一种支撑装置和用支撑装置铺装航天器结构化电缆的方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种支撑装置和用支撑装置铺装航天器结构化电缆的方法。支撑装置包括支架和与支架可拆卸地连接的护板。支架包括横梁、左支腿、右支腿、第一定位孔和第二定位孔，横梁具有上下表面及第一开口，左、右支腿相间且垂直地设置于横梁的下表面上。在本发明专利技术中采用柔性电路板代替传统普通柱状电缆作为供电分系统的组成元件，进一步提供了柔性电路板与电连接器稳定焊接连接的方法，并给出了将航天器结构化电缆集成至航天器结构板中的方法。采用柔性电路板组成航天器结构化电缆，能够减轻50％以上的航天器电缆的重量；能够节约20％航天器安装空间,保证了航天器整体轻量化；能够节约20％

【技术实现步骤摘要】
一种支撑装置和用支撑装置铺装航天器结构化电缆的方法


[0001]本专利技术涉及航天工程
，具体为一种支撑装置和用支撑装置铺装航天器结构化电缆的方法。

技术介绍

[0002]随着航天器逐渐向集成化、轻量化的趋势发展，对航天器减重及低成本化提出了全新的要求。航天器电缆网是连接各个分系统、实现航天器功能的重要产品之一，占据了航天器较大的重量比。因此，传统复杂的电缆网迫切需要寻求新的轻量化、低成本化的方式以适应航天器的应用要求。
[0003]结构化电缆是满足航天器发展要求的高度集成的新型电缆。其通过将传统电缆用柔性电路板代替并预埋在结构板中的方式，将电缆网与航天器结构板集成在一起。柔性电路板以聚酰亚胺薄膜为基材，体积小、质量轻，可大大减轻航天器的重量。并且同时将电缆网嵌设在航天器结构中的方式，也满足了集成化的需求，是未来航天器发展的重要方向。中国专利技术专利CN104527144A公开了一种轻质多功能化夹层结构板，其包括上面板、下面板以及设置在所述上面板和下面板之间的多孔芯板，所述上面板上设有若干电连接器，所述多孔芯板内设有若干加强框以及一个热管，所述加强框内各设有一根电缆，所述每根电缆分别与一个电连接器固定连接。中国专利技术专利CN104527144A虽然将航天器能源控制模块整合至航天器结构板板中，在一定程度上减轻了航天器的重量，但是仍存在以下不足：未能将能源模块的电缆进一步轻量化，使航天器的能源控制电路板和电缆仍占据较大的重量比。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是，提供一种支撑装置和用支撑装置铺装航天器结构化电缆的方法。在本专利技术中采用柔性电路板代替传统普通柱状电缆作为供电分系统的组成元件，进一步提供了柔性电路板与电连接器稳定电性连接的方法，并且更进一步地提供了将航天器结构化电缆集成至航天器结构板中的方法。本专利技术的目的通过以下技术方案来实现。
[0005]一方面，本专利技术提供了一种支撑装置，用于在航天器结构化电缆中支撑柔性电路板，并且同时支撑集成了航天器结构化电缆的航天器结构板。所述支撑装置包括支架和护板；所述支架包括横梁、左支腿、右支腿、第一定位孔和第二定位孔；所述横梁具有上表面和下表面，以及贯通所述横梁的上、下表面的第一开口；所述左、右支腿相间且垂直地设置于所述横梁的下表面上；所述第一定位孔设置于所述左、右支腿的自由端的端面上，用于利用所述支撑装置铺装航天器结构化电缆时使用；所述第二定位孔在所述左、右支腿之间设置于所述横梁的下表面，用于固定安装选定的电连接器和柔性电路板。
[0006]所述横梁与左支腿、右支腿构成U型形状，横梁的内侧面轮廓尺寸及左右支腿之间的距离需要按照要固定安装在支架上的电连接器的外形尺寸来设计，以使支架与选定的电连接器之间能够紧密贴合地固定连接。所述第二定位孔是螺纹孔，尺寸与间距要与所述电
连接器的定位孔要相匹配。所述支架的横梁上设置的第一开口的外形要与所述电连接器的对接面相匹配。当所述电连接器固定安装于所述支架时，电连接器的对接面能够从第一开口露出，以供航天器电路系统的电连接使用。
[0007]本专利技术的构思中，最重要的一点是使用柔性电路板来代替传统航天器的各部的电缆，并将所述支撑装置集成安装在航天器结构板内。采用这样的一体化的结构设计方法，具有减轻航天器结构质量、缩小体积、提高结构功能密度、减少结构部件数量等优点，非常适合航天器自身的特点。采用一体化设计的航天器结构,相比于传统设计方法，重量可以减轻30％至40％。而重量轻、体积小最大的好处就是发射成本的降低，并且更利于一箭多星的发射方式。
[0008]在航天
，能够使航天器重量减少1Kg的技术都具有极其重要的研发意义和经济意义。减少1Kg的重量，就能够效果显著地节约发射成本。
[0009]航天器的发展受需求牵引和技术推动的制约，更广泛的应用需要在关键技术上有革命性的突破与创新。这些新技术主要包括电推进技术、多功能结构、机电系统、一体化设计、先进的存储器与计算机软件技术以及轨道控制技术等。在多功能结构与一体化设计上，本专利技术的先进的技术攻克了技术难题，在保证性能稳定的基础上，进一步降低航天器的重量，用更先进的技术来支持航天器的发展。
