專利名稱：機(jī)電熱一體化衛(wèi)星結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬航天應(yīng)用領(lǐng)域，其所涉及的機(jī)電熱一體化多功能結(jié)構(gòu)，作為衛(wèi)星結(jié)構(gòu)，兼有熱控及電氣傳輸能力，可以簡化衛(wèi)星設(shè)計，實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星的快速集成。
背景技術(shù)：
衛(wèi)星的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)為衛(wèi)星上的各單機(jī)部件提供安裝、支撐、承載的空間，保證衛(wèi)星承受主動段的運(yùn)載環(huán)境以及單機(jī)的指向精度；熱控系統(tǒng)為衛(wèi)星提供加熱、散熱的方式與手段， 保證衛(wèi)星系統(tǒng)的溫度保持在合理的范圍內(nèi)；供配電系統(tǒng)通過衛(wèi)星電纜網(wǎng)系統(tǒng)將能源提供給各單機(jī)，保證單機(jī)的能源供應(yīng)。傳統(tǒng)衛(wèi)星的承力結(jié)構(gòu)、熱控、供配電是獨(dú)立的、分散的，各系統(tǒng)根據(jù)任務(wù)需求進(jìn)行獨(dú)立的設(shè)計，系統(tǒng)功能單一，每顆衛(wèi)星都需要單獨(dú)制定不同的結(jié)構(gòu)、熱控及供電電纜的走向等，這必然會增加衛(wèi)星的研制周期，提高衛(wèi)星的研制成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種多功能的衛(wèi)星結(jié)構(gòu)模塊的衛(wèi)星設(shè)計方案，集成機(jī)、電、 熱一體化的多種功能，通過簡單、快速的拼裝，降低衛(wèi)星系統(tǒng)設(shè)計的復(fù)雜程度，縮短衛(wèi)星的裝配與測試周期，并能有效降低衛(wèi)星的研制成本。為達(dá)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種機(jī)電熱一體化衛(wèi)星結(jié)構(gòu)，提出了融合機(jī)械結(jié)構(gòu)、配電傳輸、加熱控制的一體化多功能結(jié)構(gòu)，其特征在于，包含若干機(jī)電熱一體化的基本結(jié)構(gòu)板，作為本發(fā)明中最基本的模塊，具有作為承載、熱控和配電總線的能力；若干機(jī)械連接件，作為衛(wèi)星結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的主要配件，用于將所述的基本結(jié)構(gòu)板相互的機(jī)械連接；若干電氣連接件，作為衛(wèi)星配電總線的連接件，用于各個基本結(jié)構(gòu)板之間的電氣連接；將多個所述的基本結(jié)構(gòu)板用機(jī)械連接件連接構(gòu)成具有多個立方體空間的衛(wèi)星結(jié)構(gòu)單元，各個基本結(jié)構(gòu)板之間的電氣連接通過所述的電氣連接件實(shí)現(xiàn)。所述的基本結(jié)構(gòu)板的內(nèi)側(cè)面為星內(nèi)儀器安裝面，該內(nèi)側(cè)面設(shè)計有熱控加熱器和螺孔；該基本結(jié)構(gòu)板的外側(cè)面為星外儀器、太陽帆板的安裝面，同時也作為結(jié)構(gòu)組裝時板間連接的機(jī)械固定面，該外側(cè)面主要設(shè)有螺孔；在該基本結(jié)構(gòu)板的內(nèi)側(cè)和與其相鄰的側(cè)面的中部設(shè)有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的電氣連接接口。所述的機(jī)械連接件包括平面連接片、折角連接片和全角連接片三種，分別實(shí)現(xiàn)所述基本結(jié)構(gòu)板間的雙板平面連接、雙板垂直連接以及三板的垂直連接。所述的電氣連接件包括兩種構(gòu)型一字形電連接件和L形電連接件，實(shí)現(xiàn)所述基本結(jié)構(gòu)板間的電氣導(dǎo)通，該電氣連接件的兩端為插針型插頭，并與所述的基本結(jié)構(gòu)板上的電氣連接接口相配合。
