CN115158702A - 一种机热一体化立方星主承力结构及组装方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种机热一体化立方星主承力结构及装配方法,属于立方星技术领域。解决现有的卫星主承力结构难以满足立方星业务化组网需求及散热的问题。所述主承力结构为长方体框架结构,它包括+Y单机板、‑Y单机板、+X单机板、‑X单机板、+Z单机板、‑Z单机板和中心承力板,所述中心承力板设置在长方体框架结构的底部中心处,所有单机板均为镂空板;+Y单机板的前后两端为两根分离导轨,‑Y单机板的前后两端为两根分离导轨,在+Y单机板、+X单机板和‑Z单机板上分别设有多个热控散热面,所述热控散热面为在散热蒙皮上喷有热控白漆。本发明适用于立方星的承载。

Description

一种机热一体化立方星主承力结构及组装方法
技术领域
本发明创造属于立方星技术领域,尤其是涉及一种机热一体化立方星主承力结构及装配方法。
背景技术
近年来,随着微电子技术和信息领域的迅猛发展,国内外已相继研制发射数百颗立方体技术试验卫星,并提出了众多立方星创新应用概念,立方星正面临从技术试验型向业务应用化发展的转折点。未来,基于立方星大规模编队组网运行的信息获取和遥感大数据处理应用将成为卫星遥感系统技术发展的重要方向,也将成为高性能空天一体化组网监测系统的重要组成。立方体卫星具有通用化、标准化的特点,一方面,显著降低了航天活动的门槛,新兴航天力量借助立方体卫星开展航天活动;另一方面,其低成本、短周期的特点,为新技术验证、商业航天发展提供了重要平台。
卫星主承力结构需要承受国内已有常用运载火箭相对应的地面、发射和在轨工作阶段的各种力学条件,保证卫星在地面、发射和在轨工作时结构的稳定性和完整性。从目前已经发射的立方星来看,由于卫星的功能以及搭载的载荷形状功能等方面的差异,卫星的结构设计呈现百花齐放的态势。传统立方星多以技术试验验证为主,通常为1U-3U,卫星主承力结构较为简单,难以满足立方星业务化组网需求及散热的问题。
发明内容
有鉴于此,本发明创造旨在提出一种机热一体化立方星主承力结构,以解决现有的卫星主承力结构难以满足立方星业务化组网需求及散热的问题。
为达到上述目的,本发明创造的技术方案是这样实现的:
一种机热一体化立方星主承力结构,所述主承力结构为长方体框架结构,它包括+Y单机板、-Y单机板、+X单机板、-X单机板、+Z单机板、-Z单机板和中心承力板所述中心承力板设置在长方体框架结构的底部中心处,所有单机板均为镂空板;
所述+X单机板安装在中心承力板的底部,在中心承力板的前端和后端分别安装+Z单机板和-Z单机板,在中心承力板的左端和右端分别安装-Y单机板和+Y单机板,+Z单机板的左右两端分别与-Y单机板和+Y单机板的前端连接,-Z单机板的左右两端分别与-Y单机板和+Y单机板的后端连接,所述-Y单机板和+Y单机板等高正对布置,-X单机板安装在-Y单机板和+Y单机板的顶端;所述+Z单机板上端与-X单机板之间留有用于避让突出星体外部的光学载荷的空间;
+Y单机板的前后两端为两根分离导轨,-Y单机板的前后两端为两根分离导轨,在+Y单机板、+X单机板和-Z单机板上分别设有多个热控散热面,在所述热控散热面上喷有热控白漆层;
在+Y单机板和-Y单机板上安装两个+Z向吊装,在-X单机板的上方设有-X向吊装,在+X单机板的下方设有+X向吊装。
更进一步的,在+Y单机板和-Y单机板的上下端面上预留有吊具接口,在+Y单机板和-Y单机板的前端面上也预留有吊具接口。
更进一步的,所有单板之间通过螺钉拧紧。
更进一步的,所有单机板均为由2A12铝合金材料制成。
更进一步的,散热蒙皮的厚度为0.7mm。
更进一步的,散热蒙皮设置在高功耗单机安装位置处。
更进一步的,散热蒙皮总面积占相应单机板的总面积的1/3-1/2。
