部分自由度，但是通过轴向的支撑，增加了整个隔振平台的承载能力。

Satellite control moment gyro substructure

【技术实现步骤摘要】
卫星控制力矩陀螺次结构
本技术涉及卫星遥感
，尤其涉及卫星控制力矩陀螺次结构。
技术介绍
高分辨率敏捷机动小卫星已成为卫星遥感系统的重要发展方向之一。目前，国际上大多数高分辨率成像对地观测小卫星都是此类具有敏捷姿态机动能力的卫星。高分辨率敏捷卫星成像模式决定了平台必须能提供大范围快速姿态机动能力和快速稳定的姿态动力学特性。为了实现快速姿态机动，除了选择轻小型星上设备，采用紧凑型构型布局设计和整星设计优化，以尽量减小整星转动惯量外，还必须考虑采用大力矩输出的姿态控制执行部件。目前，从控制部件产品来看，常用的动量轮最大输出力矩0.1～0.5Nm，不能满足快速姿态机动要求，因此，需要选择具有更大输出力矩的控制部件，控制力矩陀螺具有大力矩输出能力，为了适应卫星快速姿态机动要求，需要将控制力矩陀螺通过次结构安装于卫星主结构上。中国专利(公开号为CN202541847U)公开了小卫星控制力矩陀螺次结构，该次结构经整体铸造和精加工组合完成，主要有7个特征面组成，第一支撑面、第二支撑面为次结构提供的控制力矩陀螺安装面，即第一安装面、第二安装面提供纵向支撑，安装底面为次结构与卫星结构安装面，第三安装面为次结构提供的控制力矩陀螺另一个安装面，连接面主要为第一支撑面、第二支撑面提供连接作用，提高整体结构的刚度。但是，该专利公开的控制力矩陀螺次结构没有考虑到控制力矩陀螺产生的一系列谐波扰动是连续且分布频带较广的，而卫星上的姿态控制系统仅能补偿5Hz以内的振动，因此十分有必要针对控制力矩陀螺产生的高频振动进行隔离。例如，中国专利(公开号为CN103587724B)公开了一种基于Stewart并联机构的六自由度隔振平台，通过将主动隔振技术、被动隔振技术、空间六自由度并联运动机构优化设计、柔性机构设计等多种方法相结合，设计了一种能够刚性传递低姿态控制信号，衰减高频干扰信号且无谐振的六自由度隔振平台。隔振平台集成了控制力矩陀螺群，将控制力矩陀螺群产生的多自由度扰动转变为六个独立的单方向线振动，每个伸缩杆的结构设计完全相同，均集成一个主动隔振单元和一个被动隔振单元，分别隔离六个独立线振动。被动隔振单元包括围绕有阻尼套的导杆、收容杆及阻尼套，并且还设置有与阻尼套摩擦接触的缸套及弹簧，并且该隔振平台的伸缩杆的一端通过柔性球铰与上平台连接，另一端通过柔性虎克铰与下平台连接。但是，该专利提供的柔性球铰虽然可以通过柔性铰接的变形产生的运动自由度消除传动的间隙和摩擦，但却存在承载能力较差的问题。此外，一方面由于申请人所理解的本领域技术人员与审查部门必然有所差异；另一方面由于技术人做出本技术时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本技术不具备这些现有技术的特征，相反本技术已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留依据审查指南相关规定随时在
技术介绍
中增加相关现有技术之权利。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本技术提供了卫星控制力矩陀螺次结构，至少包括具有安装底面的安装主体。所述安装底面按照可拆卸的方式连接有隔振平台。所述隔振平台至少包括与所述安装底面连接的上平台、与卫星主体连接的下平台以及位于所述上平台和下平台之间的若干隔振单元。所述隔振单元按照能够将控制力矩陀螺产生的多自由度扰动转换为沿其轴向的往复移动和枢转以使得所述隔振单元在单一平面内转动从而提高承载能力的方式分别与所述上平台和下平台铰接。根据一种优选实施方式，所述隔振单元至少包括若干彼此独立且轴向不同的伸缩杆、第一连接机构和第二连接机构。所述伸缩杆的一端按照能够使得所述伸缩杆沿其轴向枢转且绕该端部沿第一方向或第二方向转动的方式通过所述第一连接机构与所述上平台铰接。所述伸缩杆的另一端按照能够使得所述伸缩杆沿其轴向枢转且绕该端部沿第一方向或第二方向转动的方式通过所述第二连接机构与所述下平台铰接。所述第一方向与所述第二方向位于同一平面。所述上平台按照与所述下平台彼此平行的方式设置。根据一种优选实施方式，所述伸缩杆至少包括第一连接杆以及与所述第一连接杆连接的波纹管。所述波纹管按照能够受所述第一连接杆挤压/拉伸而发生形变从而使得所述第一连接杆沿其轴向移动的方式改变所述伸缩杆的长度。根据一种优选实施方式，所述波纹管内至少设置有隔离筒。所述隔离筒按照与所述第一连接杆的端部连接以能够使得所述波纹管的内部形成上腔体和下腔体的方式套设于所述波纹管内。所述隔离筒的本体设置有至少一个能够连通所述上腔体和下腔体的阻尼孔。根据一种优选实施方式，在所述波纹管内容纳有粘性流体的情况下，所述阻尼孔按照能够使得所述粘性流体流经所述阻尼孔产生阻尼力的方式设置。根据一种优选实施方式，所述上腔体内还设置有与所述第一连接杆端部连接的内波纹管。根据一种优选实施方式，所述上平台和下平台分别设置有与所述伸缩杆的轴向彼此垂直的斜台。所述第一连接机构和所述第二连接机构分别按照其轴向与所述伸缩杆的轴向共线的方式与所述斜台连接。根据一种优选实施方式，所述第二连接机构至少包括与所述斜台连接的安装圆盘、与所述安装圆盘刚性连接的凸台、与所述凸台枢接的转动件以及与所述转动件铰接的连接柱。在所述转动件与所述连接柱之间设置有转轴。所述连接柱与所述波纹管刚性连接。根据一种优选实施方式，所述安装主体还包括支撑面和安装面。所述支撑面与所述安装底面刚性连接，所述安装面与所述支撑面刚性连接。根据一种优选实施方式，所述安装面上设有用于安装控制力矩陀螺的安装螺孔。本技术的有益效果是以下一项或多项：1.本技术提供的次结构通过改变隔振单元与上平台和下平台的连接方式，将控制力矩陀螺产生的多自由度扰动转换成沿隔振单元轴向的往复移动，还转换成隔振单元的枢转运动，相比于球铰损失部分自由度，但是通过轴向的支撑，增加了整个隔振平台的承载能力；2.本技术提供的次结构通过第一连接机构，不仅可以消除传动的间隙和摩擦，还能够提供较大的轴向刚性和径向刚性，从而提高整个平台的承载能力；3.本技术提供的次结构通过波纹管和内波纹管存储和释放激励源的振动，而且通过粘性流体来产生阻尼力，能够提供的阻尼力的范围较宽且不随振动速度的大小而变化，基本不受温度和激励源的影响。附图说明图1是现有技术的卫星控制力矩陀螺次结构的结构示意图；图2是本技术的一种优选波纹管的结构示意图；图3是本技术的一种优选第二连接件的结构示意图；和图4是本技术的一种优选第一连接件的结构示意图。附图标记列表1：安装主体2：隔振平台3：隔离筒11：安装底面12：支撑面13：安装面21：上平台22：下平台23：隔振单元31：阻尼孔131：安装螺孔231：伸缩杆232：第一连接机构233：第二连接机构234：斜台2311：第一连接杆2312：波纹管2313：内波纹管2331：转轴2332：安装圆盘2333：连接柱23121：上腔体231本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.卫星控制力矩陀螺次结构，至少包括具有安装底面(11)的安装主体(1)，所述安装底面(11)按照可拆卸的方式连接有隔振平台(2)，所述隔振平台(2)至少包括与所述安装底面(11)连接的上平台(21)、与卫星主体连接的下平台(22)以及位于所述上平台(21)和下平台(22)之间的若干隔振单元(23)，其特征在于，所述隔振单元(23)按照能够将控制力矩陀螺产生的多自由度扰动转换为沿其轴向的往复移动和枢转以使得所述隔振单元(23)在单一平面内转动从而提高承载能力的方式分别与所述上平台(21)和下平台(22)铰接。/n

