一种小卫星通用总装测试平台的制作方法

1.本发明属于卫星总装技术领域，涉及一种小卫星通用总装测试平台。


背景技术：

2.随着小卫星的快速发展，卫星型号种类和数量快速增加，研制和批产任务呈几何级增长，对ait总装和测试提出巨大的挑战。小卫星常用平台主要包括cast1000和cast2000等，均是方箱式结构，过长短隔板组合形成整星主结构。由于载荷不同，小卫星主结构形式均不相同，不具备通用性。
3.小卫星进入ait总装阶段后，一般要求正样结构交付后，星上设备装星后，不再反复折装，进而提高卫星总装测试效率，缩短正样星研制周期。由于整星正样结构交付较晚，整星电性能测试在防静电桌面上或木模结构上进行设备总装和电性能测试，防静电桌面和木模结构占据大量ait操作场地，生产效率低下；反复投产大量木模结构，通用性差，生产成本高，在小卫星生产任务逐年增多的情况下，传统模式已无法适应当今卫星短周期、低成本的发展趋势。


技术实现要素：

4.本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种小卫星通用总装测试平台，通过研制小卫星通用总装测试平台，实现卫星主结构快速重构、设备通用化快速化安装、电缆可靠快速敷设；解决了小卫星传统模式生产效率低、操作场地占用多等问题，提高了卫星总装测试效率，缩短正样星研制周期，节约总装测试操作过程场地资源。
5.本发明解决技术的方案是：一种小卫星通用总装测试平台，包括支架车体、可重构卫星主结构、多功能设备安装支架、可移动式电缆梁；
6.支架车体位于整个平台的底部，用于整个平台的移动与可靠支撑；
7.可重构卫星主结构连接在支架车体上，根据目标卫星构型进行组装，包括主承力框架和设备安装框架，其中，主承力框架安装在外围周边且平行于支架车体，设备安装框架与主承力框架连接，安装在垂直于支架车体以及内部平行于支架车体的平面上；
8.当设备重量小于预设阈值时，多功能设备安装支架采用条形结构，安装在可重构卫星主结构垂直于支架车体的设备安装框架上，当设备重量超过预设阈值时，多功能设备安装支架采用平板结构，固定在可重构卫星主结构底部平行于支架车体的设备安装框架上；
9.可移动式电缆梁安装在可重构卫星主结构上，用于水平状态或者竖直状态敷设电缆，根据电缆走向，对可移动式电缆梁进行移动，以满足电缆绑扎位置要求。
10.进一步的，所述支架车体包括支架车体主结构、支架车升降调节机构、四个脚轮、支架车牵引机构；
11.支架车体主结构为立方体结构；
12.支架车升降调节机构安装在支架车体主结构的下端四周，用于支撑所述通用总装
测试平台和整星所有设备和电缆；
13.四个脚轮安装在支架车体主结构的底部，两个前轮是转向轮，两个后轮是定向轮；
14.支架车牵引机构包括转动关节和牵引杆，转动关节固定在两个转动轮间的连接轴上，通过左右移动牵引杆改变转向轮方向，拖拽牵引杆移动支架车体。
15.进一步的，所述支架车升降调节机构选择手摇式蜗轮丝杆升降机，有效行程不小于300mm，有效载荷不小于1000kg。
16.进一步的，所述可重构卫星主结构的主体框架为型材梁，其中，主承力框架与设备安装框架的截面积为4:1。
17.进一步的，型材梁之间通过连接件进行连接，其中，型材梁固定采用角件和连接板，实现连接、固定型材梁；连接件固定采用不锈钢螺母配合不锈钢弹片螺母，用于安装固定角件。
