一种卫星结构板及其安装方法

本发明涉及航空航天技术领域，特别涉及一种卫星结构板及其安装方法。

背景技术：

卫星总装是卫星研发过程中的重要一环，通过机装、电装和热装等装配的交叉组合将一个个独立的产品组合成一颗完整的卫星。以目前卫星结构构型发展来看，多数卫星都由相应的卫星结构板组成卫星主结构。

目前，卫星结构板的安装多采用销钉定位方式，该方式简单易操作。但是有一些卫星采用框架面板结构，其中，框架结构为主承力结构，面板结构则可分摊结构面内力，并作为星上单机的安装结构，这就使得某些侧板结构及其上安装的单机重量较大，不能通过人力搬运来完成结构板和主框架或其他结构之间的装配，因此，通常会通过具有翻转功能的侧板安装平台来辅助安装，侧板安装平台能使卫星侧板由水平位置翻转90度，呈竖直状态，然后通过侧板安装平台电机的慢走位逐步逼近卫星主框架，当结构板与主框架贴紧孔位差不多对齐时，首先安装结构板对角位置处的两个销钉，保证结构重复安装精度，然后再按照顺序安装其他紧固螺钉。侧板安装车可以实现结构板三个方向的平移和一个方向的转动的需求，进而实现结构板的支撑、翻转、平移等操作。侧板安装车有“快档”和“慢档”两个速度比例的调速功能，“快档”是通过点动按键的时间长短来控制各个方向行程，“慢档”通过手轮摇动角度进行微调。目前，卫星结构板装配过程中各个方向的行程远远没有达到量化的程度，基本上靠现场的总装操作人员的经验来判断，每安装一块舱板，现场一般需要多名经验丰富的操作人员配合才能完成：一名操作指挥人员，全局把控操作方向和步骤；2～3名侧板安装车操作人员，主要负责操作车的“快档”和“慢档”操作；2～3名观察岗，防止结构板接触主结构时出现擦碰或者压到电缆线等质量问题。

根据统计，目前每块结构板合板时间需要4～10小时不等。且虽然操作过程并不复杂，但是需要精细操作才能保证不擦碰其他结构或者挤压电缆线，对操作人员的经验和配合性要求较高，需要一直高度注意力集中，否则误操作会带来不可估量的后果。

技术实现要素：

针对现有技术中的部分或全部问题，本发明一方面提供一种卫星结构板，包括：

电缆槽，设置于所述卫星结构板的边沿，用于单机电缆走线，所述单机电缆经由所述电缆槽，并通过接插件与其他结构板的电缆连接；以及

导向杆对接孔，其贯穿所述卫星结构板，与卫星主体结构上的导向杆相对应，所述导向杆对接孔包括：

锥孔，其设置于所述卫星结构板的第一表面，所述锥孔的顶部截

面积大于底部；以及

圆孔，其设置于所述卫星结构板的第二表面，其与所述锥孔的底部连通。

进一步地，所述导向杆包括两个，其设置于卫星主体结构的对角方位。

进一步地，所述导向杆的第一端包括外螺纹，其与所述卫星主体结构通过螺纹连接方式连接。

进一步地，所述导向杆的第二端为球头状。

本发明另一方面提供所述卫星结构板的安装方法，包括：

将具备合板状态的卫星结构板翻转90°呈竖直状态；

将所述卫星结构板推至导向杆附近，通过锥孔调整卫星结构板位置，直至导向杆滑入导向杆对接孔；

将所述卫星结构板推至与卫星主结构安装面贴合，插入对角定位销，然后安装紧固螺钉，并拆卸导向杆；以及

安装跨板接插件。

进一步地，所述安装方法包括，通过侧板安装车翻转所述卫星结构板，并实现卫星结构板的位置调整。

本发明提供的一种卫星结构板及其安装方法，通过导向杆以及导向杆对接孔的配合，实现了主结构与结构板的快速对准，减少了因操作人员的视觉误差或者经验少而增加的装配时间。此外，通过将跨板或跨舱电缆解耦设计，也就是将跨板或跨舱电缆分段进而变成板内电缆，而板与板之间通过结构板边缘的接插件连接，实现信号或功率传输，这样有效避免了卫星结构板安装时压线或夹线，节省了合板时间；此外，结构板与结构板之间跨板的电缆线完全解耦之后，板与板之间电装互不影响，既可以提前布局走线也可以总装过程中穿插走线，节省总装周期，装星工艺更简便，既能降低装星过程中的质量风险，又能节省装星周期。

附图说明

为进一步阐明本发明的各实施例的以上和其它优点和特征，将参考附图来呈现本发明的各实施例的更具体的描述。可以理解，这些附图只描绘本发明的典型实施例，因此将不被认为是对其范围的限制。在附图中，为了清楚明了，相同或相应的部件将用相同或类似的标记表示。

