CN108100310A - 一种红外地球敏感器一体化安装支架 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种红外地球敏感器一体化安装支架，包括底板、壳体、支板和法兰；底板与卫星平台固定连接，底板上安装有用于支撑红外地球敏感器的壳体，壳体内设有用于补强结构的支板，支板将壳体内部分成两个腔体，两个腔体中分别安装一个红外地球敏感器，壳体上安装有用于配装红外地球敏感器的法兰。本发明通过底板、壳体、支板和法兰的配合，实现了在星上有效面积内，同时安装多台红外地球敏感器，并且优化了支架整体的力学特性，弥补了传统的安装方式占用星上有效安装面积较多的缺陷，克服了单独安装支架导致多台红外地球敏感器由于力、热环境变形，产生相对关系变化的难题。

Description

一种红外地球敏感器一体化安装支架

技术领域

本发明涉及一种红外地球敏感器一体化安装支架，尤其适用于卫星有限空间内配备两台红外地球敏感器的设备布局，属于航天器用红外地球敏感器配装结构技术领域。

背景技术

航天器相对于地球定向，对通信卫星、气象卫星、地球资源卫星和导航卫星等，都是非常重要的。对于三轴稳定卫星，如果卫星姿态是对地定向，则可用两个红外地球敏感器进行配合以确定俯仰和滚动两个姿态角信息，进一步的提高姿态确定精度。

现有技术中，红外地球敏感器在卫星上的传统安装方法是：根据红外地球敏感器的安装角度，设计与之配套的红外地球敏感器支架，一般采用单个红外地球敏感器与单个支架进行配合的形式，再将红外地球敏感器与支架组合体安装在卫星结构上。

对于配置两个甚至更多红外地球敏感器的卫星，如果每个红外地球敏感器都还采用独立安装支架进行安装，将占用较多的星上有效安装面积，势必会影响其它设备的安装；另外，采用单独的安装支架，由于主动段及空间外环境的影响，容易产生力、热变形，导致多个红外地球敏感器之间的相对关系发生变化，会使测量数据产生偏差，进而降低卫星的姿态确定精度及有效载荷的定位精度，严重影响卫星性能。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，本发明提供了一种红外地球敏感器一体化安装支架，通过底板、壳体、支板和法兰的配合，实现了在星上有效面积内，同时安装多台红外地球敏感器，并且优化了支架整体的力学特性，弥补了传统的安装方式占用星上有效安装面积较多的缺陷，克服了单独安装支架导致多台红外地球敏感器由于力、热环境变形，产生相对关系变化的难题。

本发明的技术解决方案是：

一种红外地球敏感器一体化安装支架，包括底板、壳体、支板和法兰；底板与卫星平台固定连接，底板上安装有用于支撑红外地球敏感器的壳体，壳体内设有用于补强结构的支板，支板将壳体内部分成两个腔体，两个腔体中分别安装一个红外地球敏感器，壳体上安装有用于配装红外地球敏感器的法兰。

在上述的一种红外地球敏感器一体化安装支架，所述底板为矩形直板，底板中部设有用于减重的通孔，底板与卫星平台贴合并螺接，底板边缘设有用于安装螺钉的螺孔。

在上述的一种红外地球敏感器一体化安装支架中，所述底板的厚度不小于 3mm。

在上述的一种红外地球敏感器一体化安装支架中，所述壳体为空心梯形棱台，壳体的顶面采用开放式结构，壳体的侧面上设有用于减重并安装红外地球敏感器电缆、接地线的光孔，壳体的侧面上还设有用于补强结构的斜筋。

在上述的一种红外地球敏感器一体化安装支架中，所述斜筋的数量不少于 6根。

在上述的一种红外地球敏感器一体化安装支架中，所述支板为矩形直板，支板位于壳体中部且垂直于底板，支板与法兰之间设有用于补强结构的斜筋。

在上述的一种红外地球敏感器一体化安装支架，所述支板的厚度不小于 2mm。

在上述的一种红外地球敏感器一体化安装支架中，所述法兰包括第一法兰和第二法兰；第一法兰与底板的夹角范围是15～25°，第二法兰与底板的夹角范围是15～25°。

在上述的一种红外地球敏感器一体化安装支架中，所述第一法兰与底板的夹角设为20°，第二法兰与底板的夹角设为20°。

在上述的一种红外地球敏感器一体化安装支架中，所述底板、壳体、支板和法兰均采用铸铝材料，底板与法兰均通过铣切加工成型。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

