一种两瓣薄壳式高稳定一体化结构制造技术

一种两瓣薄壳式高稳定一体化结构，包括壳瓣片、加强筋、加强盖板、上加强角盒、下加强角盒、蜂窝底板、星敏支架、与相机连接件、上端面；各壳瓣片关于蜂窝底板对称轴对称安装，壳瓣片上部连接上端面，下部连接蜂窝底板；加强筋安装在壳瓣片两侧；上端面与壳瓣片表面之间夹角处沿周向分布上加强角盒，壳瓣片表面与蜂窝底板之间夹角处沿周向分布下加强角盒；星敏支架、与相机连接件安装在上端面上，加强盖板安装在加强筋侧面与上端面之间的夹角内。本发明专利技术通过两瓣薄壳式结构为光学相机提供充足的布局空间，同时为光学相机和星敏支架提供一体化安装平面，并满足刚度、强度、微米级热稳定设计要求。

A high stability integrated structure with two petal thin shells

A two valve shell type high stable integrated structure, including shell flap, reinforcing bars and cover plate, strengthen angle box, strengthening angle box, honeycomb floor and Xing Min bracket, connected with the camera, on the face; each shell flap on cellular symmetry installation, the upper limb shell connection the end, cellular connection part; reinforcing ribs arranged in both sides of the valve shell; between the upper end face and shell flap surface angle along the circumferential distribution of stepped angle box, angle between shell flap and cellular surface along the circumferential direction under stepped angle box; star sensor bracket, and the camera connector is installed on the on the surface, strengthen cover installation in strengthening the angle between the upper end surface of the inner side and the rib. The invention provides enough layout space for the optical camera through the two petal thin shell structure, and provides an integrated mounting plane for the optical camera and the Xing Min bracket, and meets the design requirements of stiffness, strength and micron level thermal stability.

