CN104729503A - 一种杆式支撑结构地球敏感器支架 - Google Patents

一种杆式支撑结构地球敏感器支架 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种杆式支撑结构地球敏感器支架，包括地敏设备安装板、支撑板组件、支撑杆组件、上支撑底座、下支撑底座和安装角盒，其中支撑板组件位于地敏设备安装板的一个侧面并与地敏设备安装板装配连接，支撑杆组件通过上支撑底座与支撑板组件的前支撑板固定连接，且支撑杆组件通过下支撑底座与卫星结构板连接，支撑板组件的两个侧支撑板上分别设置安装角盒，并通过安装角盒实现与卫星结构板的连接，地敏设备安装板上安装地球敏感器，本发明在保证足够强度和刚度的前提下，支架占用卫星布局空间小，自身结构重量低，外形简洁轻巧，提升了地球敏感器布局灵活性，有效解决了地球敏感器布局高度对支架设计的约束。

Description

一种杆式支撑结构地球敏感器支架
技术领域
本发明属于航天总体总装技术领域，涉及一种应用于星上地球敏感器与卫星结构板连接的支架，特别是涉及一种杆式支撑结构地球敏感器支架。
背景技术
地球敏感器是通信卫星关键的姿态测量部件，需要根据卫星构型及周边设备布局位置决定敏感器在卫星的安装位置，以满足一定的安装角度和视场要求。地球敏感器通过支架与卫星星体结构板连接，要求地球敏感器支架具有一定的安装精度要求和可靠的承载能力，同时兼顾减重需求与总装操作性。
目前，国内外通信卫星地球敏感器支架的设计方案随卫星平台及设备布局而不尽相同，大多采用板架形式支撑结构将地球敏感器设备安装板与卫星通信舱对地板连接的结构形式。这种设计方案具有结构形式简洁、安装方便等优点，在国内通信卫星研制中应用广泛。某新型卫星平台是一种在东四平台基础上进行部分改进的一种新型高轨通信卫星平台，受卫星构型布局及地球敏感器视场要求，该卫星平台采用两台地球敏感器，且敏感器布局位置与卫星对地板距离较高。采用传统的地球敏支架设计方案会占用较大的卫星布局空间，给对地板天线设备布局带来制约，且支架重量较高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的上述缺陷，提供一种杆式支撑结构地球敏感器支架，该地球敏感器支架在保证足够强度和刚度的前提下，支架占用卫星布局空间小，自身结构重量低，提升了地球敏感器布局灵活性，有效解决了地球敏感器布局高度对支架设计的约束。
本发明的上述目的主要是通过如下技术方案予以实现的：
一种杆式支撑结构地球敏感器支架，包括地敏设备安装板、支撑板组件、支撑杆组件、上支撑底座、下支撑底座和安装角盒，其中支撑板组件包括前支撑板和位于前支撑板两侧的两个侧支撑板，前支撑板和两个侧支撑板共同构成组合体框架结构，支撑板组件位于地敏设备安装板的一个侧面并与地敏设备安装板装配连接，支撑杆组件通过上支撑底座与支撑板组件的前支撑板固定连接，且支撑杆组件通过下支撑底座与卫星结构板连接，支撑板组件的两个侧支撑板上分别设置安装角盒，并通过安装角盒实现与卫星结构板的连接，地敏设备安装板上安装地球敏感器。
在上述杆式支撑结构地球敏感器支架中，支撑杆组件包括右旋接头、左旋锁紧螺母、右旋螺套、支撑杆、左旋螺套、右旋锁紧螺母及左旋接头，其中右旋螺套与左旋螺套分别固定于支撑杆两端，左旋锁紧螺母与右旋接头旋入右旋螺套，且左旋锁紧螺母与右旋接头拧紧固定，右旋锁紧螺母及左旋接头旋入左旋螺套，且右旋锁紧螺母及左旋接头拧紧固定。
在上述杆式支撑结构地球敏感器支架中，右旋螺套与左旋螺套采用420胶粘接固定在支撑杆两端，且左旋锁紧螺母与右旋接头拧紧固定后、右旋锁紧螺母及左旋接头拧紧固定后，再点420胶固定。