18.进一步的，所述多功能设备安装支架的两端设计通孔或者快速卡槽式结构，实现多功能设备安装支架在可重构卫星主结构的设备安装框架上的安装与拆卸，根据星上设备的重量，多功能设备安装支架分为第一多功能设备安装支架、第二多功能设备安装支架、多功能设备安装板；其中，设备重量小于预设阈值时，选用第一多功能设备安装支架、第二多功能设备安装支架，设备重量超过预设阈值时，选用多功能设备安装板。
19.进一步的，所述第一多功能设备安装支架为条形结构，以相同间隔开设有n1个螺纹孔组，每个螺纹孔组包括m1个相邻的螺纹孔；在相邻两个螺纹孔组之间开设有长圆孔，实现设备的通用化安装；第一多功能设备安装支架的两端开设有两个安装孔，用于设备和安装支架的组合体与设备安装框架连接。
20.进一步的，所述第二多功能设备安装支架为条形结构，以相同间隔开设有n2个螺纹孔组，每个螺纹孔组包括m2个相邻的螺纹孔；在相邻两个螺纹孔组之间开设有长圆孔，实现设备的通用化安装；在第二多功能设备安装支架两端设有快速卡槽式结构，其中一端采用弹簧和导向柱实现第二多功能设备安装支架的伸长和收缩；第二多功能设备安装支架的两端开设有两个安装孔，用于设备和安装支架的组合体与设备安装框架之间的安装与拆卸。
21.进一步的，所述多功能设备安装板为平板结构，开孔形式为：平板结构纵向以相同间隔x1开设有n3个螺纹孔组，每个螺纹孔组包括m3个相邻的螺纹孔，在相邻两个螺纹孔组之间开设有长圆孔；平板结构横向每间隔x2重复所述开孔形式；在多功能设备安装板的四周设有安装孔，用于设备和安装板的组合体在设备安装框架上固定。
22.进一步的，所述可移动式电缆梁包括直线形移动电缆梁和弧形移动电缆梁，可移动式电缆梁上设有快速卡槽式结构，采用弹簧和导向柱实现电缆梁的伸长和收缩；快速卡槽式结构上开设有安装孔，用于可移动式电缆梁在设备安装框架上的安装；
23.电缆水平状态敷设时，直接放置在弧形移动电缆梁的弧形结构上，无需进行绑扎；竖直状态敷设时，电缆绑扎在直线形移动电缆梁上。
24.本发明与现有技术相比的有益效果是：
25.(1)本发明的小卫星通用总装测试平台具备可移动与可靠支撑的支架车体，有效保证整体结构可移动性、安全性和可靠性。
26.(2)本发明的小卫星通用总装测试平台可通过拆装可重构卫星主结构的型材梁、
连接件和螺母的方式进行卫星主结构快速重构，满足小卫星cast1000、cast2000等方箱式平台结构构型。
27.(3)本发明的小卫星通用总装测试平台通过设计结构不同的多功能设备安装支架，可进行设备通用化快速化安装，满足小于50kg设备可靠快速安装。
28.(4)本发明的小卫星通用总装测试平台具有可靠快速敷设电缆的功能，有效支撑整星电缆，确保电缆固定可靠。
29.(5)本发明的小卫星通用总装测试平台车体、主体结构由型材梁和连接件构成，结构简单，安全可靠；主结构可快速重构，减少普通木模结构投产数量，满足不同公斤数小卫星设备和电缆安装要求，可重复使用，节约生产成本。
附图说明
30.图1为本发明实施例小卫星通用总装测试平台示意图；
31.图2为本发明实施例支架车体示意图；
32.图3为本发明实施例可重构卫星主结构示意图；
33.图4为本发明实施例第一多功能设备安装支架示意图；
34.图5为本发明实施例第二多功能设备安装支架示意图；
35.图6为本发明实施例多功能设备安装板示意图；
36.图7为本发明实施例可移动式电缆梁示意图；
37.图8为本发明实施例通用总装测试平台的总装流程图。
具体实施方式
38.下面结合附图对本发明作进一步阐述。