更进一步的,在框架上留有七处用于卫星总装后复位的销钉。
更进一步的,所有分离导轨均采用硬质阳极化处理。
本申请另外一方面提出一种机热一体化立方星主承力结构的装配方法,具体包括以下步骤:
1.零件按图纸加工后进行清洗后装配;
2.装配应保证各板无应力,正式装配前应试装,若发现尺寸不适合应修整;
3.装配顺序如下:
a)以-Z单机板为基准,首先将+Y单机板与-Z单机板连接,手带紧螺钉,保证接触面良好;
b)将中心承力板装配到-Z单机板上,手带紧螺钉,保证接触面良好;
c)将-Y单机板装配到-Z单机板上,手带紧螺钉,保证接触面良好;
d)将+Z单机板与中心承力板、-Y单机板及+Y单机板连接,手带紧螺钉,保证接触面良好;
e)将-X单机板装配到-Y单机板和+Y单机板的上端,手带紧螺钉,保证接触面良好;
f)将+X单机板装配到-Y单机板和+Y单机板的下端,并将+X单机板与中心承力板的下端连接,手带紧螺钉,保证接触面良好;
g)配打复位锥销;锥销选用带螺纹锥销,方便拆卸;
h)装配完成后以+Y单机板为基准,对±Y单机板上的四根分离用导轨进行组合加工,从而保证四根导轨的平行度,使卫星能够满足POD式星箭分离形式。
与现有技术相比,本发明创造所述的一种机热一体化立方星主承力结构的有益效果是:
(1)本发明创造所述的一种机热一体化立方星主承力结构,采用机热一体化设计,在提高结构强度刚度的同时,增加了热控散热面积,为业务化立方星高功耗单机解决了散热问题,减少了热控对整星资源的占用。
(2)本发明创造所述的一种机热一体化立方星主承力结构,该结构具有质量轻,易加工、易装配,易于批量生产等特点。
附图说明
构成本发明创造的一部分的附图用来提供对本发明创造的进一步理解,本发明创造的示意性实施例及其说明用于解释本发明创造,并不构成对本发明创造的不当限定。在附图中:
图1为本发明创造实施例所述的一种机热一体化立方星主承力结构的分解示意图;
图2为本发明创造实施例所述的一种机热一体化立方星主承力结构的组合示意图;
图3为本发明创造实施例所述的一种机热一体化立方星主承力结构的吊装图。
附图标记说明:
1、+Y单机板;2、-Y单机板;3、+X单机板;4、-X单机板;5、+Z单机板;6、-Z单机板;7、中心承力板;8、热控散热面;9、分离导轨;10、-X向吊装;11、+X向吊装;12、+Z向吊装。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明创造的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明创造一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明创造中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明创造保护的范围。
在本发明创造的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明创造和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明创造的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明创造的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。
此外,下面所描述的本发明创造不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
如图1-图3所示,一种机热一体化立方星主承力结构,所述主承力结构为长方体框架结构,它包括+Y单机板1、-Y单机板2、+X单机板3、-X单机板4、+Z单机板5、-Z单机板6和中心承力板7,所述中心承力板7设置在长方体框架结构的底部中心处,所有单机板均为镂空板;
