CN105263278B - 一种星载立式组合电子设备机箱 - Google Patents

Abstract

本发明提出的一种星载立式组合电子设备机箱，所述机箱包括底板(1)、前面板(2)、后面板(4)以及模块(3)。所述底板(1)上设有若干设备安装脚(5)、若干筋条(8)以及若干沉头通孔(9)和(10)。用螺钉穿过所述沉头通孔(9)与所述模块(3)中的一个模块底部的螺纹盲孔连接，将该模块结构固定在所述底板(1)上，接着把其内部电路板的下部边缘固定在所述底板(1)的筋条(8)上，再依次装配所述模块(3)中的下一个模块，直至将所有模块结构都装在所述底板(1)上，最后用长螺栓依次穿过所述前面板(2)、模块(3)以及后面板(4)上的对应通孔，并用螺母紧固。模块(3)与底板(1)的安装接触面之间有一层导热填料。

Description

一种星载立式组合电子设备机箱

技术领域

本申请属于星载电子设备机箱设计领域，主要涉及一种用于卫星有效载荷的立式组合电子设备机箱。

背景技术

星载电子设备是卫星有效载荷的重要组成部分，在卫星系统中发挥着重要作用。与普通地面用电子设备相比，星载电子设备的特殊的工作环境对其提出了特殊的设计要求。星载电子设备工作在真空环境中，主要散热方式为热传导和热辐射。如图1和图2所示，现有技术中多模块结构的星载电子设备通常采用立式组合机箱的形式，目的是为了保证组合机箱中的所有第一模块18的安装面都能与卫星平台19直接接触进行热交换。但是这样反而会导致另外一个问题：由于立式组合机箱的安装面是由每一个模块的安装面组合而成的，组合后的安装面的平面度很难达到卫星总体提出的小于0.1mm的强制性要求，这样会导致部分模块安装面与卫星平台之间存在微量的间隙，反而影响到了这部分模块的散热。

为了保证立式组合电子设备机箱安装面的平面度满足卫星总体的要求，目前通常有两种做法，一种做法是在设备组装调试完成后，对安装面进行修理，对于存在翘起的地方用锉进行打磨处理，这样的做法不仅会破坏安装面的导电氧化层，直接影响到设备的导电性能，而且还会破坏安装面的表面粗糙度，影响散热性能，目前该方法已较少采用；另一种做法是在设计机箱时，有意将所有第一模块18的底部安装面向外做加厚设计，这样在加工好所有第一模块18后，用长螺栓将其装配成一个整体，最后再上机床将所有第一模块18加厚的部分统一去除，以期达到满足平面度的要求。而现实情况是，即使这样做也很难保证最后交付卫星设备的平面度能够满足要求。究其原因有两点，第一，立式组合机箱的各个模块间的配合定位是通过子口实现的，任意两个模块之间的子口配合都属于间隙配合，而间隙配合意味着模块之间的相对位置不是完全固定的，存在一个与间隙量大小一致的微量活动空间，这样就直接导致每一次装配后各模块安装面的相对位置也是不固定的，因此机箱拆散后重装就很难再次保证平面度满足要求；第二，一旦将机箱拆开就会产生一定的应力释放，导致局部微变形，再加上之后的安装电路板、元器件等等工序的影响，最后再将这些装有元器件和电路板的各模块组合到一起时就会发现平面度又很难满足要求了，从而会影响到局部模块的散热。总的来说，目前对于星载立式组合电子设备机箱安装面的平面度问题还没有很好的解决办法，亟需通过结构上的改进设计去解决这个问题。

发明内容

本发明的目的是在于，为了克服上述现有方法存在的问题，本发明提出了一种星载立式组合电子设备机箱。

为了实现上述目的，本发明提供了一种星载立式组合电子设备机箱，所述设备机箱用于安装若干电路板13并能实现良好散热，所述星载立式电子设备机箱包括：底板1、前面板2、后面板4以及若干模块3。

所述底板1的前边缘和后边缘上设有若干设备安装脚5，该底板1的上表面还设置有若干平行的筋条8且该底板1的左边缘和右边缘处分别设置若干第一沉头通孔9和第二沉头通孔10；其中，所述筋条8上设有若干螺纹孔7。

所述前面板2和后面板4上分别设有若干第一通孔20和第二通孔22。

所述各个模块3均设有上边框、左边框和右边框，且上边框、左边框和右边框形成的凹槽内设有若干加强筋和筋板23，各个电路板13分别固定在所述模块3中对应的若干加强筋和筋板23上；各个模块3的上边框、左边框和右边框上均设有若干第三通孔15，且各个模块3的左边框和右边框底部两侧的安装面16上均分别设有第一螺纹盲孔11和第二螺纹盲孔12。