本發(fā)明的有益效果在于其所設(shè)計的基本結(jié)構(gòu)模塊、機(jī)械連接件、電氣連接件等采用了統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計，可以通過拼接、組合而形成不同形狀、不同尺寸的衛(wèi)星構(gòu)型，便于衛(wèi)星的快速組裝與集成，同時由于該結(jié)構(gòu)在設(shè)計過程中兼顧考慮了熱控和供配電總線的能力，使得衛(wèi)星的設(shè)計得到了極大的簡化，一種基本模塊集合了三大系統(tǒng)功能，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械、 電氣、熱控的一體化設(shè)計，降低了系統(tǒng)設(shè)計的復(fù)雜程度，提高了系統(tǒng)可靠性，并能有效降低衛(wèi)星的研制成本。


圖1是本發(fā)明一個衛(wèi)星結(jié)構(gòu)實(shí)施例的立體總裝結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明一個衛(wèi)星結(jié)構(gòu)實(shí)施例的立體總裝結(jié)構(gòu)分解示意圖；圖3是本發(fā)明的機(jī)電熱一體化的基本結(jié)構(gòu)板的立體結(jié)構(gòu)(內(nèi)側(cè))示意圖；圖4是圖3所示的基本結(jié)構(gòu)板的背面圖；圖5是圖3所示的基本結(jié)構(gòu)板的側(cè)面圖；圖6是本發(fā)明的平面連接片的主視圖；圖7是圖6的左(右)視圖；圖8是本發(fā)明的折角連接片的主視圖；圖9是圖8的左視圖；圖10是圖8的俯視圖；圖11是本發(fā)明的全角連接片的主視圖；圖12是圖11的左視圖；圖13是圖11的俯視圖；圖14是本發(fā)明的一字形電氣連接件的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖15是本發(fā)明的L形電氣連接件的立體結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)記說明1-基本結(jié)構(gòu)板；11-結(jié)構(gòu)板內(nèi)側(cè)的電氣連接接口 ；12-熱控加熱器供電插槽；13-結(jié)構(gòu)板內(nèi)側(cè)螺紋；14-結(jié)構(gòu)板上熱控加熱器；15-結(jié)構(gòu)板側(cè)面的電氣連接接口 ； 16-結(jié)構(gòu)板外側(cè)螺孔；17-結(jié)構(gòu)板間連接螺孔；2-平面連接片；21-固定孔；3-折角連接片；31-加強(qiáng)角；32-固定孔；4-全角連接片；41-加強(qiáng)角；42-固定孔；5- —字形電氣連接件；6-L形電氣連接件。
具體實(shí)施例方式參見圖1-圖10，本發(fā)明設(shè)計了圖1和圖2所示的機(jī)電熱一體化的衛(wèi)星主體結(jié)構(gòu) (不含太陽帆板)，采用若干機(jī)電熱一體化的基本結(jié)構(gòu)板1、機(jī)械連接件2-4和電氣連接件 5、6拼裝組成的衛(wèi)星結(jié)構(gòu)，該衛(wèi)星構(gòu)型的內(nèi)部包含了熱控用的加熱器以及供配電用的電纜網(wǎng)。在基本結(jié)構(gòu)板1的內(nèi)側(cè)設(shè)有電氣連接接口 11、熱控加熱器供電插槽12、內(nèi)側(cè)螺孔 13和熱控加熱器14。在基本結(jié)構(gòu)板1的外側(cè)設(shè)計了外側(cè)螺孔16和結(jié)構(gòu)板間連接螺孔17。 在基本結(jié)構(gòu)板1的各個側(cè)面上設(shè)計有電氣連接接口 15。結(jié)構(gòu)連接件設(shè)計為三種類型平面連接片2、折角連接片3和全角連接片4 ；電氣連接件設(shè)計有兩種類型一字形電連接件5和 L形電連接件6，該電氣連接件5和6的兩端為插針型插頭，并與所述的基本結(jié)構(gòu)板1上的電氣連接接口 11和15相配合插接。