所述+X单机板3安装在中心承力板7的底部,在中心承力板7的前端和后端分别安装+Z单机板5和-Z单机板6,在中心承力板7的左端和右端分别安装-Y单机板2和+Y单机板1,+Z单机板5的左右两端分别与-Y单机板2和+Y单机板1的前端连接,-Z单机板6的左右两端分别与-Y单机板2和+Y单机板1的后端连接,所述-Y单机板2和+Y单机板1等高正对布置,-X单机板4安装在-Y单机板2和+Y单机板1的顶端;所述+Z单机板5上端与-X单机板4之间留有空间,用于避让突出星体外部的光学载荷;
+Y单机板1的前后两端为两根分离导轨9,-Y单机板2的前后两端为两根分离导轨,在+Y单机板1、+X单机板3和-Z单机板6上分别设有多个热控散热面8,在所述热控散热面8上喷有热控白漆层;
在+Y单机板1和-Y单机板2上安装两个+Z向吊装12,在-X单机板4的上方设有-X向吊装10,在+X单机板3的下方设有+X向吊装11;用以满足卫星具备多个方向翻转的需求。
本申请的一种机热一体化立方星主承力结构具有较高的强度、刚度,安全裕度大,可靠性高。同时重量轻,在立方星中具有较低的结构占比。
本发明采用热一体化的设计思路在轻量化主承力结构的基础上解决了部分散热问题,同时增加了主承力结构的强度及刚度,同时易于装配,适合立方星批量总装。
在+Y单机板1和-Y单机板2的上下端面上预留有吊具接口,在+Y单机板1和-Y单机板2的前端面上也预留有吊具接口。所述±Y单机板上留有整星吊装及停放接口,能够适用多种起吊方式。
所有单板之间通过螺钉拧紧。所有单机板均为由2A12铝合金材料制成。散热蒙皮的厚度为0.7mm。散热蒙皮设置在高功耗单机安装位置处。散热蒙皮总面积占相应单机板的总面积的1/3-1/2。在框架上留有七处销钉,具体为:在框架的+Z方向的+Z单机板上留有三处销钉孔,-Z方向的-Z单机板上留有四处销钉孔,用于卫星总装后复位。所有分离导轨均采用硬质阳极化处理。
一种机热一体化立方星主承力结构的组装方法,具体包括以下步骤:
1.零件按图纸加工后进行清洗后装配;
2.装配应保证各板无应力,正式装配前应试装,若发现尺寸不适合应修整;
3.装配顺序如下:
a)以-Z单机板6为基准,首先将+Y单机板1与-Z单机板6连接,手带紧螺钉,保证接触面良好;
b)将中心承力板7装配到-Z单机板6上,手带紧螺钉,保证接触面良好;
c)将-Y单机板2装配到-Z单机板6上,手带紧螺钉,保证接触面良好;
d)将+Z单机板5与中心承力板7、-Y单机板2及+Y单机板1连接,手带紧螺钉,保证接触面良好;
e)将-X单机板4装配到-Y单机板2和+Y单机板1的上端,手带紧螺钉,保证接触面良好;
f)将+X单机板3装配到-Y单机板2和+Y单机板1的下端,并将+X单机板3与中心承力板7的下端连接,手带紧螺钉,保证接触面良好;
g)配打复位锥销;锥销选用带螺纹锥销,方便拆卸;
h)装配完成后以+Y单机板1为基准,对±Y单机板上的四根分离用导轨9进行组合加工,从而保证四根导轨的平行度,使卫星能够满足POD式星箭分离形式。
以上公开的本发明创造实施例只是用于帮助阐述本发明创造。实施例并没有详尽叙述所有的细节,也不限制该发明创造仅为所述的具体实施方式。根据本说明书的内容,可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例,是为了更好地解释本发明创造的原理和实际应用,从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明创造。

Claims (10)

1.一种机热一体化立方星主承力结构,其特征在于:所述主承力结构为长方体框架结构,它包括+Y单机板(1)、-Y单机板(2)、+X单机板(3)、-X单机板(4)、+Z单机板(5)、-Z单机板(6)、中心承力板(7)所述中心承力板(7)设置在长方体框架结构的底部中心处,所有单机板均为镂空板;