所述第一沉头通孔9和第二沉头通孔10分别与所述第一螺纹盲孔11和第二螺纹盲孔12螺接，进而将所述模块3分别固定在所述底板1上；各个电路板13的下部边缘均设置一排安装通孔14，所述安装通孔14通过螺钉与所对应螺纹孔7连接，从而将电路板13的底边固定在底板1的筋条8上，由此保证电路板上元器件可以通过与底板1的直接接触进行散热；所述第一通孔20、第三通孔15以及第二通孔22通过长螺栓依次相连，并用螺母紧固。

所述设备安装脚5将所述星载立式电子设备机箱固定在卫星平台上。

上述底板1的底部安装面的平面度小于0.1mm。

可选的，上述第一沉头通孔9和第二沉头通孔10的数量均与模块3的数量一致，且第一沉头通孔9和第二沉头通孔10的沉头位置位于底板1的底部安装面一侧。

上述筋条8的数量与模块3内部的电路板13的数量一致。

上述螺纹孔7的数量和相对位置与对应的安装通孔14的数量和相对位置相一致。

可选的，上述安装面16上涂有一层导热填料。

上述第一通孔20、第二通孔22的数量和相对位置均与所述第三通孔15的数量和相对位置一致。

上述模块3的上边框、左边框和右边框上设有子口21。

电子设备露在外面的若干表面都进行黑色阳极化处理，其中若干表面不包含底板1的底部安装面。

与现有技术相比，本发明通过新的设计将现有技术中的各个第一模块18的底部边框17去掉，取而代之的是一体化的底板1，这样的结构设计就可以保证电子设备安装面的平面度要求和散热要求。本发明提出的星载立式组合电子设备机箱既可以适应在轨运行的热环境要求也能承受火箭发射段的振动环境。本发明的优点是解决了立式组合电子设备机箱的平面度不符合要求的问题，使得所有模块结构都能与卫星平台充分接触从而具有良好的散热性能，由此也会增加电子设备内部电子元器件的可靠性，寿命也就更长；此外，本发明的立式组合电子设备机箱的高度也比现有方法的机箱高度低，重量也更轻，更能符合对星载电子设备小型化和轻量化的要求。

附图说明

图1为现有技术中星载立式组合电子设备机箱结构示意图。

图2为现有技术中星载立式组合电子设备机箱结构爆炸图。

图3为本发明的星载立式组合电子设备机箱结构示意图。

图4为本发明的星载立式组合电子设备机箱结构爆炸图。

图5为本发明的星载立式组合电子设备机箱的模块结构示意图。

图6为本发明的星载立式组合电子设备机箱的底板示意图。

图7为本发明的星载立式组合电子设备机箱的模块结构与底板的装配示意图。

附图标识：

1、底板 2、前面板 3、模块

4、后面板 5、设备安装脚 6、设备安装通孔

7、筋条上的螺纹孔 8、筋条 9、第一沉头安装通孔

10、第二沉头安装通孔 11、第一螺纹盲孔 12、第二螺纹盲孔

13、电路板 14、安装通孔 15、第三通孔

16、安装面 17、第一模块的底板 18、第一模块

19、卫星平台 20、第一通孔 21、模块的子口

22、第二通孔 23、加强筋及筋板

具体实施方式

下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步阐释。

参照图3和图4所示，本发明的星载立式组合电子设备机箱包括底板1、前面板2、后面板4以及模块3，在实际应用中的模块3的数量依据实际需要确定。参照图6所示，所述底板1上设有若干设备安装脚5、若干筋条8以及若干第一沉头通孔9和第二沉头通孔10。参照图4所示，所述前面板2和后面板4上分别设有若干第一通孔20和第二通孔22。参照图5所示，所述模块3上均设有若干第三通孔15，底部两侧的安装面16上各设有一个第一螺纹盲孔11和第二螺纹盲孔12；参照图7所示，模块3内部电路板13的下部边缘设有一排安装通孔14，用来将电路板下边缘固定在所述底板1的筋条8上。所述模块3统一安装在所述底板1上，所述前面板2和后面板4分别固定在模块3中与之相邻的模块上。星载电子设备则通过所述底板1的安装脚5上的通孔6与卫星平台固定。

先将每一块所述电路板13固定到对应模块3上由上边框、左边框和右边框形成的凹槽中设有的加强筋和筋板23上；然后用螺钉穿过所述底板1上的第一沉头通孔9、第二沉头通孔10分别与所述对应模块3中的一个模块上的第一螺纹盲孔11、第二螺纹盲孔12螺接，从而将该模块固定在所述底板1上；再用螺钉穿过所述对应电路板13上的下部边缘安装通孔14将其螺接在对应所述筋条8的螺纹孔7中，从而将该模块内的电路板13下边缘固定在底板1上的对应筋条8上，这样做的目的是保证电路板可以直接将热量传导至底板上，从而增强了散热性能；接着再装模块3中的下一个模块，依次进行。所述模块3的安装面16上涂有一层导热填料，优选地，采用航天专用导热脂。待所有模块3都装在所述底板1上后，用长螺栓依次穿过所述前面板2上的第一通孔20、模块3的第三通孔15以及后面板4上的第二通孔22，并用螺母拧紧固定，这样整个电子设备就装配完成了。

