CN108901171A - 一种航天器用电控箱结构及其组装方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种航天器用电控箱结构及其组装方法，结构包括有底座和笼屉机箱；笼屉机箱包括有上层笼屉机箱和下层笼屉机箱；底座包括有底板和侧板；侧板设置于底板的四周，以形成拼装结构；拼装结构内设有电子元器件和PCB；拼装结构内部设有水平框架结构，水平框架结构用于安装电子元器件和PCB；下层笼屉机箱沿水平方向设置于拼装结构上；上层笼屉机箱沿水平方向设置于下层笼屉机箱上；下层笼屉机箱和上层笼屉机箱内分别设有PCB；采用上述方案，能够提高现有电控箱安装设计结构的空间使用率，从而避免机箱内部空间浪费的问题；本发明提供的方案结构紧凑、合理，便于组装和拆卸，屏蔽性较好，成本相对较低。

Description

一种航天器用电控箱结构及其组装方法

技术领域

本发明属于航天器用电控箱结构及组装技术领域，具体涉及一种航天器用电控箱结构及其组装方法。

背景技术

现有的航天器用航天器用电控箱结构轻量化设计要求越来越高，使得内部空间设计要求高或内部空间利用率低；且航天器用电控箱需经历严格的力学环境模拟试验，对航天器用电控箱结构刚度设计要求高，尤其考验电控箱内部的PCB安装结构刚度，如果航天器用电控箱结构刚度设计不足将严重损害电子元器件的使用，严重者造成元器件失效从而影响整体飞行任务的完成。

基于上述航天器用电控箱结构中存在的技术难点，迫切需要寻求有效方案以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是针对上述技术中存在的不足之处，提出一种航天器用电控箱结构及其组装方法，旨在解决现有航天器用电控箱结构复杂的问题。

本发明提供一种航天器用航天器用电控箱结构，包括有底座和笼屉机箱；笼屉机箱包括有上层笼屉机箱和下层笼屉机箱；底座包括有底板和侧板；侧板设置于底板的四周，以形成拼装结构；拼装结构内设有电子元器件和PCB；拼装结构内部设有水平框架，水平框架用于安装电子元器件和PCB；下层笼屉机箱沿水平方向设置于拼装结构上；上层笼屉机箱沿水平方向设置于下层笼屉机箱上；下层笼屉机箱和上层笼屉机箱内分别设有PCB。

进一步地，电子元器件包括有电源模块、继电器以及滤波器模块；继电器包括多个；多个继电器通过安装板固定设置于水平框架上，并与水平框架固定连接；电源模块固定设置于底板上，并与底板固定连接；滤波器模块设置于底板上，并与底板固定连接。

进一步地，PCB包括有电源PCB、继电器PCB和电子学PCB；电源PCB沿水平方向设置于底板内，并与底板固定连接；继电器PCB设置于水平框架上，并与水平框架进行固定连接；电子学PCB分别沿水平方向设置于上层笼屉机箱以及下层屉机箱内。

进一步地，下层屉机箱和拼装结构之间设有笼屉机箱底盖；上层笼屉机箱顶部设有笼屉机箱上盖；笼屉机箱底盖通过螺钉与所述下层笼屉机箱固定连接；笼屉机箱上盖通过贯穿长螺钉与所述上层笼屉机箱固定连接；和/或，笼屉机箱上盖为铝合金板，所述笼屉机箱上盖内还设有加强筋。

进一步地，侧板包括有前侧板、后侧板、左侧板以及右侧板；前侧板、后侧板、左侧板以及右侧板通过拼装螺钉固定连接；前侧板、后侧板、左侧板以及右侧板通过螺钉与底板固定连接。

进一步地，侧板和底板为铝合金板；底板的厚度为4mm至5mm；底板的侧边还设有安装凸耳；安装凸耳与底板一体机加工成型。

进一步地，笼屉机箱为铝合金板制成；铝合金板厚度为2.5mm至3.5mm；上层笼屉机箱和下层笼屉机箱侧面上设有电连接器安装接口；上层笼屉机箱内的电子学PCB和下层笼屉机箱内的电子学PCB通过板间电连接器接口实现电信号连接。

进一步地，笼屉机箱上盖和上层笼屉机箱之间设有止口结构；上层笼屉机箱和下层笼屉机箱之间设有止口结构；下层笼屉机箱与侧板之间设有止口结构；底板和侧板之间设有止口结构。

相应地，本发明还提供一种上述所述航天器用电控箱结构的组装方法，侧板包括有前侧板、后侧板、左侧板以及右侧板；包括以下步骤：S1：将后侧板、左侧板及右侧板沿竖直方向安装于底板上，并将已安装继电器和继电器PCB的水平框架放置于后侧板及左右侧板安装法兰之上，形成前侧板开放的半拼装结构；

