CN102514730A - 机电热一体化卫星结构 - Google Patents
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Abstract
一种机电热一体化卫星结构，包含若干机电热一体化的基本结构板，若干机械连接件，若干电气连接件，将多个基本结构板用机械连接件连接构成具有多个立方体空间的卫星结构单元，各个基本结构板之间的电气连接通过所述的电气连接件实现。本发明所提出的基本结构模块、机械连接件、电气连接件等采用了统一标准的设计，可以通过拼接、组合而形成不同形状、不同尺寸的卫星构型，便于卫星的快速组装与集成，同时由于该结构在设计过程中兼顾考虑了热控和供配电总线的能力，使得卫星的设计得到了极大的简化，可降低卫星设计的复杂度，提高系统可靠性，并能有效降低研制成本。
Description
技术领域
本发明属航天应用领域，其所涉及的机电热一体化多功能结构，作为卫星结构，兼有热控及电气传输能力，可以简化卫星设计，实现卫星的快速集成。
背景技术
卫星的结构系统为卫星上的各单机部件提供安装、支撑、承载的空间，保证卫星承受主动段的运载环境以及单机的指向精度；热控系统为卫星提供加热、散热的方式与手段，保证卫星系统的温度保持在合理的范围内；供配电系统通过卫星电缆网系统将能源提供给各单机，保证单机的能源供应。
传统卫星的承力结构、热控、供配电是独立的、分散的，各系统根据任务需求进行独立的设计，系统功能单一，每颗卫星都需要单独制定不同的结构、热控及供电电缆的走向等，这必然会增加卫星的研制周期，提高卫星的研制成本。
发明内容
本发明的目的在于提出一种多功能的卫星结构模块的卫星设计方案，集成机、电、热一体化的多种功能，通过简单、快速的拼装，降低卫星系统设计的复杂程度，缩短卫星的装配与测试周期，并能有效降低卫星的研制成本。
为达上述目的，本发明采用的技术方案是：一种机电热一体化卫星结构，提出了融合机械结构、配电传输、加热控制的一体化多功能结构，其特征在于，包含：
若干机电热一体化的基本结构板，作为本发明中最基本的模块，具有作为承载、热控和配电总线的能力；
若干机械连接件，作为卫星结构系统的主要配件，用于将所述的基本结构板相互的机械连接；
若干电气连接件，作为卫星配电总线的连接件，用于各个基本结构板之间的电气连接；
将多个所述的基本结构板用机械连接件连接构成具有多个立方体空间的卫星结构单元，各个基本结构板之间的电气连接通过所述的电气连接件实现。
所述的基本结构板的内侧面为星内仪器安装面，该内侧面设计有热控加热器和螺孔；该基本结构板的外侧面为星外仪器、太阳帆板的安装面，同时也作为结构组装时板间连接的机械固定面，该外侧面主要设有螺孔；在该基本结构板的内侧和与其相邻的侧面的中部设有统一标准的电气连接接口。
所述的机械连接件包括平面连接片、折角连接片和全角连接片三种，分别实现所述基本结构板间的双板平面连接、双板垂直连接以及三板的垂直连接。
所述的电气连接件包括两种构型：一字形电连接件和L形电连接件，实现所述基本结构板间的电气导通，该电气连接件的两端为插针型插头，并与所述的基本结构板上的电气连接接口相配合。
本发明的有益效果在于：其所设计的基本结构模块、机械连接件、电气连接件等采用了统一标准的设计，可以通过拼接、组合而形成不同形状、不同尺寸的卫星构型，便于卫星的快速组装与集成，同时由于该结构在设计过程中兼顾考虑了热控和供配电总线的能力，使得卫星的设计得到了极大的简化，一种基本模块集合了三大系统功能，实现了机械、电气、热控的一体化设计，降低了系统设计的复杂程度，提高了系统可靠性，并能有效降低卫星的研制成本。
附图说明
图1是本发明一个卫星结构实施例的立体总装结构示意图；
图2是本发明一个卫星结构实施例的立体总装结构分解示意图；
图3是本发明的机电热一体化的基本结构板的立体结构(内侧)示意图；
图4是图3所示的基本结构板的背面图；
图5是图3所示的基本结构板的侧面图；
图6是本发明的平面连接片的主视图；
图7是图6的左(右)视图；
图8是本发明的折角连接片的主视图；
图9是图8的左视图；
图10是图8的俯视图；
图11是本发明的全角连接片的主视图；
图12是图11的左视图；
图13是图11的俯视图；
图14是本发明的一字形电气连接件的立体结构示意图；
图15是本发明的L形电气连接件的立体结构示意图。
附图标记说明：1-基本结构板；11-结构板内侧的电气连接接口；12-热控加热器供电插槽；13-结构板内侧螺纹；14-结构板上热控加热器；15-结构板侧面的电气连接接口；16-结构板外侧螺孔；17-结构板间连接螺孔；2-平面连接片；21-固定孔；3-折角连接片；31-加强角；32-固定孔；4-全角连接片；41-加强角；42-固定孔；5-一字形电气连接件；6-L形电气连接件。
