CN108366506B - 一种用于航天器的模块化单机结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于航天器的模块化单机结构，包括机架、底座、挡板和螺杆；机架采用框架结构，底座和挡板均采用板状结构，底座上分别设有用于的连接机架的凸台和用于螺接挡板的凸缘；若干个机架依次叠置后安装在底座上，挡板与若干个机架中最外侧的机架贴合形成密闭结构并通过螺杆固定连接，挡板边缘与底座螺接。本发明通过机架、底座、挡板和螺杆的配合，实现了控制器单机结构模块化的功能集成，提升了控制器单机结构的可靠性，提高了控制器单机结构的装配效率，弥补了传统空间用高强度立体化轻型单机结构装配复杂且存在安全隐患的缺陷。

Description

一种用于航天器的模块化单机结构
技术领域
本发明涉及一种用于航天器的模块化单机结构，尤其适用于航天器的控制器单机，属于控制器单机结构技术领域。
背景技术
控制器是对接机构的控制中枢，按照预定的程序和控制指令，通过对对接机构各功能部件的控制与监测，实现对接机构的对接、分离功能以及与转位机构协调工作实现转位功能，并将对接、分离和转位过程的重要参数通过遥测下传地面。
控制器单机结构为产品内部的功能模块组件和元器件提供安装空间，以确保功能模块组件和元器件在各种受载条件下的使用安全，同时还满足功能模块组件及元器件的导热散热要求、带电粒子辐射的防护要求和电磁兼容性要求，同时还包括了单机内部电连接器选择、电缆走线和固封设计等一系列相关内容。
现有技术中，传统的空间用高强度立体化轻型单机结构的机箱由多块铝合金板拼接紧固而成，单机内部的印制板采用立体化层叠式结构，印制板各层间使用支脚进行支撑。这种结构涉及零件数目较多，装配形式相对复杂，不利于实施单机设备的模块化。印制板采用上下层叠式结构，印制板数量不宜过多，否则单机重心过高，不利于安装稳定。
发明内容
本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，本发明提供了一种用于航天器的模块化单机结构，通过机架、底座、挡板和螺杆的配合，实现了控制器单机结构模块化的功能集成，提升了控制器单机结构的可靠性，提高了控制器单机结构的装配效率，弥补了传统空间用高强度立体化轻型单机结构装配复杂且存在安全隐患的缺陷。
本发明的技术解决方案是：
一种用于航天器的模块化单机结构，包括机架、底座、挡板和螺杆；机架采用框架结构，底座和挡板均采用板状结构，底座上分别设有用于的连接机架的凸台和用于螺接挡板的凸缘；若干个机架依次叠置后安装在底座上，挡板与若干个机架中最外侧的机架贴合形成密闭结构并通过螺杆固定连接，挡板边缘与底座螺接。
在上述的一种用于航天器的模块化单机结构中，所述机架为矩形框，机架任意三条边框上均设有用于配合相邻机架的法兰，法兰上分别设有用于减重及散热的通孔和用于安装定位的凹槽，凹槽中设有用于安装螺杆的螺孔；机架未设置法兰的边框上设有用于配合底座的翻边，翻边上设有用于安装螺钉的螺孔；机架中间位置设有一条与机架未设置法兰的边框平行的分割梁，分割梁两侧均设有铝板，分割梁一侧的铝板上分别安装功能模块和总线接插件，分割梁另一侧的铝板上分别安装印制板和电连接器接插件。
在上述的一种用于航天器的模块化单机结构中，所述若干个机架相互对应的安装总线接插件，总线接插件安装在机架未设置法兰的边框旁边。
在上述的一种用于航天器的模块化单机结构中，所述机架上安装有若干块印制板，相邻的印制板之间设有用于补强结构的加强筋。
在上述的一种用于航天器的模块化单机结构中，所述机架的数量不少于八个，机架的材料采用铝合金。
在上述的一种用于航天器的模块化单机结构中，所述底座为矩形板，底座中部等间隔设有若干个用于支撑机架的腰形凸台，底座边缘对称设有若干个用于固定机架的正方形凸台和若干个用于固定挡板的长方形凸缘，腰形凸台、正方形凸台和长方形凸缘上均设有用于安装螺钉的螺孔。
