CN109635378A - 集成式模块化系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种集成式模块化系统，本发明根据各个具有独立功能的组件的使用功能和安装需求进行集成设计，将组件集成为模块，简化组件之间的连接关系，在实现系统全部功能确保性能指标的同时，简化与主结构之间的对外安装接口，压缩系统与主结构对接安装所需的装配空间，实现在狭小空间内完成具有复杂功能系统的布局这一设计目标，提高空间利用率，提高装配效率，降低研制成本和时间成本，使得系统能更好的适应紧凑狭小的布局空间，同时还具有实现系统轻量化设计的特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种集成式模块化系统。
背景技术
随着空间飞行器技术的发展和应用，空间飞行器小型化甚至微型化成为发展趋势。微小型空间飞行器内部的设备布局空间小，可用于推进系统布局的空间非常紧凑，对推进系统的布局包络空间约束要求非常严苛，可供推进系统实施对接安装操作的空间极为狭小。常规的推进系统布局设计方法往往无法满足微小型空间飞行器的需求。
目前常规的推进系统布局多采用分散式布局设计方法：为实现各个独立功能而设计单独的组件，再将各单独的组件分散布置在空间飞行器主结构的各处，然后采用管路连接件将分散布置的组件连接成系统，组成具有贮存排放和输送工质功能并具备推力输出能力的推进系统。这一分散式的布局设计方法有如下特点：各个组件均与主结构各自形成对接安装接口，占用较多空间飞行器的内部布局空间，形成较多的组件之间的内外部连接接口，整个系统的安装和操作需要较大的操作空间、较长的装配周期、较多的装配和维护操作需求。
基于上述推进系统设计方法，为实现推进系统的复杂安装操作，空间飞行器的主结构设计往往不得不专门设计适用于推进系统布局安装需求的舱段，空间利用率低、质量重、对接安装操作繁琐复杂，经济成本居高不下；此外，为了满足推进系统对装配空间的需求，很多空间飞行器在开展整器总装工作之前需提前启动并完成推进系统在主结构上的对接安装，严格的先后装配顺序拉长了空间飞行器的装配周期，装配效率低、时间成本高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种集成式模块化系统。
为解决上述问题，本发明提供一种集成式模块化系统，包括：贮供模块、输出模块和模块间输送通道，所述贮供模块、输出模块和模块间输送通道集成后以模块形式与主结构安装对接，所述输送通道将贮供模块和输出模块的内腔通道连通，实现将工质从贮供模块向输出模块输送，其中，
所述贮供模块中集成有：贮存和排放容器、与所述贮存和排放容器连通的充排气口、充排液口、流道通断控制器、压力测量传感器和设置于所述贮存和排放容器内部的通道；
所述输出模块中集成有：输出组件，所述输出组件通过所述模块间输送通道与所述流道通断控制器连接。
进一步的，在上述系统中，所述贮存和排放容器具有贮存和排放工质功能。
进一步的，在上述系统中，所述充排气口具有充排气功能的操作口。
进一步的，在上述系统中，所述充排液口具有充排液功能的操作口。
进一步的，在上述系统中，所述流道通断控制器具有设置流道处于流通或断开状态的控制器。
进一步的，在上述系统中，所述压力测量传感器具有测量工质压力功能的传感器。
进一步的，在上述系统中，所述通道设置于所述贮存和排放容器的内腔，作为工质具备流通的通道。
进一步的，在上述系统中，所述的输出组件的集成数量根据功能需求增减。
进一步的，在上述系统中，所述贮供模块和输出模块根据功能以及布局安装需求以模块形式与所述主结构对接安装。
进一步的，在上述系统中，安装和连接模块间的输送通道，将贮供模块和输出模块的内腔通道连通，实现将工质从贮供模块向输出模块输送的功能。