图1a-1b示出现有技术中跨板电缆布局走线示意图；

图2示出本发明一个实施例的一种卫星结构板的结构示意图；

图3a-3b示出本发明一个实施例的卫星结构板的跨板电缆布局走线示意图；

图4示出本发明一个实施例的卫星结构板在竖直状态下的跨板电缆状态示意图；

图5示出本发明一个实施例的定位销和导向杆分布示意图；

图6示出本发明一个实施例的导向杆的结构示意图；

图7示出本发明一个实施例的导向杆对接孔的结构示意图；

图8示出本发明一个实施例的导向杆对准锥孔示意图；

图9示出本发明一个实施例的导向杆偏置于锥孔一侧示意图；

图10示出本发明一个实施例的一种卫星结构板的安装方法的流程示意图；以及

图11a-11f示出本发明一个实施例的一种卫星结构板的安装方法的过程示意图。

具体实施方式

以下的描述中，参考各实施例对本发明进行描述。然而，本领域的技术人员将认识到可在没有一个或多个特定细节的情况下或者与其它替换和/或附加方法、材料或组件一起实施各实施例。在其它情形中，未示出或未详细描述公知的结构、材料或操作以免模糊本发明的发明点。类似地，为了解释的目的，阐述了特定数量、材料和配置，以便提供对本发明的实施例的全面理解。然而，本发明并不限于这些特定细节。此外，应理解附图中示出的各实施例是说明性表示且不一定按正确比例绘制。

在本说明书中，对“一个实施例”或“该实施例”的引用意味着结合该实施例描述的特定特征、结构或特性被包括在本发明的至少一个实施例中。在本说明书各处中出现的短语“在一个实施例中”并不一定全部指代同一实施例。

需要说明的是，本发明的实施例以特定顺序对工艺步骤进行描述，然而这只是为了阐述该具体实施例，而不是限定各步骤的先后顺序。相反，在本发明的不同实施例中，可根据工艺的调节来调整各步骤的先后顺序。

当前卫星结构板的装配过程中，亟待解决的问题是如何能快速对准卫星主体结构和卫星结构板的安装孔，减少因操作人员的视觉误差或指挥差异、或者经验少而增加装配时间，同时避免在快速安装过程中挤压电缆线。在侧板安装车的辅助下，卫星结构板从水平放置调整为竖直或倾斜状态比较容易实现，例如，为了防止与星体其他结构出现刮擦或者干涉，可以将侧板安装车移动到某一方向的远位再进行调整，此时可采用“快档”。但是当卫星结构板呈竖直状态，且与卫星主体结构的距离约为100～200mm时，则必须用“慢档”逐渐逼近卫星主体结构，然后当卫星结构板与卫星主体结构接触面贴合后，需要调整卫星结构板其他方位位移，使卫星结构板和卫星主体结构的孔位配合，然后安装销钉和螺钉。然而，“慢档”逼近安装面和调整剩余方位是操作难点，需要不断迭代逼近，很难一步到位，有时由于视觉误差可能存在试错风险，因此这是一个稍微“漫长”的过程，一般会占整个合板过程的1/2～2/3时间段长度。此外，在合板过程中，还极易出现跨板或跨舱电缆挤压的问题。跨板或跨舱电缆是指电缆两端接插件不在相同的卫星结构板上或卫星结构板内的单机上。跨舱电缆是指卫星或航天器设计时分舱段，而电缆从某一舱段连接到另一舱段。目前，卫星电缆网的线束两端接插件直接连接两个单机，如图1a所示，卫星结构板ⅰ或卫星结构板ⅳ合板时，有挤压α处或β处的风险，需要卫星结构板ⅰ、卫星结构板ⅱ和卫星结构板ⅳ之间装配状态相辅相成才能完成整束电缆的敷设，例如完成卫星结构板ⅰ段电缆敷设后，卫星结构板ⅱ不具备状态，则只能暂停当前电缆装配，当卫星结构板ⅱ具备状态时再次进行电装，然后依次进行卫星结构板ⅳ段装配，装配过程一般只能串联。图1a所示的单束电缆为一个接插件连接一个接插件的线束，当单束电缆根据卫星总体电缆网设计需求，被设计成一个接插件连接多个接插件或者多个接插件连接多个接插件的线束，或一束电缆连接线跨越多块结构板或跨板电缆线束较多的时候，电装情况更复杂，如图1b所示。

为了减少从卫星结构板竖直，到安装到位由定位销定位之间的盲定位问题，以及跨板电缆的压线风险，本发明提供一种卫星结构板及其安装方法，下面结合实施例附图，对本发明的方案做进一步描述。

图2示出本发明一个实施例的一种卫星结构板的结构示意图。如图2所示，一种卫星结构板，包括电缆槽101以及导向杆对接孔102，其中，所述电缆槽101设置于所述卫星结构板的边沿，用于单机电缆走线，所述单机电缆经由所述电缆槽，并通过接插件与其他结构板的电缆电连接；以及所述导向杆对接孔102贯穿所述卫星结构板，与卫星主体结构上的导向杆相对应。

