CN116176867B - 一种模块化舱段 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种模块化舱段，包括至少两个沿第一方向分布排列的多边形框架，多边形框架由多个第一梁组件合围而成；相邻两个多边形框架之间通过多个第二梁组件连接，各第二梁组件延伸方向为第一方向；相邻两个所述第一梁组件之间设有连接组件，用于连接相邻两个第一梁组件以及沿第一方向连接第二梁组件；相邻两个所述多边形框架之间设有封盖组件，封盖组件与其接触的第一梁组件及第二梁组件连接；本方案中的舱段总成为拼装形成的，其中第一梁组件、第二梁组件及封盖组件这些小的结构部件均具有通用性，可用于多种型号的舱段设计，相较于传统的整体式舱段来说，节约了所述舱段总成的加工和研制时间，从而缩短飞行试验平台的整体研制周期。

Description

一种模块化舱段

技术领域

本发明涉及航天技术领域，具体涉及一种模块化舱段。

背景技术

随着航空航天领域对飞行试验的需求的增长，对于缩短飞行试验箭的研制周期，增加飞行试验平台的研制效率的要求也愈发迫切；结构设计工作在整个研制周期过程中所占的比重较大，结构系统牵扯到气动、载荷、强度、电气布置、控制、加工、总装等多个分系统，结构件的加工与齐套周期也是影响项目进度的最主要原因，结构相关工作最大可以占据火箭从研制到齐套的总工作量的一半以上；因此，对于缩短飞行试验平台的整体研制周期来说，探索如何降低结构系统的研制与加工周期是至关重要的。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，本发明旨在提供一种模块化舱段，包括：

至少两个沿第一方向分布排列的多边形框架，所述多边形框架由多个第一梁组件合围而成；相邻两个所述多边形框架之间通过多个第二梁组件连接，各所述第二梁组件延伸方向为所述第一方向；

连接组件，所述连接组件设于相邻两个所述第一梁组件之间，用于连接相邻两个所述第一梁组件以及沿所述第一方向连接所述第二梁组件；

封盖组件，所述封盖组件合围于相邻两个所述多边形框架之间，并与其接触的所述第一梁组件及所述第二梁组件连接。

根据本发明实施例提供的技术方案，所述第一梁组件一侧设有第一凹槽，所述第一凹槽远离所述多边形框架中心处具有第一开口，所述连接组件包括第一连接件，所述第一连接件包括靠近所述第一梁组件端的第一连接部，所述第一连接部可由所述第一开口嵌入所述第一凹槽内。

根据本发明实施例提供的技术方案，所述第一开口处设有第一凸出部和第二凸出部，所述第一凸出部及所述第二凸出部延伸方向为所述第一方向；所述第一连接件还包括设于所述第一连接部远离所述第一梁组件端的第二连接部和第三连接部，所述第一连接部嵌入所述第一凹槽内后，所述第二连接部及所述第三连接部的一侧与所述第一凸出部及所述第二凸出部靠近所述第一连接件侧相接触。

根据本发明实施例提供的技术方案，还包括第一锁紧组件，所述第一锁紧组件用于锁紧各所述第一梁组件与所述连接组件。

根据本发明实施例提供的技术方案，相邻两个所述第一梁组件之间形成第一夹角，所述连接组件还包括第二连接件，所述第二连接件包括靠近所述第一梁组件端的第七连接部；所述第二连接件与所述第一连接件之间形成第二夹角，所述第二夹角与所述第一夹角大小相等，以使得所述第一连接件的所述第一连接部以及所述第二连接件的所述第七连接部可分别插入相邻两个所述第一梁组件的所述第一凹槽内。

根据本发明实施例提供的技术方案，所述连接组件还包括设于所述第一连接件与所述第二连接件之间的第三连接件，所述第三连接件包括设于靠近所述第二梁组件端的第四连接部；各所述第二梁组件靠近所述第四连接部的一侧设有第二凹槽，所述第二凹槽靠近所述第三连接件端具有第二开口；所述第四连接部可由所述第二开口嵌入所述第二凹槽内。

