CN201115118Y - 卫星电子系统单机装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种卫星电子系统单机装置，包括：单个电路板模块层层叠加安装，通过模块内的总线接插件相互连接，组成总线结构形式的电路板模块组件；电路板模块组件顶部具有封闭端盖；底部具有安装模块，上述端盖、电路板模块组件和底部安装模块的四角和边缘中心位置设置有相互配合的定位安装螺孔，用长螺钉串接紧固组成单机装置。本实用新型具有结构简单，重量轻，可扩充性好等优点。从而更易实现卫星单机的小型化、轻型化，并降低了成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及卫星电子系统的单机装置。
背景技术
卫星等航天产品在保证使用功能和性能的前提下，越来越趋向于小型化发展，它们所携带的单机设备也将随之小型化和轻量化。
目前，星上多模块单机产品基本上分为有总线母板和无总线母板两种，它们大多数采用插槽式或栈接式结构形式。应用最多的是插件与总线母板连接的结构形式。这种结构形式的机箱由多块铝合金板材拼接通过紧固件紧固而成，其主要由上下导向板、两侧板和底板组成，各模块沿着导向板插入。各模块均有电路板和框架组成。在这里框架的主要作用降低振动时振幅的放大倍数，使电路板不会发生翘曲和断裂；在功能模块与机壳(导向板)间安装锁紧机构装置以固定功能模块。这种结构形式的主要优点在于各模块可分别插拔，便于调试和维修。图1为这种产品的实物照片。但这种形式结构相对较为复杂，零件数目多，最主要的是这种结构对质量有较大的需求，不适于航天产品单机设备小型化和轻量化的要求。
发明内容
为了解决现有技术不适于航天产品单机设备小型化和轻量化要求等不足，本实用新型的目的在于提供一种卫星电子系统单机装置。本实用新型不仅适用于星载产品的使用环境，而且实现了小型化、轻型化，以及更好的可扩充性。
为了达到上述发明目的，本实用新型为解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种卫星电子系统单机装置，该装置包括：
设置有各自内总线接插件的各种电路板，分别安装在外围尺寸相等的围框上，组成单个电路板模块；单个电路板模块层层叠加安装，每一单个电路板模块的总线接插件与下层单个电路板模块的总线接插件相连，又与上层单个电路板模块的内总线接插件相连，单个电路板模块的数量不限，组成总线结构形式的电路板模块组件。电路板模块组件顶部具有一个端盖，用金属板将电路板模块组件封闭。电路板模块组件的底部具有一个底部安装模块，该底部安装模块的四周具有与星体固定的安装脚，其上设置有安装螺孔，用于同卫星星体的固定。上述端盖、围框和底部安装模块的四角和边缘中心位置设置有相互配合的定位安装螺孔，用长螺钉串接紧固组成本实用新型的单机装置。整个单机通过底部安装模块上的四到六个安装脚固定到星体上。
本实用新型卫星电子系统单机装置由于采用栈接式层叠结构，不采用母板，因此，相当于将电路板固定框架和机箱外壳一体化，对质量的需求小，取得了小型化、轻型化，并且电路板扩充方便、灵活等有益效果。
附图说明
图1是现有技术插槽式卫星机箱的外形图；
图2是本实用新型卫星电子系统单机装置的结构示意图；
图3是本实用新型卫星电子系统单机装置爆炸示图；
图4是带有较大功率器件的围框示意图；
图5是底部安装模块示意图；
图6是一般模块围框示意图；
图7是端盖示意图。
具体实施方式
图1是现有技术，一种插槽式卫星机箱的实物照片。这种结构形式的机箱由多块铝合金板材拼接通过紧固件紧固而成，其主要由上下导向板、两侧板和底板组成，各模块沿着导向板插入。各模块均有电路板和框架组成。这种形式结构相对较为复杂，零件数目多，最主要的是这种结构对质量有较大的需求，不适于航天产品单机设备小型化和轻量化的要求。
下面结合附图说明本实用新型的优选实施例。
图2是本实用新型卫星电子系统单机装置的结构示意图；图中标记为：端盖201、电路板模块组件202、底部安装模块203、安装脚204。
图3是本实用新型卫星电子系统单机装置爆炸示图，图中标记为：电路板301、围框302、单个电路板模块303、长螺钉304。
如图2和图3所示，本实用新型单机装置采用栈接式的层叠结构形式，该装置包括：
设置有各自内总线接插件的各种电路板301，分别安装在外围尺寸相等的围框302上，组成单个电路板模块303。单个电路板模块303层层叠加安装，每一单个电路板模块303的总线接插件与下层单个电路板模块303的总线接插件相连，又与上层单个电路板模块303的内总线接插件相连，组成总线结构形式的电路板模块组件202。其具体的表现形式为下面电路板的内总线接插件的针插在上面一块电路板接插件的孔上，而上面这块电路板上的针又插在它上面的电路板的接插件的孔上，以此类推组成电路板模块组件202。单个电路板模块303的数量不限，可以按照需求扩充或减少。电路板模块组件202顶部具有一个端盖201，用金属板将电路板模块组件202封闭。电路板模块组件202的底部具有一个底部安装模块203。电路板模块组件202的四周设置有与星体固定的安装脚204，其上具有安装螺孔，用于同卫星星体的固定。上述端盖201、围框302和底部安装模块203的四角和边缘中心位置设置有相互配合的定位安装螺孔，用长螺钉304串接紧固，即组成本实用新型的单机装置。整个单机装置通过底部安装模块203上四到六个安装脚204固定到星体上。
