本实用新型专利技术属于空间实验装置结构设计技术领域，针对现有空间科学载荷设计中存在的技术问题，本实用新型专利技术公开了一种高有效载荷质量占比的大中型多层空间实验装置，前立板与底板通过底部连接为L形结构，下框架、中层板和上框架从下而上连接为一体，下框架与底板连接，上框架前端与前立板内侧连接，前部通风结构的底部安装在底板前端，前部通风结构的上部与前立板外侧连接，凹口形蒙皮呈包围形式与前立板、底板上部、下框架、上框架连接，上盖板从上方与凹口形蒙皮、前立板、上框架连接。实现多样化功能和结构整体化与紧凑化设计，是一种高载荷结构质量比、紧凑型模块化分区、便于组装调试、强度可靠、迭代迅速、成本低的多层空间实验装置。
【技术实现步骤摘要】
一种高有效载荷质量占比的大中型多层空间实验装置
本技术属于空间实验装置结构设计
，具体涉及一种高有效载荷质量占比的大中型多层空间实验装置与安装方法。
技术介绍
航天活动的蓬勃发展，必将催生大量的空间科学/技术试验机会，随之而来的伴生大量空间科学载荷的研制任务，当前国家空间实验要求越来越工程化，对功耗、机械等的余量越来越小，研制周期越来越短，在高安全性、高可靠性、快速迭代的任务要求下，需要开展模块化设计，通过把航天载荷分解成若干个独立的功能模块，每个模块物理独立、功能独立，采用标准的机械、电、热及数据接口对各模块进行连接，实现航天载荷的整体功能。模块化的航天载荷结构应该是一种更紧凑和轻量化的结构，其装配、集成和测试更快速，而且现有设计能便于重复使用。机械结构是航天载荷的重要组成部分和基础，承担着承受内外加载、提供载荷内外安装接口和提供构型等功能，要求其在任务剖面各种力、热环境作用下保持一定刚度和尺寸稳定性，不仅能够承受极端的发射环境而不发生破坏和有害变形，还要在轨运行时具有要求的位置和指向精度，以保证其上的有效载荷按照指标能正常工作。对航天载荷结构来说，其主要的性能指标包括质量、刚度和精度，随着我国航天探测以及空间科学等领域的发展，对高承载、轻量化和高精度结构提出更高的要求。目前我国使用的典型的航天器结构形式包括壳体结构、板结构、构架结构、支架结构、连接结构和可展结构，在航天器中已经有较为成熟的应用，而在航天载荷尤其是科学载荷的结构设计中，由于是单体化设计，主要采用外部厚板抠筋后拼接、内部局部支架的形式，单体化拼凑痕迹重，结构重量和有效载荷质量比很大，增加了发射成本；而且内部载荷一体化比较差，不容易结构保持均一化变形从而导致相对误差增大；此外，非模块化的设计，对于多家承研单位分开调试也是一种奢望；最后，部分结构直接安装在外板上，使得调试时空间开放度不够，操作空间小从而不利于进行局部的修改校正。现有空间科学载荷研制中，基本没有兼顾技术性和经济性的先例，因此，如果对于科学载荷研制的结构进行一种结构紧凑、高载荷结构质量比、模块化分区、便于调试、强度可靠、迭代迅速、成本低的结构设计和安装的有益探索，应用于未来空间科学载荷结构设计中具有重要的现实意义。
技术实现思路
针对现有空间科学载荷设计中存在的技术问题，本技术的目的在于研发一种高有效载荷质量占比的多层空间实验装置，具体为一种高载荷结构质量比、紧凑型模块化分区、便于组装调试、强度可靠、迭代迅速、成本低的多层空间实验装置与安装方法。