动量轮减振安装组件及航天器的制作方法

1.本发明涉及航天器技术领域，尤其是涉及一种动量轮减振安装组件及航天器。


背景技术：

2.动量轮是航天器在轨姿态控制的重要元件，动量轮失效会导致整个航天器失去姿态控制能力甚至无法正常工作。由于动量轮结构的特殊性，其对振动的敏感性较高；另外，动量轮在高速运行的时候功耗很大，会产生热量。因此，亟需一种能够兼顾隔振和散热的用于安装动量轮的装置。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种动量轮减振安装组件及航天器，以在一定程度上兼顾隔振和散热。
4.本发明提供一种动量轮减振安装组件，包括：支撑件、减振器和散热组件；所述散热组件包括上散热件、传热件和下散热件，所述传热件连接在所述上散热件和所述下散热件之间，以使所述上散热件和所述下散热件之间具有间隔，所述上散热件用于与动量轮抵接以与所述动量轮换热，所述下散热件与所述支撑件连接以与所述支撑件换热；所述减振器用于连接在所述支撑件和所述动量轮之间，且所述散热组件上设有用于所述减振器与所述动量轮连接的通孔。
5.在安装动量轮过程中，通过紧固件穿过减振器、穿过散热组件上的孔，然后与动量轮连接固定；在动量轮运动过程中，减振器能够吸收动量轮产生的振动，从而起到隔振的作用；同时，动量轮的产生的热传递至上散热件，上散热件和下散热件之间间隔设置，且连接有传热件，一方面上散热件可以向外部散热，另一方面散热件可以将热量传递给传热件，传热件又将热量传递给下散热件，下散热件一方面能够向外散热，一方面又能够将热量传递给支撑件，上散热件、传热件和下散热件形成热通路，从而散热件能够实现快速的对动量轮进行散热，本发明提供的动量轮减振安装组件可以在隔振的同时实现对动量轮的散热；另外，在连接减振器和动量轮的过程中，将散热件与动量轮固定，一方面，能够保障上散热件与动量轮的抵接，保障动量轮与上散热件之间的换热，另一方面方便装配，节省安装时间。
6.进一步地，所述上散热件为上散热片，所述传热件为弹片，所述下散热件为下散热片；所述弹片的相对的两侧中，所述弹片的一侧与所述上散热片的一端连接，所述弹片的另一侧与所述下散热片的同一端连接。
7.进一步地，所述弹片呈圆弧形设置，且所述弹片的所述一侧与所述上散热片的一端相切设置，所述弹片的所述另一侧与所述下散热片的同一端相切设置。
8.进一步地，所述上散热片、所述弹片和所述下散热片一体成型设置。
9.进一步地，所述下散热片的长度小于所述上散热片的长度，所述上散热片上设有用于所述减振器与所述动量轮连接的通孔。
10.进一步地，所述上散热片上和所述支撑件上均设有工装安装孔；所述支撑件上设
有用于安装所述减振器的连接孔。
11.进一步地，所述支撑件包括支架，所述支架包括底板、安装板和三角支撑板，所述三角支撑板的相邻的两个侧边中，所述三角支撑板的一个侧边与所述安装板连接，所述三角支撑板的另一个侧边与所述底板连接；所述下散热件和所述减振器均与所述安装板连接。
12.进一步地，所述三角支撑板的数量为两个，两个所述三角支撑板相对设置；和/或，所述三角支撑板上设有减重槽和线束安装孔。
13.进一步地，所述底板和所述安装板均为矩形。
14.本发明提供一种航天器，包括动量轮、动量轮安装部以及上述动量轮减振安装组件，所述支撑件与所述动量轮安装部连接，所述动量轮与所述上散热件抵接，所述动量轮与所述减振器连接。
15.应当理解，前述的一般描述和接下来的具体实施方式两者均是为了举例和说明的目的并且未必限制本公开。并入并构成说明书的一部分的附图示出本公开的主题。同时，说明书和附图用来解释本公开的原理。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1为本发明一实施例的动量轮减振安装组件的结构示意图；
18.图2为本发明另一实施例的动量轮减振安装组件的结构示意图；
19.图3为图2所示的动量轮减振安装组件的切面图；
20.图4为图2所示的动量轮减振安装组件中散热组件的结构示意图；
21.图5为图2所示的动量轮减振安装组件中支架的结构示意图；
22.图6为图2所示的动量轮减振安装组件中减振器的结构示意图；
23.图7为本发明一实施例的航天器中动量轮和动量轮减振安装组件的结构示意图；
24.图8为本发明另一实施例的航天器中动量轮和动量轮减振安装组件的结构示意图。
25.图标：10-支撑件；20-减振器；30-散热组件；40-动量轮；50-紧固件；60-螺钉；70-工装安装孔；80-工装；31-上散热片；32-弹片；33-下散热片；34-通孔；11-底板；12-安装板；13-三角支撑板；14-连接孔；131-减重槽；132-线束安装孔。
