分布式控制力矩陀螺群安裝裝置的製作方法
2024-04-12 13:50:05
1.本發明涉及航天飛行器構型與布局設計，具體地，涉及一種分布式控制力矩陀螺群安裝裝置。
背景技術：
2.控制力矩陀螺(英文縮寫cmg)是一種廣泛用於高解析度觀測衛星的執行機構，它通過改變高速轉子動量矩矢量方向來產生反作用力矩。但在產生大力矩的同時，由於cmg內部不平衡量或噪聲等原因會引起衛星結構振動，使cmg成為星上較主要的擾振源。目前，控制力矩陀螺群安裝方式較為單一，採用集中一體化安裝，該安裝方式主要存在問題是散熱差，無法滿足力矩陀螺的熱環境要求。
3.經現有技術檢索發現，中國發明專利公告號為cn1974326，公開了一種集成化磁懸浮控制力矩陀螺控制平臺，對磁懸浮控制力矩陀螺系統進行集成化控制，其主要包括應用層、系統層、現場總線及控制層。應用層建立在系統層之上，主要完成信號的數據採集、複雜算法運算及監控功能，包括狀態採集模塊、監控模塊、通訊模塊和人機接口模塊。該專利技術就存在上述相關問題，適用於集成化磁懸浮控制力矩陀螺控制平臺，該專利主要是對磁懸浮控制力矩陀螺系統進行集成化控制。
4.經現有技術檢索發現，中國發明專利公告號為cn103603916b，公開了一種控制力矩陀螺隔振裝置，其包括：至少一上平臺、至少一隔振組件、至少一下平臺，其中隔振組件固定在所述上平臺和下平臺之間。所述隔振組件包括：一收容元件，一隔振彈簧，一第一限位套筒，一第二限位套筒，一第一底座，一第二底座，四套阻尼元件。所述隔振彈簧設置於所述收容元件，所述第一限位套筒，第一底座以及收容元件形成第一收容部以及第二收容部，所述第二限位套筒，第二底座以及收容元件形成第三收容部和第四收容部，所述四套阻尼元件分別設置於該第一收容部、第二收容部、第三收容部以及第四收容部。該專利技術就存在上述相關問題，涉及的是控制力矩陀螺隔振裝置本身的設計，散熱差，無法滿足力矩陀螺的熱環境要求。
5.為了解決上述問題，本發明的目的在於提供一種分布式控制力矩陀螺群安裝方法，利用本發明，該安裝方式具有散熱好、便於精度控制、操作方便等特點，抑制了力矩陀螺微振動響應對敏感載荷幹擾，保證星上高精度敏感載荷在軌運行時的穩定性、可靠性和安全性。
技術實現要素：
6.針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種分布式控制力矩陀螺群安裝裝置。
7.根據本發明提供的一種分布式控制力矩陀螺群安裝裝置，包括微振動抑制支架、控制力矩陀螺件以及力矩陀螺安裝板；
8.所述微振動抑制支架設有多個，所述力矩陀螺安裝板為所述微振動抑制支架提供
安裝接口，多個所述微振抑制支架通過安裝接口設置在所述力矩陀螺安裝板上，所述控制力矩陀螺件設有多個，所述微振動抑制支架為所述控制力矩陀螺件提供接口，所述微振動抑制支架抑制所述控制力矩陀螺件的微振動響應對敏感載荷的幹擾，多個所述控制力矩陀螺件通過接口對應設置在多個所述微振動抑制支架上。
9.一些實施方式中，所述力矩陀螺安裝板上固定設置有隔板，所述隔板為控制力矩陀螺件提供操作空間，所述隔板設有多塊，且多塊所述隔板分別設置在相鄰設置的所述控制力矩陀螺件之間。
10.一些實施方式中，所述力矩陀螺安裝板上開設有開槽，所述開槽採用截面為圓形結構設置，多個所述控制力矩陀螺件環繞所述開槽周向設置在所述力矩陀螺安裝板上。
11.一些實施方式中，所述微振動抑制支架包括第一端面和第二端面，所述第一端面固定設置在所述力矩陀螺安裝板上，所述第一端面的一端與所述第二端面的一端固定設置，所述第二端面傾斜設置在所述第一端面上，所述控制力矩陀螺件安裝設置在所述第二端面上。