根据本发明实施例提供的技术方案，所述第二开口处设有第三凸出部和第四凸出部，所述第三凸出部及所述第四凸出部延伸方向垂直于所述第二开口的开口方向；所述第三连接件还包括设于所述第四连接部远离所述第二梁组件端的第五连接部和第六连接部，所述第五连接部及所述第六连接部靠近所述第四连接部的一侧与所述第三凸出部及所述第四凸出部靠近所述第三连接件侧相接触。

根据本发明实施例提供的技术方案，还包括第二锁紧组件，所述第二锁紧组件用于锁紧各所述第二梁组件与所述连接组件。

根据本发明实施例提供的技术方案，所述封盖组件包括多块盖板，所述盖板沿所述第一方向两端各设有一个第一搭接部，在同一个所述多边形框架内，一个所述连接组件的所述第一连接件和与其相邻的所述连接组件的所述第二连接件之间形成第一空间，两个所述第一搭接部可分别置于相邻两个所述多边形框架的所述第一空间内。

根据本发明实施例提供的技术方案，还包括第三锁紧组件，所述第三锁紧组件用于锁紧各所述盖板与所述第一梁组件及所述第二梁组件。

综上所述，本发明提出一种模块化舱段，包括至少两个沿第一方向分布排列的多边形框架，多边形框架由多个第一梁组件合围而成；相邻两个多边形框架之间通过多个第二梁组件连接，各第二梁组件延伸方向为第一方向；相邻两个所述第一梁组件之间设有连接组件，用于连接相邻两个第一梁组件以及沿第一方向连接第二梁组件；相邻两个所述多边形框架之间设有封盖组件，封盖组件与其接触的第一梁组件及第二梁组件连接；本方案中的舱段总成为拼装形成的，其中第一梁组件、第二梁组件及封盖组件这些小的结构部件均具有通用性，可用于多种型号的舱段设计，相较于传统的整体式舱段来说，节约了所述舱段总成的加工和研制时间，从而缩短飞行试验平台的整体研制周期。

附图说明

图1为本发明实施例提供的模块化舱段的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的模块化舱段中第一梁组件的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的模块化舱段中连接组件的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的模块化舱段中第二梁组件的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的模块化舱段中盖板及第一搭接部的结构示意图。

图中所述文字标注表示为：

1、第一梁组件；101、第一凹槽；102、第一开口；103、第一凸出部；104、第二凸出部；105、第一螺纹孔；106、第六螺纹孔；2、第二梁组件；201、第二凹槽；211、第二开口；202、第三凸出部；203、第四凸出部；204、第三螺纹孔；3、连接组件；301、第一连接件；311、第一连接部；312、第二连接部；313、第三连接部；314、第二螺纹孔；302、第二连接件；303、第三连接件；331、第四连接部；332、第五连接部；333、第六连接部；304、第四螺纹孔；4、盖板；5、第一搭接部；501、第五螺纹孔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明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。

诚如背景技术中提到的，针对现有技术中的问题，本发明提出了一种模块化舱段，包括：

至少两个沿第一方向分布排列的多边形框架，所述多边形框架由多个第一梁组件1合围而成；相邻两个所述多边形框架之间通过多个第二梁组件2连接，各所述第二梁组件2延伸方向为所述第一方向；其中，如图1所示，所述第一方向为水平方向，所述第一梁组件1个数和尺寸可根据需要选择，当所述第一梁组件1个数为六个时，所述多边形框架为六边形框架，相对应的，所述第二梁组件2个数也为六个，且各所述第二梁组件2的两端分别连接于两个相邻所述六边形框架各对相对应的顶点处；

连接组件3，所述连接组件3设于相邻两个所述第一梁组件1之间，用于连接相邻两个所述第一梁组件1以及沿所述第一方向连接所述第二梁组件2；

封盖组件，所述封盖组件合围于相邻两个所述多边形框架之间，并与其接触的所述第一梁组件1及所述第二梁组件2连接；当六个所述第二梁组件2连接相邻的两个所述多边形框架之后，侧面形成六个开口，所述封盖组件用于封在六个开口处；本方案中的舱段总成为拼装形成的，其中所述第一梁组件1、所述第二梁组件2及所述封盖组件这些小的结构部件均具有通用性，可用于多种型号的舱段设计，相较于传统的整体式舱段来说，节约了所述舱段总成的加工和研制时间，从而缩短飞行试验平台的整体研制周期。