上述电路板模块303上的总线接插件型号可根据所需用器件的高度选择，再根据接插件插合后的高度来确定围框302的高度，并根据电路板301的尺寸来确定围框302的尺寸。电路板301通过螺钉固定在围框302上，围框302可添加一些加强筋以确保其刚度和强度。
如图3中标号1位置所示，单个电路板模块303之间，以及模块303与端盖201、底部安装模块203的相接处采用凹凸镶嵌结构。这样，可使整个单机具有良好的防辐射性。如图3中标号2位置所示，围框302外周壳体上不影响安装和屏蔽的地方可开减轻孔，这样既减轻了重量，又增加了框架的刚度。
图4是带有较大功率器件的围框302的示意图；如图4中标号1位置所示，对于发热大的元器件，可在围框302上设计伸出的薄金属板，器件可贴在这金属板上再安装到电路板上。这样可以提高传热的效率。
图5是底部安装模块203的示意图，如图所示，其结构同围框302基本相同，仅在围框302的底部用金属板封闭，安装上若干安装脚204，用于将单机固定在星体上。当单机尺寸较大时，可增加安装脚204的数量。图中斜线表示该面为有金属封闭的。
图6是一般电路板围框的示意图，为中空围框，无需散热或封闭用的金属板。
图7是端盖201的示意图，其作用是将整个单机封闭，起到屏蔽抗干扰作用。图中斜线表示该面具有金属板封闭。
上述围框302采用铝合金整体数控加工成形，保证了工件的加工精度和强度，提高了工件的固有谐振频率，避免在振动低频区域出现共振现象；电路板与框体的安装采用多点均匀支撑固定，有效降低振动时振幅的放大倍数，避免电路板翘曲和断裂；确保设备三轴向的固有频率不小于100Hz，与卫星之间不致产生耦合。确保整体的刚性和强度。考虑到在轨运行期间的防辐射问题，上述端盖201、围框302的壳壁厚度不小于2mm铝合金板，优选厚度为2mm。
本实用新型卫星电子系统单机装置，通过以上实施方法，可实现卫星单机的小型化，轻型化，结构上的可扩充。在结构、工艺设计上充分考虑电、热、质量、质心、力学环境，空间辐射环境的严酷程度等要求。设备的结构有足够的强度和刚度，能经受得住卫星力学环境仿真试验(随机振动、正弦振动、冲击、噪声、超重过载等)的作用而不产生弹性、塑性变形。根据发热器件耗损功率，设计适中的散热途径，采用框体传导散热；结构件设计保证较高的平直度和光洁度，降低相互间的接触热阻；将功耗大的器件分布安装在模块框体的边缘或接近安装面的底部，使热量以最短路径传导至卫星平台。
Claims (7)
1. 一种卫星电子系统单机装置，其特征在于，该装置包括：
设置有各自内总线接插件的各种电路板[301]，分别安装在外围尺寸相等的围框[302]上，组成单个电路板模块[303]；单个电路板模块[303]层层叠加安装，每一单个电路板模块[303]的总线接插件与下层单个电路板模块[303]的总线接插件相连，又与上层单个电路板模块[303]的内总线接插件相连，单个电路板模块[303]的数量不限，组成总线结构形式的电路板模块组件[202]；电路板模块组件[202]顶部具有一个端盖[201]，用金属板将电路板模块组件[202]封闭；电路板模块组件[202]的底部具有一个底部安装模块[203]；底部安装模块[203]四周具有与星体固定的安装脚[204]，其上设置有安装螺孔；上述端盖[201]、围框[302]和底部安装模块[203]的四角和边缘中心位置设置有相互配合的定位安装螺孔，用长螺钉[304]串接紧固成单机装置；整个单机装置通过底部安装模块[203]上四到六个安装脚[204]固定到星体上。
2. 根据权利要求1所述的卫星电子系统单机装置，其特征在于：所述的围框[302]具有加强筋。
3. 根据权利要求1或2所述的卫星电子系统单机装置，其特征在于：所述的围框[302]外周壳体上不影响安装和不影响电路板屏蔽处具有减轻孔。
4. 根据权利要求3所述的卫星电子系统单机装置，其特征在于：所述的围框[302]具有安装大功率发热元器件的、伸出的薄金属板。
5. 根据权利要求1所述的卫星电子系统单机装置，其特征在于：所述的单个电路板模块[303]之间，以及单个电路板模块[303]与端盖[201]、底部安装模块[203]的相接处采用凹凸镶嵌结构。
6. 根据权利要求1所述的卫星电子系统单机装置，其特征在于：所述的底部安装模块[203]仅是在围框[302]的底部用金属板封闭，设置若干安装脚[204]。
7. 根据权利要求1所述的卫星电子系统单机装置，其特征在于：所述的围框[302]采用铝合金整体数控加工成形，其壳壁厚度不小于2mm，优选2mm。
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