具体实施方式
26.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
27.通常在此处附图中描述和显示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。
28.基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
29.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
30.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
31.如图1至图8所示，本发明提供一种动量轮减振安装组件，包括：支撑件10、减振器20和散热组件30；散热组件30包括上散热件、传热件和下散热件，传热件连接在上散热件和下散热件之间，以使上散热件和下散热件之间具有间隔，上散热件用于与动量轮40抵接以与动量轮40换热，下散热件与支撑件10连接以与支撑件10换热；减振器20用于连接在支撑件10和动量轮40之间，且散热组件30上设有用于减振器20与动量轮40连接的通孔34。
32.本实施例中，在安装动量轮40过程中，通过紧固件50穿过减振器20、穿过散热组件30上的孔，然后与动量轮40连接固定；在动量轮40运动过程中，减振器20能够吸收动量轮40产生的振动，从而起到隔振的作用；同时，动量轮40的产生的热传递至上散热件，上散热件和下散热件之间间隔设置，且连接有传热件，一方面上散热件可以向外部散热，另一方面散热件可以将热量传递给传热件，传热件又将热量传递给下散热件，下散热件一方面能够向外散热，一方面又能够将热量传递给支撑件10，上散热件、传热件和下散热件形成热通路，从而散热件能够实现快速的对动量轮40进行散热，本实施例提供的动量轮减振安装组件可以在隔振的同时实现对动量轮40的散热；另外，在连接减振器20和动量轮40的过程中，将散热件与动量轮40固定，一方面，能够保障上散热件与动量轮40的抵接，保障动量轮40与上散热件之间的换热，另一方面方便装配，节省安装时间。
33.其中，减振器20可以采用弹簧减振器；可选的，减振器20采用金属橡胶减振器，金属橡胶的刚度和阻尼可以根据动量轮40的大小来确定。
34.需要说明的是，传热件较佳具有弹性，从而可以适应减振器20的伸缩。
35.其中，散热组件30的结构形式可以为多种，例如：上散热件和下散热件均为板状体、片状体或者块状体等，传热件为弹簧，上散热件、下散热件和弹簧的材质可以相同；上散热件可以将热量传递给弹簧，弹簧再将热量传递给下散热件。
36.作为一种可选方案，如图1和图2所示，上散热件为上散热片31，传热件为弹片32，下散热件为下散热片33；弹片32的相对的两侧中，弹片32的一侧与上散热片31的一端连接，弹片32的另一侧与下散热片33的同一端连接。
37.本实施例中，上散热片31、弹片32和上散热片31均可以采用导热性能良好且具有一定弹性的金属，例如：铜。本实施例中的弹片32相当于弹簧片，从而能够适应减振器20的伸缩变形，这种结构的散热组件30结构简单，方便加工制造。
38.其中，弹片32的结构形式可以为多种，例如：弹片32呈直线型；或者，弹片32呈折线
型；或者，弹片32呈波浪形等。
39.作为一种可选方案，如图3所示，弹片32呈圆弧形设置，且弹片32的一侧与上散热片31的一端相切设置，弹片32的另一侧与下散热片33的同一端相切设置。
40.本实施例中，上散热片31与弹片32之间可以平滑过渡，下散热片33与弹片32之间可以平滑过渡，这样能够避免散热组件30受力集中，使得散热组件30的受力均匀，使用寿命长。
41.其中，可以通过焊接、卡接或者螺纹连接实现弹片32与上散热片31的连接固定，或者实现弹片32与下散热片33的连接固定。
42.作为一种可选方案，上散热片31、弹片32和下散热片33一体成型设置，例如：通过弯折实现散热件的成型，生产效率高，散热组件30的强度好。
43.可选的，可以设置弹片32的上侧(与上散热片31相应的一侧)凸出上散热片31设置，弹片32的下侧(与下散热片33相应的一侧)与下散热片33齐平设置，这样在能够保障弹片32具有较好的弹性的前提下，方便下散热片33和支撑件10的装配。
44.上散热片31的长度和下散热片33的长度可以根据具体需要设置。