另外，各组件可根据需要提前预制出适合的尺寸以及数量，并以标准件的形式进行入库管理，从而简化了库存管理与型号调配，在设计完成后只需要直接从产品库中提取开始总装，从而缩短总装时间，降低火箭生产成本。

进一步地，如图2和图3所示，所述第一梁组件1一侧设有第一凹槽101，所述第一凹槽101远离所述多边形框架中心处具有第一开口102，所述连接组件3包括第一连接件301，所述第一连接件301包括靠近所述第一梁组件1端的第一连接部311，所述第一连接部311可由所述第一开口102嵌入所述第一凹槽101内；

可选地，所述第一梁组件1及所述连接组件3材质均为30CrMnSiNi2A合金结构钢，所述第一连接件301为“T”型件。

进一步地，所述第一开口102处设有第一凸出部103和第二凸出部104，所述第一凸出部103及所述第二凸出部104延伸方向为所述第一方向；所述第一连接件301还包括设于所述第一连接部311远离所述第一梁组件1端的第二连接部312和第三连接部313，所述第一连接部311嵌入所述第一凹槽101内后，所述第二连接部312及所述第三连接部313的一侧与所述第一凸出部103及所述第二凸出部104靠近所述第一连接件301侧相接触；其中，所述第二连接部312和所述第三连接部313分别处于所述第一连接部311沿所述第一方向的两侧，所述第二连接部312及所述第三连接部313的延伸方向均与所述第一连接部311的延伸方向垂直。

进一步地，还包括第一锁紧组件，所述第一锁紧组件用于锁紧各所述第一梁组件1与所述连接组件3；

其中，所述第一锁紧组件包括所述第一凸出部103及所述第二凸出部104上沿其长度方向的两端分布排列的两个第一螺纹孔105、所述第二连接部312及所述第三连接部313上沿其长度方向分布排列的与各所述第一螺纹孔105相对应的第二螺纹孔314、贯穿各对所述第一螺纹孔105及所述第二螺纹孔314的第一螺栓以及与各所述第一螺栓相匹配的第一螺母；其中，所述第一螺栓和所述第一螺母型号为M8或者M10，所述第一连接部311插入所述第一凹槽101后，所述第二连接部312及所述第三连接部313的一侧与所述第一凸出部103及所述第二凸出部104靠近所述第一连接件301侧相接触，所述第一锁紧组件与所述第一连接部311可共同作用以保障所述多边形框架的结构稳定性。

进一步地，相邻两个所述第一梁组件1之间形成第一夹角，所述连接组件3还包括第二连接件302，所述第二连接件302包括靠近所述第一梁组件1端的第七连接部；所述第二连接件302与所述第一连接件301之间形成第二夹角，所述第二夹角与所述第一夹角大小相等，以使得所述第一连接件301的所述第一连接部311以及所述第二连接件302的所述第七连接部可分别插入相邻两个所述第一梁组件1的所述第一凹槽101内；具体地，所述第一连接件301与所述第二连接件302分别连接于相邻两个所述第一梁组件1相互靠近的两端；其中，所述第二连接件302也为“T”型件；在某些实施情景下，所需的所述多边形框架为正六边形框架，此时所述第一夹角及所述第二夹角的开口方向均朝向所述六边形框架中心处，以使得所述第一连接件301的所述第一连接部311以及所述第二连接件302的所述第七连接部可分别插入相邻两个所述第一梁组件1的所述第一凹槽101内的同时，从而保障了该框架结构的稳定性。

进一步地，如图4所示，所述连接组件3还包括设于所述第一连接件301与所述第二连接件302之间的第三连接件303，所述第三连接件303包括设于靠近所述第二梁组件2端的第四连接部331；各所述第二梁组件2靠近所述第四连接部331的一侧设有第二凹槽201，所述第二凹槽201靠近所述第三连接件303端具有第二开口211；所述第四连接部331可由所述第二开口211嵌入所述第二凹槽201内；