結(jié)構(gòu)板內(nèi)側(cè)電氣連接接口 11與結(jié)構(gòu)板側(cè)面電氣連接接口 15具有相同的機(jī)械結(jié)構(gòu)與電氣信號定義，其電信號可以設(shè)計有衛(wèi)星一次供電母線、電加熱器的功率電源、系統(tǒng)的數(shù)據(jù)總線等通用電氣信號。其中，結(jié)構(gòu)板內(nèi)側(cè)電氣連接接口 11中除電加熱器的功率電源外， 均與結(jié)構(gòu)板側(cè)面電氣連接接口 15進(jìn)行直接的電氣連接。多個基本結(jié)構(gòu)板1之間，通過圖13 和圖14所示的一字形電氣連接件5和L形電氣連接件6進(jìn)行連接，即可實(shí)現(xiàn)整個衛(wèi)星結(jié)構(gòu)中的配電及數(shù)據(jù)總線的連通。同時，衛(wèi)星所用單機(jī)上設(shè)計與結(jié)構(gòu)板內(nèi)側(cè)電氣連接接口 11相適配的電連接器、在單機(jī)內(nèi)部設(shè)計有控制電加熱器功率電源的繼電器開關(guān)；在各個單機(jī)安裝到該多功能結(jié)構(gòu)上時，則可實(shí)現(xiàn)各個衛(wèi)星單機(jī)間的數(shù)據(jù)連接和系統(tǒng)的供配電。此外，結(jié)構(gòu)板內(nèi)側(cè)電氣連接接口 11與熱控加熱器供電插槽12間有電氣連接，其連接信號為電加熱器的功率電源信號。基本結(jié)構(gòu)板1內(nèi)側(cè)的加熱器14可以根據(jù)需要與其供電插槽12連接，連接至供電插槽12的加熱器14在衛(wèi)星應(yīng)用過程中，根據(jù)飛行的需要進(jìn)行加熱與停止加熱。供電插槽12要連接到衛(wèi)星上面的單機(jī)上，單機(jī)可以控制加熱器的通或斷。多個基本結(jié)構(gòu)板1之間可以通過其外側(cè)上的結(jié)構(gòu)板間連接螺孔17進(jìn)行組合，構(gòu)成更大的安裝承力結(jié)構(gòu)。其可組合的結(jié)構(gòu)類型可以通過選擇不同的結(jié)構(gòu)連接件2、3或4，實(shí)現(xiàn)平面內(nèi)的平板連接、平板間的垂直連接、三板間的垂直連接。衛(wèi)星內(nèi)部或外部安裝的單機(jī)/儀器等，可以通過基本結(jié)構(gòu)板1上的內(nèi)側(cè)螺孔13或外側(cè)螺孔16進(jìn)行鎖緊固定。本發(fā)明的多功能結(jié)構(gòu)在具體應(yīng)用時，根據(jù)任務(wù)確定的衛(wèi)星構(gòu)型，首先確定所選基本結(jié)構(gòu)件1、各型機(jī)械連接件和電氣連接件的數(shù)量，依照設(shè)計的衛(wèi)星構(gòu)型可以快速地進(jìn)行拼接與組裝。通過改變所用基本結(jié)構(gòu)板1的數(shù)量，可以很方便的調(diào)整衛(wèi)星主體結(jié)構(gòu)的大小。唯上所述，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，當(dāng)不能以此限定本發(fā)明實(shí)施的范圍，故舉凡數(shù)值的變更或等效組件的置換，或依本發(fā)明申請專利范圍所作的均等變化與修飾，都應(yīng)仍屬本發(fā)明專利涵蓋的范疇。
權(quán)利要求
1.一種機(jī)電熱一體化衛(wèi)星結(jié)構(gòu)，提出了融合機(jī)械結(jié)構(gòu)、配電傳輸、加熱控制的一體化多功能結(jié)構(gòu)，其特征在于，包含若干機(jī)電熱一體化的基本結(jié)構(gòu)板，作為本發(fā)明中最基本的模塊，具有作為承載、熱控和配電總線的能力；若干機(jī)械連接件，作為衛(wèi)星結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的主要配件，用于將所述的基本結(jié)構(gòu)板相互的機(jī)械連接；若干電氣連接件，作為衛(wèi)星配電總線的連接件，用于各個基本結(jié)構(gòu)板之間的電氣連接；將多個所述的基本結(jié)構(gòu)板用機(jī)械連接