【1】本发明根据卫星姿轨控分系统方案及红外地球敏感器安装要求，实现了两个红外地球敏感器一体化安装，避免了红外地球敏感器单独安装时支架形式不统一、设计和加工流程复杂、周期较长的情况。

【2】本发明在小卫星安装空间有限的情况下，通过将底板与卫星结构连接的方式，可以直接安装在舱外，不占用卫星舱内部的有效安装区域，最大程度的利用了卫星的安装接口和有效空间，满足了小卫星紧凑性的要求；同时，红外地球敏感器电缆能够在一体化支架上进行固定，总装操作简便。

【3】本发明能够经受卫星发射主动段严酷的力学环境，并且有效减小卫星在轨运行时，空间外热流对支架的影响，保证了红外地球敏感器的安装精度和在轨指向，提高了卫星的姿态确定精度。

【4】本发明的整体结构采用类似梯台的壳式结构形式，传力路径简短直接，且对支架各个组成部分的厚度进行了优化，减轻了支架重量，并采用整体铸造与机械加工相结合的生产方式，最大程度地利用了材料的力学性能，实现了高刚度、低重量，提高了支架的可靠性和稳定性。

【5】本发明实现了将红外地球敏感器整体置于卫星舱外，降低了对卫星结构板开孔的要求，穿舱孔仅需可穿过电缆即可，利于实施卫星开孔封堵热控技术，且支架在减轻孔，减轻支架质量的同时也为星外安装电缆留下足够的操作空间。

【6】本发明设置有红外地球模拟器接口，可在前期卫星开板测试时，作为整体直接摆放于星旁完成测试，避免了单独固定红外地球卫星敏感器支架所带来的风险，安全性较高。

【7】本发明整体结构紧凑，适用于多种工作环境，且具有较长的使用寿命，在复杂工况下依然能够良好运转，具备通用性强、适用范围广的特点，市场应用前景非常广阔。

附图说明

图1为本发明的示意图

图2为本发明与红外地球敏感器的组装示意图

图3为本发明的主视剖视图

图4为本发明的侧视图

其中：1底板；2壳体；3支板；4法兰；41第一法兰；42第二法兰；5 红外地球敏感器；

具体实施方式

为使本发明的方案更加明了，下面结合附图说明和具体实施例对本发明作进一步描述：

如图1～4所示，一种红外地球敏感器一体化安装支架，包括底板1、壳体 2、支板3和法兰4；底板1与卫星平台固定连接，底板1上安装有用于支撑红外地球敏感器的壳体2，壳体2内设有用于补强结构的支板3，支板3将壳体2 内部分成两个腔体，两个腔体中分别安装一个红外地球敏感器，壳体2上安装有用于配装红外地球敏感器的法兰4。

优选的，底板1为矩形直板，底板1中部设有用于减重的通孔，底板1与卫星平台贴合并螺接，底板1边缘设有用于安装M5螺钉的螺孔。

优选的，底板1的厚度不小于3mm，更优选的，底板1的厚度设为4mm。

优选的，壳体2为空心梯形棱台，壳体2的顶面采用开放式结构，为红外地球敏感器底部提供了安装空间和散热通道，壳体2的侧面上设有用于减重并安装红外地球敏感器电缆、接地线的光孔，壳体2的侧面上还设有用于补强结构的斜筋，利于载荷有效传导。