其中，所述第二连接件302与所述第一连接件301关于所述第三连接件303对称设置；所述第三连接件303也为“T”型件。

进一步地，所述第二开口211处设有第三凸出部202和第四凸出部203，所述第三凸出部202及所述第四凸出部203延伸方向垂直于所述第二开口211的开口方向；所述第三连接件303还包括设于所述第四连接部331远离所述第二梁组件2端的第五连接部332和第六连接部333，所述第五连接部332及所述第六连接部333靠近所述第四连接部331的一侧与所述第三凸出部202及所述第四凸出部203靠近所述第三连接件303侧相接触；其中，所述第五连接部332及所述第六连接部333的延伸方向均与所述第四连接部331的延伸方向垂直，所述第五连接部332和所述第六连接部333分别处于所述第三连接部313沿其宽度方向的两侧。

进一步地，还包括第二锁紧组件，所述第二锁紧组件用于锁紧各所述第二梁组件2与所述连接组件3；其中，所述第二锁紧组件包括所述第三凸出部202及所述第四凸出部203上沿其长度方向分布排列的多个第三螺纹孔204、所述第五连接部332及所述第六连接部333上沿其长度方向分布排列的与各所述第三螺纹孔204相对应的第四螺纹孔304、贯穿各对所述第三螺纹孔204及所述第四螺纹孔304的第二螺栓以及与各所述第二螺栓相匹配的第二螺母；其中，所述第二螺栓和所述第二螺母型号为M8或者M10，所述第四连接部331插入所述第二凹槽201后，所述第五连接部332及所述第六连接部333的一侧与所述第三凸出部202及所述第四凸出部203靠近所述第三连接件303侧相接触，所述第二锁紧组件与所述第三连接部313可共同作用以保障相邻两个所述多边形框架之间通过所述第二梁组件2连接后的结构稳定性。

进一步地，所述封盖组件包括多块盖板4，所述盖板4沿所述第一方向两端各设有一个第一搭接部5，在同一个所述多边形框架内，一个所述连接组件3的所述第一连接件301和与其相邻的所述连接组件3的所述第二连接件302之间形成第一空间，两个所述第一搭接部5可分别置于相邻两个所述多边形框架的所述第一空间内；其中，如图5所示，所述盖板4为长方形盖板，所述第一搭接部5的长度小于所述盖板4的长度，所述第一搭接部5与所述盖板4为一体式，材质均为7075铝合金或304不锈钢，所述盖板4的面积与其所对应的开口面积相等。

进一步地，还包括第三锁紧组件，所述第三锁紧组件用于锁紧各所述盖板4与所述第一梁组件1及所述第二梁组件2；具体地，所述第三锁紧组件包括各所述第一搭接部5上沿其长度方向分布排列的四个第五螺纹孔501、所述第一凸出部103及所述第二凸出部104上沿其长度方向分布排列于其中部的与各所述第五螺纹孔501相对应的第六螺纹孔106、贯穿各对所述第五螺纹孔501及所述第六螺纹孔106的第三螺栓及与所述第三螺栓相匹配的第三螺母；其中，所述第三螺栓和所述第三螺母型号为M8或者M10，所述第三锁紧组件可锁紧所述盖板4在与其接触的两个所述多边形框架之间。

另外，根据实际需求所述连接组件3、所述第一梁组件1或者所述第二梁组件2上还设有支架组件，所述支架组件根据实际需求安装在相应的位置，可作为吊点、设备安装面或者外接翼舵支架使用，所述连接组件3、所述第一梁组件1、所述第二梁组件2、所述封盖组件及所述支架组件相互拼接组成舱段总成，舱段总成与其他部件安装最终组装形成飞行试验箭结构，从而缩短加工周期。

其中，在设计时，各组件均可由产品库中直接调取使用，从而降低了大量的设计与模型绘制工作时间，若产品库中的组件不能满足设计需求，可对产品库中的现有组件进行简单的设计修改使其满足设计需求，缩短了设计更改的时间。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种模块化舱段，其特征在于,包括:

至少两个沿第一方向分布排列的多边形框架，所述多边形框架由多个第一梁组件(1)合围而成；相邻两个所述多边形框架之间通过多个第二梁组件(2)连接，各所述第二梁组件(2)延伸方向为所述第一方向；