本技术采取的技术方案为：一种高有效载荷质量占比的多层空间实验装置，包括前立板、底板、中层板、上框架、下框架、凹口形蒙皮、前部通风结构、上盖板，所述前立板与底板通过底部连接为L形结构，下框架、中层板和上框架从下而上连接为一体，从空间上分为上、中、下三层布局，下框架与底板连接，上框架前端与前立板内侧连接，前部通风结构的底部安装在底板前端，前部通风结构的上部与前立板外侧连接，凹口形蒙皮呈包围形式与前立板、底板上部、下框架、上框架连接，上盖板从上方与凹口形蒙皮、前立板、上框架连接，从而组成上中下不同功能分层及外部空间的多层空间实验装置。进一步的，所述底板和前立板设置为主支撑体，维持整体结构的强度。底板和前立板具有一定的厚度，且采用结构抠筋的加工方式，既用于安装布置其上的实验装置，也做为结构减重设计。进一步的，所述中层板具有一定的厚度，且采用结构抠筋的加工方式，既用于安装布置其上的实验装置，也做为结构减重设计。中层板通过穿钉与下框架进行连接。进一步的，所述前立板上方加工电连接器安装孔，下方设置为等间距排布的安装腿，前立板通过安装腿与底板连接，前立板的外部四周设置为台阶式边沿，通过台阶式边沿与凹口形蒙皮、上盖板连接。进一步的，所述底板设置为半箱式结构，其四周设置为呈一定高度的裙边，底板通过裙边与凹口形蒙皮连接；所述底板外沿设置为一定数量的安装凸耳，通过凸耳与飞行器进行连接。进一步的，所述下框架设置为由水平铝型材、竖直铝型材和连接角件组成半封闭的矩形框架结构，下框架底部和前部分别通过连接角件与底板和前立板进行连接。进一步的，所述上框架设置为由水平铝型材、竖直铝型材和连接角件组成半封闭的矩形框架结构，上框架底部和前部分别通过连接角件与下框架和前立板进行连接。上框架顶部可用于悬垂安装实验装置。进一步的，所述凹口形蒙皮采用薄板弯成凹口形蒙皮薄板，其上部和其下部分别安装铆接条，通过铆接条分别与前立板左右两侧、底板外沿和上盖板连接；上框架和下框架的所有外侧型材内部安装槽条，通过槽条安装上导电密封条a和下导电密封条b，通过导电密封条分别与凹口形蒙皮薄板、上框架和下框架连接，也可保证整体结构的搭接。进一步的，所述上铆接条a的上端向上延伸设置有第一凸起，上铆接条a的左端向外延伸设置有第二凸起，第一凸起和第二凸起相连的上侧部形成第一凹槽；上铆接条a的下端向下延伸设置有第三凸起，第二凸起和第三凸起相连的左侧部形成第二凹槽，第三凸起和上铆接条a本体相连的右侧部形成第三凹槽30；上导电密封条a水平横置嵌设在第一凹槽内，蒙皮薄板的顶端沿着竖直方向嵌设在第二凹槽内；所述上铆接条b的上端向上延伸设置有上凸起，上铆接条b的下端向外延伸设置有下凸起，上凸起和下凸起的交接处通过水平连接部相连形成侧“Z”字形结构，上凸起和水平连接部相连的上侧部形成第四凹槽，水平连接部和下凸起相连的下侧部形成第五凹槽；蒙皮薄板的下端和上铆接条b的上凸起外侧相连，下导电密封条b沿着竖直方向嵌设在第五凹槽内；第一凹槽、第二凹槽、第三凹槽、第四凹槽、第五凹槽的相邻两条边缘之间为直角分布，第三凹槽和第四凹槽相互对应且凹陷深度相同，其外侧边缘连线处于同一水平线上。进一步的，所述前部通风结构自上而下分别设置有上支架和下支架，通过上支架和下支架安装通风设备，通风设备包括通风换热器和风扇，通风设备外覆金属网，既用于风扇通风，也可保证通风设备内外的电磁屏蔽效果；上支架的顶部设置为拱桥弧形结构，且其上设置通风筛网，上支架的外侧设置有安装凸耳，通过安装凸耳与前立板连接固定。进一步的，所述上盖板设置为薄板结构，上盖板通过导电密封条与上框架内安装槽条直接连接。