DISPOSITIVO DE AMORTIGUACION ACTIVA DE LAS VIBRACIONES EXPERIMENTADAS POR UN ELEMENTO FRAGIL DE UN EQUIPO EN MOVIMIENTO, CON ALIMENTACION AUTONOMA.

Dispositivo de amortiguación de vibraciones para un equipo (I) que debe desplazarse y que comprende una estructura (S1,

S2) a la que están acoplados un primer elemento (E1) y un segundo elemento frágil (E2) que se debe proteger de dichas vibraciones, que comprende i) primeros medios de transducción piezoeléctrica (T1i) intercalados entre dicha estructura (S1, S2) y dicho primer elemento (E1) y dispuestos para convertir la energía mecánica de vibración de la estructura en energía eléctrica, ii) al menos un sensor (Cj) acoplado a la estructura (S1, S2) y dispuesto para emitir señales de medición representativas de vibraciones experimentadas por dicho equipo (I), iii) medios de control (MC) alimentados eléctricamente por dicha energía eléctrica y dispuestos para deducir de cada señal de medición al menos una amplitud de desplazamiento para compensar al menos parcialmente dichas vibraciones experimentadas por la estructura, y para emitir señales de control representativas de cada amplitud determinada, y iv) segundos medios de transducción piezoeléctrica (T2k) intercalados entre dicha estructura (S1, S2) y dicho segundo elemento (E2) y dispuestos para convertir dichas señales de control en desplazamiento(s) para amortiguar, al menos parcialmente para el segundo elemento (E2), las vibraciones experimentadas por dicho equipo (I)

Dispositivo de amortiguación activa de las vibraciones experimentadas por un elemento frágil de un equipo en movimiento, con alimentación autónoma.

La invención se refiere a los dispositivos para amortiguar las vibraciones que experimentan elementos frágiles en un equipo que vibra durante la fase de transporte que precede a su utilización, como por ejemplo un satélite en fase de lanzamiento.

En este documento se entiende por "elemento frágil" cualquier elemento físico cuyo funcionamiento pueda verse perturbado de forma pasajera o definitiva por vibraciones inducidas mientras el equipo del que forma parte se desplaza antes de ser utilizado. Podrá tratarse, por ejemplo, de un espejo de un instrumento de observación espacial, de un módulo de medición de magnitud(es) física(s), de un módulo de control, de un equipo óptico, de una tobera de plasma, de una rueda cinética, de un girómetro o de un giroscopio.

En algunos campos, como por ejemplo el campo espacial, los equipos están sometidos al menos de forma pasajera a desplazamientos y/o aceleraciones más o menos importantes que hacen vibrar a su estructura y, por lo tanto, a algunos elementos que se encuentran acoplados (o unidos) a ésta. Éste es particularmente el caso de los satélites que se ponen en órbita por medio de lanzaderas o de algunos equipos que se instalan en las naves espaciales.

Cuando dicho equipo comprende un elemento frágil, este último debe estar "dimensionado" (o adaptado) y/o acoplado a dispositivos de amortiguación, para soportar los factores de carga, eventualmente durante una fase de lanzamiento.

Esto conlleva un aumento de masa y/o de volumen, una complejidad y costes de desarrollo importantes, así como una eventual degradación de resolución en el caso de elementos que emplean algunos mecanismos de alta sensibilidad.

Por otro lado, cuando el dispositivo de amortiguación utilizado es de tipo pasivo, su eficacia es limitada, y cuando el dispositivo de amortiguación utilizado es de tipo activo, éste requiere la activación de una alimentación eléctrica antes del inicio de la misión, lo que generalmente no se admite, particularmente en el campo espacial.

Se conoce del documento US-A-5.734.246 A un dispositivo de amortiguación de vibraciones para un equipo que debe desplazarse y que comprende una estructura a la que está acoplado un elemento frágil que se debe proteger de dichas vibraciones, que comprende al menos un sensor acoplado a la estructura y dispuesto para emitir señales de medición representativas de vibraciones experimentadas por dicho equipo, medios de control con alimentación eléctrica y dispuestos para deducir de cada señal de medición al menos una amplitud de desplazamiento para compensar al menos parcialmente dichas vibraciones experimentadas por la estructura y para emitir señales de control representativas de cada amplitud determinada, y medios de transducción piezoeléctrica intercalados entre dicha estructura y el elemento frágil y dispuestos para convertir dichas señales de control en desplazamiento(s) para amortiguar, al menos parcialmente para el elemento frágil, las vibraciones experimentadas por dicho equipo.

Dado que ningún dispositivo de amortiguación conocido aporta una satisfacción total, la invención, por lo tanto, tiene por objeto mejorar la situación.

Para ello, la invención propone un dispositivo de amortiguación de vibraciones para un equipo que se desplazará y que comprende una estructura a la que están acoplados al menos un primer elemento (considerado como no frágil) y un segundo elemento que debe ser protegido de las vibraciones, debido a que está considerado como frágil.