优选的，斜筋的数量不少于6根，更优选的，斜筋的数量设为6根，3根斜筋均布于壳体2一侧，另外3根斜筋均布于壳体2另一侧。

优选的，支板3为矩形直板，支板3位于壳体2中部且垂直于底板1，支板3与法兰4之间设有用于补强结构的斜筋。

优选的，支板3的厚度不小于2mm，更优选的，支板3的厚度设为3mm，保证了本实施例的刚度和强度。

优选的，法兰4包括第一法兰41和第二法兰42；第一法兰41与底板1 的夹角范围是15～25°，第二法兰42与底板1的夹角范围是15～25°。

优选的，第一法兰41与底板1的夹角设为20°，第二法兰42与底板1 的夹角设为20°。

优选的，第一法兰41和第二法兰42上均设有用于安装红外地球敏感器基准镜的凹槽。

优选的，底板1、壳体2、支板3和法兰4均采用铸铝材料，底板1与法兰4均通过铣切加工成型。

本实施例在保证支架重量尽量轻的同时，满足了刚度、强度的设计要求；本实施例采用精密铸造一体成型，完成精密铸造后，还需进行X光检查以判断其内部质量，铸件内部不允许有裂纹、冷隔、海绵状疏松、夹杂以及穿透性缺陷。

采用有限元分析方法对本发明的红外地球敏感器一体化安装支架进行基频分析，得到支架组合体基频为458.83Hz，说明具有非常好的结构刚度；该支架已经过整星发射在轨验证，能够经受卫星发射主动段的载荷，具有较好的结构强度。

整体精密铸造、机械加工生产制造，具有结构形式稳定、重量轻、力学性能优异、力热稳定性好的优点，可作为配置两个红外地球敏感器卫星的设备支架使用，该支架可适应不同红外地球敏感器安装接口和安装角度要求，具有广泛应用范围。

本发明的工作原理是：

当卫星处于发射主动段时，本发明和红外地球敏感器承受的载荷依次通过法兰4、壳体2及支板3、底板1传递给卫星主体结构，传递路径简短直接，即可实现对星外设置的红外地球敏感器进行有效支撑及保护。

本发明说明书中未详细描述的内容为本领域技术人员公知技术。

Claims (10)

1.一种红外地球敏感器一体化安装支架，其特征在于：包括底板(1)、壳体(2)、支板(3)和法兰(4)；底板(1)与卫星平台固定连接，底板(1)上安装有用于支撑红外地球敏感器的壳体(2)，壳体(2)内设有用于补强结构的支板(3)，支板(3)将壳体(2)内部分成两个腔体，两个腔体中分别安装一个红外地球敏感器，壳体(2)上安装有用于配装红外地球敏感器的法兰(4)。

2.根据权利要求1所述的一种红外地球敏感器一体化安装支架，其特征在于：所述底板(1)为矩形直板，底板(1)中部设有用于减重的通孔，底板(1)与卫星平台贴合并螺接，底板(1)边缘设有用于安装螺钉的螺孔。

3.根据权利要求2所述的一种红外地球敏感器一体化安装支架，其特征在于：所述底板(1)的厚度不小于3mm。

4.根据权利要求1所述的一种红外地球敏感器一体化安装支架，其特征在于：所述壳体(2)为空心梯形棱台，壳体(2)的顶面采用开放式结构，壳体(2)的侧面上设有用于减重并安装红外地球敏感器电缆、接地线的光孔，壳体(2)的侧面上还设有用于补强结构的斜筋。

5.根据权利要求4所述的一种红外地球敏感器一体化安装支架，其特征在于：所述斜筋的数量不少于6根。

6.根据权利要求1所述的一种红外地球敏感器一体化安装支架，其特征在于：所述支板(3)为矩形直板，支板(3)位于壳体(2)中部且垂直于底板(1)，支板(3)与法兰(4)之间设有用于补强结构的斜筋。

7.根据权利要求1所述的一种红外地球敏感器一体化安装支架，其特征在于：所述支板(3)的厚度不小于2mm。

8.根据权利要求1所述的一种红外地球敏感器一体化安装支架，其特征在于：所述法兰(4)包括第一法兰(41)和第二法兰(42)；第一法兰(41)与底板(1)的夹角范围是15～25°，第二法兰(42)与底板(1)的夹角范围是15～25°。

9.根据权利要求8所述的一种红外地球敏感器一体化安装支架，其特征在于：所述第一法兰(41)与底板(1)的夹角设为20°，第二法兰(42)与底板(1)的夹角设为20°。

10.根据权利要求1所述的一种红外地球敏感器一体化安装支架，其特征在于：所述底板(1)、壳体(2)、支板(3)和法兰(4)均采用铸铝材料，底板(1)与法兰(4)均通过铣切加工成型。