本發(fā)明涉及力學(xué)敏感元件的振動抑制，特別涉及一種用于空間光電器件力學(xué)振動抑制的結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

1、光電器件作為精密光學(xué)儀器的核心元件，在光線控制、目標(biāo)特性提取、光電轉(zhuǎn)換及數(shù)據(jù)處理等方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。然而，受限于其結(jié)構(gòu)特征、物理性能和制造工藝，部分光電器件的抗力學(xué)振動能力較弱，難以直接通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化或材料改進(jìn)來提升。在航天器發(fā)射、運(yùn)輸及飛行過程中，光電器件會經(jīng)歷劇烈的振動環(huán)境，這對光電器件的穩(wěn)定性和壽命構(gòu)成了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

2、傳統(tǒng)的整體減振或局部減振方法往往難以同時滿足儀器整體和光電器件在不同頻段下的振動抑制需求，導(dǎo)致減振效果不理想。因此，開發(fā)一種高效、可靠的力學(xué)振動抑制結(jié)構(gòu)，對于保障光電器件在極端振動環(huán)境下的正常運(yùn)行具有重要意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出了一種創(chuàng)新的力學(xué)振動抑制結(jié)構(gòu)，專門用于空間光電器件的振動防護(hù)。該結(jié)構(gòu)采用雙重錯頻隔振技術(shù)，通過精心設(shè)計(jì)的兩套隔振系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了整機(jī)和光電器件在不同頻段下的有效振動抑制，同時避免了系統(tǒng)間的耦合振動現(xiàn)象。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種用于空間光電器件力學(xué)振動抑制的結(jié)構(gòu)，其包括：儀器主體，固定設(shè)置在儀器主體上的主體減振器，主體減振器對儀器主體提供支撐作用；光電器件支撐座，固定設(shè)置在儀器主體上，用于安裝光電器件；光電器件減振器，固定設(shè)置在儀器主體上，對光電器件支撐座提供支撐作用。其中，儀器主體、主體減振器、光電器件支撐座、光電器件減振器和光電器件組成整機(jī)隔振系統(tǒng)；光電器件支撐座、光電器件減振器和光電器件組成光電器件隔振系統(tǒng)；光電器件及光電器件支撐座組成光電器件組合體，整機(jī)隔振系統(tǒng)的特定頻率f1至少為光電器件組合體的特征頻率f3的√2倍，光電器件組合體的特征頻率f3至少為光電器件隔振系統(tǒng)特征頻率f2的√2倍。

3、進(jìn)一步，整機(jī)隔振系統(tǒng)的特征頻率f1由主體減振器的剛度特性和整機(jī)隔振系統(tǒng)的質(zhì)量共同決定；光電器件隔振系統(tǒng)的特征頻率f2則由光電器件減振器的剛度特性和光電器件隔振系統(tǒng)的質(zhì)量決定；光電器件組合體的特征頻率由光電器件組合體的剛度和質(zhì)量決定。

4、進(jìn)一步，整機(jī)隔振系統(tǒng)包括4個主體減振器。

5、進(jìn)一步，整機(jī)隔振系統(tǒng)的每個主體減振器的剛度為5000n/mm，整機(jī)隔振系統(tǒng)的質(zhì)量為20kg，整機(jī)隔振系統(tǒng)的特征頻率f1為160hz。

6、進(jìn)一步，光電器件隔振系統(tǒng)包括6個光電器件減振器。

7、進(jìn)一步，光電器件減振器的每個光電器件減振器的剛度為35.5n/mm，光電器件隔振系統(tǒng)的質(zhì)量為1kg，光電器件隔振系統(tǒng)的特征頻率f2為60hz。

8、進(jìn)一步，光電器件組合體的特征頻率f3為100hz。

9、進(jìn)一步，主體減振器和光電器件減振器的減振結(jié)構(gòu)，選用高阻尼系數(shù)不小于0.2的材料。

10、由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明的有益效果為：隔振系統(tǒng)的特征頻率f1至少為光電器件組合體特征頻率f3的√2倍，光電器件組合體的特征頻率f3至少為光電器件隔振系統(tǒng)特征頻率f2的√2倍，這種設(shè)計(jì)策略確保了三個特征頻率之間具有合理的安全系數(shù)，使得各系統(tǒng)能夠在不同的振動頻段內(nèi)獨(dú)立工作，互不干擾，能夠精準(zhǔn)抑制光電器件的低頻力學(xué)振動響應(yīng)，高效隔離高頻外部激勵載荷的傳遞，保護(hù)光電器件的安全。