与现有技术相比，本发明的优点在于：将各个具有独立功能的组件集成为模块，将各个组件原本与主结构之间的对外安装接口转化为模块内部安装接口，简化了组件之间的连接关系，在实现系统全部功能和达到全部性能指标的同时，大大简化系统的对外安装接口；同时还可实现与主结构并行装配，提高效率。高集成度设计的系统的质量比分散式布局设计的系统更轻，所需的安装空间更小，可以满足在狭小安装空间内完成系统布局的需求，显著提高空间飞行器的布局空间利用率、减轻质量、简化操作、提高效率、优化流程，降低经济成本和时间成本；可以更好的适应微小型空间飞行器的小型化、轻质化、高效率、低成本的需求。
附图说明
图1是本发明一实施例的集成式模块化系统的结构图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，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。
如图1所示，本发明提供一种集成式模块化系统，包括：贮供模块1、输出模块2和模块间输送通道3，所述贮供模块1、输出模块2和模块间输送通道3集成后以模块形式与主结构安装对接，所述输送通道3，将贮供模块1和输出模块2的内腔通道连通，实现将工质从贮供模块1向输出模块2输送，其中，
所述贮供模块1中集成有：贮存和排放容器4、与所述贮存和排放容器4连通的充排气口5、充排液口6、流道通断控制器7、压力测量传感器8和设置于所述贮存和排放容器4内部的通道9；
所述输出模块2中集成有：输出组件10，所述输出组件10通过所述模块间输送通道3与所述流道通断控制器7连接。
本发明的集成式模块化系统一实施例中，所述贮存和排放容器4具有贮存和排放工质功能。
本发明的集成式模块化系统一实施例中，所述充排气口5具有充排气功能的操作口。
本发明的集成式模块化系统一实施例中，所述充排液口6具有充排液功能的操作口。
本发明的集成式模块化系统一实施例中，所述流道通断控制器7具有设置流道处于流通或断开状态的控制器。
本发明的集成式模块化系统一实施例中，所述压力测量传感器8具有测量工质压力功能的传感器。
本发明的集成式模块化系统一实施例中，所述通道9设置于所述贮存和排放容器4的内腔，作为工质具备流通的通道。
本发明的集成式模块化系统一实施例中，所述的输出组件10的集成数量根据功能需求增减。
本发明的集成式模块化系统一实施例中，所述贮供模块1和输出模块2根据功能以及布局安装需求以模块形式与所述主结构对接安装。
为了解决空间飞行器微小型化后，因空间飞行器布局空间紧凑，可用的操作维护对接安装空间狭小而造成原有的分散式推进系统布局设计方法很难满足布局设计需要这一问题，本发明提供一种集成式模块化布局。本发明尤其适用于空间狭小紧凑的微小型空间飞行器推进系统，根据各个具有独立功能的组件的使用功能和安装需求进行集成设计。
利用本发明不但可在微小型空间飞行器紧凑狭小的内部布局空间中实现具有复杂功能性能要求的系统布局，而且可实现简化组件之间连接关系、简化与主结构间的外部安装接口以及系统的轻量化设计；使得系统的操作维护对接安装更为便捷，可以更加高效的利用微小型空间飞行器的布局空间，在优化流程和提高效率的同时降低成本。
本发明将各个组件根据各自功能整合，将复杂的系统简化为集成度高的功能模块，再将模块与主结构安装对接；本发明有利于在紧凑狭小的空间内实现功能复杂系统的布局，有利于高效利用布局空间，有利于系统轻量化设计，有利于简化组件连接关系以及主结构的设计以降低经济成本，有利于优化微小型空间飞行器的装配流程提高装配效率以降低时间成本。
具体实施方法：
a)设计贮供模块结构：在具备贮存和排放工质功能的容器的液端和气端分别设计结构件；在液端进口结构件上集成设计充排液口，在液端出口结构件上设计集成安装流道通断控制器和测量工质压力的传感器的接口；在气端出口结构件上集成设计充排气口；以此实现容器、充排功能组件、控制器和测压组件的集成。
b)设计贮供模块内部流道：在具备贮存和排放工质功能的容器的液端和气端结构件的内部设计可供气体和液体流通的通道；以此实现容器、充排组件、控制器和测压组件内腔的连通，使贮供模块具备充排工质、输送工质和监视内腔压力的功能。