39.小卫星平台cast1000、cast2000等均是方箱式结构，卫星通用总装测试平台需满足常用平台的主结构构型要求。卫星电性能测试涉及的总装主要工作包括：设备安装、电缆敷设、电连接器插接等工作，卫星通用总装测试平台主要建设思路是：通过建立可重构卫星主结构、设计多功能设备安装支架和可移动式电缆梁，实现卫星主结构快速重构，设备快速安装，电缆快速敷设固定，满足整星电性能测试需求。
40.如图1所示，本发明的小卫星通用总装测试平台包括支架车体1、可重构卫星主结构2、多功能设备安装支架3、可移动式电缆梁4。支架车体1用于整个平台的移动与可靠支撑；可重构卫星主结构2用于根据目标卫星构型，通过拆装铝型材、连接件和螺母对卫星主结构进行调整；多功能设备安装支架3用于将设备7固定在可重构卫星主结构2上，可移动式电缆梁4用于水平状态或者竖直状态敷设电缆，根据电缆走向，对可移动式电缆梁4进行移动，满足电缆绑扎位置要求。
41.支架车体1位于整个平台的底部，可重构卫星主结构2连接在支架车体1上，根据卫星构型组装成方箱结构或框架式结构；多功能设备安装支架3安装在可重构卫星主结构2的框架上，当设备重量超过预设阈值时，多功能设备安装支架3采用平板结构，放置在可重构卫星主结构2的底部；可移动式电缆梁4安装在可重构卫星主结构2的框架上。
42.如图2所示，支架车体1包括支架车体主结构11、四个支架车升降调节机构13、四个脚轮14、支架车牵引机构12。
43.本实施例中，支架车体主结构11为80*80铝型材组装成的长方体结构，主体尺寸1200*1200*900mm。
44.四个支架车升降调节机构13安装在支架车体主结构11下端的两根相互平行的框架两端，本实施例中，支架车升降调节机构13选择手摇式蜗轮丝杆升降机，有效行程300mm，有效载荷1000kg，可有效支撑通用总装测试平台和整星所有设备和电缆。
45.四个脚轮14使用高强度mc尼龙轮安装在支架车体主结构的底部，两个前轮是转向轮，两个后轮是定向轮，脚轮直径250mm；四个脚轮14全部采用机械加工，该结构形式已经过多次验证，工艺成熟可靠。
46.支架车牵引机构12主要作用是可以方便、轻松的将支架车在总装车间内进行短距离运输。包括转动关节和牵引杆，两个转向轮之间通过三个转动关节固定在转动轮间的连接轴上，通过左右移动牵引杆改变转向轮方向，通过拖拽牵引杆移动支架车体1。
47.如图3所示，可重构卫星主结构2根据卫星构型和设备测试需求，可对卫星主结构进行调整，形成通用总装测试平台。可重构结构可根据卫星构型组装成方箱结构或框架式结构，满足常见卫星平台cast1000、cast2000的主结构构型。图3a、图3b均为双舱式方箱结构，上层为平台舱、下层为载荷舱；图3c为适用于卫星平台cast4000的框架式结构；图3d为适用于卫星平台cast100的单舱式方箱结构。
48.可重构卫星主结构2主体为铝型材，材质选择6061-t6，通过80*80铝型材和40*40铝型材组装而成，主承力框架选用80*80铝型材，安装在外围四周且平行于支架车体1；设备安装支架使用40*40铝型材拼接，与主承力框架连接，安装在垂直于支架车体1以及内部平行于支架车体1的平面上。型材和型材之间通过标准连接件进行连接。其中：铝型材的固定选用40角件和连接板配合使用，主要功能是连接、固定铝型材，材质选择6061-t5；连接件的固定选用不锈钢螺母配合不锈钢弹片螺母，主要功能是安装固定角件，弹片螺母型号为trn6-40。可重构卫星主结构2作为星体设备安装的主体，通过与多功能设备安装支架3配合，实现多种设备的快速安装。