技術(shù)特征：

1.一種用于空間光電器件力學(xué)振動抑制的結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括儀器主體，固定設(shè)置在儀器主體上的主體減振器，主體減振器對儀器主體提供支撐作用；光電器件支撐座，固定設(shè)置在儀器主體上，用于安裝光電器件；光電器件減振器，固定設(shè)置在儀器主體上，對光電器件支撐座提供支撐作用；其中，儀器主體、主體減振器、光電器件支撐座、光電器件減振器和光電器件組成整機(jī)隔振系統(tǒng)；光電器件支撐座、光電器件減振器和光電器件組成光電器件隔振系統(tǒng)；光電器件及光電器件支撐座組成光電器件組合體，整機(jī)隔振系統(tǒng)的特定頻率f1至少為光電器件組合體的特征頻率f3的√2倍，光電器件組合體的特征頻率f3至少為光電器件隔振系統(tǒng)特征頻率f2的√2倍。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于空間光電器件力學(xué)振動抑制的結(jié)構(gòu)，其特征在于，整機(jī)隔振系統(tǒng)的特征頻率f1由主體減振器的剛度特性和整機(jī)隔振系統(tǒng)的質(zhì)量共同決定；光電器件隔振系統(tǒng)的特征頻率f2則由光電器件減振器的剛度特性和光電器件隔振系統(tǒng)的質(zhì)量決定；光電器件組合體的特征頻率由光電器件組合體的剛度和質(zhì)量決定。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于空間光電器件力學(xué)振動抑制的結(jié)構(gòu)，其特征在于，整機(jī)隔振系統(tǒng)包括4個主體減振器。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于空間光電器件力學(xué)振動抑制的結(jié)構(gòu)，其特征在于，整機(jī)隔振系統(tǒng)的每個主體減振器的剛度為5000n/mm，整機(jī)隔振系統(tǒng)的質(zhì)量為20kg，整機(jī)隔振系統(tǒng)的特征頻率f1為160hz。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于空間光電器件力學(xué)振動抑制的結(jié)構(gòu)，其特征在于，光電器件隔振系統(tǒng)包括6個光電器件減振器。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于空間光電器件力學(xué)振動抑制的結(jié)構(gòu)，其特征在于，光電器件減振器的每個光電器件減振器的剛度為35.5n/mm，光電器件隔振系統(tǒng)的質(zhì)量為1kg，光電器件隔振系統(tǒng)的特征頻率f2為60hz。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于空間光電器件力學(xué)振動抑制的結(jié)構(gòu)，其特征在于，光電器件組合體的特征頻率f3為100hz。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于空間光電器件力學(xué)振動抑制的結(jié)構(gòu)，其特征在于，主體減振器和光電器件減振器的減振結(jié)構(gòu)，選用高阻尼系數(shù)不小于0.2的材料。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種用于空間光電器件力學(xué)振動抑制的結(jié)構(gòu)，主要包括儀器主體、主體減振器、光電器件支撐座和光電器件減振器。其中，儀器主體、主體減振器、光電器件支撐座、光電器件減振器和光電器件組成整機(jī)隔振系統(tǒng)；光電器件支撐座、光電器件減振器和光電器件組成光電器件隔振系統(tǒng)；光電器件及光電器件支撐座組成光電器件組合體，整機(jī)隔振系統(tǒng)的特定頻率f1至少為光電器件組合體的特征頻率f3的√2倍，光電器件組合體的特征頻率f3至少為光電器件隔振系統(tǒng)特征頻率f2的√2倍；這種設(shè)計(jì)使得各系統(tǒng)能夠在不同的振動頻段內(nèi)獨(dú)立工作，互不干擾，能夠精準(zhǔn)抑制光電器件的低頻力學(xué)振動響應(yīng)，高效隔離高頻外部激勵載荷的傳遞，保護(hù)光電器件的安全。

技術(shù)研發(fā)人員：郭權(quán)鋒,陳波,毛石磊,李朝輝,黃斌,劉世界,何玲平
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21