连接组件(3)，所述连接组件(3)设于相邻两个所述第一梁组件(1)之间，用于连接相邻两个所述第一梁组件(1)以及沿所述第一方向连接所述第二梁组件(2)；

封盖组件，所述封盖组件合围于相邻两个所述多边形框架之间，并与其接触的所述第一梁组件(1)及所述第二梁组件(2)连接；

所述第一梁组件(1)一侧设有第一凹槽(101)，所述第一凹槽(101)远离所述多边形框架中心处具有第一开口(102)，所述连接组件(3)包括第一连接件(301)，所述第一连接件(301)包括靠近所述第一梁组件(1)端的第一连接部(311)，所述第一连接部(311)可由所述第一开口(102)嵌入所述第一凹槽(101)内；

所述第一开口(102)处设有第一凸出部(103)和第二凸出部(104)，所述第一凸出部(103)及所述第二凸出部(104)延伸方向为所述第一方向；所述第一连接件(301)还包括设于所述第一连接部(311)远离所述第一梁组件(1)端的第二连接部(312)和第三连接部(313)，所述第一连接部(311)嵌入所述第一凹槽(101)内后，所述第二连接部(312)及所述第三连接部(313)的一侧与所述第一凸出部(103)及所述第二凸出部(104)靠近所述第一连接件(301)侧相接触。

2.根据权利要求1所述的模块化舱段，其特征在于，还包括第一锁紧组件，所述第一锁紧组件用于锁紧各所述第一梁组件(1)与所述连接组件(3)。

3.根据权利要求2所述的模块化舱段，其特征在于，相邻两个所述第一梁组件(1)之间形成第一夹角，所述连接组件(3)还包括第二连接件(302)，所述第二连接件(302)包括靠近所述第一梁组件(1)端的第七连接部；所述第二连接件(302)与所述第一连接件(301)之间形成第二夹角，所述第二夹角与所述第一夹角大小相等，以使得所述第一连接件(301)的所述第一连接部(311)以及所述第二连接件(302)的所述第七连接部可分别插入相邻两个所述第一梁组件(1)的所述第一凹槽(101)内。

4.根据权利要求3所述的模块化舱段，其特征在于，所述连接组件(3)还包括设于所述第一连接件(301)与所述第二连接件(302)之间的第三连接件(303)，所述第三连接件(303)包括设于靠近所述第二梁组件(2)端的第四连接部(331)；各所述第二梁组件(2)靠近所述第四连接部(331)的一侧设有第二凹槽(201)，所述第二凹槽(201)靠近所述第三连接件(303)端具有第二开口(211)；所述第四连接部(331)可由所述第二开口(211)嵌入所述第二凹槽(201)内。

5.根据权利要求4所述的模块化舱段，其特征在于，所述第二开口(211)处设有第三凸出部(202)和第四凸出部(203)，所述第三凸出部(202)及所述第四凸出部(203)延伸方向垂直于所述第二开口(211)的开口方向；所述第三连接件(303)还包括设于所述第四连接部(331)远离所述第二梁组件(2)端的第五连接部(332)和第六连接部(333)，所述第五连接部(332)及所述第六连接部(333)靠近所述第四连接部(331)的一侧与所述第三凸出部(202)及所述第四凸出部(203)靠近所述第三连接件(303)侧相接触。

6.根据权利要求5所述的模块化舱段，其特征在于，还包括第二锁紧组件，所述第二锁紧组件用于锁紧各所述第二梁组件(2)与所述连接组件(3)。

7.根据权利要求6所述的模块化舱段，其特征在于，所述封盖组件包括多块盖板(4)，所述盖板(4)沿所述第一方向两端各设有一个第一搭接部(5)，在同一个所述多边形框架内，一个所述连接组件(3)的所述第一连接件(301)和与其相邻的所述连接组件(3)的所述第二连接件(302)之间形成第一空间，两个所述第一搭接部(5)可分别置于相邻两个所述多边形框架的所述第一空间内。

8.根据权利要求7所述的模块化舱段，其特征在于，还包括第三锁紧组件，所述第三锁紧组件用于锁紧各所述盖板(4)与所述第一梁组件(1)及所述第二梁组件(2)。