【技术实现步骤摘要】
一种两瓣薄壳式高稳定一体化结构
本专利技术涉及一种一体化支撑结构。
技术介绍
随着对地、对天观测航天器指标要求的日益提高，高图像定位精度成为高性能遥感航天器的典型特征。在轨结构变形直接影响相机、星敏感器、陀螺等关键部件自身空间指向及彼此间的几何关系，甚至影响相机内部各镜片间的空间位置关系，是决定图像定位精度、相机成像质量的重要因素之一。结构在轨热变形在相机安装处引起的位移一般为微米级，对于低分辨率观测航天器，这些扰动可以忽略；但对分辨率优于1m的航天器，必须考虑热变形扰动影响，因为这些影响可能直接决定了成像质量能否达到设计指标。一般情况下，微米级的结构变形可能导致角秒级的设备安装面法向指向变化，进而出现米级的成像误差。同时，与其他因素相比，航天器结构在轨热变形具有一定的随机性，很难通过后期在轨处理消除其影响。因此，在轨稳定性对高分辨率航天器的性能指标至关重要，在地面研制阶段就应结合航天器系统需求开展航天器高稳定一体化结构设计、验证工作。目前国外以研发了多种类型高稳定一体化结构结构，如哈勃望远镜及LISA卫星的框架式相机支撑结构、SWARM卫星的杆状高稳定支撑结构、AASC公司设计的多种类型的高精度反射面天线结构等，均为满足刚度、强度、热稳定要求的封闭式、连续型结构。考虑光学载荷的主镜、次镜、三镜等组件布局，为满足光学载荷安装要求，高稳定一体化结构不仅需要为相机提供相机、星敏一体化安装平面，还需要满足相机主镜、三镜及一些配套光学设备的布局空间要求，为此可能破坏了高稳定一体化结构完整性，即出现高稳定一体化结构刚度、强度、微米级热稳定特性与相机安装要求的矛盾和冲突，需要综合考虑上述因素开展高稳定一体化结构设计。为充分满足光学相机安装要求，需高稳定一体化结构提供开敞式的安装空间，兼具刚度、强度、热稳定特性等。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，本专利技术提供一种两瓣薄壳式高稳定一体化结构，通过两瓣薄壳式结构为光学相机提供充足的布局空间，同时为光学相机和星敏支架提供一体化安装平面，并满足刚度、强度、微米级热稳定设计要求。本专利技术所采用的技术方案是：一种两瓣薄壳式高稳定一体化结构，包括壳瓣片、加强筋、加强盖板、上加强角盒、下加强角盒、蜂窝底板、星敏支架、与相机连接件、上端面；各壳瓣片关于蜂窝底板对称轴对称安装，壳瓣片上部连接上端面，下部连接蜂窝底板；加强筋安装在壳瓣片两侧；上端面与壳瓣片表面之间夹角处沿周向分布上加强角盒，壳瓣片表面与蜂窝底板之间夹角处沿周向分布下加强角盒；星敏支架、与相机连接件安装在上端面上，加强盖板安装在加强筋侧面与上端面之间的夹角内。所述壳瓣片有两片，壳瓣片为壳体结构，壳瓣片的壳面为由第一平面切割锥台形成的弧面，弧面中心角小于180°，所述第一平面为平行于上述弧面所在锥台的对称轴的平面。所述上端面中部开有圆弧形凹槽，圆弧轮廓线与壳瓣片上部轮廓线一致。所述加强筋沿壳瓣片周向分布，每片壳瓣片上安装四片加强筋，其中，两片加强筋分别与壳瓣片侧边连接，两片加强筋均在第一平面内。所述加强筋为梯形，两端分别与上端面、蜂窝底板平齐，小端连接蜂窝底板、大端连接上端面。所述相邻两个上加强角盒或下加强角盒之间的夹角为15-20°。所述上加强角盒或下加强角盒为一侧面开口的三棱柱，开口面向外。所述星敏支架分布在上端面两端，星敏支架为三棱柱状壳体，三棱柱一侧面连接上端面，另一侧面开有与星敏感器配合的安装孔。所述与相机连接件沿上端面中部圆弧形凹槽轮廓线分布在上端面的安装孔中，与相机连接件侧截面为T形，中心处开有通孔。还包括与星敏支架连接件，螺钉穿过星敏支架与上端面的连接面及上端面后通过与星敏支架连接件固定。本专利技术与现有技术相比的优点在于：(1)本专利技术通过设计两瓣薄壳式结构，光学相机安装面上、下、前、后均为开敞空间，为光学相机镜面、承力结构、其它电子设备等提供充足的布局空间。(2)本专利技术为光学相机和星敏支架提供一体化安装平面，相机与星敏同在一个平面上，且距离较近，极大缩短了传力路径，有效保障了二者的一体化变形保持。(3)本专利技术两瓣式构形巧妙借用了相机安装后带来的耦合刚度，并在空载停放时采用保持工装进行形状维持，由此弥补了两瓣式的不稳定劣势。通过局部加强设计，满足了刚度要求。通过构形与铺层优化设计，满足了微米级热稳定要求，(4)利用本专利技术，可以为光学相机提供完全开敞式的布局空间；为相机与星敏支架提供一体化安装平面；与相机(450kg)组合体基频可达到40Hz以上，满足刚度要求；在发射力学环境条件下，结构自身强度裕度>0.5，满足设计规范要求(>0.25)；在轨温度极端工况下，光学相机安装面平面度高于0.03mm。附图说明图1为本专利技术的两瓣薄壳式高稳定一体化结构正视图；图2为本专利技术的筒壳瓣片结构图；图3为本专利技术的加强筋结构图；图4为本专利技术的加强角盒结构图；图5为本专利技术的加强盖板结构图；图6为本专利技术的高稳定一体化结构与相机连接形式结构图；图7为本专利技术的高稳定一体化结构与星敏支架连接形式结构图；图8为本专利技术的蜂窝底板结构图；图9为本专利技术的星敏支架结构图；图10为本专利技术的两瓣薄壳式高稳定一体化结构俯视图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术进行进一步说明。如图1、图10所示，一种两瓣薄壳式高稳定一体化结构，包括壳瓣片1、加强筋2、加强盖板3、加强角盒4、加强角盒5、蜂窝底板6、星敏支架7、与相机连接件8、与星敏支架连接件9、上端面10。各零件间均采用胶接连接，其中加强角盒4、加强角盒5与半锥形筒壳瓣片1采用胶接连接的同时增加了抗剥离螺钉连接。各壳瓣片1关于蜂窝底板6对称轴对称安装，壳瓣片1上部连接上端面10，下部连接蜂窝底板6；加强筋2安装在壳瓣片1两侧；上端面10与壳瓣片1表面之间夹角处沿周向分布上加强角盒4，壳瓣片1表面与蜂窝底板6之间夹角处沿周向分布下加强角盒5；星敏支架7、与相机连接件8安装在上端面10上，加强盖板3安装在加强筋2侧面与上端面10之间的夹角内。如图2所示，壳瓣片1有两片，壳瓣片1为壳体结构，壳瓣片1的壳面为由第一平面切割锥台形成的弧面，弧面中心角小于180°，所述第一平面为平行于上述弧面所在锥台的对称轴的平面。上端面10中部开有圆弧形凹槽，圆弧轮廓线与壳瓣片1上部轮廓线一致。如图3所示，加强筋2沿壳瓣片1周向分布，每片壳瓣片1上安装四片加强筋2，其中，两片加强筋2分别与壳瓣片1侧边连接，两片加强筋2均在第一平面内。加强筋2为梯形，两端分别与上端面10、蜂窝底板6平齐，小端连接蜂窝底板6、大端连接上端面10。如图4所示，加强盖板3为边缘翻边的平板结构。如图5所示，上加强角盒4或下加强角盒5为一侧面开口的三棱柱，开口面向外。如图6所示，蜂窝底板6为圆形。如图7所示，星敏支架7分布在上端面10两端，星敏支架7为三棱柱状壳体，三棱柱一侧面连接上端面10，另一侧面开有与星敏感器配合的安装孔。如图8所示，与相机连接件8沿上端面10中部圆弧形凹槽轮廓线分布在上端面10的安装孔中，与相机连接件8侧截面为T形，中心处开有通孔。如图9所示，螺钉穿过星敏支架7与上端面10的连接面及上端面10后通过与星敏支架连接件9固定。本专利技术的具体组成如下：1)两瓣式构形高稳定一体化结构采用由对称本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种两瓣薄壳式高稳定一体化结构，其特征在于，包括壳瓣片(1)、加强筋(2)、加强盖板(3)、上加强角盒(4)、下加强角盒(5)、蜂窝底板(6)、星敏支架(7)、与相机连接件(8)、上端面(10)；各壳瓣片(1)关于蜂窝底板(6)对称轴对称安装，壳瓣片(1)上部连接上端面(10)，下部连接蜂窝底板(6)；加强筋(2)安装在壳瓣片(1)两侧；上端面(10)与壳瓣片(1)表面之间夹角处沿周向分布上加强角盒(4)，壳瓣片(1)表面与蜂窝底板(6)之间夹角处沿周向分布下加强角盒(5)；星敏支架(7)、与相机连接件(8)安装在上端面(10)上，加强盖板(3)安装在加强筋(2)侧面与上端面(10)之间的夹角内。