在上述杆式支撑结构地球敏感器支架中，两个侧支撑板通过螺钉紧固件组件与位于前支撑板两侧的侧向预埋件进行装配连接，构成支撑板组件，地敏设备安装板通过螺钉紧固件与支撑板组件的侧向预埋件进行装配连接，构成地球敏感器支架的主体框架结构。
在上述杆式支撑结构地球敏感器支架中，支撑杆组件为两个，下端通过下支撑底座对称连接在卫星结构板上，上端通过上支撑底座与前支撑板对称装配连接。
在上述杆式支撑结构地球敏感器支架中，支撑杆组件的装配角度以及在卫星结构板上的连接位置均可根据布局需要在进行调整，灵活避开周边设备。
在上述杆式支撑结构地球敏感器支架中，支撑板组件与地敏设备安装板装配连接后，保证地敏设备安装板的三个侧面端面分别与支撑板组件的前支撑板、两个侧支撑板的表面齐平，且地敏设备安装板与前支撑板、侧支撑板之间的板面夹角均为90°。
在上述杆式支撑结构地球敏感器支架中，支撑杆组件中支撑杆为碳纤维材料缠绕制造，其余部件采用高强铝合金加工制造而成。
在上述杆式支撑结构地球敏感器支架中，地敏设备安装板、支撑板组件均采用碳纤维铝蜂窝板加工制造，其中地敏设备安装板、前支撑板、两个侧支撑板厚度范围为20～25mm。
在上述杆式支撑结构地球敏感器支架中，支撑杆组件通过下支撑底座与卫星通信舱对地板连接，支撑板组件通过安装角盒与卫星通信舱南板连接。
本发明与现有技术相比具有如下有益效果：
(1)本发明将卫星通信舱南板与对地板作为地球敏感器支架与卫星结构板连接的安装面，同时采用支撑杆组件作为支架的辅助支撑结构，在保证足够强度和刚度的前提下，支架占用卫星布局空间小，自身结构重量低，外形简洁轻巧，提升了地球敏感器布局灵活性，有效解决了地球敏感器布局高度对支架设计的约束；
(2)本发明采用支撑杆组件作为支架辅助支撑结构，且主要结构部件均为碳纤维复合材料加工制造，有效降低了支架的结构重量，对提升卫星载荷承载能力有着重要意义；
(3)本发明支撑杆组件占用卫星对地板空间较小，支撑杆装配角度以及与对地板的连接位置均可根据周边设备的布局需要在一定范围内进行灵活调整，对卫星对地板设备布局干涉影响小，提升了布局灵活性；
(4)本发明支撑杆组件的使用可为通信舱外扩部分提供一定的面外支撑，有效提升卫星通信舱扩展板的力学环境承载能力，为进一步扩大卫星南北散热面面积提供可能性；
(5)本发明支撑杆组件长度及角度可根据地敏设备在卫星的布局高度进行适应性调整，而不必改动支架其余部分设计，该支架构型具备一定的通用性。
附图说明
图1为本发明地球敏感器支架结构示意图；
图2为本发明支撑杆组件示意图；
图3为本发明支撑板组件示意图；
图4为本发明与地球敏感器的装配组合体示意图；
图5为本发明与地球敏感器在星上装配示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述：
如图1所示为本发明地球敏感器支架结构示意图，本发明杆式支撑结构地球敏感器支架包括地敏设备安装板1、支撑板组件2、支撑杆组件3、上支撑底座4、下支撑底座5和安装角盒6，支撑板组件2位于地敏设备安装板1的一个侧面并与地敏设备安装板1通过螺钉组件装配连接，支撑杆组件3通过上支撑底座4与支撑板组件2固定连接，构成支架主体结构，且支撑杆组件3通过下支撑底座5与卫星结构板连接，支撑板组件2上设置安装角盒6，并通过安装角盒6实现与卫星结构板的连接。
如图2所示为本发明支撑杆组件示意图，由图可知支撑杆组件3包括右旋接头7、左旋锁紧螺母8、右旋螺套9、支撑杆10、左旋螺套11、右旋锁紧螺母12及左旋接头13，其中右旋螺套9与左旋螺套11分别采用420胶粘接固定在支撑杆10两端，左旋锁紧螺母8与右旋接头7旋入右旋螺套9，且左旋锁紧螺母8与右旋接头7拧紧固定，并点420胶固定。右旋锁紧螺母12及左旋接头13旋入左旋螺套11，且右旋锁紧螺母12及左旋接头13拧紧固定，并点420胶固定。