件連接構(gòu)成具有多個立方體空間的衛(wèi)星結(jié)構(gòu)單元，各個基本結(jié)構(gòu)板之間的電氣連接通過所述的電氣連接件實(shí)現(xiàn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)電熱一體化衛(wèi)星結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的基本結(jié)構(gòu)板的內(nèi)側(cè)面為星內(nèi)儀器安裝面，該內(nèi)側(cè)面設(shè)計有熱控加熱器和螺孔；該基本結(jié)構(gòu)板的外側(cè)面為星外儀器、太陽帆板的安裝面，同時也作為結(jié)構(gòu)組裝時板間連接的機(jī)械固定面，該外側(cè)面主要設(shè)有螺孔；在該基本結(jié)構(gòu)板的內(nèi)側(cè)和與其相鄰的側(cè)面的中部設(shè)有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的電氣連接接
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)電熱一體化衛(wèi)星結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的機(jī)械連接件包括平面連接片、折角連接片和全角連接片三種，分別實(shí)現(xiàn)所述基本結(jié)構(gòu)板間的雙板平面連接、雙板垂直連接以及三板的垂直連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)電熱一體化衛(wèi)星結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的電氣連接件包括兩種構(gòu)型一字形電連接件和L形電連接件，實(shí)現(xiàn)所述基本結(jié)構(gòu)板間的電氣導(dǎo)通，該電氣連接件的兩端為插針型插頭，并與所述的基本結(jié)構(gòu)板上的電氣連接接口相配合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)電熱一體化衛(wèi)星結(jié)構(gòu)，其特征在于，通過機(jī)電熱一體化的基本結(jié)構(gòu)板、機(jī)械連接件和電氣連接件快速實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星各構(gòu)件和衛(wèi)星上使用的單機(jī)、儀器設(shè)備的快速組裝。
全文摘要
一種機(jī)電熱一體化衛(wèi)星結(jié)構(gòu)，包含若干機(jī)電熱一體化的基本結(jié)構(gòu)板，若干機(jī)械連接件，若干電氣連接件，將多個基本結(jié)構(gòu)板用機(jī)械連接件連接構(gòu)成具有多個立方體空間的衛(wèi)星結(jié)構(gòu)單元，各個基本結(jié)構(gòu)板之間的電氣連接通過所述的電氣連接件實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明所提出的基本結(jié)構(gòu)模塊、機(jī)械連接件、電氣連接件等采用了統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計，可以通過拼接、組合而形成不同形狀、不同尺寸的衛(wèi)星構(gòu)型，便于衛(wèi)星的快速組裝與集成，同時由于該結(jié)構(gòu)在設(shè)計過程中兼顧考慮了熱控和供配電總線的能力，使得衛(wèi)星的設(shè)計得到了極大的簡化，可降低衛(wèi)星設(shè)計的復(fù)雜度，提高系統(tǒng)可靠性，并能有效降低研制成本。
文檔編號B64G1/10GK102514730SQ20111043295
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月21日
發(fā)明者劉源, 李冬柏, 李化義, 王峰 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)