Este dispositivo de amortiguación de vibraciones comprende:

De este modo, el dispositivo de amortiguación es de tipo activo, al tiempo que es autónomo en el plano de su alimentación eléctrica, debido a que la genera.

El dispositivo de acuerdo con la invención puede comprender otras características que pueden tomarse por separado o en combinación, y particularmente:

La invención también propone un equipo provisto de un dispositivo de amortiguación de vibraciones del tipo del presentado anteriormente en este documento.

La invención está particularmente bien adaptada, aunque de forma no exclusiva, al campo espacial y al campo del transporte, particularmente ferroviario.

Otras características y ventajas de la invención surgirán con el examen de la siguiente descripción detallada, y de los dibujos adjuntos, en los que:

- la figura 1 ilustra de forma muy esquemática y funcional un equipo que comprende los primer y segundo elementos y un ejemplo de realización de un dispositivo de amortiguación del segundo elemento de acuerdo con la invención,

- la figura 2 es un diagrama que ilustra un ejemplo de curva de evolución temporal (t) de una señal de medición que corresponde a una dirección seleccionada, y un ejemplo de curva de evolución temporal de las señales de control representativas de la amplitud del desplazamiento que se aplicará al segundo elemento siguiendo la dirección seleccionada, teniendo en cuenta la curva de evolución temporal de las vibraciones.

Los dibujos adjuntos podrán servir no solamente para completar la invención, sino también contribuir a su definición, llegado el caso.

La invención tiene por objeto permitir la amortiguación, al menos parcial para un elemento frágil, de las vibraciones experimentadas por un equipo en movimiento...

1. Dispositivo de amortiguación de vibraciones para un equipo (I) que debe desplazarse y que comprende una estructura (S1, S2) a la que están acoplados un primer elemento (E1) y un segundo elemento frágil (E2) que se debe proteger de dichas vibraciones, que comprende i) primeros medios de transducción piezoeléctrica (T1i) intercalados entre dicha estructura (S1, S2) y dicho primer elemento (E1) y dispuestos para convertir la energía mecánica de vibración de la estructura en energía eléctrica, ii) al menos un sensor (Cj) acoplado a la estructura (S1, S2) y dispuesto para emitir señales de medición representativas de vibraciones experimentadas por dicho equipo (I), iii) medios de control (MC) alimentados eléctricamente por dicha energía eléctrica y dispuestos para deducir de cada señal de medición al menos una amplitud de desplazamiento para compensar al menos parcialmente dichas vibraciones experimentadas por la estructura, y para emitir señales de control representativas de cada amplitud determinada, y iv) segundos medios de transducción piezoeléctrica (T2k) intercalados entre dicha estructura (S1, S2) y dicho segundo elemento (E2) y dispuestos para convertir dichas señales de control en desplazamiento(s) para amortiguar, al menos parcialmente para el segundo elemento (E2), las vibraciones experimentadas por dicho equipo (I).

2. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende al menos dos sensores (Cj) dispuestos para emitir señales de medición representativas de vibraciones experimentadas por dicha estructura (S1, S2) siguiendo direcciones diferentes, y porque dichos segundos medios de transducción (T2k) comprenden al menos dos transductores dispuestos para desplazar dicho segundo elemento (E2) según direcciones diferentes.

3. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque cada sensor (Cj) está dispuesto para realizar mediciones de tipo acelerométrico.

4. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque dichos primeros medios de transducción (T1i) están realizados en un material piezoeléctrico seleccionado entre un grupo que comprende al menos monocristales piezoeléctricos y cerámicas piezoeléctricas.

5. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque dichos segundos medios de transducción (T2k) y/o cada sensor (Cj) están realizados en un material piezoeléctrico seleccionado entre un grupo que comprende al menos monocristales piezoeléctricos y cerámicas piezoeléctricas.

6. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado porque dichos segundos medios de transducción (T2k) y/o cada sensor (Cj) están constituidos por al menos un apilamiento de al menos una capa de dicho material piezoeléctrico.

7. Dispositivo de acuerdo con la combinación de las reivindicaciones 2 y 6, caracterizado porque cada transductor de dichos segundos medios de transducción (T2k) y el sensor (Cj) correspondiente constituyen juntos dos partes complementarias de un mismo apilamiento de capas de dicho material piezoeléctrico.

8. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque en presencia de medios de amortiguación mecánica del segundo elemento (E2), de capacidades de amortiguación conocidas, dichos medios de control (MC) están dispuestos para deducir cada amplitud de desplazamiento de cada señal de medición, teniendo en cuenta dichas capacidades de amortiguación.

9. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque dichos medios de control (MC) están dispuestos para activarse y desactivarse en momentos seleccionados.

10. Equipo (I), caracterizado porque comprende al menos un dispositivo de amortiguación de vibraciones de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores.

11. Utilización del dispositivo de amortiguación de vibraciones y del equipo (I) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el campo espacial.