针对跨板电缆易压线的问题，发明人将跨板或跨舱电缆解耦设计，即将跨板或跨舱电缆分段，进而变成板内电缆，而板与板之间通过板间接插件连接实现信号或功率传输。如图3a所示，其将现有的如图1a所示的电缆转换为电缆a、电缆b、电缆c，以及板与板之间连接处的接插件，而板间的接插件不再局限于原有的一束电缆单独配置一对接插件，而是在每块卫星结构板内，根据伸出该卫星结构板的信号线芯和功率线芯的方位和数量重新整合板间接插件数目和型号配置，如图3b所示。跨板电缆完全解耦设计，即跨板过程中通过卫星结构板边缘的接插件连接，使得既可以提前布局走线也可以总装过程中穿插走线，装星工艺过程变得更简单，而且很多机电热装可以由原先的串联装备改成并联装配，甚至根据三维仿真设计提前装配，降低了装星过程中的质量风险，同时节省了装星周期。

图4示出本发明一个实施例的卫星结构板在竖直状态下的跨板电缆状态示意图。可以看出，虽然解耦设计简化了总装工艺，但合板过程在仍然可能出现挤压电缆线的情况，为避免这种情况的发生，在本发明的实施例中，在卫星结构板的边沿设计有电缆槽101，所述电缆槽101的槽体位置和大小由电缆束安装工艺和多少决定，在本发明的一个实施例中，为了便于卫星结构板之间的电缆连接，可在所述电缆槽101上设置接插件固定板，用于与接插件连接的同时控制安装精度。

针对盲定位问题，在本发明的实施例中，在卫星结构板安装位置对应的主体结构上的对角方位，分别配置两个定位销502和导向杆安装孔，如图5所示，其中定位销安装孔及定位销与现有技术保持一致，不做改变。导向杆安装孔用于固定导向杆501，在本发明的一个实施例中，为便于导向杆拆卸，所述导向杆安装孔为螺孔，所述导向杆501的结构如图6所示，其第一端511包括外螺纹，适配于所述导向杆安装孔，用于与所述卫星主体结构连接，以及其第二端512采用大倒角，使端部构型接近球头状，降低导向杆第二端与卫星结构板接触时的刮擦风险，同时便于由结构板上的锥孔滑入圆孔，以快速找准位置。导向杆的长度由所安装的卫星结构板安装工艺以及卫星结构板干涉擦碰最小安全距离决定。对应于所述导向杆，所述卫星结构板上设置有导向杆对接孔102。如图7所示，所述导向杆对接孔102采用锥孔121和圆孔122搭配方式，其中，锥孔121设置于所述卫星结构板的第一表面，所述锥孔的顶部截面积大于底部，具有导向作用，根据卫星结构板的工艺及周围安装孔限制可以将锥孔按要求设计成满足不同需求的斜度，以及所述圆孔122设置于所述卫星结构板的第二表面，其与所述锥孔的底部连通。通过球头状的导向杆端部与锥孔的配合，可以实现快速定位。图8及图9分别导向杆对准锥孔以及偏置于锥孔一侧的示意图，当卫星结构板未与卫星主体结构的孔位对齐时，如图9所示，导向杆将偏置于锥孔一侧，但其端部可沿锥孔表面划入圆孔，进而带动卫星结构板与卫星主体结构的孔位对齐，如图8所示。

图10及11a-11f分别示出所述卫星结构板的安装方法的流程示意图以及过程示意图。如图所示，所述卫星结构板的安装方法包括：

首先，在步骤101，如图11a所示，翻转卫星结构板。将具备合板状态的卫星结构板翻转90°呈竖直状态；其中，具备合板状态是指已完成卫星结构板上的单机安装及其电缆布置，所有电缆经由电缆槽伸出板外，且与接插件完成连接；

接下来，在步骤102，定位对准。将所述卫星结构板推至导向杆附近，如图11b所示，然后通过锥孔调整卫星结构板位置，直至导向杆滑入导向杆对接孔，如图11c所示，此时，跨板电缆的状态如图11d所示，呈自然下垂状态；

接下来，在步骤103，固定卫星结构板。将所述卫星结构板推至与卫星主结构安装面贴合，如图11e所示，然后插入对角定位销，然后安装紧固螺钉，并拆卸导向杆；以及

最后，在步骤104，如图11f所示，安装跨板接插件。将卫星安装板上的接插件与卫星主体结构一侧的接插件连接，完成跨板电缆的连接。

在本发明的一个实施例中，所述卫星结构板的安装，通过侧板安装车辅助完成，包括将具备合板状态的卫星结构板翻转90°呈竖直状态，以及调整卫星结构板三个方向位移，使得导向杆滑入锥孔。

本发明通过辅助导向杆和跨板电缆解耦设计，解决了卫星结构板安装过程中时间长和容易挤压电缆线的问题。

尽管上文描述了本发明的各实施例，但是，应该理解，它们只是作为示例来呈现的，而不作为限制。对于相关领域的技术人员显而易见的是，可以对其做出各种组合、变型和改变而不背离本发明的精神和范围。因此，此处所公开的本发明的宽度和范围不应被上述所公开的示例性实施例所限制，而应当仅根据所附权利要求书及其等同替换来定义。