所述+X单机板(3)安装在中心承力板(7)的底部,在中心承力板(7)的前端和后端分别安装+Z单机板(5)和-Z单机板(6),在中心承力板(7)的左端和右端分别安装-Y单机板(2)和+Y单机板(1),+Z单机板(5)的左右两端分别与-Y单机板(2)和+Y单机板(1)的前端连接,-Z单机板(6)的左右两端分别与-Y单机板(2)和+Y单机板(1)的后端连接,所述-Y单机板(2)和+Y单机板(1)等高正对布置,-X单机板(4)安装在-Y单机板(2)和+Y单机板(1)的顶端;所述+Z单机板(5)上端与-X单机板(4)之间留有用于避让突出星体外部的光学载荷的空间;
+Y单机板(1)的前后两端为两根分离导轨(9),-Y单机板(2)的前后两端为两根分离导轨,在+Y单机板(1)、+X单机板(3)和-Z单机板(6)上分别设有多个热控散热面(8),在所述热控散热面(8)上喷有热控白漆层;
在+Y单机板(1)和-Y单机板(2)上安装两个+Z向吊装(12),在-X单机板(4)的上方设有-X向吊装(10),在+X单机板(3)的下方设有+X向吊装(11)。
2.根据权利要求1所述的一种机热一体化立方星主承力结构,其特征在于:在+Y单机板(1)和-Y单机板(2)的上下端面上预留有吊具接口,在+Y单机板(1)和-Y单机板(2)的前端面上也预留有吊具接口。
3.根据权利要求1所述的一种机热一体化立方星主承力结构,其特征在于:所有单板之间通过螺钉拧紧。
4.根据权利要求1所述的一种机热一体化立方星主承力结构,其特征在于:所有单机板均为由2A12铝合金材料制成。
5.根据权利要求1所述的一种机热一体化立方星主承力结构,其特征在于:散热蒙皮的厚度为0.7mm。
6.根据权利要求1所述的一种机热一体化立方星主承力结构,其特征在于:散热蒙皮设置在高功耗单机安装位置处。
7.根据权利要求1所述的一种机热一体化立方星主承力结构,其特征在于:散热蒙皮总面积占相应单机板的总面积的1/3-1/2。
8.根据权利要求1所述的一种机热一体化立方星主承力结构,其特征在于:在框架上留有七处用于卫星总装后复位的销钉。
9.根据权利要求1所述的一种机热一体化立方星主承力结构,其特征在于:所有分离导轨均采用硬质阳极化处理。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的一种机热一体化立方星主承力结构的组装方法,其特征在于:具体包括以下步骤:
1.零件按图纸加工后进行清洗后装配;
2.装配应保证各板无应力,正式装配前应试装,若发现尺寸不适合应修整;
3.装配顺序如下:
a)以-Z单机板(6)为基准,首先将+Y单机板(1)与-Z单机板(6)连接,手带紧螺钉,保证接触面良好;
b)将中心承力板(7)装配到-Z单机板(6)上,手带紧螺钉,保证接触面良好;
c)将-Y单机板(2)装配到-Z单机板(6)上,手带紧螺钉,保证接触面良好;
d)将+Z单机板(5)与中心承力板(7)、-Y单机板(2)及+Y单机板(1)连接,手带紧螺钉,保证接触面良好;
e)将-X单机板(4)装配到-Y单机板(2)和+Y单机板(1)的上端,手带紧螺钉,保证接触面良好;
f)将+X单机板(3)装配到-Y单机板(2)和+Y单机板(1)的下端,并将+X单机板(3)与中心承力板(7)的下端连接,手带紧螺钉,保证接触面良好;
g)配打复位锥销;锥销选用带螺纹锥销,方便拆卸;
h)装配完成后以+Y单机板(1)为基准,对±Y单机板上的四根分离用导轨(9)进行组合加工,从而保证四根导轨的平行度,使卫星能够满足POD式星箭分离形式。
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