衛星電子系統單機裝置的製作方法

2023-08-03 22:37:31

專利名稱：衛星電子系統單機裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及衛星電子系統的單機裝置。
技術背景衛星等航天產品在保證使用功能和性能的前提下，越來越趨向於小型 化發展，它們所攜帶的單機設備也將隨之小型化和輕量化。目前，星上多模塊單機產品基本上分為有總線母板和無總線母板兩 種，它們大多數採用插槽式或棧接式結構形式。應用最多的是插件與總線 母板連接的結構形式。這種結構形式的機箱由多塊鋁合金板材拼接通過緊 固件緊固而成，其主要由上下導向板、兩側板和底板組成，各模塊沿著導向板插入。各模塊均有電路板和框架組成。在這裡框架的主要作用降低振動時振幅的放大倍數，使電路板不會發生翹曲和斷裂；在功能模塊與機殼 (導向板)間安裝鎖緊機構裝置以固定功能模塊。這種結構形式的主要優 點在於各模塊可分別插拔，便於調試和維修。圖1為這種產品的實物照片。 但這種形式結構相對較為複雜，零件數目多，最主要的是這種結構對質量 有較大的需求，不適於航天產品單機設備小型化和輕量化的要求。發明內容為了解決現有技術不適於航天產品單機設備小型化和輕量化要求等不足，本實用新型的目的在於提供一種衛星電子系統單機裝置。本實用 新型不僅適用於星載產品的使用環境，而且實現了小型化、輕型化，以及 更好的可擴充性。為了達到上述發明目的，本實用新型為解決其技術問題所採用的技術 方案是提供一種衛星電子系統單機裝置，該裝置包括設置有各自內總線接插件的各種電路板，分別安裝在外圍尺寸相等的 圍框上，組成單個電路板模塊；單個電路板模塊層層疊加安裝，每一單個 電路板模塊的總線接插件與下層單個電路板模塊的總線接插件相連，又與 上層單個電路板模塊的內總線接插件相連，單個電路板模塊的數量不限， 組成總線結構形式的電路板模塊組件。電路板模塊組件頂部具有一個端 蓋，用金屬板將電路板模塊組件封閉。電路板模塊組件的底部具有一個底 部安裝模塊，該底部安裝模塊的四周具有與星體固定的安裝腳，其上設置 有安裝螺孔，用於同衛星星體的固定。上述端蓋、圍框和底部安裝模塊的 四角和邊緣中心位置設置有相互配合的定位安裝螺孔，用長螺釘串接緊固 組成本實用新型的單機裝置。整個單機通過底部安裝模塊上的四到六個安 裝腳固定到星體上。本實用新型衛星電子系統單機裝置由於採用棧接式層疊結構，不採用 母板，因此，相當於將電路板固定框架和機箱外殼一體化，對質量的需求 小，取得了小型化、輕型化，並且電路板擴充方便、靈活等有益效果。


圖l是現有技術插槽式衛星機箱的外形圖；圖2是本實用新型衛星電子系統單機裝置的結構示意圖； 圖3是本實用新型衛星電子系統單機裝置爆炸示圖； 圖4是帶有較大功率器件的圍框示意圖； 圖5是底部安裝模塊示意圖； 圖6是一般模塊圍框示意圖； 圖7是端蓋示意圖。
具體實施方式
圖1是現有技術， 一種插槽式衛星機箱的實物照片。這種結構形式 的機箱由多塊鋁合金板材拼接通過緊固件緊固而成，其主要由上下導向 板、兩側板和底板組成，各模塊沿著導向板插入。各模塊均有電路板和框 架組成。這種形式結構相對較為複雜，零件數目多，最主要的是這種結構 對質量有較大的需求，不適於航天產品單機設備小型化和輕量化的要求。