所述底板1的底部安装面的平面度要小于0.1mm，这是为了满足卫星总体的平面度要求，使得所有模块3都能与卫星平台有充分的接触，进而使得电子设备与卫星平台有更大的热接触面积。

所述底板1的对称的前边缘和后边缘均匀设有若干安装脚5，优选地，安装脚5的数量为6个；而底板1另两个对称的左边缘和右边缘上设有第一沉头通孔9和第二沉头通孔10，其数量与模块3的数量相同，沉头的一侧位于所述底板1的底部安装面，目的是防止螺钉突出安装面；在底板1上设有数量与模块3的数量一致的筋条8，所述筋条8上设有固定模块3内部电路板13下边缘的螺纹孔7，所述螺纹孔7的数量与所述电路板13的下部边缘安装通孔14的数量相同。

所述模块3的上边框、左边框和右边框上均设有配合用子口21，优选地，相互配合的两个模块结构3的子口间的设计间隙大小取0.2mm。

将所述电子设备的底板1、前面板2、后面板4以及模块3装配为一个整体后，除底板1底部安装面外的其余所有露在外面的表面都要进行黑色阳极化处理，目的是为了提高电子设备表面发射率，增强散热能力。

以上对本发明所提供的一种星载立式组合电子设备机箱进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的结构及核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种星载立式组合电子设备机箱，所述星载立式组合电子设备机箱用于安装若干电路板(13)并能实现良好散热，其特征在于，所述星载立式组合电子设备机箱包括：底板(1)、前面板(2)、后面板(4)以及若干模块(3)；

所述底板(1)的前边缘和后边缘上设有若干设备安装脚(5)、该底板(1)的上表面还设置有若干平行的筋条(8)且该底板(1)的左边缘和右边缘处分别设置若干第一沉头通孔(9)和第二沉头通孔(10)；其中，所述筋条(8)上设有若干螺纹孔(7)；

所述前面板(2)和后面板(4)上分别设有若干第一通孔(20)和第二通孔(22)；

所述各个模块(3)均包含上边框、左边框和右边框，且由上边框、左边框和右边框形成的凹槽内设有若干加强筋和筋板(23)，各个电路板(13)均固定在对应模块(3)中由上边框、左边框和右边框形成的凹槽中的加强筋和筋板(23)上；各个模块(3)的上边框、左边框和右边框上均设有若干第三通孔(15)，且各个模块(3)的左边框和右边框底部两侧的安装面(16)上均分别设有第一螺纹盲孔(11)和第二螺纹盲孔(12)；

所述第一沉头通孔(9)和第二沉头通孔(10)分别与所述第一螺纹盲孔(11)和第二螺纹盲孔(12)螺接，进而将所述模块(3)分别固定在所述底板(1)上；

各个电路板(13)的下部边缘均设置一排安装通孔(14)，所述安装通孔(14)通过螺钉与所对应螺纹孔(7)连接；

所述第一通孔(20)、第三通孔(15)以及第二通孔(22)通过长螺栓依次相连，并用螺母紧固；

所述设备安装脚(5)将所述星载立式组合电子设备机箱固定在卫星平台上。

2.根据权利要求1所述的星载立式组合电子设备机箱，其特征在于，所述底板(1)的底部安装面的平面度小于0.1mm。

3.根据权利要求1所述的星载立式组合电子设备机箱，其特征在于，所述第一沉头通孔(9)和第二沉头通孔(10)的数量均与模块(3)的数量一致，且第一沉头通孔(9)和第二沉头通孔(10)的沉头位置位于底板(1)的底部安装面一侧。

4.根据权利要求1所述的星载立式组合电子设备机箱，其特征在于，所述筋条(8)的数量与模块(3)内部的电路板(13)的数量一致。

5.根据权利要求1所述的星载立式组合电子设备机箱，其特征在于，所述螺纹孔(7)的数量和相对位置与对应的安装通孔(14)的数量和相对位置相一致。

6.根据权利要求1所述的星载立式组合电子设备机箱，其特征在于，所述安装面(16)上涂有一层导热填料。

7.根据权利要求1所述的星载立式组合电子设备机箱，其特征在于，所述第一通孔(20)、第二通孔(22)的数量和相对位置均与所述第三通孔(15)的数量和相对位置一致。

8.根据权利要求1所述的星载立式组合电子设备机箱，其特征在于，所述模块(3)的上边框、左边框和右边框上设有子口(21)。

9.根据权利要求1所述的星载立式组合电子设备机箱，其特征在于，电子设备露在外面的若干表面都进行黑色阳极化处理，其中若干表面不包含底板(1)的底部安装面。

10.根据权利要求1所述的星载立式组合电子设备机箱，其特征在于，所述各个模块(3)的上边框、左边框和右边框形成的凹槽中设有若干用于固定电路板及电子元器件的加强筋及筋板(23)。