如图3所示为本发明支撑板组件示意图，由图可知支撑板组件2包括前支撑板14和位于前支撑板14两侧的两个侧支撑板15、16。两个侧支撑板15、16通过螺钉紧固件与位于前支撑板14两侧的侧向预埋件进行装配连接，构成组合体框架结构的支撑板组件2。地敏设备安装板1通过螺钉紧固件与支撑板组件2的侧向预埋件进行装配连接，构成地球敏感器支架的主体框架结构。支撑杆组件3通过上支撑底座4与前支撑板14固定连接，两个侧支撑板15、16上分别设置安装角盒6。
地敏设备安装板1、支撑板组件2均采用碳纤维铝蜂窝板加工制造，其中地敏设备安装板1、前支撑板14、两个侧支撑板15、16厚度范围为20～25mm。本实施例中地敏设备安装板1厚度为25mm，前支撑板14及两个侧支撑板15、16厚度为21mm。
此外支撑板组件2与地敏设备安装板1装配连接后，保证地敏设备安装板1的三个侧面端面分别与支撑板组件2的前支撑板14、两个侧支撑板15、16的表面齐平，且地敏设备安装板1与前支撑板2、侧支撑板15、16之间的板面夹角均为90°。
支撑杆组件3为两个，下端通过下支撑底座5对称连接在卫星结构板上，上端通过上支撑底座4与前支撑板14对称装配连接。支撑杆组件3与卫星结构板的装配角度以及在卫星结构板上的连接位置均可根据周边设备的布局需要进行调整，灵活避开周边设备。本实施例中支撑杆组件3的角度关系定义如下：两个支撑杆轴线构成的平面与支架前支撑板14之间的夹角为15°，两个支撑杆在支架构型中成左右对称关系，且夹角为30°。支撑杆组件3中支撑杆10为碳纤维材料缠绕制造，其余部件采用高强铝合金加工制造而成。
如图1所示，上支撑底座4与下支撑底座5均为底座+耳片的结构，支撑杆组件3的两端分别通过螺钉与耳片连接，并通过螺钉将底座与前支撑板14和卫星结构板固定连接。
如图4所示为本发明与地球敏感器的装配组合体示意图，地敏设备安装板1上安装两个地球敏感器19。如图5所示为本发明与地球敏感器在星上装配示意图，支撑杆组件3通过下支撑底座5与卫星通信舱对地板18连接，支撑板组件2通过安装角盒6与卫星通信舱南板17连接。
本发明地球敏感器支架的具体装配过程如下：
卫星设备总装实施过程中，首先将支撑杆组件3与支撑板组件2分别装配构成组件形式，然后，将地敏安装板1与支撑板组件2通过螺钉紧固件进行装配连接；之后，将支撑板组件2通过位于组件两侧的安装角盒6与卫星通信舱南板17连接，将支撑杆组件3与下支撑底座5装配连接，并通过螺钉紧固件与卫星通信舱对地板18连接；之后，调节支撑杆组件3至合适长度并与上支撑底座4装配连接，并通过螺钉组件与支架支撑板组件2进行连接；最后，将地球敏感器设备19安装于地敏设备安装板1上。
其中支撑杆组件3装配过程为：首先将左旋螺套11和右旋螺套9与支撑杆10用420胶粘接固定，之后依次将支撑杆10两端的锁紧螺母8、12与接头7、13旋入螺套9、11进行装配连接。支撑杆组件的长度根据星上装配情况进行调整，确定最终长度之后，分别将右旋锁紧螺母12及左旋锁紧螺母8向支撑杆10外侧旋转，使两者分别与右旋接头7及左旋接头13拧紧固定，并点420胶固定。
本发明实施方式已成功应用于某新型平台通信卫星的总体总装。
以上所述，仅为本发明最佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。

Claims (10)

