CN102752987B - 一种应用于航天飞行器星敏感器的线路盒 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应用于航天飞行器星敏感器的线路盒，包括多个具有不同功能的电路板，其特征在于还包括：边框、盖板和穿钉。所述电路板和电源板均固定于边框内部构成一个模块，所述各模块具有相同的外观尺寸，且在垂直于模块板面方向上相互层叠的组装为一体，其中，安装电源功能的电路板安装于所有模块的最下方，相邻的两个模块的电路板间具有相互配合的用于传输数据的接插件，并在组装完成后插接在一起；所述盖板安装于在最上方的模块上；在组装完成后，所述穿钉在垂直于电路板板面方向上贯穿于层叠的模块之中，将各所述模块固定在一起。本发明具有足够的强度和刚度，散热良好，具备一定抗辐射总剂量能力，安装方便、结构紧凑、重量小，易于产品化批量生产加工，具有良好的可扩展性。

Description

一种应用于航天飞行器星敏感器的线路盒

技术领域

本发明属于星载电子设备设计研制领域，特别涉及一种应用于航天飞行器星敏感器的线路盒。

背景技术

有源像素图像传感器APS代表着下一代高精度长寿命星敏感器的发展趋势，它的高精度、高数据更新率以及长寿命等优点极大地满足了当前卫星的定姿需求，提高了卫星的姿态确定精度。

星敏感器作为卫星姿态测量的关键星载电子设备，其可靠性是决定整星姿态测定的准确性和可靠性的重要指标。在空间环境中，星敏感器除了会处于高真空、太阳辐射和近似绝对零度黑体组成的真空-热环境，还会遭遇各种高能粒子和电离辐射。随着卫星在轨寿命越长，其承受的性能考验呈几何增长。同时在卫星发射和变轨过程中，高量级的力学振动环境也对星敏感器的抗力学防护性能提出更高要求。

星敏感器线路盒的机械结构的基本功能是为其内部各电路板和分布于电路板的器件提供包装和支撑。除此之外，当星敏感器在轨工作时，需要星敏感器线路盒提供可以应对极端恶劣，冷热交变、振动载荷严酷工作环境的连接强度和刚度，抗辐射能力和热平衡能力，以避免内部的电路板、元器件因受到环境载荷影响出现微裂纹、断裂、失效等破坏，影响星敏感器的在轨工作性能。

目前的星敏感器线路盒结构。存在以下不足1.体积大、结构重量占产品总重量的比重较大；2.拆装复杂，各电路板组件之间的接口不明确，调试不方便；3.产品化生产加工程度低。

发明内容

本发明的技术解决问题是：针对现有技术的不足，提供了一种应用于航天飞行器星敏感器的线路盒。本发明具有足够的强度和刚度，散热良好，具备一定抗辐射总剂量能力，安装方便、结构紧凑、重量小，易于产品化批量生产加工，具有良好的可扩展性。

本发明的技术解决方案是：

一种应用于航天飞行器星敏感器的线路盒，包括多个具有不同功能的电路板、边框、盖板和穿钉，所述电路板和电源板均固定于边框内部构成一个模块，所述各模块具有相同的外观尺寸，且在垂直于模块板面方向上相互层叠的组装为一体，其中，安装电源功能的电路板安装于所有模块的最下方，相邻的两个模块的电路板间具有相互配合的用于传输数据的接插件，并在组装完成后插接在一起；所述盖板安装于在最上方的模块上；在组装完成后，所述穿钉在垂直于电路板板面方向上贯穿于层叠的模块之中，将各所述模块固定在一起。

所述边框的侧边上还具有凸耳，具有上下相互组装关系的边框的凸耳相互配合，位于上侧边框的凸耳具有内螺纹口，位于下侧边框的凸耳抵住上侧凸耳的下口。

所述边框的边沿处还具有子口，具有上下相互组装关系的边框的子口可以相互适应的嵌套卡装。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

(1)本发明采用模块化结构的边框和设计，利用边框固定电路板和电源板从而构成电路盒的各个模块，叠装的边框采用穿钉进行固定，该结构易于加工安装，操作方便，在不影响现有的加工工艺和操作流程的情况下，减少了紧固螺钉的数量和结构支撑在整个产品中的重量比例。

(2)本发明在边框的边沿处设计有子口，各模块安装完成后，上下两个边框间的子口相互嵌套卡装，增加了模块间的限位、连接强度和刚度，可以提高线路盒的整体力学性能和EMC性能。

(3)本发明将热耗最大的实现电源功能的电路板放置在线路盒最底层，最大限度提高散热效率。

(4)本发明的各模块间的信号传递通过固定电装在相对两个电路板间的接插件对接实现，该方式实现了模块间的信号传递不通过线缆实现，该方式避免线缆间的EMC干扰和线缆本身以及为了固定所占的体积、空间和重量。

