CN207374708U - 一种避免微振动共振影响的动量轮支架 - Google Patents
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Abstract
一种避免微振动共振影响的动量轮支架，包括顶结构壁、左侧结构壁、右侧结构壁、中结构壁、前外结构壁、安装结构壁、后外结构壁、耳片安装板、动量轮支架安装孔和动量轮安装孔，用于航天器动量轮执行机构的安装，选用硬铝LD10CS为材料，重量仅为0.9kg，动量轮安装面和支架本体安装面平面度小于0.10mm，固有频率在150Hz左右，本实用新型通过综合考虑动量轮支架与动量轮和动量轮板之间的连接关系，空间约束等因素设计的支架产品，其固有频率避开动量轮和控制力矩陀螺等执行机构的微振动频率，且具有较大的安全裕度，不与微振动源发生耦合，能够有效避免微振动产生的共振。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种航天器动量轮执行机构的安装支架，特别是一种避免航天器动量轮执行机构微振动共振影响的支架。
背景技术
动量轮是航天器重要的执行机构，用于调节航天器在轨姿态控制，由于动量轮安装具有较强的指向性，需为动量轮提供安装与支持异型装置，即动量轮支架。航天器发射段，动量轮支架需具有较强的强度和刚度，使动量轮在发射段力学响应在合理的范围内，航天在轨期间，动量轮和控制力矩陀螺等执行机构工作产生的微振动扰动极易与动量轮支架的固有频率发生耦合，从而引起共振，动量轮支架需要避免微振动影响。目前，主流航天器动量轮支架都能够满足航天器发射段动量轮的力学环境条件，但对于在轨阶段如何避免微振动与动量轮支架固有频率耦合而发生的共振现象，未能较好的消除，因此，需要一种动量轮支架，用于避免航天器在轨微振动与动量轮支架固有频率耦合而发生的共振影响。
实用新型内容
本实用新型的技术解决问题是：针对主流航天器动量轮支架不能有效避免航天器在轨微振动影响的情况，提供一种固有频率避开动量轮和控制力矩陀螺的微振动频率的动量轮支架，不与微振动源发生耦合，避免航天器在轨微振动共振影响。
本实用新型的技术方案是：一种避免微振动共振影响的动量轮支架，所述支架结构形式为薄壁型腔体结构，包括：顶结构壁、左侧结构壁、右侧结构壁、中结构壁、前外结构壁、安装结构壁、后外结构壁、耳片安装板、动量轮支架安装孔和动量轮安装孔；耳片安装板通过动量轮支架安装孔固定安装在底座上；左侧结构壁、右侧结构壁、前外结构壁、后外结构壁均安装在耳片安装板上，后外结构壁的上方接有用于安装动量轮的安装结构壁；安装结构壁的上方安装有与耳片安装板平行的顶结构壁；所述左侧结构壁、右侧结构壁、前外结构壁、后外结构壁围成四面封闭的下部中空腔体；所述左侧结构壁、右侧结构壁、安装结构壁、顶结构壁围成三面封闭的上部中空腔体。
所述后外结构壁与耳片安装板的夹角为66.84°。
所述第二外结构壁与耳片安装板的夹角为73.25°。
所述第一侧结构壁、第二侧结构壁上与第二外结构壁相对的一侧安装有斜筋，第一侧结构壁斜筋、第二侧结构壁斜筋与耳片安装板的夹角均为76.56°。
所述第二外结构壁对中度为Φ0.15。
所述动量轮支架材料选用硬铝LD10CS。
所述动量轮支架安装孔孔径为Φ8.5mm，采用的紧固件规格为螺钉QJ2582-93M8X18，弹垫QJ2963.2-97 8，平垫GB/T97.1-02 8。
上部中空腔体和下部中空腔体间安装有中结构壁；中结构壁与耳片安装板的夹角为16.75°。
本实用新型的有益效果是：
与现有的航天器动量轮支架相比，通过识别航天器在轨微振动扰动源和扰动频率的影响，结合动量轮支架与动量轮和动量轮板之间的连接关系，空间约束等综合设计的动量轮支架，其150Hz左右的固有频率成功地避开了动量轮和控制力矩陀螺的微振动频率，且具有较高的安全裕度，不与微振动源发生耦合，避免了航天器在轨微振动可能引起的对动量轮的共振影响。
附图说明
图1为本实用新型动量轮支架结构图，其中(a)、(b)、(c)分别为三个视角示意图。
具体实施方式
本实用新型的动量轮支架其结构形式为薄壁型腔体结构，图1示，包括：
顶结构壁1、左侧结构壁2、右侧结构壁3、中结构壁4、前外结构壁5、安装结构壁6、后外结构壁7、耳片安装板9、动量轮支架安装孔10和动量轮安装孔11；耳片安装板9通过动量轮支架安装孔10固定安装在底座上；左侧结构壁2、右侧结构壁3、前外结构壁5、后外结构壁7均安装在耳片安装板9上，后外结构壁7的上方接有用于安装动量轮的安装结构壁6；安装结构壁6的上方安装有与耳片安装板9平行的顶结构壁1；所述左侧结构壁2、右侧结构壁3、前外结构壁5、后外结构壁7围成四面封闭的下部中空腔体；所述左侧结构壁2、右侧结构壁3、安装结构壁6、顶结构壁1围成三面封闭的上部中空腔体。
本实用新型的动量轮支架需要综合支架与动量轮和动量轮板的连接关系和空间约束，动量轮在动量轮支架上呈现倾斜安装，动量轮支架各组成部分的空间关系为：以耳片安装板(9)(动量轮支架安装面)为基准，各结构壁的角度设置(均为锐角)为：所述后外结构壁7与耳片安装板9的夹角为66.84°。所述第二外结构壁6与耳片安装板9的夹角为73.25°。所述第一侧结构壁2、第二侧结构壁3上与第二外结构壁6相对的一侧安装有斜筋，第一侧结构壁2斜筋、第二侧结构壁3斜筋与耳片安装板9的夹角均为76.56°。所述第二外结构壁6对中度为Φ0.15。