以下結合附圖說明本實用新型的優選實施例。圖2是本實用新型衛星電子系統單機裝置的結構示意圖；圖中標記 為端蓋201、電路板模塊組件202、底部安裝模塊203、安裝腳204。圖3是本實用新型衛星電子系統單機裝置爆炸示圖，圖中標記為-電路板301、圍框302、單個電路板模塊303、長螺釘304。如圖2和圖3所示，本實用新型單機裝置採用棧接式的層疊結構形式， 該裝置包括設置有各自內總線接插件的各種電路板301，分別安裝在外圍尺寸相 等的圍框302上，組成單個電路板模塊303。單個電路板模塊303層層疊加安裝，每一單個電路板模塊303的總線接插件與下層單個電路板模塊 303的總線接插件相連，又與上層單個電路板模塊303的內總線接插件相 連，組成總線結構形式的電路板模塊組件202。其具體的表現形式為下面 電路板的內總線接插件的針插在上面一塊電路板接插件的孔上，而上面這 塊電路板上的針又插在它上面的電路板的接插件的孔上，以此類推組成電 路板模塊組件202。單個電路板模塊303的數量不限，可以按照需求擴充 或減少。電路板模塊組件202頂部具有一個端蓋201，用金屬板將電路板 模塊組件202封閉。電路板模塊組件202的底部具有一個底部安裝模塊 203。電路板模塊組件202的四周設置有與星體固定的安裝腳204，其上 具有安裝螺孔，用於同衛星星體的固定。上述端蓋201、圍框302和底部 安裝模塊203的四角和邊緣中心位置設置有相互配合的定位安裝螺孔，用 長螺釘304串接緊固，即組成本實用新型的單機裝置。整個單機裝置通過 底部安裝模塊203上四到六個安裝腳204固定到星體上。上述電路板模塊303上的總線接插件型號可根據所需用器件的高度 選擇，再根據接插件插合後的高度來確定圍框302的高度，並根據電路板 301的尺寸來確定圍框302的尺寸。電路板301通過螺釘固定在圍框302 上，圍框302可添加一些加強筋以確保其剛度和強度。如圖3中標號1位置所示，單個電路板模塊303之間，以及模塊303 與端蓋201、底部安裝模塊203的相接處採用凹凸鑲嵌結構。這樣，可使 整個單機具有良好的防輻射性。如圖3中標號2位置所示，圍框302外周殼體上不影響安裝和屏蔽的地方可開減輕孔，這樣既減輕了重量，又增 加了框架的剛度。圖4是帶有較大功率器件的圍框302的示意圖；如圖4中標號1位 置所示，對於發熱大的元器件，可在圍框302上設計伸出的薄金屬板，器 件可貼在這金屬板上再安裝到電路板上。這樣可以提高傳熱的效率。圖5是底部安裝模塊203的示意圖，如圖所示，其結構同圍框302 基本相同，僅在圍框302的底部用金屬板封閉，安裝上若干安裝腳204， 用於將單機固定在星體上。當單機尺寸較大時，可增加安裝腳204的數量。 圖中斜線表示該面為有金屬封閉的。圖6是一般電路板圍框的示意圖，為中空圍框，無需散熱或封閉用 的金屬板。圖7是端蓋201的示意圖，其作用是將整個單機封閉，起到屏蔽抗 幹擾作用。圖中斜線表示該面具有金屬板封閉。上述圍框302採用鋁合金整體數控加工成形，保證了工件的加工精度 和強度，提高了工件的固有諧振頻率，避免在振動低頻區域出現共振現象； 電路板與框體的安裝採用多點均勻支撐固定，有效降低振動時振幅的放大 倍數，避免電路板翹曲和斷裂；確保設備三軸向的固有頻率不小於100Hz， 與衛星之間不致產生耦合。確保整體的剛性和強度。考慮到在軌運行期間 的防輻射問題，上述端蓋201、圍框302的殼壁厚度不小於2rran鋁合金板， 優選厚度為2mm。本實用新型衛星電子系統單機裝置，通過以上實施方法，可實現衛星 單機的小型化，輕型化，結構上的可擴充。