S2：将底板上各电源PCB及滤波模块的线缆绑扎固定并布置到水平框架之上；

S3：将前侧板沿竖直方向安装于底板上，并与后侧板、左右侧板以及底板形成拼装结构；前侧板、后侧板、左侧板以及右侧板通过螺钉连接；

S4：将水平框架分别固定设置于前侧板、后侧板、左侧板以及右侧板上，以形成继电器层；

S5：将笼屉机箱底盖安装于下层笼屉机箱底部，并将下层笼屉机箱放置于拼装结构上端，连接继电器层PCB到下层笼屉机箱的导线及电连接器，将上层笼屉机箱放置于下层笼屉机箱上端并有效对接PCB板间连接器；

S6：盖上笼屉机箱上盖，使用贯穿长螺钉将上层笼屉机箱和下层笼屉机箱固定于侧板结构，从而完成航天器用电控箱结构的组装。

航天器用电控箱结构采用上述方案，能够提高现有电控箱的安装设计结构的使用率，从而避免结构空间不足或者利用率低的问题；且通过拼装结构、水平框架及两层笼屉机箱结构的设计，有效的加强了机箱的整体刚度，提高了PCB的安装刚度，有利于航天器用电控箱结构通过力学环境模拟试验；本发明提供的方案结构紧凑、合理，便于组装和拆卸，屏蔽性较好，成本相对较低。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

以下将结合附图对本发明作进一步说明：

图 1 为本发明一种航天器用电控箱结构示意图；

图2 为本发明笼屉机箱结构示意图。

图中：1、底板；2、下层笼屉机箱；3、上层笼屉机箱；4、左侧板；5、前侧板；6、继电器；7、电源模块；8、笼屉机箱上盖；9、笼屉机箱底盖；10、电子学PCB；11、电源PCB；12、拼装螺钉；13、贯穿长螺钉；14、电连接器接口；15、水平框架；16、继电器PCB。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图 1至图2所示，本发明提供一种航天器用电控箱结构，包括有底座和笼屉机箱；笼屉机箱包括有上层笼屉机箱3和下层笼屉机箱2；底座包括有底板1和侧板；侧板包括有前侧板5、后侧板、左侧板4以及右侧板；前侧板5、后侧板、左侧板4以及右侧板通过拼装螺钉12固定连接；并且前侧板、后侧板、左侧板以及右侧板通过螺钉与底板1固定连接，并位于底板的的四周，以形成拼装结构；拼装结构内设有电子元器件和PCB；拼装结构内部设有水平框架15，水平框架15用于安装拼装结构内部的电子元器件和PCB；下层笼屉机箱2沿水平方向设置于拼装结构上；上层笼屉机箱3沿水平方向设置于下层笼屉机箱2上；下层笼屉机箱2和上层笼屉机箱3内分别设有电子学PCB10；具体地，上层笼屉机箱3和下层笼屉机箱2之间的接触位置设有止口结构，底板和侧板之间设有止口结构，以最大限度上保证电控箱整体装配后的机箱整体屏蔽特性；采用上述设计的航天器用电控箱结构，能够合理有效实现各个部件的安装，结构紧凑、合理，能够充分利用电控箱的空间，并且该航天器用电控箱结构组装相对简单，便于拆装。

优选地，结合上述方案，如图 1至图2所示，本实施例中，电子元器件包括有电源模块7、继电器6以及滤波器模块；继电器6包括多个；多个继电器6通过安装板固定设置于水平框架上，并与水平框架固定连接；继电器必须采用绝缘安装的设计，从而继电器层结构实现了继电器与电控箱整体机械结构的绝缘安装，具体地，安装板上套设有绝缘套用于绝缘安装螺钉，安装板与水平框架接触面加垫绝缘垫，保证安装板与水平框架支架为绝缘安装状态，继电器分别固定在继电器安装板上，从而保证继电器与机箱整体结构绝缘安装；电源模块7固定设置于底板1上，并与底板1固定连接；滤波器模块设置于底板1上，并与底板1固定连接。

优选地，结合上述方案，如图 1至图2所示，本实施例中，PCB包括有电源PCB 11、继电器PCB 16和电子学PCB10；电源PCB 11沿水平方向设置于底板1结构内，并与底板1固定连接；继电器PCB 16设置于水平框架15上，并与水平框架15进行固定连接；电子学PCB 10分别沿水平方向设置于上层笼屉机箱3以及下层屉机箱2内，并通过板间电连接器相连。