本实用新型的动量轮支架的其他结构特性为：顶结构壁1、左侧结构壁2、右侧结构壁3、中结构壁4、前外结构壁5、安装结构壁6、后外结构壁7的结构厚度为5mm，耳片安装板9结构厚度为6mm。安装结构壁6平面度为0.10mm，耳片安装板9平面度为0.10mm。
本实用新型的动量轮支架通过刚性约束与航天器结构上4个动量轮支架安装孔10固定，孔径为Φ8.5mm，采用的紧固件规格为螺钉QJ2582-93M8X18，弹垫QJ2963.2-97 8，平垫GB/T97.1-02 8，动量轮通过刚性约束与支架上4个动量轮安装孔11固定，孔径为Φ8.5mm，采用的紧固件规格为螺钉QJ2582-93M8X18，弹垫QJ2963.2-97 8，平垫GB/T97.1-028。
航天器在轨微振动源和扰动频率范围为：
动量轮：一倍频20～30Hz；
二倍频40～60Hz；
三倍频60～90Hz；
四倍频80～120Hz；
控制力矩陀螺主要频率：100Hz，120Hz，180Hz，200Hz。
动量轮支架固有频率在150Hz左右，成功避开动量轮和控制力矩陀螺的微振动频率，且具有安全裕度(30Hz)，可保证不与微振动源发生耦合。
动量轮支架重量0.9kg，材料选用硬铝LD10CS。
Claims (8)
1.一种避免微振动共振影响的动量轮支架，其特征在于：所述支架结构形式为薄壁型腔体结构，包括：顶结构壁(1)、左侧结构壁(2)、右侧结构壁(3)、中结构壁(4)、前外结构壁(5)、安装结构壁(6)、后外结构壁(7)、耳片安装板(9)、动量轮支架安装孔(10)和动量轮安装孔(11)；耳片安装板(9)通过动量轮支架安装孔(10)固定安装在底座上；左侧结构壁(2)、右侧结构壁(3)、前外结构壁(5)、后外结构壁(7)均安装在耳片安装板(9)上，后外结构壁(7)的上方接有用于安装动量轮的安装结构壁(6)；安装结构壁(6)的上方安装有与耳片安装板(9)平行的顶结构壁(1)；所述左侧结构壁(2)、右侧结构壁(3)、前外结构壁(5)、后外结构壁(7)围成四面封闭的下部中空腔体；所述左侧结构壁(2)、右侧结构壁(3)、安装结构壁(6)、顶结构壁(1)围成三面封闭的上部中空腔体。
2.根据权利要求1所述的一种避免微振动共振影响的动量轮支架，其特征在于：所述后外结构壁(7)与耳片安装板(9)的夹角为66.84°。
3.根据权利要求1所述的一种避免微振动共振影响的动量轮支架，其特征在于：所述安装结构壁(6)与耳片安装板(9)的夹角为73.25°。
4.根据权利要求1所述的一种避免微振动共振影响的动量轮支架，其特征在于：所述左侧结构壁(2)、右侧结构壁(3)上与安装结构壁(6)相对的一侧安装有斜筋，左侧结构壁(2)斜筋、右侧结构壁(3)斜筋与耳片安装板(9)的夹角均为76.56°。
5.根据权利要求1所述的一种避免微振动共振影响的动量轮支架，其特征在于：所述安装结构壁(6)对中度为Φ0.15。
6.根据权利要求1所述的一种避免微振动共振影响的动量轮支架，其特征在于：所述动量轮支架材料选用硬铝LD10CS。
7.根据权利要求1所述的一种避免微振动共振影响的动量轮支架，其特征在于：所述动量轮支架安装孔(10)和动量轮安装孔(11)孔径均为Φ8.5mm，采用的紧固件规格为螺钉QJ2582-93 M8X18，弹垫QJ2963.2-978，平垫GB/T97.1-02 8。
8.根据权利要求1任意所述的一种避免微振动共振影响的动量轮支架，其特征在于：上部中空腔体和下部中空腔体间安装有中结构壁(4)；中结构壁(4)与耳片安装板(9)的夹角为16.75°。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201721256717.8U CN207374708U (zh) | 2017-09-27 | 2017-09-27 | 一种避免微振动共振影响的动量轮支架 |
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Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN207374708U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108502210A (zh) * | 2018-06-19 | 2018-09-07 | 上海微小卫星工程中心 | 一种多功能动量轮支架 |
| CN113895655A (zh) * | 2021-11-10 | 2022-01-07 | 北京微纳星空科技有限公司 | 动量轮减振安装组件及航天器 |
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2017
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