(4)本发明利用在凸耳之间旋入螺钉实现电路板间的分离。该方式就是在相邻的安装PCB电路板的边框之间设计了凸耳结构，处于上侧的边框的凸耳的下表面和处于下侧边框的凸耳的上表面贴合，其中，上侧边框的凸耳具有内螺纹口，进而可以实现利用螺钉将上下边框分离的目的。采用此种设计可以保护电路板和接插件，在保证在稳定、均匀的受力情况下，将两个边框分离。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为实施例主视图；

图3为子口与穿钉剖视图；

图4为接插件视图。

具体实施方式

下面就结合附图对本发明做进一步介绍。

本发明的线路盒采用模块化设计，在线路盒内的各电路板利用边框进行固定，一个边框和其上对应安装的一个电路板的组合体形成一个模块，所有模块上下叠装后，再通过穿钉依次贯穿固定后形成线路盒整机产品，整体结构如图1所示。

实施例

如图2所示包括电源板模块1、致冷器控制板模块2、RISC板模块3、ISB板模块4、模块盖板5和穿钉6。其中，电源板模块1在最底层，从下到上依次安装致冷器控制板模块2、RISC板模块3、ISB板模块4和模块盖板5。穿钉6从上到下依次穿过模块盖板5、ISB板模块4、RISC板模块3、致冷器控制板模块2最终固定在电源板模块1上的螺纹孔中。

电源板模块1、致冷器控制板模块2、RISC板模块3、ISB板模块4和模块盖板5外形的本体长、宽尺寸一样。各模块外形的高度尺寸取决于各自电路板上的器件电装后高度和接插件安装对接高度的综合考虑。

穿钉6的直径取决于线路盒整机产品重量和力学性能要求，穿钉6的长度取决于模块层叠安装后的高度，不能突出最下面的模块的底面；在各个模块的相同位置都加工同样直径的光孔，保证穿钉可以顺利穿过。

如图3所示，本发明的电源板模块1、致冷器控制板模块2、RISC板模块3、ISB板模块4和模块盖板5从下而上依次排列，在边框相互连接的边沿处设计有子口；子口的尺寸设计为间隙公差配合，上面的模块嵌入相邻的下面的模块；穿钉6自上而下穿过所有模块，通过螺纹紧固在电源板模块1上。

同时，如图4所示，在各模块之间(电源板模块1和致冷器控制板模块2之间、致冷器控制板模块2和RISC板模块3之间、RISC板模块3和ISB板模块4之间)有对接的接插件；对接的一对接插件在各自的电路板上的安装相对位置必须一致。其中7为对接的接插件，8为电路板。

进一步如图1所示，在相互叠装的两个边框的侧边上具有相互配合的凸耳，位于上侧边框的凸耳具有内螺纹口，位于下侧边框的凸耳抵住上侧凸耳的下口，当需要拆开组装为一体的电路板时，将螺钉旋入位于上侧的边框的凸耳的螺纹口内，利用螺钉将相互连接的两个边框抵开。

本发明实施例线路盒的安装过程为：

第一步，将各电路板组件对应安装在各边框上形成独立的模块；

第二步，将电源板模块1放置在最底层，从下到上依次安装致冷器控制板模块2、RISC板模块3、ISB板模块4和模块盖板5；

第三步，将穿钉6从上到下依次穿过模块盖板5、ISB板模块4、RISC板模块3、致冷器控制板模块2最终固定在电源板模块1上的螺纹孔。

当然，对本发明各组成部件、使用的材料、位置关系及连接方式在不改变其功能的情况下，进行的等效变换或替代，也落入本发明的保护范围。

本发明未详细说明部分属本领域技术人员公知常识。

Claims (2)

1.一种应用于航天飞行器星敏感器的线路盒，包括多个具有不同功能的电路板，其特征在于还包括：边框、盖板和穿钉，所述电路板固定于边框内部构成一个模块，各模块具有相同的外观尺寸，且在垂直于模块板面方向上相互层叠的组装为一体，其中，安装电源功能的电路板安装于所有模块的最下方，相邻的两个模块的电路板间具有相互配合的用于传输数据的接插件，并在组装完成后插接在一起；所述盖板安装于在最上方的模块上；在组装完成后，所述穿钉在垂直于电路板板面方向上贯穿于层叠的模块之中，将各所述模块固定在一起；

所述边框的侧边上还具有凸耳，具有上下相互组装关系的边框的凸耳相互配合，位于上侧边框的凸耳具有内螺纹口，位于下侧边框的凸耳抵住上侧凸耳的下口。

2.如权利要求1所述的一种应用于航天飞行器星敏感器的线路盒，其特征在于：所述边框的边沿处还具有子口，具有上下相互组装关系的边框的子口可以相互适应的嵌套卡装。