优选地，结合上述方案，如图 1至图2所示，本实施例中，下层屉机箱2和拼装结构之间设有笼屉机箱底盖9，上层笼屉机箱3顶部设有笼屉机箱上盖8；笼屉机箱底盖9通过螺钉与下层笼屉机箱连接；笼屉机箱上盖8通过贯穿长螺钉13与上层笼屉机箱3固定连接；具体地，笼屉机箱底盖9和笼屉机箱上盖8均为铝合金板，其能够减小电源模块、电源PCB、电子元器件继电器PCB及外部空间环境对笼屉机箱内部电子学PCB 的影响；笼屉机箱上盖内还设有加强筋，用于增加结构的刚度；笼屉机箱底盖厚度为2mm，材料为2A12铝合金；采用下层屉机箱2、上层笼屉机箱3以及笼屉机箱上盖8，共同组成一个封闭的箱体，更好的保证了电磁屏蔽性。

优选地，结合上述方案，如图 1至图2所示，本实施例中，侧板和底板1为铝合金板；底板的厚度为4mm至5mm；底板1的侧边还设有安装凸耳；安装凸耳与底板1一体机加工成型，便于安装和固定；具体地，底板1与四个侧板的连接采取螺接的方式，螺钉穿过底板四周凸台的沉孔后，紧固于四个侧板，并在凸台上设计止口，保证四侧板和底板螺接后的屏蔽特性；并且为了便于下层机箱的内部走线，在底板内部底面安装若干线卡用于固定电源模块与PCB板之间的导线，以增加走线的稳定性。

优选地，结合上述方案，如图 1至图2所示，本实施例中，笼屉机箱为铝合金板制成；铝合金板厚度为2.5mm至3.5mm；上层笼屉机箱和下层笼屉机箱侧面上设有电连接器接口；上层笼屉机箱内的电子学PCB和下层笼屉机箱内的电子学PCB通过PCB板间电连接器连接。

相应地，结合上述方案，本发明还提供一种上述所述航天器用电控箱结构的组装方法，侧板包括有前侧板、后侧板、左侧板以及右侧板；包括以下步骤：

S1：将后侧板、左侧板及右侧板沿竖直方向安装于底板上，并将已安装继电器和继电器PCB的水平框架放置于后侧板及左右侧板安装法兰之上，形成前侧板开放的半拼装结构；

S2：将底板上各电源PCB及滤波模块的线缆绑扎固定并布置到水平框架之上，各束导线将前侧板及左侧板进行固定；

S3：将前侧板沿竖直方向安装于底板上，并与后侧板、左右侧板以及底板形成拼装结构；前侧板、后侧板、左侧板以及右侧板通过螺钉连接；

S4：将水平框架分别固定设置于前侧板、后侧板、左侧板以及右侧板上，以形成继电器层；

S5：将笼屉机箱底盖安装于下层笼屉机箱底部，并将下层笼屉机箱放置于拼装结构上端，连接继电器层PCB到下层笼屉机箱的导线及电连接器，将上层笼屉机箱放置于下层笼屉机箱上端并有效对接PCB板间连接器；

S6：盖上笼屉机箱上盖，使用贯穿长螺钉将上层笼屉机箱和下层笼屉机箱固定于侧板结构，从而完成航天器用电控箱结构的组装。

航天器用电控箱结构优选地，结合上述方案，本实施两种，还包括以下步骤：

在步骤S1前还包括有：

S10：将绝缘套压入继电器安装板上；将继电器分别固定在继电器安装板上，并将继电器安装板绝缘安装于水平框架之上；

S20：将电源模块、电源PCB和滤波器模块分别安装于底板上；

在步骤S3前还包括有：

S20：将继电器安装板下部所有导线均焊接完毕。

采用上述方案，能够提高现有电控箱的安装设计结构的使用率，从而避免结构空间不足或者利用率低的问题；且通过拼装结构、水平框架及两层笼屉机箱结构的设计，能够进一步提高电控箱的整体结构刚度，提高其动态抗力学特性，有利于航天器用电控箱结构通过力学环境模拟试验；本发明提供的方案结构紧凑、合理，便于组装和拆卸，屏蔽性较好，成本相对较低。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述所述技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术对以上实施例所做的任何改动修改、等同变化及修饰，均属于本技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种航天器用电控箱结构，其特征在于，包括有底座和笼屉机箱；所述笼屉机箱包括有上层笼屉机箱和下层笼屉机箱；所述底座包括有底板和侧板；所述侧板设置于所述底板的四周，以形成拼装结构；所述拼装结构内设有电子元器件和PCB；所述拼装结构内部设有水平框架，所述水平框架用于安装电子元器件和PCB；所述下层笼屉机箱沿水平方向设置于所述拼装结构上；所述上层笼屉机箱沿水平方向设置于所述下层笼屉机箱上；所述下层笼屉机箱和所述上层笼屉机箱内分别设有PCB。

