CN114476138A - 一种卫星用新型微膨胀气瓶安装结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种卫星用新型微膨胀气瓶安装结构，包括通过固支组件和滑动组件对微胀气瓶的固定支撑轴和滑动支撑轴进行支撑。其中固支组件由固支压块固支底座组合使用，二者通过螺栓安装在一起，并与新型微膨胀气瓶“方形口”端配对固定；滑动组件由滑动压块和滑动底座组合使用，二者通过螺栓安装在一起，并与新型微膨胀气瓶“圆柱口”端配对使用，允许新型微膨胀气瓶“圆柱口”沿着轴向微膨胀变形；最后固支组件和滑动组件通过螺栓与卫星结构实现固定连接。本发明优点在于综合考虑新型微膨胀气瓶的微膨胀要求、气瓶安装接口等因素进行设计，结构简单、操作方便，既能实现气瓶的安装紧固，又能适应气瓶微膨胀的要求。

Description

一种卫星用新型微膨胀气瓶安装结构

技术领域

本发明涉及一种卫星气瓶安装结构，尤其是适用于卫星微膨胀气瓶安装固定，属于结构技术领域。

背景技术

卫星所安装的气瓶，是卫星推进子系统中存储推进剂的重要组成部分。传统的气瓶多为金属结构，在加压过程中，其结构强度可以承受其膨胀带来的应力变化。大多数气瓶的安装接口设计在气瓶腰部，安装时无需考虑气瓶膨胀，且安装固定相对简单。但新型微膨胀气瓶，其瓶体呈球状，瓶体由碳纤维缠绕制成，需要承受瓶内高压，且机械接口设置在气瓶两端，加压过程中膨胀，两端机械接口相对位置会发生变化，若按照传统设计对所有安装自由度进行限制，则会导致应力集中，引起气瓶的破坏。因此，亟需设计既能实现气瓶的安装紧固，又能适应该类型气瓶微膨胀的要求，同时兼顾结构简单、安装操作方便的安装结构。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种卫星用新型微膨胀气瓶安装结构，综合考虑新型气瓶的微膨胀要求、气瓶安装接口等因素进行优化设计，结构简单、操作方便，既能实现气瓶的安装紧固，又能适应气瓶微膨胀的要求。

本发明的技术解决方案是：

一种卫星用新型微膨胀气瓶安装结构，包括：固定支撑轴、滑动支撑轴、固支组件和滑动组件；

滑动支撑轴和固定支撑轴设置在气瓶的外壁，作为新型微膨胀气瓶的对外安装接口；滑动支撑轴和固定支撑轴的轴线共线且过气瓶的质心；

固支组件固定安装在安装底板上，固支组件通过固定支撑轴固定连接气瓶；滑动组件固定安装在安装底板上，滑动组件通过滑动支撑轴连接气瓶；滑动组件用于在气瓶膨胀或收缩时，使滑动支撑轴沿轴向相对固定支撑轴运动，实现支撑的同时释放气瓶的膨胀空间。

滑动组件包括：滑动压块和滑动底座；

滑动底座固定安装在底板上；滑动压块的截面为L型；

滑动压块和滑动底座相对闭合形成矩形框，滑动支撑轴位于所述矩形框内并与矩形框的内壁形成线接触压紧，滑动支撑轴的轴线平行于矩形框矩形截面的法向。

滑动底座上加工有第一安装面和第二安装面，第一安装面和第二安装面的法线互相垂直；滑动压块上加工有第一配合面和第二配合面，第一配合面和第二配合面的法线互相垂直；

第一配合面接触第一安装面，第二配合面接触第二安装面，形成矩形框使滑动支撑轴穿过。

滑动支撑轴端机械安装接口为圆柱，圆柱的侧壁作为安装面；

第一安装面与第一配合面配合、第二安装面与第二配合面配合压紧滑动支撑轴上的安装面；

滑动底座的顶部与第二配合面通过螺纹副连接，两连接面之间留有间隙a；滑动底座的侧壁与第一配合面通过螺纹副连接，两连接面之间留有间隙a；间隙a能够使滑动支撑轴紧靠在滑动压块与滑动底座内壁上。