12.一些實施方式中，所述控制力矩陀螺件設有五個，五個所述控制力矩陀螺件包括第一力矩陀螺、第二力矩陀螺、第三力矩陀螺、第四力矩陀螺以及第五力矩陀螺，所述第四力矩陀螺、所述第二力矩陀螺、所述第五力矩陀螺、所述第一力矩陀螺以及所述第三力矩陀螺依次環繞所述開槽周向設置。
13.一些實施方式中，所述第三力矩陀螺與所述第一力矩陀螺之間設有所述隔板，所述第三力矩陀螺另一側設有所述隔板，所述第四力矩陀螺與所述第二力矩陀螺之間設有所述隔板，所述第二力矩陀螺與所述第五力矩陀螺之間設有所述隔板。
14.一些實施方式中，所述第一力矩陀螺的中心線分別與所述第二力矩陀螺的中心線、所述第五力矩陀螺的中心線在投影平面上的夾角為72
°
，所述第二力矩陀螺的中心線與所述第三力矩陀螺的中心線在投影平面上的夾角為72
°
，所述第三力矩陀螺的中心線與所述第四力矩陀螺的中心線在投影平面上的夾角為72
°
，所述第四力矩陀螺的中心線與所述第五力矩陀螺的中心線在投影平面上的夾角為72
°
。
15.一些實施方式中，所述隔板採用m55j-6k碳纖維框架，且所述隔板採用鏤空結構設置，所述框架的基體材料為ag80。
16.一些實施方式中，所述第二端面傾斜角度為63.43
°
傾斜設置在所述第一端面上方。
17.一些實施方式中，所述力矩陀螺安裝板採用鋁合金材料面板與蜂窩芯子夾合而成的夾層板，所述夾層板的板厚為30毫米，所述面板的厚度為0.3毫米，所述蜂窩芯子為鋁蜂窩芯材，所述蜂窩芯子的壁厚為0.03毫米，所述蜂窩芯子的芯格邊長為5毫米，所述蜂窩芯子通過j47膠膜與所述面板膠接而成，所述膠膜厚度為0.1毫米。
18.與現有技術相比，本發明具有如下的有益效果：
19.1、本發明通過設置控制力矩陀螺件，控制力矩陀螺件通過微振動抑制支架設置在力矩陀螺安裝板上，安裝方式具有散熱好、便於精度控制、操作方便，抑制了力矩陀螺微振動響應對敏感載荷幹擾，保證星上高精度敏感載荷在軌運行時的穩定性、可靠性和安全性；
20.2、本發明通過設置微振動抑制支架和控制力矩陀螺件，相鄰序號的兩臺控制力矩陀螺件在投影平面上的夾角均為72
°
，控制力矩陀螺件通過微振動抑制支架的傾斜角度為
63.43
°
，力矩陀螺安裝板與敏感載荷無直接連接關係，且遠離敏感載荷，保障敏感載荷的微振動工作環境。
附圖說明
21.通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發明的其它特徵、目的和優點將會變得更明顯：
22.圖1為本發明分布式控制力矩陀螺群安裝裝置的結構示意圖；
23.圖2為本發明分布式控制力矩陀螺群安裝裝置中力矩陀螺群的布局示意圖；
24.圖3為本發明微振動抑制支架的結構示意圖；
25.圖4為本發明隔板的結構示意圖；
26.附圖標記；
27.具體實施方式
28.下面結合具體實施例對本發明進行詳細說明。以下實施例將有助於本領域的技術人員進一步理解本發明，但不以任何形式限制本發明。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變化和改進。這些都屬於本發明的保護範圍。
29.如圖1所示為分布式控制力矩陀螺群裝置的結構示意圖，包括微振動抑制支架1、控制力矩陀螺件2以及力矩陀螺安裝板4，微振動抑制支架1設有多個，力矩陀螺安裝板4為微振動抑制支架1提供安裝接口，多個微振抑制支架通過安裝接口設置在力矩陀螺安裝板4上，控制力矩陀螺件2設有多個，微振動抑制支架1為控制力矩陀螺件2提供接口，微振動抑制支架1抑制控制力矩陀螺件2的微振動響應對敏感載荷的幹擾，多個控制力矩陀螺件2通過接口對應設置在多個微振動抑制支架1上。
