CN106553771A - 适用于五棱锥构形布局的sgcmg一体化支撑装置 - Google Patents

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满孝颖
任友良
李彪
方无迪
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Abstract

本发明提供的一种适用于五棱锥构形布局的SGCMG一体化支撑装置，包括：支架安装板；棱锥支架，所述棱锥支架设置在所述支架安装板上，在所述棱锥支架上设有安装孔；转接环，所述转接环设置在所述安装孔内；精测基准支架，所述精测基准支架设置在所述棱锥支架的顶部。与现有技术相比，本发明有以下优势：不但能提高卫星携带有效载荷的能力，满足多个载荷多角度高精度一体化安装的要求，提高了航天器内部空间利用率，达到减轻航天器结构重量，降低发射成本的要求。

Description

适用于五棱锥构形布局的SGCMG一体化支撑装置
技术领域
本发明涉及航天飞行器支撑结构，具体为一种卫星用五棱锥构形布局的SGCMG一体化支撑装置。
背景技术
目前，航天器卫星结构为SGCMG或其他单机提供的安装接口较为单一，主要存在问题有：
1.提供的安装面较为单一，若载荷有多角度安装要求时必须另外借助斜装支架实现安装和连接，增加整体结构重量导致发射成本升高；
2.难以满足多SGCMG多数量整体安装的支撑要求，并且垂直于安装面的弯曲刚度较低，改善结构力学特性的手段较为单一；
3.若SGCMG有在轨解锁需求，单一分体式安装方式的支撑与解锁可靠性低，而经济成本较高。
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供卫星用五棱锥构型布局的SGCMG一体化支撑装置，利用本发明，不但能提高卫星携带有效载荷的能力，既满足多个载荷一体化安装的要求，若有必要又易实现整体解锁分离的要求，并且最终达到减轻航天器结构重量，降低发射成本的要求。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种可承载大量级有效载荷的适用于五棱锥构形布局的SGCMG一体化支撑装置。
为解决上述技术问题，本发明提供的一种适用于五棱锥构形布局的SGCMG一体化支撑装置，包括：支架安装板；棱锥支架，所述棱锥支架设置在所述支架安装板上，在所述棱锥支架上设有安装孔；转接环，所述转接环设置在所述安装孔内；精测基准支架，所述精测基准支架设置在所述棱锥支架的顶部。
优选地，所述棱锥支架为五棱锥支架，所述安装孔设置在所述棱锥支架的侧面上。
优选地，所述棱锥支架的侧面与所述支架安装板所在平面之间的夹角为26°34″。
优选地，在所述棱锥支架的底面上设有竖筋，所述竖筋的数量为五根，五根所述竖筋的一端分别与所述棱锥支架侧面的交点连接，五根所述竖筋的另一端分别向往所述棱锥支架底面的中心处延伸，五根所述竖筋的另一端连接在所述棱锥支架底面的中心处。
优选地，所述竖筋厚1.5毫米～2.5毫米，高15毫米～30毫米。
优选地，在所述棱锥支架侧面的交点处设有安装耳，所述安装耳向着所述棱锥支架的外侧延伸。
优选地，所述支架安装板为圆形。
优选地，在所述支架安装板的周缘均布有多个T型框架。
优选地，在所述支架安装板的底面上均布有多个精度保证片。
优选地，所述支架安装板为铝蜂窝芯子夹层板；所述支架安装板的厚度为0.3毫米～0.5毫米，蜂窝芯子的壁厚0.03毫米～0.1毫米，芯格边长2毫米～5毫米，厚30毫米、35毫米或40毫米。
与现有技术相比，本发明有以下创新设计：
1)采用五棱锥构型的一体化设计方案，为5-SGCMG提供多角度的安装接口，并解决了整体安装问题；
2)五棱锥支架2高模量碳纤维薄壳结构，体现设计制造一体化思想，其中对五棱锥面和竖筋部分采取“分体制造+一体成型”技术；
3)五棱锥为薄壁壳结构，对五个锥面的背面进行了拉筋翻边设计，起到了防局部失稳效果，并对局部刚度起到加强作用；
4)兼顾高连接刚度与入轨解锁需求的可靠性，采用5点连接；
5)对转接环3的高度尺寸进行三档设计，通过调节各转接环3的安装位置和高度尺寸实现有限包络内的纵向错位安装；
6)对基准棱镜的安装采用72°斜面设计，装星后可以提供较佳的精度观测角度。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征目的和优点将会变得更明显。
图1为本发明适用于五棱锥构形布局的SGCMG一体化支撑装置立体图；
图2为本发明适用于五棱锥构形布局的SGCMG一体化支撑装置正面结构图；
图3为本发明适用于五棱锥构形布局的SGCMG一体化支撑装置反面结构图；
图4为本发明适用于五棱锥构形布局的SGCMG一体化支撑装置五棱锥支架外观图；
图5为本发明适用于五棱锥构形布局的SGCMG一体化支撑装置五棱锥支架锥面内侧图；
图6为本发明适用于五棱锥构形布局的SGCMG一体化支撑装置支架安装板内部构造图；
图7为本发明适用于五棱锥构形布局的SGCMG一体化支撑装置精测基准支架立体图；
图8为本发明适用于五棱锥构形布局的SGCMG一体化支撑装置精度测量路线图；
图9为本发明适用于五棱锥构形布局的SGCMG一体化支撑装置转接环立体图。