间隙a根据新型微膨胀气瓶的滑动支撑轴的直径公差确定，在滑动支撑轴直径达到下公差时，两连接面之间留有一定的间隙，间隙不小于0.05mm。

固支组件包括：固支压块和固支底座；

固支压块固定安装在固支底座上；

固支压块上加工有第一顶面、第一侧面、第二侧面、第一连接面和第四连接面；第一顶面、第一侧面和第二侧面的法线两两正交；第二侧面的法线与固定支撑轴的轴线平行；

固支底座上加工有第一底面、第三侧面、第四侧面、第二连接面和第三连接面，第一底面、第三侧面和第四侧面的法线两两正交；第四侧面的法线与固定支撑轴的轴线平行。

固定支撑轴端机械安装接口为矩形块，矩形块的厚度方向平行于固定支撑轴的轴向；矩形块的六个侧壁分别为第一侧壁、第二侧壁、第三侧壁、第四侧壁、外端面和内端面。

第一底面与第一侧壁、第三侧面与第二侧壁、第一顶面与第三侧壁、第一侧面与第四侧壁、第四侧面与外端面、第二侧面与内端面两两配合压紧。

固支压块沿轴向向外的第一连接面与第四侧面通过螺纹副连接；第一连接面与第四侧面之间、第二侧面和固支底座沿径向向内的第二连接面之间留有间隙b；

第一顶面与固支底座沿切向的第三连接面通过螺纹副连接；第一顶面与第三连接面之间、固支压块沿切向第四连接面和第一底面之间留有间隙b；间隙b使固定支撑轴端的矩形块紧靠在固支压块与固支底座内壁上。

间隙b根据新型微膨胀气瓶的支撑轴中矩形块的尺寸公差确定，在矩形块尺寸达到下公差时，两连接面之间留有一定的间隙，间隙不小于0.05mm。

固支组件和滑动组件的材料为铝合金或钛合金。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)本发明采用安装结构与气瓶矩形块接口端紧配合，限制矩形块六个自由度的活动，与气瓶圆柱端实现接触，同时通过合理间隙设计的技术，起到适应新型微膨胀气瓶的安装接口，释放气瓶沿圆柱端轴线膨胀的自由度的作用，带来可有效避免产生应力集中问题的好处；

(2)本发明所设计的安装结构，固定组件与滑动组件均使用铝合金或钛合金制造，固定端和滑动端均采用两个组合式支架实现，支架形式简单，易于加工，具备结构简单、易于安装的优点。

附图说明

图1为本发明气瓶安装结构组成示意图；

图2为本发明固支组件示意图；

图3为本发明固支组件中固支压块示意图；

图4为本发明固支组件中固支底座示意图；

图5为本发明滑动组件示意图；

图6为本发明滑动组件中滑动压块示意图；

图7为本发明滑动组件中滑动底座示意图；

图8为本发明支撑轴中矩形块示意图。

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：

本实施例中，一种卫星用新型微膨胀气瓶安装结构如图1所示，其组成包括固定支撑轴1、滑动支撑轴2、固支组件3和滑动组件4；滑动支撑轴和固定支撑轴为新型微膨胀气瓶对外安装接口，在气瓶外壁；滑动支撑轴和固定支撑轴的轴线共线且过气瓶的质心；固支组件固定安装在安装底板上，固支组件通过固定支撑轴固定连接气瓶；滑动组件固定安装在安装底板上，滑动组件通过滑动支撑轴连接气瓶；滑动组件用于在气瓶膨胀或收缩时，使滑动支撑轴沿轴向相对固定支撑轴运动，实现撑的同时释放气瓶的膨胀空间。

如图5所示，滑动组件4包括：滑动压块41和滑动底座42；滑动底座固定安装在底板上；如图7所示，滑动底座42上加工有第一安装面421和第二安装面422，第一安装面421和第二安装面422的法线互相垂直；如图6所示，滑动压块41上加工有第一配合面411和第二配合面412，第一配合面411和第二配合面412的法线互相垂直；