49.多功能设备安装支架3根据现有设备的规格进行设计，满足星上设备快速安装要求。多功能设备安装支架3用于将单机设备固定在可重构卫星主结构2上，可以直接安装至40*40铝型材框架上。在图3a所示的方箱结构或者图3c所示的框架式结构中，每个空格的横梁框架上下间距为300mm，可以兼容300mm、600mm等多尺寸支架的安装，实现所有设备的通用化安装。多功能设备支架两端设计通孔或快速卡槽式结构，实现多功能设备安装支架3和40*40铝型材框架的快速安装与拆卸。
50.单机设备可使用两组多功能设备安装支架3直接安装至40*40铝型材框架上。多功能设备安装支架3设计为以下三种结构。
51.结构一：如图4a所示，第一多功能设备安装支架为条形结构，包括两种规格：600mm长第一设备安装支架5和300mm长第一设备安装支架6。在两种设备安装支架上以相同间隔开设有多个螺纹孔组，每个螺纹孔组包括m3螺纹孔、m4螺纹孔、m5螺纹孔52；在相邻两个螺纹孔组之间开设有长圆孔53，实现设备的通用化安装；第一多功能设备安装支架的两端开设有两个安装孔51，用于设备7和安装支架的组合体与40*40铝型材框架连接。图4b为采用两个600mm长第一设备安装支架5安装设备7。
52.结构二：如图5a所示，第二多功能设备安装支架为条形结构，包括两种规格：300mm
长第二设备安装支架8和600mm长第二设备安装支架9。在两种设备安装支架上以相同间隔开设有多个螺纹孔组，每个螺纹孔组包括m3螺纹孔、m4螺纹孔84、m5螺纹孔；在相邻两个螺纹孔组之间开设有长圆孔83，实现设备的通用化安装。在第二多功能设备安装支架两端设有快速卡槽式结构81，其中一端采用弹簧和导向柱85实现第二多功能设备安装支架的伸长和收缩；第二多功能设备安装支架的两端开设有两个安装孔82，用于设备10和安装支架的组合体与40*40铝型材框架连接。图5b为采用两个300mm长第二设备安装支架8安装设备10。
53.结构三：如图6a所示，多功能设备安装板11为平板结构，开孔形式为：平板结构纵向以相同间隔x1开设有多个螺纹孔组，每个螺纹孔组包括m3螺纹孔111、m4螺纹孔84、m5螺纹孔；在相邻两个螺纹孔组之间开设有长圆孔112；平板结构横向以相同间隔x2重复上述开孔形式；在多功能设备安装板11的四周设有安装孔113，用于设备12和安装板的组合体与40*40铝型材框架安装。图6b为采用多功能设备安装板11安装设备12。
54.可移动式电缆梁4包括直线形移动电缆梁13和弧形移动电缆梁14，分别如图7a和图7b所示。整星电缆主要包括低频电缆和高频电缆，在结构上进行电缆敷设后，需要实现对电缆进行临时绑扎，测试完成后，将电缆拆下。
55.根据现有电缆绑扎形式，在可移动式电缆梁上设计快速卡槽式结构131，采用弹簧和导向柱132实现电缆梁的伸长和收缩。快速卡槽式结构上开设有安装孔133，当快速卡槽式结构131的开口水平夹持铝型材框架时，使用固定件和安装孔133配合，使可移动式电缆梁4固定在40*40铝型材框架上。
56.根据电缆走向，可对电缆梁进行移动，满足电缆绑扎位置要求。本实施例中，电缆梁设计为直线形和弧形结构，电缆水平状态敷设时可直接放置在弧形结构上，无需进行绑扎，提高总装效率。竖直状态敷设时，电缆临时绑扎在直线形移动电缆梁13上。
57.如图8所示，为本实施例通用总装测试平台进行总装的流程图，包括：
58.s1、根据目标卫星构型，将通用总装测试平台进行可重构卫星主结构2的重构，快速拆装铝型材、连接件和螺母形成cast1000、cast2000等平台结构形式。
59.s2、首先敷设复杂电缆，电缆敷设前，根据电缆布局在主结构上相应位置安装可移动式电缆梁4。按电缆布局依次敷设复杂电缆，将电缆主束放置或临时绑扎在可移动式电缆梁4上，电缆在与可重构卫星主结构2穿舱处使用3m绝缘胶带进行防护，大功率电缆和火工品电缆分开单独敷设与绑扎。