具体实施方式
参见图1-图10，本发明设计了图1和图2所示的机电热一体化的卫星主体结构(不含太阳帆板)，采用若干机电热一体化的基本结构板1、机械连接件2-4和电气连接件5、6拼装组成的卫星结构，该卫星构型的内部包含了热控用的加热器以及供配电用的电缆网。
在基本结构板1的内侧设有电气连接接口11、热控加热器供电插槽12、内侧螺孔13和热控加热器14。在基本结构板1的外侧设计了外侧螺孔16和结构板间连接螺孔17。在基本结构板1的各个侧面上设计有电气连接接口15。结构连接件设计为三种类型：平面连接片2、折角连接片3和全角连接片4；电气连接件设计有两种类型：一字形电连接件5和L形电连接件6，该电气连接件5和6的两端为插针型插头，并与所述的基本结构板1上的电气连接接口11和15相配合插接。
结构板内侧电气连接接口11与结构板侧面电气连接接口15具有相同的机械结构与电气信号定义，其电信号可以设计有卫星一次供电母线、电加热器的功率电源、系统的数据总线等通用电气信号。其中，结构板内侧电气连接接口11中除电加热器的功率电源外，均与结构板侧面电气连接接口15进行直接的电气连接。多个基本结构板1之间，通过图13和图14所示的一字形电气连接件5和L形电气连接件6进行连接，即可实现整个卫星结构中的配电及数据总线的连通。同时，卫星所用单机上设计与结构板内侧电气连接接口11相适配的电连接器、在单机内部设计有控制电加热器功率电源的继电器开关；在各个单机安装到该多功能结构上时，则可实现各个卫星单机间的数据连接和系统的供配电。
此外，结构板内侧电气连接接口11与热控加热器供电插槽12间有电气连接，其连接信号为电加热器的功率电源信号。基本结构板1内侧的加热器14可以根据需要与其供电插槽12连接，连接至供电插槽12的加热器14在卫星应用过程中，根据飞行的需要进行加热与停止加热。供电插槽12要连接到卫星上面的单机上，单机可以控制加热器的通或断。
多个基本结构板1之间可以通过其外侧上的结构板间连接螺孔17进行组合，构成更大的安装承力结构。其可组合的结构类型可以通过选择不同的结构连接件2、3或4，实现平面内的平板连接、平板间的垂直连接、三板间的垂直连接。
卫星内部或外部安装的单机/仪器等，可以通过基本结构板1上的内侧螺孔13或外侧螺孔16进行锁紧固定。
本发明的多功能结构在具体应用时，根据任务确定的卫星构型，首先确定所选基本结构件1、各型机械连接件和电气连接件的数量，依照设计的卫星构型可以快速地进行拼接与组装。通过改变所用基本结构板1的数量，可以很方便的调整卫星主体结构的大小。
唯上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，故举凡数值的变更或等效组件的置换，或依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，都应仍属本发明专利涵盖的范畴。
Claims (5)
1.一种机电热一体化卫星结构，提出了融合机械结构、配电传输、加热控制的一体化多功能结构，其特征在于，包含：
若干机电热一体化的基本结构板，作为本发明中最基本的模块，具有作为承载、热控和配电总线的能力；
若干机械连接件，作为卫星结构系统的主要配件，用于将所述的基本结构板相互的机械连接；
若干电气连接件，作为卫星配电总线的连接件，用于各个基本结构板之间的电气连接；
将多个所述的基本结构板用机械连接件连接构成具有多个立方体空间的卫星结构单元，各个基本结构板之间的电气连接通过所述的电气连接件实现。
2.根据权利要求1所述的机电热一体化卫星结构，其特征在于，所述的基本结构板的内侧面为星内仪器安装面，该内侧面设计有热控加热器和螺孔；该基本结构板的外侧面为星外仪器、太阳帆板的安装面，同时也作为结构组装时板间连接的机械固定面，该外侧面主要设有螺孔；在该基本结构板的内侧和与其相邻的侧面的中部设有统一标准的电气连接接口。
3.根据权利要求1所述的机电热一体化卫星结构，其特征在于，所述的机械连接件包括平面连接片、折角连接片和全角连接片三种，分别实现所述基本结构板间的双板平面连接、双板垂直连接以及三板的垂直连接。
4.根据权利要求1所述的机电热一体化卫星结构，其特征在于，所述的电气连接件包括两种构型：一字形电连接件和L形电连接件，实现所述基本结构板间的电气导通，该电气连接件的两端为插针型插头，并与所述的基本结构板上的电气连接接口相配合。
5.根据权利要求1所述的机电热一体化卫星结构，其特征在于，通过机电热一体化的基本结构板、机械连接件和电气连接件快速实现卫星各构件和卫星上使用的单机、仪器设备的快速组装。
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