1.一种杆式支撑结构地球敏感器支架，其特征在于：包括地敏设备安装板(1)、支撑板组件(2)、支撑杆组件(3)、上支撑底座(4)、下支撑底座(5)和安装角盒(6)，其中支撑板组件(2)包括前支撑板(14)和位于前支撑板(14)两侧的两个侧支撑板(15、16)，前支撑板(14)和两个侧支撑板(15、16)共同构成组合体框架结构，支撑板组件(2)位于地敏设备安装板(1)的一个侧面并与地敏设备安装板(1)装配连接，支撑杆组件(3)通过上支撑底座(4)与支撑板组件(2)的前支撑板(14)固定连接，且支撑杆组件(3)通过下支撑底座(5)与卫星结构板连接，支撑板组件(2)的两个侧支撑板(15、16)上分别设置安装角盒(6)，并通过安装角盒(6)实现与卫星结构板的连接，地敏设备安装板(1)上安装地球敏感器(19)。
2.根据权利要求1所述的一种杆式支撑结构地球敏感器支架，其特征在于：所述支撑杆组件(3)包括右旋接头(7)、左旋锁紧螺母(8)、右旋螺套(9)、支撑杆(10)、左旋螺套(11)、右旋锁紧螺母(12)及左旋接头(13)，其中右旋螺套(9)与左旋螺套(11)分别固定于支撑杆(10)两端，左旋锁紧螺母(8)与右旋接头(7)旋入右旋螺套(9)，且左旋锁紧螺母(8)与右旋接头(7)拧紧固定，右旋锁紧螺母(12)及左旋接头(13)旋入左旋螺套(11)，且右旋锁紧螺母(12)及左旋接头(13)拧紧固定。
3.根据权利要求2所述的一种杆式支撑结构地球敏感器支架，其特征在于：所述右旋螺套(9)与左旋螺套(11)采用420胶粘接固定在支撑杆(10)两端，且左旋锁紧螺母(8)与右旋接头(7)拧紧固定后、右旋锁紧螺母(12)及左旋接头(13)拧紧固定后，再点420胶固定。
4.根据权利要求1所述的一种杆式支撑结构地球敏感器支架，其特征在于：所述两个侧支撑板(15、16)通过螺钉紧固件组件与位于前支撑板(14)两侧的侧向预埋件进行装配连接，构成支撑板组件(2)，地敏设备安装板(1)通过螺钉紧固件与支撑板组件(2)的侧向预埋件进行装配连接，构成地球敏感器支架的主体框架结构。
5.根据权利要求1所述的一种杆式支撑结构地球敏感器支架，其特征在于：所述支撑杆组件(3)为两个，下端通过下支撑底座(5)对称连接在卫星结构板上，上端通过上支撑底座(4)与前支撑板(14)对称装配连接。
6.根据权利要求5所述的一种杆式支撑结构地球敏感器支架，其特征在于：所述支撑杆组件(3)的装配角度以及在卫星结构板上的连接位置均可根据布局需要在进行调整，灵活避开周边设备。
7.根据权利要求1所述的一种杆式支撑结构地球敏感器支架，其特征在于：所述支撑板组件(2)与地敏设备安装板(1)装配连接后，保证地敏设备安装板(1)的三个侧面端面分别与支撑板组件(2)的前支撑板(14)、两个侧支撑板(15、16)的表面齐平，且地敏设备安装板(1)与前支撑板(2)、侧支撑板(15、16)之间的板面夹角均为90°。
8.根据权利要求1所述的一种杆式支撑结构地球敏感器支架，其特征在于：所述支撑杆组件(3)中支撑杆(10)为碳纤维材料缠绕制造，其余部件采用高强铝合金加工制造而成。
9.根据权利要求1所述的一种杆式支撑结构地球敏感器支架，其特征在于：所述地敏设备安装板(1)、支撑板组件(2)均采用碳纤维铝蜂窝板加工制造，其中地敏设备安装板(1)、前支撑板(14)、两个侧支撑板(15、16)厚度范围为20～25mm。
10.根据权利要求1所述的一种杆式支撑结构地球敏感器支架，其特征在于：所述支撑杆组件(3)通过下支撑底座(5)与卫星通信舱对地板(18)连接，支撑板组件(2)通过安装角盒(6)与卫星通信舱南板(17)连接。
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