如图6所示，滑动压块的截面为L型。

如图5所示，滑动压块41和滑动底座42相对闭合形成矩形框，滑动支撑轴2位于所述矩形框内并与矩形框的内壁形成线接触压紧，滑动支撑轴2的轴线平行与矩形框的法向。

如图2所示，固支组件3包括固支压块31和固支底座32；固支压块31固定安装在固支底座32上；如图3所示，固支压块31上加工有第一顶面311、第一侧面312和第二侧面313；第一顶面311、第一侧面312和第二侧面313的法线两两正交；第二侧面313的法线与固定支撑轴1的轴线平行；如图4所示，固支底座32上加工有第一底面321、第三侧面322和第四侧面323，第一底面321、第三侧面322和第四侧面323的法线两两正交；第四侧面323的法线与固定支撑轴1的轴线平行；

如图8所示，固定支撑轴1端机械安装接口为矩形块，矩形块的厚度方向平行于固定支撑轴1的轴向；矩形块的六个侧壁分别为第一侧壁11、第二侧壁12、第三侧壁13、第四侧壁14、外端面15和内端面16；

实施例

本实施例中，一种卫星用新型微膨胀气瓶安装结构的具体参数为：

a)本发明支撑的新型微膨胀气瓶(充气满载状态)重27.5kg，气瓶球体直径最大为

充气前后在轴向尺寸变化为3mm；滑动支撑轴的直径为

固定支撑轴的矩形块尺寸为25(-0.05～0)mm×25(-0.05～0)mm×轴向15(-0.05～0)mm，固支组件和滑动组件之间的内间距为492mm；

b)本发明固支组件、滑动组件结构及连接标准件总重量不大于1kg；

c)本发明的间隙a尺寸为0.2mm，间隙b尺寸为0.1mm；

d)本发明气瓶与安装结构所形成的组合体在卫星上开展了实际安装和管路连接，操作过程顺利，并且组合体顺利通过了卫星力学等各项验证试验。

可以看出，本发明卫星用新型微膨胀气瓶安装结构通过以上结构形式，既能实现微膨胀气瓶在卫星上的可靠连接，又能适应该类型气瓶微膨胀需求，同时兼顾结构简单、重量轻、安装方便，能够满足卫星微膨胀气瓶安装固定。

本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

Claims (12)

1.一种卫星用新型微膨胀气瓶安装结构，其特征在于，包括：固定支撑轴(1)、滑动支撑轴(2)、固支组件(3)和滑动组件(4)；

滑动支撑轴(2)和固定支撑轴(1)设置在气瓶的外壁；滑动支撑轴(2)和固定支撑轴(1)的轴线共线且过气瓶的质心；

固支组件(3)固定安装在安装底板上，固支组件(3)通过固定支撑轴(1)固定连接气瓶；滑动组件(4)固定安装在安装底板上，滑动组件(4)通过滑动支撑轴(2)连接气瓶；滑动组件(4)用于在气瓶膨胀或收缩时，使滑动支撑轴(2)沿轴向相对固定支撑轴(1)运动。

2.根据权利要求1所述的一种卫星用新型微膨胀气瓶安装结构，其特征在于，滑动组件(4)包括：滑动压块(41)和滑动底座(42)；

滑动底座(42)固定安装在底板上；

滑动压块(41)和滑动底座(42)相对闭合形成矩形框，滑动支撑轴(2)位于所述矩形框内并与矩形框的内壁形成线接触压紧，滑动支撑轴(2)的轴线平行于矩形框矩形截面的法向。

3.根据权利要求2所述的一种卫星用新型微膨胀气瓶安装结构，其特征在于，滑动底座(42)上加工有第一安装面(421)和第二安装面(422)，第一安装面(421)和第二安装面(422)的法线互相垂直；滑动压块(41)上加工有第一配合面(411)和第二配合面(412)，第一配合面(411)和第二配合面(412)的法线互相垂直；

