CN107323686A - 载荷平放测试用分体开敞式安装装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种载荷平放测试用分体开敞式安装装置，其包括板式上框、板式中框、板式下框、连接横梁、底座、端框、加强支架，板式上框、板式中框、板式下框和连接横梁构成纵横向承力骨架主体并整体位于底座上，两个端框分别位于纵横向承力骨架主体的两端并将板式上框或板式下框、连接横梁、底座连成整体，加强支架与板式上框、板式中框、板式下框、连接横梁、端框表面贴合并连接。本发明满足大型高承载航天器有效载荷高稳定性、高开敞度、高安全可靠性的载荷装配、集成以及测试使用要求，降低了载荷起吊、转移、翻转难度，简化了操作流程和装配复杂度，能达到与载荷承载需求高度匹配的目标。

Description

载荷平放测试用分体开敞式安装装置

技术领域

本发明涉及一种测试用分体开敞式安装装置，特别是涉及一种载荷平放测试用分体开敞式安装装置。

背景技术

未来航天器载荷将朝着大型化、多功能化、大尺寸、高精度、高承载以及高稳定性等方向发展。这些航天器载荷在装配、集成以及测试过程中的显著特点主要包括：装配集成时间更长、空间环境需求更高、起吊转移更为频繁、对装配精度和结构稳定性、安全可靠性要求更高。

随着未来航天器载荷发展需求与传统工艺装备更新换代的矛盾越发尖锐，对航天器载荷用装配、集成和测试用装备提出了更高的要求，为了满足高承载、高开敞性以及高精度工艺装备要求，必须依据新型载荷开展新式构型设计研究，配备安全可靠的载荷用装配、集成和测试用安装装置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种载荷平放测试用分体开敞式安装装置，其具有结构简单、开敞度高、可重构组装、强度和刚度高、灵活性大、装配便捷等特点，能够解决现有载荷工装或卫星主承力筒结构封闭、不可重构以及包络干涉等问题。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种载荷平放测试用分体开敞式安装装置，其特征在于，其包括板式上框、板式中框、板式下框、连接横梁、底座、端框、加强支架，板式上框、板式中框、板式下框和连接横梁构成纵横向承力骨架主体并整体位于底座上，两个端框分别位于纵横向承力骨架主体的两端并将板式上框或板式下框、连接横梁、底座连成整体，加强支架与板式上框、板式中框、板式下框、连接横梁、端框表面贴合并连接。

优选地，所述纵横向承力骨架主体为板式框架结构型式，除底座支撑部分外装置结构整体由单独零件组装而成，结构整体开敞度高，两端口和筒身四周均留有通透式开口。

优选地，所述板式上框、板式中框以及板式下框均为薄壁板圆筒状构型。

优选地，所述连接横梁为一体化盒状板式框架，内表面为圆柱状光滑曲面。

优选地，所述底座采用渐变轮廓等应力设计，底板提供地基安装紧固接口。

优选地，所述端框采用L型截面环状构型，局部位置开口避让载荷安装座，内嵌入板式上框或板式下框并与连接横梁、底座以及加强支架螺钉连接。

优选地，所述加强支架为盒状分瓣结构。

优选地，所述底座采用低重心板式框架结构，横向水平跨度达2000mm，并由下而上收缩过渡。

本发明的积极进步效果在于：本发明满足大型高承载航天器有效载荷高稳定性、高开敞度、高安全可靠性的载荷装配、集成以及测试使用要求，降低了载荷起吊、转移、翻转难度，简化了操作流程和装配复杂度，能达到与载荷承载需求高度匹配的目标，结构重量轻组装快速，结构开敞度高，承载能力大，可设计性、适应性强，组装重构操作便捷。本发明所可以满足大型高承载航天器有效载荷高稳定性、高开敞度、高安全可靠性的载荷装配、集成以及测试使用要求。本发明所提供的安装装置面向多功能、多工况、高开敞性需求，可广泛应用于各类载荷测试模拟平台、筒式结构工装以及卫星用承力筒等效件，可以降低载荷起吊、转移、翻转难度，简化操作流程和装配复杂度。本发明采用可重构组装设计特点，根据不同承载模式，将装配体化整为零重新组装，达到与载荷承载需求高度匹配的目标。本发明采用轻量化设计，主体承力结构采用高强度航天用轻型铝合金材料，底座采用高强度不锈钢，结构重量轻，比常规结构可减重33％左右。本发明所提供的安装装置，产品零件采用模块化设计，满足互换性和分体式设计要求，组装快速，结构开敞度高。本发明通过优化壁厚、局部加强设计，整体刚性、稳定性好，承载能力大，能有效承载1吨以上的航天器有效载荷。本发明所提供的分体开敞式安装装置具有较强的拓展性和接口匹配性，结构板壁厚和周径向尺寸不受受试载荷产品构型和包络限制，可设计性、适应性强、组装重构操作便捷。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。