图中：
1-支架安装板 2-五棱锥支架 3-转接环
4-精测基准支架 5-T型碳纤维框架 6-精度保证片
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
如图1、2、3所示，本发明适用于五棱锥构形布局的SGCMG一体化支撑装置包括：支架安装板1、五棱锥支架2、转接环3、精测基准支架4、T型碳纤维框架5及精度保证片6。其特征在于：支架安装板1内预埋T型碳纤维框架5，成型后在连接接口位置粘贴精度保证片6，后续以支架安装板1背面精度保证片6形成的安装面作为一体化支撑装置的安装装配基础；五棱锥支架2与支架安装板1完成精度装调后不再拆分，使用“螺接+胶接”方式连接为一体，支架的五个斜锥面内镶嵌托板螺母，为转接环3提供安装螺纹；五个金属转接环3分别依次按序使用螺钉固定连接在支架的五个锥面上，此时进行组合加工，达到对安装面角度26°34″的精度要求；后续在转接环3的表面安装SGCMG，并获取其安装精度；最后将精测基准支架4安装在五棱锥支架2的顶部五边形区域，为棱镜提供72°斜面安装。
如图4、5所示，五棱锥支架2采用空间五棱锥形状薄壳结构，材料可选用M46J、M55J、T700或T800碳纤维准各向同性铺层，整体借助热膨胀系数极小的刚性工装热压固化复合成型。锥面背后通过翻边竖筋加强，以保证锥面整体的稳定性，成型后的五个锥面与底面角度均为26°34″。竖筋厚度1.5毫米～2.5毫米，高15毫米～30毫米，与锥面材料一致，允许独立成形后使用结构胶黏剂与锥面内侧面胶接固化。五棱锥支架2与安装板、转接环3接口位置“胶接+铆接”标准规格托板螺母，均通过“胶接+螺接”实现结构间连接。
如图6所示，支架安装板1可选用铝合金材料或碳纤维复合材料面板铝蜂窝芯子夹层板。面板厚度为0.3毫米～0.5毫米，蜂窝芯子为铝蜂窝芯材，壁厚为0.03毫米～0.1毫米，芯格边长为2毫米～5毫米，板厚可以为30毫米、35毫米或40毫米。外层胶膜与外层面板、内层胶膜与内层面板借助刚性成型工装复合而成一体，内、外层胶膜为J47系列或J78系列结构胶，胶膜厚度为0.1毫米至0.2毫米。发泡胶为J47D型或J78D型，填充在支架结构边缘10毫米范围以内。支架安装板1内部在与五棱锥支架2连接位置处预埋“T”型高模量碳纤维框架，有效提高了整板的连接刚度。
如图7所示，精测基准支架4选用碳纤维材料，采取模压成型，为整个支撑装置的精测基准，其棱镜安装面为72°斜面，是一体化支撑装置的精度基准所在，在装星后可以提供较佳的精度观测角度。
如图8所示，基准棱镜安装面的俯仰角度设计为72°斜面，装星后可提供较佳的精度观测角度。
如图9所示，转接环3为高精度机加工金属件，通过设计高度尺寸为30毫米、70毫米和100毫米三种规格，实现有限包络内的纵向错位依序安装，为SGCMG提供较高精度的安装接口。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种适用于五棱锥构形布局的SGCMG一体化支撑装置，其特征在于，包括：
支架安装板；
棱锥支架，所述棱锥支架设置在所述支架安装板上，在所述棱锥支架上设有安装孔；
转接环，所述转接环设置在所述安装孔内；
精测基准支架，所述精测基准支架设置在所述棱锥支架的顶部。
2.根据权利要求1所述的适用于五棱锥构形布局的SGCMG一体化支撑装置，其特征在于，所述棱锥支架为五棱锥支架，所述安装孔设置在所述棱锥支架的侧面上。
3.根据权利要求2所述的适用于五棱锥构形布局的SGCMG一体化支撑装置，其特征在于，所述棱锥支架的侧面与所述支架安装板所在平面之间的夹角为26°34″。
4.根据权利要求2所述的适用于五棱锥构形布局的SGCMG一体化支撑装置，其特征在于，在所述棱锥支架的底面上设有竖筋，所述竖筋的数量为五根，五根所述竖筋的一端分别与所述棱锥支架侧面的交点连接，五根所述竖筋的另一端分别向往所述棱锥支架底面的中心处延伸，五根所述竖筋的另一端连接在所述棱锥支架底面的中心处。
5.根据权利要求4所述的适用于五棱锥构形布局的SGCMG一体化支撑装置，其特征在于，所述竖筋厚1.5毫米～2.5毫米，高15毫米～30毫米。
6.根据权利要求1所述的适用于五棱锥构形布局的SGCMG一体化支撑装置，其特征在于，在所述棱锥支架侧面的交点处设有安装耳，所述安装耳向着所述棱锥支架的外侧延伸。
7.根据权利要求1所述的适用于五棱锥构形布局的SGCMG一体化支撑装置，其特征在于，所述支架安装板为圆形。
8.根据权利要求7所述的适用于五棱锥构形布局的SGCMG一体化支撑装置，其特征在于，在所述支架安装板的周缘均布有多个T型框架。
9.根据权利要求1所述的适用于五棱锥构形布局的SGCMG一体化支撑装置，其特征在于，在所述支架安装板的底面上均布有多个精度保证片。
10.根据权利要求1所述的适用于五棱锥构形布局的SGCMG一体化支撑装置，其特征在于，所述支架安装板为铝蜂窝芯子夹层板；所述支架安装板的厚度为0.3毫米～0.5毫米，蜂窝芯子的壁厚0.03毫米～0.1毫米，芯格边长2毫米～5毫米，厚30毫米、35毫米或40毫米。
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