在結構、工藝設計上充分考慮 電、熱、質量、質心、力學環境，空間輻射環境的嚴酷程度等要求。設備 的結構有足夠的強度和剛度，能經受得住衛星力學環境仿真試驗(隨機振動、正弦振動、衝擊、噪聲、超重過載等)的作用而不產生彈性、塑性變形。根據發熱器件耗損功率，設計適中的散熱途徑，採用框體傳導散熱； 結構件設計保證較高的平直度和光潔度，降低相互間的接觸熱阻；將功耗 大的器件分布安裝在模塊框體的邊緣或接近安裝面的底部，使熱量以最短 路徑傳導至衛星平臺。
權利要求1. 一種衛星電子系統單機裝置，其特徵在於，該裝置包括設置有各自內總線接插件的各種電路板[301]，分別安裝在外圍尺寸相等的圍框[302]上，組成單個電路板模塊[303]；單個電路板模塊[303]層層疊加安裝，每一單個電路板模塊[303]的總線接插件與下層單個電路板模塊[303]的總線接插件相連，又與上層單個電路板模塊[303]的內總線接插件相連，單個電路板模塊[303]的數量不限，組成總線結構形式的電路板模塊組件[202]；電路板模塊組件[202]頂部具有一個端蓋[201]，用金屬板將電路板模塊組件[202]封閉；電路板模塊組件[202]的底部具有一個底部安裝模塊[203]；底部安裝模塊[203]四周具有與星體固定的安裝腳[204]，其上設置有安裝螺孔；上述端蓋[201]、圍框[302]和底部安裝模塊[203]的四角和邊緣中心位置設置有相互配合的定位安裝螺孔，用長螺釘[304]串接緊固成單機裝置；整個單機裝置通過底部安裝模塊[203]上四到六個安裝腳[204]固定到星體上。
2、 根據權利要求1所述的衛星電子系統單機裝置，其特徵在於所 述的圍框[302]具有加強筋。
3、 根據權利要求l或2所述的衛星電子系統單機裝置，其特徵在於: 所述的圍框[302]外周殼體上不影響安裝和不影響電路板屏蔽處具有減輕 孔。
4、 根據權利要求3所述的衛星電子系統單機裝置，其特徵在於所 述的圍框[302]具有安裝大功率發熱元器件的、伸出的薄金屬板。
5、 根據權利要求1所述的衛星電子系統單機裝置，其特徵在於所述的單個電路板模塊[303]之間，以及單個電路板模塊[303]與端蓋[201 ]、 底部安裝模塊[203]的相接處採用凹凸鑲嵌結構。
6、 根據權利要求1所述的衛星電子系統單機裝置，其特徵在於所 述的底部安裝模塊[203]僅是在圍框[302]的底部用金屬板封閉，設置若干 安裝腳[204]。
7、 根據權利要求1所述的衛星電子系統單機裝置，其特徵在於所 述的圍框[302]採用鋁合金整體數控加工成形，其殼壁厚度不小於2mm，優 選2mm。
專利摘要本實用新型公開了一種衛星電子系統單機裝置，包括單個電路板模塊層層疊加安裝，通過模塊內的總線接插件相互連接，組成總線結構形式的電路板模塊組件；電路板模塊組件頂部具有封閉端蓋；底部具有安裝模塊，上述端蓋、電路板模塊組件和底部安裝模塊的四角和邊緣中心位置設置有相互配合的定位安裝螺孔，用長螺釘串接緊固組成單機裝置。本實用新型具有結構簡單，重量輕，可擴充性好等優點。從而更易實現衛星單機的小型化、輕型化，並降低了成本。
文檔編號H05K7/02GK201115118SQ200720072649
公開日2008年9月10日 申請日期2007年7月19日 優先權日2007年7月19日
發明者江榮康, 祁亞魯, 譚春蘇 申請人:上海航天局第八○九研究所