如图1所示，本发明为载荷平放测试用分体开敞式安装装置包括板式上框1、板式中框2、板式下框3、连接横梁4、底座5、端框6、加强支架7，板式上框1、板式中框2、板式下框3和连接横梁4构成纵横向承力骨架主体并整体位于底座5上，两个端框6分别位于纵横向承力骨架主体的两端并将板式上框1或板式下框2、连接横梁4、底座5连成整体，加强支架7与板式上框1、板式中框2、板式下框3、连接横梁4、端框6表面贴合并连接。

纵横向承力骨架主体为板式框架结构型式，除底座5支撑部分外，装置结构整体由单独零件组装而成，结构整体开敞度高，两端口和筒身四周均留有通透式开口，这样装置整体强度、刚度高，允许由于操作需要而拆卸筒身任一单独零件，而不影响结构稳定性、安全可靠性。

板式上框1、板式中框2以及板式下框3均为薄壁板圆筒状构型，这样有利于结构成型，筒身允许结构拼缝或焊缝，筒身内外表面光滑、规则，零件安装面精度由加工精度保证，不受装配精度偏差影响，便于加工、组装且循环对称结构允许转动特定角度安装与配对。板式上框1、板式中框2以及板式下框3可以通过M8螺钉形成纵横向筒式骨架承力主体。板式上框、板式中框以及板式下框外径Φ1200mm，壁厚5mm，为循环对称式结构。

连接横梁4为一体化盒状板式框架，内表面为圆柱状光滑曲面，便于与板式上框、板式中框以及板式下框贴合，纵向长桁式一体化设计保证轴向精度，提高组合体结构刚度，多个连接横梁等间隔圆周均匀分布，盒状加强肋片同时提供安装丰富的接口。

底座5可以采用渐变轮廓等应力设计，底板提供地基安装紧固接口，这样能加强壁板、双排螺栓提高连接刚度和承弯能力。底座可以采用低重心板式框架结构，横向水平跨度达2000mm，并由下而上收缩过渡，底板提供与地基固定接口，纵板和对角线加强板起提高强度、刚度和稳定性作用，顶板为1/4圆柱弧形曲面，与板式上框或板式下框通过两排M6型螺钉连接，垂直面内面板还提供与端框的M6型连接接口。

端框6采用L型截面环状构型，局部位置开口避让载荷安装座，内嵌入板式上框1或板式下框3并与连接横梁4、底座5以及加强支架7螺钉连接，这样能加强连接。

加强支架7为盒状分瓣结构，根据结构承载、重构组装特点以及开敞性要求，在适当位置增强结构或代替其件零件独立支撑局部相邻结构。

所述分体开敞特征主要体现在板式框周向一体、轴向分为上、中、下三块；连接横梁轴体一体化，周向四件圆周方向等间隔均匀分布；加强支架采用分瓣多块设计，有效提供目视、人工操作空间，结构开敞，易于载荷的装配、集成以及综合测试。

所述分体开敞式安装装置由于装置整体强度、刚度高，允许由于操作需要而拆卸筒身任一单独零件，而不影响结构稳定性、安全可靠性。

所述分体开敞式安装装置除可用于水平放置测试外，还可以拆除底座，将除底座外的剩余组件竖立安装在刚性地基上，用于载荷的竖直状态装配、集成和测试。

所述板式上框、板式中框以及板式下框外径Φ1200mm，壁厚5mm，为循环对称式结构，采用M8型螺栓组合与连接横梁连接。

所述连接横梁的总长1680mm，下底面为圆柱状弧形曲面，与板式框架贴合，整体采用盒状板式框架，加强肋片厚度6mm，提供多组安装接口。

所述底座采用低重心板式框架结构，横向水平跨度达2000mm，并由下而上收缩过渡，底板提供与地基固定接口，纵板和对角线加强板起提高强度、刚度和稳定性作用，顶板为1/4圆柱弧形曲面，与板式上框或板式下框通过两排M6型螺钉连接，垂直面内面板还提供与端框的M6型连接接口。