60.s3、根据设备重量和尺寸选用不同尺寸的多功能设备安装支架3。小于30kg的设备：将整星设备安装至两个第一多功能设备安装支架或者两个第二多功能设备安装支架上，拧紧螺钉。将设备和多功能设备安装支架组合体安装至卫星通用总装测试平台上。大于30kg的设备：选用多功能设备安装板11进行安装，放置在可重构卫星主结构2最下层，拧紧螺钉。
61.s4、敷设一般电缆，根据已敷设设备布局和电缆布局图，敷设剩余一般电缆，在需要位置安装可移动式电缆梁4，按电缆布局依次敷设一般电缆，将电缆放置或临时绑扎在可移动式电缆梁4上，电缆在与可重构卫星主结构2穿舱处使用3m绝缘胶带进行防护，大功率电缆、火工品电缆和高频电缆分开单独敷设与绑扎。
62.s5、所有电缆敷设完毕后进行电连接器插接，根据测试状态文件，进行设备电连接
器插接，不插接使用的电连接器盖保护盖，进行绝缘防护。
63.s6、进行状态确认，交接整星有线测试。
64.s7、安装天线等星外设备，星外天线等较轻设备通过2～4个螺钉直接安装在型材梁上，型材梁上内嵌移动螺母，可实时调整位置。针对中继天线等星外大型设备，先安装至多功能设备安装支架3上，再将中继天线和安装支架的组合体安装在通用总装测试平台的可重构卫星主结构2上，确保设备安装可靠。
65.s8、进行状态确认，交接整星无线测试。
66.本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

技术特征：
1.一种小卫星通用总装测试平台，其特征在于，包括支架车体(1)、可重构卫星主结构(2)、多功能设备安装支架(3)、可移动式电缆梁(4)；支架车体(1)位于整个平台的底部，用于整个平台的移动与可靠支撑；可重构卫星主结构(2)连接在支架车体(1)上，根据目标卫星构型进行组装，包括主承力框架和设备安装框架，其中，主承力框架安装在外围周边且平行于支架车体(1)，设备安装框架与主承力框架连接，安装在垂直于支架车体(1)以及内部平行于支架车体(1)的平面上；当设备重量小于预设阈值时，多功能设备安装支架(3)采用条形结构，安装在可重构卫星主结构(2)垂直于支架车体(1)的设备安装框架上，当设备重量超过预设阈值时，多功能设备安装支架(3)采用平板结构，固定在可重构卫星主结构(2)底部平行于支架车体(1)的设备安装框架上；可移动式电缆梁(4)安装在可重构卫星主结构(2)上，用于水平状态或者竖直状态敷设电缆，根据电缆走向，对可移动式电缆梁(4)进行移动，以满足电缆绑扎位置要求。2.根据权利要求1所述的一种小卫星通用总装测试平台，其特征在于，所述支架车体(1)包括支架车体主结构、支架车升降调节机构、四个脚轮、支架车牵引机构；支架车体主结构为立方体结构；支架车升降调节机构安装在支架车体主结构的下端四周，用于支撑所述通用总装测试平台和整星所有设备和电缆；四个脚轮安装在支架车体主结构的底部，两个前轮是转向轮，两个后轮是定向轮；支架车牵引机构包括转动关节和牵引杆，转动关节固定在两个转动轮间的连接轴上，通过左右移动牵引杆改变转向轮方向，拖拽牵引杆移动支架车体(1)。3.根据权利要求1所述的一种小卫星通用总装测试平台，其特征在于，所述支架车升降调节机构选择手摇式蜗轮丝杆升降机，有效行程不小于300mm，有效载荷不小于1000kg。4.根据权利要求1所述的一种小卫星通用总装测试平台，其特征在于，所述可重构卫星主结构(2)的主体框架为型材梁，其中，主承力框架与设备安装框架的截面积为4:1。