第一配合面(411)接触第一安装面(421)，第二配合面(412)接触第二安装面(422)，形成矩形框使滑动支撑轴(2)穿过。

4.根据权利要求3所述的一种卫星用新型微膨胀气瓶安装结构，其特征在于，滑动支撑轴(2)端机械安装接口为圆柱，圆柱的侧壁作为安装面；

第一安装面(421)与第一配合面(411)配合、第二安装面(422)与第二配合面(412)配合压紧滑动支撑轴(2)上的安装面；

滑动底座(42)的顶部与第二配合面(412)通过螺纹副连接，两连接面之间留有间隙a；滑动底座(42)的侧壁与第一配合面(411)通过螺纹副连接，两连接面之间留有间隙a；间隙a能够使滑动支撑轴(2)紧靠在滑动压块(41)与滑动底座(42)内壁上。

5.根据权利要求4所述的一种卫星用新型微膨胀气瓶安装结构，其特征在于，间隙a根据新型微膨胀气瓶的滑动支撑轴(2)的直径公差确定，在滑动支撑轴(2)直径达到下公差时，两连接面之间留有一定的间隙，间隙不小于0.05mm。

6.根据权利要求1所述的一种卫星用新型微膨胀气瓶安装结构，其特征在于，固支组件(3)包括：固支压块(31)和固支底座(32)；

固支压块(31)固定安装在固支底座(32)上；

固支压块(31)上加工有第一顶面(311)、第一侧面(312)、第二侧面(313)、第一连接面(314)和第四连接面(315)；第一顶面(311)、第一侧面(312)和第二侧面(313)的法线两两正交；第二侧面(313)的法线与固定支撑轴(1)的轴线平行；

固支底座(32)上加工有第一底面(321)、第三侧面(322)、第四侧面(323)、第二连接面(324)和第三连接面(325)，第一底面(321)、第三侧面(322)和第四侧面(323)的法线两两正交；第四侧面(323)的法线与固定支撑轴(1)的轴线平行。

7.根据权利要求6所述的一种卫星用新型微膨胀气瓶安装结构，其特征在于，固定支撑轴(1)端机械安装接口为矩形块，矩形块的厚度方向平行于固定支撑轴(1)的轴向；矩形块的六个侧壁分别为第一侧壁(11)、第二侧壁(12)、第三侧壁(13)、第四侧壁(14)、外端面(15)和内端面(16)。

8.根据权利要求7所述的一种卫星用新型微膨胀气瓶安装结构，其特征在于，第一底面(321)与第一侧壁(11)、第三侧面(322)与第二侧壁(12)、第一顶面(311)与第三侧壁(13)、第一侧面(312)与第四侧壁(14)、第四侧面(323)与外端面(15)、第二侧面(313)与内端面(16)两两配合压紧。

9.根据权利要求8所述的一种卫星用新型微膨胀气瓶安装结构，其特征在于，固支压块(31)沿轴向向外的第一连接面(314)与第四侧面(323)通过螺纹副连接；第一连接面(314)与第四侧面(323)之间、第二侧面(313)和固支底座(32)沿径向向内的第二连接面(324)之间留有间隙b。

10.根据权利要求8所述的一种卫星用新型微膨胀气瓶安装结构，其特征在于，第一顶面(311)与固支底座(32)沿切向的第三连接面(325)通过螺纹副连接；第一顶面(311)与第三连接面(325)之间、固支压块(31)沿切向第四连接面(315)和第一底面(321)之间留有间隙b；间隙b使固定支撑轴(1)端的矩形块紧靠在固支压块(31)与固支底座(32)内壁上。

11.根据权利要求9或10所述的一种卫星用新型微膨胀气瓶安装结构，其特征在于，间隙b根据新型微膨胀气瓶的支撑轴中矩形块的尺寸公差确定，在矩形块尺寸达到下公差时，两连接面之间留有一定的间隙，间隙不小于0.05mm。

12.根据权利要求1～10任意一项所述的一种卫星用新型微膨胀气瓶安装结构，其特征在于，固支组件(3)和滑动组件(4)的材料为铝合金或钛合金。

Images