【技术特征摘要】
1.一种两瓣薄壳式高稳定一体化结构，其特征在于，包括壳瓣片(1)、加强筋(2)、加强盖板(3)、上加强角盒(4)、下加强角盒(5)、蜂窝底板(6)、星敏支架(7)、与相机连接件(8)、上端面(10)；各壳瓣片(1)关于蜂窝底板(6)对称轴对称安装，壳瓣片(1)上部连接上端面(10)，下部连接蜂窝底板(6)；加强筋(2)安装在壳瓣片(1)两侧；上端面(10)与壳瓣片(1)表面之间夹角处沿周向分布上加强角盒(4)，壳瓣片(1)表面与蜂窝底板(6)之间夹角处沿周向分布下加强角盒(5)；星敏支架(7)、与相机连接件(8)安装在上端面(10)上，加强盖板(3)安装在加强筋(2)侧面与上端面(10)之间的夹角内。2.根据权利要求1所述的一种两瓣薄壳式高稳定一体化结构，其特征在于：所述壳瓣片(1)有两片，壳瓣片(1)为壳体结构，壳瓣片(1)的壳面为由第一平面切割锥台形成的弧面，弧面中心角小于180°，所述第一平面为平行于上述弧面所在锥台的对称轴的平面。3.根据权利要求1或2所述的一种两瓣薄壳式高稳定一体化结构，其特征在于：所述上端面(10)中部开有圆弧形凹槽，圆弧轮廓线与壳瓣片(1)上部轮廓线一致。4.根据权利要求1或2所述的一种两瓣薄壳式高稳定一体化结构，其特征在于：所述加强筋(2)沿壳瓣片(1)周向分布，每片壳瓣片(1)上安装四片加强筋(2)，其中，两片加...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘国青，阮剑华，白刚，李竞蔚，张立新，赵华，余快，李果，杨文涛，王成伦，沈中，刘凤晶，李响，王丽俐，
申请(专利权)人：北京空间飞行器总体设计部，
类型：发明
国别省市：北京,11