在上述的一种用于航天器的模块化单机结构中，所述底座边缘设有用于配装航天器的凸块，凸块上设有用于安装螺钉的螺孔。
在上述的一种用于航天器的模块化单机结构中，所述底座的材料采用铝合金。
在上述的一种用于航天器的模块化单机结构中，所述挡板边缘分别设有用于安装螺杆的螺孔和用于安装螺钉的螺孔，挡板的材料采用铝合金。
在上述的一种用于航天器的模块化单机结构中，所述螺杆依次穿设在挡板和机架中，螺杆的数量不少于十个，螺杆的材料采用钛合金。
本发明与现有技术相比的有益效果是：
【1】本发明通过巧妙设计机架、底座、挡板和螺杆的装配关系，满足了单机结构高效装配和快速维修的要求；通过将功能模块设置在机架上并配装总线接插件，增强了功能模块的互换性；通过在机架上设置法兰并开设凹槽，有效保证了机架、底座和挡板的安装平面度。
【2】本发明在提供模块化结构的同时，功能模块的拼装数量不会受到限制；机架与底座的安装面仅涉及单个零件，容易保证安装精度；功能模块采用立式安装的方式，减小了单机占用的安装面积；各功能模块均与底座直接连接，减少了功能模块的活动自由度，提高了单机整体的结构强度。
【3】本发明整体结构紧凑，适用于多种工作环境，使用寿命相对较长，在复杂工况下依然能够良好运转，具有适用范围广的特点，具备良好的市场应用前景。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明结构示意图
图2为机架的结构示意图
图3为功能模块的插接图
图4为底座的结构示意图
图5为本发明装配示意图
其中：1机架；2底座；3挡板；4螺杆；5铝板；6功能模块；7总线接插件；8印制板；9电连接器接插件；
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所示，一种用于航天器的模块化单机结构，包括机架1、底座2、挡板3和螺杆4；机架1采用框架结构，底座2和挡板3均采用板状结构，底座2上分别设有用于的连接机架1的凸台和用于螺接挡板3的凸缘；若干个机架1依次叠置后安装在底座2上，挡板3与若干个机架1中最外侧的机架1贴合形成密闭结构并通过螺杆4固定连接，有效防止碎屑进入单机内部，挡板3边缘与底座2螺接。
如图2～3所示，优选的，机架1为矩形框，机架1任意三条边框上均设有用于配合相邻机架1的法兰，法兰上分别设有用于减重及散热的通孔和用于安装定位的凹槽，凹槽中设有用于安装螺杆4的螺孔；机架1未设置法兰的边框上设有用于配合底座2的翻边，翻边上设有用于安装螺钉的螺孔；机架1中间位置设有一条与机架1未设置法兰的边框平行的分割梁，分割梁两侧均设有铝板5，分割梁一侧的铝板5上分别安装功能模块6和总线接插件7，分割梁另一侧的铝板5上分别安装印制板8和电连接器接插件9。
优选的，功能模块6包括电源模块、指令处理模块、总线通讯模块、遥测采集模块和驱动模块。
优选的，总线接插件7的型号采用HMM276FAE9X711024型接插件。
优选的，印制板8的材料采用覆铜箔环氧玻璃布板。
优选的，电连接器接插件9的型号采用J-36A型接插件。
优选的，若干个机架1相互对应的安装总线接插件7，总线接插件7安装在机架1未设置法兰的边框旁边，便于在功能模块6相互插合时，观察总线接插件7是否对准，避免因总线接插件7插合对位不准，造成的总线接插件7插针弯曲或折断，影响单机性能。同时在可视条件下进行功能模块6的插合不仅能够保证插合的准确度，还能减少插合所需时间，提高工作效率。
优选的，机架1上安装有若干块印制板8，相邻的印制板8之间设有用于补强结构的加强筋，有效确保印制板8的连接强度。
优选的，机架1的数量不少于八个，机架1的材料采用铝合金。
优选的，机架1外表面采用热控氧化处理，易于实现单机整体具备较小的搭接电阻，形成良好的屏蔽体。