[0010]在本专利技术中，需要解决的另一个技术难题为如何实现柔性电路板与电连接器之间稳定的电连接。柔性电路板又称“软板”，是用柔性的绝缘基材制成的印刷电路板。它可以自由弯曲、卷绕、折叠，可依照空间布局要求任意安排，并在三维空间任意移动和伸缩，从而达到元器件装配和导线连接的一体化。柔性电路板还具有良好的散热性和可焊性以及易于装连、综合成本较低等优点。但是由于柔性基材不具备刚性，通常通过按压件和位于电连接器壳体中的楔形上推块夹住并固定电连接器的内接触部和柔性板的被插入的部分。这种可分离的插接方式适用于在地球地面环境中的使用，当发生连接不稳或连接失效时，易于拆卸方便维修。航天器入轨后,需要正常工作几个月、几年甚至十几年。因此，重量轻、体积小、高可靠、长寿命和承受复杂环境条件的能力是航天器材料、器件和设备的基本要求，也是航天器设计的基本原则之一。航天器一旦被发射至太空承担各项任务，就必须确保各系统、尤其是电控系统能源系统稳定无故障的运行，所以就航天器而言，柔性电路板与电连接器更适于采用焊接的电连接方式。首先柔性电路板具有良好的散热性和可焊性，其次焊接连接具有极好的电连接稳定性。但是柔性电路板柔软不具有刚性，在焊接时不能支撑具有一定重量的电连接器，通常无法用于焊接连接。在本专利技术中提供的支撑装置，能够在电连接器与柔性电路板焊接的过程中起到支撑作用，将柔性电路板与焊接式电连接器之间焊接连接变为可能，能够保证电源与信号的稳定传输。
[0011]具体地，首先将与所述电连接器匹配的柔性电路板的连接端从左右支腿之间放置在电连接器上，因为所述柔性电路板连接端也设置有与第二定位孔尺寸和位置相匹配的定位通孔，用螺钉可以将所述电连接器与所述柔性电路板一同固定于支架，形成支架组件。支架横梁的厚度、左右支腿之间的距离、左右支腿靠近横梁部分的形状与轮廓和横梁内侧面的轮廓与尺寸都是按照所要安装的电连接器和柔性电路板设计定制的，所以这三者的安装部之间可以被紧密接触地固定，能够保证支架的尺寸最小化，减轻支架的整体重量，进而降低航天器的制造及发射成本。
[0012]组装好的支架组件即可被放置于焊接工序所在位置，进行焊接。可以由人工焊接。
[0013]优选地，使用波峰焊焊接设备来焊接连接所述电连接器和所述柔性电路版。波峰焊是借助泵压作用，使熔融的液态焊料表面形成特定形状的焊料波来焊接的方式，是插装了元器件的装连组件以一定角度通过焊料波时，在引脚焊区形成焊点的工艺技术。支架组件在由链式传送带传送的过程中，先在焊机预热区进行预热。预热后，支架组件进入锡槽进行焊接。锡槽盛有熔融的液态焊料，钢槽底部喷嘴将熔融焊料订出定形状的波峰，这样，在支架组件焊接面通过波时就被焊料波加热，同时焊料波也就润湿焊区并进行扩展填充，最终实现焊接过程。波峰焊一般用于刚性印刷电路板的焊接，刚性印刷电路板引脚为液态本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种支撑装置，其特征在于，包括支架(1)和护板(2)；所述支架(1)包括横梁(11)、左支腿(12)、右支腿(13)、第一定位孔(14)和第二定位孔(15)；所述横梁(11)具有上表面和下表面，以及贯通所述横梁(11)的上、下表面的第一开口(111)；所述左、右支腿相间且垂直地设置于所述横梁(11)的下表面上；所述第一定位孔(14)设置于所述左、右支腿(12、13)的自由端的端面上；所述第二定位孔(15)在所述左、右支腿(12、13)之间设置于所述横梁(11)的下表面。2.根据权利要求1所述的支撑装置，其特征在于，所述护板(2)嵌入所述左、右支腿(12、13)自由端；所述第一、第二定位孔(14、15)是螺纹孔。3.根据权利要求1所述的支撑装置，其特征在于，所述护板(2)跨接覆盖所述左、右支腿(12、13)的自由端；在所述护板(2)上设置第三定位孔，所述第三定位孔是通孔，且与所述第一定位孔(14)相匹配；所述第一、第二定位孔(14、15)是螺纹孔。4.根据权利要求2所述的支撑装置，其特征在于，所述左、右支腿(12、13)的自由端上设有左、右凸缘(12a、13a)，所述第一定位孔位于所述左、右凸缘(12a、13a)上。5.根据权利要求3所述的支撑装置，其特征在于，所述左、右支腿(12、13)的自由端上设有左、右凸缘(12a、13a)，所述第一定位孔位于所述左、右凸缘(12a、13a)上。6.一种利用如权利要求1
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5所述的支撑装置铺装航天器结构化电缆的方法，其步骤如下，S1.将电连接器(3)与柔性电路板(4)固定安装于所述支架(1)，构成支架组件；S2.将组装好的支架组件上所述电连接器(3)与所述柔性电路板(4)焊接连接；S3.将所述护板(2)嵌入固定或跨接覆盖所述组...

【专利技术属性】
技术研发人员：商子荷，高战地，夏占军，吴琼，
申请(专利权)人：北京卫星制造厂有限公司，
类型：发明
国别省市：