所述端框直径与板式上框或板式下框匹配，表面提供72-Φ6连接通孔，截面为L型，与底座连接位置提供安装接口，内嵌部位为适应载荷安装开避让口。

为提供更开阔的操作空间，加强支架允许沿连接横梁轴向滑动并锁定紧固，实现局部空间利用最大化原则。

本发明所提供的一种载荷平放测试用分体开敞式安装装置，满足大型化、高承载、高稳定性、高安全可靠性的载荷安装、测试使用要求。本发明结构简单，将新构型技术、可组装重构技术与航天器装配、集成、测试技术有机结合，所发明的结构赋予板式框架结构质量轻、强度和刚度高、扩展能力强、可靠性高、结构稳定性好等新特点。在满足载荷构型多样性、高承载功能的同时，通过结构模块化、可重构技术，对航天产品装配、集成和测试工艺装备提供一种结构灵活、装配简捷的选用型式，具有较高的通用性。

分体开敞式安装装置面向多功能、多工况、高开敞性需求，适应不同的航天器有效载荷，有效提高了航天器载荷的装配、集成精度，大幅降低了载荷起吊、转移、翻转难度，简化操作流程和装配复杂度，从而缩短研制进程并提高测试效率。

与国内外目前现有工艺装备相比，该安装装置有以下几个特点：1)采用可重构组装设计特点，根据不同承载模式，将装配体化整为零重新组装，达到与载荷承载需求高度匹配的目标；2)轻量化设计，主体承力结构采用高强度航天用轻型铝合金材料，底座采用高强度不锈钢，结构重量轻，比常规结构可减重33％左右；3)零件设计模块化，满足互换性和分体式设计要求，组装快速，结构开敞度高；4)优化的壁厚、加强设计，整体刚性、稳定性好，承载能力大，能有效承载一吨以上的航天器有效载荷；5)多模可选，除水平支撑安装、集成和测试使用外，还可以竖直放置和停放，该模式下拆除两侧支座零件，通过端框丰富的安装接口，将除底座外的其余结构竖直吊装放置，而不影响其性能和功能实现；6)高安全可靠性设计，采用高裕度余量设计，在使用过程中，任意拆除局部零件，剩余结构仍具有满足设计要求的强度和刚度以及结构稳定性。本发明既可以应用到各类载荷测试模拟平台中，也可以重构组装为通用型筒式结构工装，还可以直接用作卫星用主承力筒等效模拟件，具有结构简单、开敞度高、可重构组装、强度和刚度高、灵活性大、装配便捷的优点。端框和加强支架以加强装置主体结构，提高承载能力。

以上所述的具体实施例，对本发明的解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种载荷平放测试用分体开敞式安装装置，其特征在于，其包括板式上框、板式中框、板式下框、连接横梁、底座、端框、加强支架，板式上框、板式中框、板式下框和连接横梁构成纵横向承力骨架主体并整体位于底座上，两个端框分别位于纵横向承力骨架主体的两端并将板式上框或板式下框、连接横梁、底座连成整体，加强支架与板式上框、板式中框、板式下框、连接横梁、端框表面贴合并连接。

2.如权利要求1所述的载荷平放测试用分体开敞式安装装置，其特征在于，所述纵横向承力骨架主体为板式框架结构型式，除底座支撑部分外装置结构整体由单独零件组装而成，结构整体开敞度高，两端口和筒身四周均留有通透式开口。

3.如权利要求1所述的载荷平放测试用分体开敞式安装装置，其特征在于，所述板式上框、板式中框以及板式下框均为薄壁板圆筒状构型。

4.如权利要求1所述的载荷平放测试用分体开敞式安装装置，其特征在于，所述连接横梁为一体化盒状板式框架，内表面为圆柱状光滑曲面。

5.如权利要求1所述的载荷平放测试用分体开敞式安装装置，其特征在于，所述底座采用渐变轮廓等应力设计，底板提供地基安装紧固接口。

6.如权利要求1所述的载荷平放测试用分体开敞式安装装置，其特征在于，所述端框采用L型截面环状构型，局部位置开口避让载荷安装座，内嵌入板式上框或板式下框并与连接横梁、底座以及加强支架螺钉连接。

7.如权利要求1所述的载荷平放测试用分体开敞式安装装置，其特征在于，所述加强支架为盒状分瓣结构。

8.如权利要求1所述的载荷平放测试用分体开敞式安装装置，其特征在于，所述底座采用低重心板式框架结构，横向水平跨度达2000mm，并由下而上收缩过渡。