c)设计贮供模块与主结构对接安装接口：根据主结构的构型特点，确定贮供模块与主结构之间的对接安装形式，设计相适应的安装接口；以此实现贮供模块与主结构的对接安装功能。
d)设计输出模块结构：根据输出组件的功能需要和具体数量，确定输出组件集成安装形式，设计集成安装结构；以此实现输出组件的集成。
e)设计输出模块与主结构对接安装接口：根据主结构的构型特点，确定输出模块与主结构之间的对接安装形式，设计相适应的安装接口；以此实现输出模块与主结构的对接安装功能。
f)设计模块间的输送通道：根据贮供模块和输出模块的安装位置，确定模块间的连接形式，设计相适应的模块间的输送通道；实现贮供模块和输出模块内腔连通，以此实现将工质从贮供模块向输出模块输送的功能。
g)系统集成：在无需主结构参与的情况下，独立完成贮供模块与输出模块的集成，再分别将上述模块与主结构对接安装；最后安装输送通道连接上述两个模块；以此实现集成式模块化系统在主结构上的对接安装。
本发明的集成式模块化系统的优点在于：系统功能高度集成、结构紧凑、质量轻、空间利用率高；简化对接安装接口，简化主结构设计，显著降低经济成本；模块集成工作无需主结构参与，缩短占用主结构的时间周期，提高装配效率，显著降低时间成本；能够很好的适应微小型空间飞行器所具有的空间小、周期短、成本低的任务特点。
本发明根据各个具有独立功能的组件的使用功能和安装需求进行集成设计，将组件集成为模块，简化组件之间的连接关系，在实现系统全部功能确保性能指标的同时，简化与主结构之间的对外安装接口，压缩系统与主结构对接安装所需的装配空间，实现在狭小空间内完成具有复杂功能系统的布局这一设计目标，提高空间利用率，提高装配效率，降低研制成本和时间成本，使得系统能更好的适应紧凑狭小的布局空间，同时还具有实现系统轻量化设计的特点。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种集成式模块化系统，其特征在于，包括：贮供模块、输出模块和模块间输送通道，所述贮供模块、输出模块和模块间输送通道集成后以模块形式与主结构安装对接，所述输送通道将贮供模块和输出模块的内腔通道连通，实现将工质从贮供模块向输出模块输送，其中，
所述贮供模块中集成有：贮存和排放容器、与所述贮存和排放容器连通的充排气口、充排液口、流道通断控制器、压力测量传感器和设置于所述贮存和排放容器内部的通道；
所述输出模块中集成有：输出组件，所述输出组件通过所述模块间输送通道与所述流道通断控制器连接。
2.如权利要求1所述的集成式模块化系统，其特征在于，所述贮存和排放容器具有贮存和排放工质功能。
3.如权利要求1所述的集成式模块化系统，其特征在于，所述充排气口具有充排气功能的操作口。
4.如权利要求1所述的集成式模块化系统，其特征在于，所述充排液口具有充排液功能的操作口。
5.如权利要求1所述的集成式模块化系统，其特征在于，所述流道通断控制器具有设置流道处于流通或断开状态的控制器。
6.如权利要求1所述的集成式模块化系统，其特征在于，所述压力测量传感器具有测量工质压力功能的传感器。
7.如权利要求1所述的集成式模块化系统，其特征在于，所述通道设置于所述贮存和排放容器的内腔，作为工质具备流通的通道。
8.如权利要求1所述的集成式模块化系统，其特征在于，所述的输出组件的集成数量根据功能需求增减。
9.如权利要求1所述的集成式模块化系统，其特征在于，所述贮供模块和输出模块根据功能以及布局安装需求以模块形式与所述主结构对接安装。
10.根据权利要求1所述的集成式模块化系统，其特征在于：安装和连接模块间的输送通道，将贮供模块和输出模块的内腔通道连通，实现将工质从贮供模块向输出模块输送的功能。
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