一种基于所述高有效载荷质量占比的多层空间实验装置的安装方法，其特征在于，具体包括如下步骤：(1)按照从部件级到模块级的次序安装，即先分别安装底板、中层板和上框架上的科学实验仪器，分别调试；(2)然后，将前立板与底板连接，将外部通风结构与前立板连接；(3)再将底板、下框架、中层板和上框架按先后顺序依次相互连接，之后连接各个功能模块之间的必要电、气、液链路；(4)最后依次安装凹口形蒙皮和上盖板；(5)需调试和调整功能模块，按照上述步骤的反顺序拆卸即可。本技术的有益效果为：本技术针对空间科学载荷的任务剖面和研制过程中的特殊要求，既充分考虑满足发射过程中的复杂本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高有效载荷质量占比的大中型多层空间实验装置，其特征在于，包括前立板、底板、中层板、上框架、下框架、凹口形蒙皮、前部通风结构、上盖板，/n所述前立板与底板通过底部连接为L形结构，下框架、中层板和上框架从下而上连接为一体，从空间上分为上、中、下三层布局，下框架与底板连接，上框架前端与前立板内侧连接，前部通风结构的底部安装在底板前端，前部通风结构的上部与前立板外侧连接，凹口形蒙皮呈包围形式与前立板、底板上部、下框架、上框架连接，上盖板从上方与凹口形蒙皮、前立板、上框架连接，从而组成上中下不同功能分层及外部空间的多层空间实验装置。/n
【技术特征摘要】
1.一种高有效载荷质量占比的大中型多层空间实验装置，其特征在于，包括前立板、底板、中层板、上框架、下框架、凹口形蒙皮、前部通风结构、上盖板，
所述前立板与底板通过底部连接为L形结构，下框架、中层板和上框架从下而上连接为一体，从空间上分为上、中、下三层布局，下框架与底板连接，上框架前端与前立板内侧连接，前部通风结构的底部安装在底板前端，前部通风结构的上部与前立板外侧连接，凹口形蒙皮呈包围形式与前立板、底板上部、下框架、上框架连接，上盖板从上方与凹口形蒙皮、前立板、上框架连接，从而组成上中下不同功能分层及外部空间的多层空间实验装置。
2.根据权利要求1所述一种高有效载荷质量占比的大中型多层空间实验装置，其特征在于，所述前立板上方加工电连接器安装孔，下方设置为等间距排布的安装腿，前立板通过安装腿与底板连接，前立板的外部四周设置为台阶式边沿，通过台阶式边沿与凹口形蒙皮、上盖板连接。
3.根据权利要求1所述一种高有效载荷质量占比的大中型多层空间实验装置，其特征在于，所述底板设置为半箱式结构，其四周设置为呈一定高度的裙边，底板通过裙边与凹口形蒙皮连接；所述底板外沿设置为一定数量的安装凸耳，通过凸耳与飞行器进行连接。
4.根据权利要求1所述一种高有效载荷质量占比的大中型多层空间实验装置，其特征在于，所述下框架设置为由水平铝型材、竖直铝型材和连接角件组成半封闭的矩形框架结构，下框架底部和前部分别通过连接角件与底板和前立板进行连接。
5.根据权利要求1所述一种高有效载荷质量占比的大中型多层空间实验装置，其特征在于，所述上框架设置为由水平铝型材、竖直铝型材和连接角件组成半封闭的矩形框架结构，上框架底部和前部分别通过连接角件与下框架和前立板进行连接。
6.根据权利要求1或4或5所述一种高有效载荷质量占比的大中型多层空间实验装置，其特征在于，所述凹口形蒙皮采用薄板弯成凹口形蒙皮薄板，其上部和其下部分别安装上铆接条a和上铆接条b，通过上铆接条a和上铆接条b分别...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘秋生，朱志强，解京昌，陈雪，刘文军，
申请(专利权)人：刘秋生，
类型：新型
国别省市：北京;11
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