2.根据权利要求1所述的航天器用电控箱结构，其特征在于，所述电子元器件包括有电源模块、继电器以及滤波器模块；所述继电器包括多个；多个所述继电器通过安装板固定设置于所述水平框架上，并与所述水平框架固定连接；所述电源模块固定设置于所述底板上，并与所述底板固定连接；所述滤波器模块设置于所述底板上，并与所述底板固定连接。

3.根据权利要求1所述的航天器用电控箱结构，其特征在于，所述PCB包括有电源PCB、继电器PCB和电子学PCB；所述电源PCB沿水平方向设置于所述底板内，并与所述底板固定连接；所述继电器PCB设置于所述水平框架上，并与所述水平框架进行固定连接；所述电子学PCB分别沿水平方向设置于所述上层笼屉机箱以及所述下层屉机箱内。

4.根据权利要求1所述的航天器用电控箱结构，其特征在于，所述下层屉机箱和所述拼装结构之间设有笼屉机箱底盖；所述上层笼屉机箱顶部设有笼屉机箱上盖；所述笼屉机箱底盖通过螺钉与所述下层笼屉机箱固定连接；所述笼屉机箱上盖通过贯穿长螺钉与所述上层笼屉机箱固定连接；和/或，所述笼屉机箱上盖为铝合金板，所述笼屉机箱上盖内还设有加强筋。

5.根据权利要求1所述的航天器用电控箱结构，其特征在于，所述侧板包括有前侧板、后侧板、左侧板以及右侧板；所述前侧板、所述后侧板、所述左侧板以及所述右侧板通过拼装螺钉固定连接；所述前侧板、所述后侧板、所述左侧板以及所述右侧板通过螺钉与所述底板固定连接。

6.根据权利要求1所述的航天器用电控箱结构，其特征在于，所述侧板和所述底板为铝合金板；所述底板的厚度为4mm至5mm；所述底板的侧边还设有安装凸耳；所述安装凸耳与所述底板一体机加工成型。

7.根据权利要求3所述的航天器用电控箱结构，其特征在于，所述笼屉机箱为铝合金板制成；所述铝合金板厚度为2.5mm至3.5mm；所述上层笼屉机箱和所述下层笼屉机箱侧面上设有电连接器安装接口；所述上层笼屉机箱内的电子学PCB和所述下层笼屉机箱内的电子学PCB通过PCB板间电连接器接口实现电信号连接。

8.根据权利要求4所述的航天器用电控箱结构，其特征在于，所述笼屉机箱上盖和所述上层笼屉机箱之间设有止口结构；所述上层笼屉机箱和所述下层笼屉机箱之间设有止口结构；所述下层笼屉机箱与所述侧板之间设有止口结构；所述底板和所述侧板之间设有止口结构。

9.一种根据权利要求1所述航天器用电控箱结构的组装方法，其特征在于，侧板包括有前侧板、后侧板、左侧板以及右侧板；包括以下步骤：

S1：将后侧板、左侧板及右侧板沿竖直方向安装于底板上，并将已安装继电器和继电器PCB的水平框架放置于后侧板及左右侧板安装法兰之上，形成前侧板开放的半拼装结构；

S2：将底板上各电源PCB及滤波模块的线缆绑扎固定并布置到水平框架之上；

S3：将前侧板沿竖直方向安装于底板上，并与后侧板、左右侧板以及底板形成拼装结构；前侧板、后侧板、左侧板以及右侧板通过螺钉连接；

S4：将水平框架分别固定设置于前侧板、后侧板、左侧板以及右侧板上，以形成继电器层；

S5：将笼屉机箱底盖安装于下层笼屉机箱底部，并将下层笼屉机箱放置于拼装结构上端，连接继电器层PCB到下层笼屉机箱的导线及电连接器，将上层笼屉机箱放置于下层笼屉机箱上端并有效对接PCB板间连接器；

S6：盖上笼屉机箱上盖，使用贯穿长螺钉将上层笼屉机箱和下层笼屉机箱固定于侧板结构，从而完成航天器用电控箱结构的组装。

10.根据权利要求9所述航天器用电控箱结构的组装方法，其特征在于，还包括以下步骤：

在步骤S1前还包括有：

S10：将绝缘套压入继电器安装板上；将继电器分别固定在继电器安装板上，并将继电器安装板绝缘安装于水平框架之上；

S20：将电源模块、电源PCB和滤波器模块分别安装于底板上；

在步骤S3前还包括有：

S20：将继电器安装板下部所有导线均焊接完毕。