5.根据权利要求4所述的一种小卫星通用总装测试平台，其特征在于，型材梁之间通过连接件进行连接，其中，型材梁固定采用角件和连接板，实现连接、固定型材梁；连接件固定采用不锈钢螺母配合不锈钢弹片螺母，用于安装固定角件。6.根据权利要求1所述的一种小卫星通用总装测试平台，其特征在于，所述多功能设备安装支架(3)的两端设计通孔或者快速卡槽式结构，实现多功能设备安装支架(3)在可重构卫星主结构(2)的设备安装框架上的安装与拆卸，根据星上设备的重量，多功能设备安装支架(3)分为第一多功能设备安装支架、第二多功能设备安装支架、多功能设备安装板(11)；其中，设备重量小于预设阈值时，选用第一多功能设备安装支架、第二多功能设备安装支架，设备重量超过预设阈值时，选用多功能设备安装板(11)。7.根据权利要求6所述的一种小卫星通用总装测试平台，其特征在于，所述第一多功能设备安装支架为条形结构，以相同间隔开设有n1个螺纹孔组，每个螺纹孔组包括m1个相邻的螺纹孔；在相邻两个螺纹孔组之间开设有长圆孔，实现设备的通用化安装；第一多功能设备安装支架的两端开设有两个安装孔，用于设备和安装支架的组合体与设备安装框架连接。8.根据权利要求6所述的一种小卫星通用总装测试平台，其特征在于，所述第二多功能
设备安装支架为条形结构，以相同间隔开设有n2个螺纹孔组，每个螺纹孔组包括m2个相邻的螺纹孔；在相邻两个螺纹孔组之间开设有长圆孔，实现设备的通用化安装；在第二多功能设备安装支架两端设有快速卡槽式结构，其中一端采用弹簧和导向柱实现第二多功能设备安装支架的伸长和收缩；第二多功能设备安装支架的两端开设有两个安装孔，用于设备和安装支架的组合体与设备安装框架之间的安装与拆卸。9.根据权利要求6所述的一种小卫星通用总装测试平台，其特征在于，所述多功能设备安装板(11)为平板结构，开孔形式为：平板结构纵向以相同间隔x1开设有n3个螺纹孔组，每个螺纹孔组包括m3个相邻的螺纹孔，在相邻两个螺纹孔组之间开设有长圆孔；平板结构横向每间隔x2重复所述开孔形式；在多功能设备安装板(11)的四周设有安装孔，用于设备和安装板的组合体在设备安装框架上固定。10.根据权利要求1所述的一种小卫星通用总装测试平台，其特征在于，所述可移动式电缆梁(4)包括直线形移动电缆梁(13)和弧形移动电缆梁(14)，可移动式电缆梁(4)上设有快速卡槽式结构，采用弹簧和导向柱实现电缆梁的伸长和收缩；快速卡槽式结构上开设有安装孔，用于可移动式电缆梁(4)在设备安装框架上的安装；电缆水平状态敷设时，直接放置在弧形移动电缆梁(14)的弧形结构上，无需进行绑扎；竖直状态敷设时，电缆绑扎在直线形移动电缆梁(13)上。

技术总结
本发明涉及一种小卫星通用总装测试平台，包括支架车体、可重构卫星主结构、多功能设备安装支架、可移动式电缆梁；支架车体位于整个平台的底部，可重构卫星主结构连接在支架车体上，根据卫星构型组装成方箱结构或框架式结构；多功能设备安装支架安装在可重构卫星主结构的框架上，当设备重量超过预设阈值时，多功能设备安装支架采用平板结构，放置在可重构卫星主结构的最下层；可移动式电缆梁安装在可重构卫星主结构的框架上。本发明实现了卫星主结构快速重构、设备通用化快速化安装、电缆可靠快速敷设；解决了小卫星传统模式生产效率低、操作场地占用多的问题。操作场地占用多的问题。操作场地占用多的问题。


技术研发人员：张少渤 郝佳 陶秀华 殷善东 王啸晨
受保护的技术使用者：航天东方红卫星有限公司
技术研发日：2023.02.17
技术公布日：2023/7/19