45.作为一种可选方案，如图3所示，下散热片33的长度小于上散热片31的长度，上散热片31上设有用于减振器20与动量轮40连接的通孔34。
46.本实施例中，下散热片33的长度小于上散热片31的长度，且上散热片31上设有用于减振器20与动量轮40连接的通孔34，也即，下散热片33的长度较短，避开减振器20设置，避免干涉减振器20的安装，或者避免在下散热片33上也加工开口使得加工复杂，方便减振器20安装。
47.如图1至图4所示，在上述实施例基础之上，进一步地，上散热片31上和支撑件10上均设有工装安装孔70，上散热片31上的工装安装孔70和支撑件10上的工装安装孔70正对设置；支撑件10上设有用于安装减振器20的连接孔14。
48.本实施例中，在装配动量轮40和动量轮减振安装组件过程中，将圆柱形的工装80插入支撑件的工装安装孔70和上散热片31的工装安装孔70上，工装80与支撑件的工装安装孔70和上散热片31的工装安装孔70形成间隙较小的轴孔配合，从而保证安装精度，也方便散热组件30与支撑件10的安装固定；上散热片31用工装80定位好以后，通过螺栓或者螺钉60等紧固件50将下散热片33固定在支撑件10上，此处紧固件50可以采用较大的平垫；散热组件30安装好以后，拆去工装80，将减振器的上下两部分套合在支撑件10的连接孔14上，垫上弹垫，将螺钉60由减振器20的远离动量轮40的一端穿过减振器20，然后穿过上散热片31上的通孔34，最后拧紧在动量轮40内。
49.支撑件10的结构形式可以为多种，例如：支撑件10呈板状设置；或者，支撑件10为航天器的动量轮安装部的板面(如图1所示)；或者，支撑件10呈框架结构(如图2所示)等。
50.可以根据动量轮40的工作状态的不同，可以选择不同结构的支撑件10，例如：对于三轴控制的卫星来说，三个正交的动量轮40是最低需求，冗余的第四个动量轮40(s轮)通常是与其他三个成相等的夹角，以避免单点失效，s轮与航天器平台(例如：卫星平台)的x、y、z三个平面的夹角相同，(如，三个夹角均为54.74度)，所以一般将s轮斜撑起来。
51.其中，三个正交的动量轮40可以采用板状支撑件10安装，或者直接将航天器的动量轮安装部的板面做为支撑件10。
52.对于s轮，支撑件10为支架，通过支架将s轮斜撑起来。
53.具体地，如图2至图6所示，支架包括底板11、安装板12和三角支撑板13，三角支撑板13的相邻的两个侧边中(该两个侧边形成的夹角为a)，三角支撑板13的一个侧边与安装板12连接，三角支撑板13的另一个侧边与底板11连接；下散热件和减振器20均与安装板12连接。
54.本实施例中，底板11用于与航天器的动量轮安装部连接固定，三角支撑板13使得安装板12和底板11之间具有角度，从而将安装板12相对于底板11倾斜设置，三角支撑板13的夹角a的角度可以根据s轮与航天器平台的x、y、z三个平面的夹角来设置(例如：54.74度)。这种结构的支架结构简单，可以避免重量过大。
55.具体地，可以在安装板12上设置工装安装孔70，用于安装减振器20的连接孔14。
56.三角支撑板13的数量可以为一个，也可以为三个或者四个等多个。
57.作为一种可选方案，三角支撑板13的数量为两个，两个三角支撑板13相对设置，也即，安装板12和底板11之间连接有两个三角支撑板13，这样能够对安装板12支撑稳定。
58.在上述实施例基础之上，进一步地，三角支撑板13上还设有减重槽131，减重槽131的形状可以为四边形、波浪形或者圆形等，可选的，减重槽131为与三角支撑板13的三角形相适应的三角形，这样能够三角形支撑板的三个侧边宽度相同。
59.在上述实施例基础之上，进一步地，三角支撑板13上还可以设有线束安装孔132，方便走线，也方便线束绑扎。
60.在上述实施例基础之上，进一步地，安装板12上也可以设置减重孔。
61.如图3所示，在上述实施例基础之上，进一步地，底板11和安装板12均为矩形，底板11呈矩形设置，可以保证与航天器的动量轮安装部的充分接触，提供较大的散热通路；安装板12呈矩形设置，结构简单，在设置多中孔的情况下保障较好的强度。
62.如图7和图8所示，本发明提供一种航天器，包括动量轮40、动量轮安装部以及上述任一技术方案的动量轮减振安装组件，支撑件10与动量轮安装部连接，动量轮40与上散热件抵接，动量轮40与减振器20连接。本实施例提供的航天器具有该动量轮减振安装组件的全部有益效果，在此，不再赘述。
63.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。