30.力矩陀螺安裝板4上固定設置有隔板3，隔板3為控制力矩陀螺件2提供操作空間，隔板3設有多塊，且多塊隔板3分別設置在相鄰設置的控制力矩陀螺件2之間。如圖4所示為隔板3的結構示意圖，隔板3採用m55j-6k碳纖維框架，且隔板3採用鏤空結構設置，框架的基體材料為ag80。框架採用手工鋪設預浸無緯布的方式進行鋪層，鋪層為準各向同性，用熱壓罐加熱加壓固化，並通過機加工保證精度要求。
31.力矩陀螺安裝板4上開設有開槽41，開槽41採用截面為圓形結構設置，多個控制力矩陀螺件2環繞開槽41周向設置在力矩陀螺安裝板4上。力矩陀螺安裝板4採用鋁合金材料面板與蜂窩芯子夾合而成的夾層板，夾層板的板厚為30毫米，面板的厚度為0.3毫米，蜂窩芯子為鋁蜂窩芯材，蜂窩芯子的壁厚為0.03毫米，蜂窩芯子的芯格邊長為5毫米，蜂窩芯子通過j47膠膜與面板膠接而成，膠膜厚度為0.1毫米。力矩陀螺安裝板4為控制力矩陀螺件2
提供接口，並抑制控制力矩陀螺件2的微振動響應對敏感載荷的幹擾。
32.如圖3所示為微振動抑制支架1的結構示意圖，微振動抑制支架1包括第一端面和第二端面，第一端面固定設置在力矩陀螺安裝板4上，第一端面的一端與第二端面的一端固定設置，第二端面傾斜設置在第一端面上，控制力矩陀螺件2安裝設置在第二端面上。在本實施例中，第二端面傾斜角度為63.43
°
傾斜設置在第一端面上方。
33.如圖3所示，微振動抑制支架1還包括八組隔振組件和四組解鎖組件。發射階段，解鎖組件將控制力矩陀螺件2緊固在微振動抑制支架1上，以保證剛度要求，確保控制力矩陀螺件2滿足主動段響應要求；在軌飛行階段，按照飛行程序發送遙控解鎖指令，解鎖組件解鎖後，控制力矩陀螺件2僅通過隔振組件和微振動抑制支架1連接，隔振組件開始工作，抑制控制力矩陀螺件2微振動向星體以及敏感載荷的傳遞，保障敏感載荷的微振動工作環境。
34.如圖2所示為分布式控制力矩陀螺群裝置中力矩陀螺群的布局示意圖，控制力矩陀螺件2設有五個，五個控制力矩陀螺件2包括第一力矩陀螺5、第二力矩陀螺6、第三力矩陀螺7、第四力矩陀螺8以及第五力矩陀螺9，第四力矩陀螺8、第二力矩陀螺6、第五力矩陀螺9、第一力矩陀螺5以及第三力矩陀螺7依次環繞開槽41周向設置。
35.第三力矩陀螺7與第一力矩陀螺5之間設有隔板3，第三力矩陀螺7另一側設有隔板3，第四力矩陀螺8與第二力矩陀螺6之間設有隔板3，第二力矩陀螺6與第五力矩陀螺9之間設有隔板3。
36.第一力矩陀螺5的中心線分別與第二力矩陀螺6的中心線、第五力矩陀螺9的中心線在投影平面上的夾角為72
°
，第二力矩陀螺6的中心線與第三力矩陀螺7的中心線在投影平面上的夾角為72
°
，第三力矩陀螺7的中心線與第四力矩陀螺8的中心線在投影平面上的夾角為72
°
，第四力矩陀螺8的中心線與第五力矩陀螺9的中心線在投影平面上的夾角為72
°
。5臺控制力矩陀螺件2相互之間構形精度由力矩陀螺安裝板4的整體加工精度保證，要求安裝後控制力矩陀螺件2的基準與整星安裝基準安裝偏差小於等於3
′
。
37.在本技術的描述中，需要理解的是，術語「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「豎直」、「水平」、「頂」、「底」、「內」、「外」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本技術和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本技術的限制。
38.以上對本發明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發明並不局限於上述特定實施方式，本領域技術人員可以在權利要求的範圍內做出各種變化或修改，這並不影響本發明的實質內容。在不衝突的情況下，本技術的實施例和實施例中的特徵可以任意相互組合。