如图4～5所示，优选的，底座2为矩形板，底座2中部等间隔设有若干个用于支撑机架1的腰形凸台，底座2边缘对称设有若干个用于固定机架1的正方形凸台和若干个用于固定挡板3的长方形凸缘，腰形凸台、正方形凸台和长方形凸缘上均设有用于安装螺钉的螺孔。
优选的，底座2边缘设有用于配装航天器的凸块，凸块上设有用于安装螺钉的螺孔。
优选的，底座2的材料采用铝合金。
优选的，挡板3边缘分别设有用于安装螺杆4的螺孔和用于安装螺钉的螺孔，挡板3的材料采用铝合金。
优选的，螺杆4依次穿设在挡板3和机架2中，螺杆4的数量不少于十个，螺杆4的材料采用钛合金，为单机提供足够的连接强度并减轻单机重量。
本发明的工作原理是：
利用底座2实现本发明与航天器主体结构固定连接，各功能模块6完成相应功能并通过总线接插件7传递信号与其他功能模块6相互配合完成单机整体的功能；当某个功能模块6出现故障时，拧出螺杆4，拆分对应位置的机架1与相邻的机架1，即可实现单机零件的快速维修和高效装配。
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 (7)

1.一种用于航天器的模块化单机结构，其特征在于：包括机架(1)、底座(2)、挡板(3)和螺杆(4)；机架(1)采用框架结构，底座(2)和挡板(3)均采用板状结构，底座(2)上分别设有用于的连接机架(1)的凸台和用于螺接挡板(3)的凸缘；若干个机架(1)依次叠置后安装在底座(2)上，挡板(3)与若干个机架(1)中最外侧的机架(1)贴合形成密闭结构并通过螺杆(4)固定连接，挡板(3)边缘与底座(2)螺接；
所述机架(1)为矩形框，机架(1)任意三条边框上均设有用于配合相邻机架(1)的法兰，法兰上分别设有用于减重及散热的通孔和用于安装定位的凹槽，凹槽中设有用于安装螺杆(4)的螺孔；机架(1)未设置法兰的边框上设有用于配合底座(2)的翻边，翻边上设有用于安装螺钉的螺孔；机架(1)中间位置设有一条与机架(1)未设置法兰的边框平行的分割梁，分割梁两侧均设有铝板(5)，分割梁一侧的铝板(5)上分别安装功能模块(6)和总线接插件(7)，分割梁另一侧的铝板(5)上分别安装印制板(8)和电连接器接插件(9)；
所述若干个机架(1)相互对应的安装总线接插件(7)，总线接插件(7)安装在机架(1)未设置法兰的边框旁边；
所述底座(2)为矩形板，底座(2)中部等间隔设有若干个用于支撑机架(1)的腰形凸台，底座(2)边缘对称设有若干个用于固定机架(1)的正方形凸台和若干个用于固定挡板(3)的长方形凸缘，腰形凸台、正方形凸台和长方形凸缘上均设有用于安装螺钉的螺孔。
2.根据权利要求1所述的一种用于航天器的模块化单机结构，其特征在于：所述机架(1)上安装有若干块印制板(8)，相邻的印制板(8)之间设有用于补强结构的加强筋。
3.根据权利要求1所述的一种用于航天器的模块化单机结构，其特征在于：所述机架(1)的数量不少于八个，机架(1)的材料采用铝合金。
4.根据权利要求1所述的一种用于航天器的模块化单机结构，其特征在于：所述底座(2)边缘设有用于配装航天器的凸块，凸块上设有用于安装螺钉的螺孔。
5.根据权利要求1所述的一种用于航天器的模块化单机结构，其特征在于：所述底座(2)的材料采用铝合金。
6.根据权利要求1所述的一种用于航天器的模块化单机结构，其特征在于：所述挡板(3)边缘分别设有用于安装螺杆(4)的螺孔和用于安装螺钉的螺孔，挡板(3)的材料采用铝合金。
7.根据权利要求1所述的一种用于航天器的模块化单机结构，其特征在于：所述螺杆(4)依次穿设在挡板(3)和机架(2)中，螺杆(4)的数量不少于十个，螺杆(4)的材料采用钛合金。
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