【技术特征摘要】
1.卫星控制力矩陀螺次结构，至少包括具有安装底面(11)的安装主体(1)，所述安装底面(11)按照可拆卸的方式连接有隔振平台(2)，所述隔振平台(2)至少包括与所述安装底面(11)连接的上平台(21)、与卫星主体连接的下平台(22)以及位于所述上平台(21)和下平台(22)之间的若干隔振单元(23)，其特征在于，所述隔振单元(23)按照能够将控制力矩陀螺产生的多自由度扰动转换为沿其轴向的往复移动和枢转以使得所述隔振单元(23)在单一平面内转动从而提高承载能力的方式分别与所述上平台(21)和下平台(22)铰接。


2.根据权利要求1所述的次结构，其特征在于，所述隔振单元(23)至少包括若干彼此独立且轴向不同的伸缩杆(231)、第一连接机构(232)和第二连接机构(233)，其中，
所述伸缩杆(231)的一端按照能够使得所述伸缩杆(231)沿其轴向枢转且绕该端部沿第一方向或第二方向转动的方式通过所述第一连接机构(232)与所述上平台(21)铰接，所述伸缩杆(231)的另一端按照能够使得所述伸缩杆(231)沿其轴向枢转且绕该端部沿第一方向或第二方向转动的方式通过所述第二连接机构(233)与所述下平台(22)铰接，其中，
所述第一方向与所述第二方向位于同一平面，并且所述上平台(21)按照与所述下平台(22)彼此平行的方式设置。


3.根据权利要求2所述的次结构，其特征在于，所述伸缩杆(231)至少包括第一连接杆(2311)以及与所述第一连接杆(2311)连接的波纹管(2312)，其中，
所述波纹管(2312)按照能够受所述第一连接杆(2311)挤压/拉伸而发生形变从而使得所述第一连接杆(2311)沿其轴向移动的方式改变所述伸缩杆(231)的长度。


4.根据权利要求3所述的次结构，其特征在于，所述波纹管(2312)内至少设置有隔离筒(3)，所述隔离筒(3)按照与所述第一连接杆(2311)的端部连接以使得所述波纹管...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨峰，任维佳，杜志贵，陈险峰，
申请(专利权)人：长沙天仪空间科技研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：湖南;43