【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种超轻一体化星敏感器安装支架，属于卫星结构设计。
技术介绍
1、长寿命、高精度光学遥感卫星常配置指向不同的3个星敏完成卫星成像期间的姿态测量，卫星在轨期间整星结构热变形引起的星敏间夹角变化是影响星敏测量精度的一个重要因素，为此常将3个星敏通过一体化星敏感器支架组合安装在一起以减少热变形带来的星敏之间相对夹角变化，同时采用热膨胀系数小的钛合金材料。
2、现有设计和技术中，一体化星敏支架外形尺寸约为450mm×450mm×300mm，采用薄壁结构设计形式和钛合金铸造加工，重量在7kg左右，星敏支架减重需求迫切而且减重空间较大。
技术实现思路
1、本申请解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种超轻一体化星敏感器安装支架，用于3个光轴指向不同的星敏感器组合安装，安装支架结构刚度为294hz，重量为1.36kg，可采用钛合金3d打印制造或者铸造，具有结构刚度高、重量超轻的特点。
2、本申请提供的技术方案如下：
3、一种超轻一体化星敏感器安装支架，包括支架本体和星敏冷板；支架本体为拓扑优化结构；支架本体包括第一特征体、第二特征体、第三特征体、第四特征体和第五特征体；第一特征体为多个安装耳片，安装耳片用于连接卫星结构；第二特征体、第三特征体和第四特征体的一端连接星敏冷板、另一端连接第五特征体，第五特征体为第二特征体、第三特征体、第四特征体与第一特征体之间的连接结构，星敏冷板用于连接星敏感器，第二特征体、第三特征体和第四特征体分别提供了星
4、所述第二特征体、第三特征体和第四特征体为两端开口的方形薄壁结构，薄壁结构的一端开口连接星敏冷板，另一端开口连接第五特征体，薄壁结构的3个侧面镂空、一个侧面设有避让孔，以避让星敏感器的接插件。
5、所述第一特征体为8个安装耳片，以使第一特征体通过8处安装点与卫星结构连接。
6、所述安装耳片设置有用于与卫星结构连接的沉孔。
7、所述第五特征体为经拓扑设计后的镂空结构。
8、所述第五特征体的拓扑优化设计方法包括：
9、将星敏和星敏冷板使用质量点代替，设定第一特征体的8处安装点的安装位置；
10、将支架本体的第一特征体及第二特征体、第三特征体、第四特征体设置为非设计空间；将连接第一特征和第二特征体、第三特征体、第四特征的几何空间包络区域设置为设计空间；获得初始模型；
11、将初始模型导入拓扑优化设计软件，支架本体材料选择钛合金，第一特征体的8处安装点设置为固定约束；优化目标设置为基频不低于200hz和质量最小化，进行拓扑优化计算得到第五特征体的材料分布拓扑优化结果。
12、所述支架本体采用钛合金3d打印一体成型，并采用机械加工方式对第一特征体、第二特征体、第三特征体、第四特征体进行精加工。
13、所述星敏冷板正面两侧设计有两条半圆形与高精度控温热管配合的槽道，槽道背面突出支架本体第2特征、第3特征、第4特征区域用于粘贴高精度控温用加热带；星敏冷板采用铝合金材料，具有导热性好和重量轻的优点。
14、综上所述，本申请至少包括以下有益技术效果：
15、(1)本专利技术根据星敏感器角度指向要求和组合安装需求，设计了重量超轻的一体化星敏感器安装支架，安装支架由支架本体和星敏冷板组成，支架本体采用了经拓扑优化设计后的镂空结构，实现3个星敏感器的组合安装，星敏支架结构具有尺寸大、重量轻、刚度高、热稳定性好特点；
16、(2)本专利技术支架本体使用拓扑优化方法对材料分布进行了优化，支架本体由5个特征体组成，结构重量仅为1.36kg，相比原有技术减重80％，同时刚度可达294hz，远远高于卫星次结构刚度大于100hz的要求；
17、(3)本专利技术适合于钛合金3d打印成型，并采用机械加工方式对安装面和安装孔进行精工，结构加工精度高，能够满足星敏感器高精度安装要求；
18、(4)本专利技术充分结合星敏高精度控温的可实现性，方便高精度控温热管安装和加热带粘贴，符合小卫星低成本发展方向。
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1.一种超轻一体化星敏感器安装支架，其特征在于：包括支架本体和星敏冷板(2)；
2.根据权利要求1所述的一种超轻一体化星敏感器安装支架，其特征在于：所述第二特征体(5)、第三特征体(6)和第四特征体(7)为两端开口的方形薄壁结构，薄壁结构的一端开口连接星敏冷板，另一端开口连接第五特征体(8)，薄壁结构的3个侧面镂空、一个侧面设有避让孔，以避让星敏感器的接插件。
3.根据权利要求1所述的一种超轻一体化星敏感器安装支架，其特征在于：所述第一特征体(4)为8个安装耳片，以使第一特征体(4)通过8处安装点与卫星结构连接。
4.根据权利要求1所述的一种超轻一体化星敏感器安装支架，其特征在于：所述安装耳片设置有用于与卫星结构连接的沉孔。
5.根据权利要求1所述的一种超轻一体化星敏感器安装支架，其特征在于：所述第五特征体为经拓扑设计后的镂空结构。
6.根据权利要求5所述的一种超轻一体化星敏感器安装支架，其特征在于：所述第五特征体的拓扑优化设计方法包括：
7.根据权利要求1所述的一种超轻一体化星敏感器安装支架，其特征在于：所
8.根据权利要求1所述的一种超轻一体化星敏感器安装支架，其特征在于：所述星敏冷板背离支架本体的一侧设置有用于安装热管的槽道，星敏冷板采用铝合金材料。
...【技术特征摘要】
1.一种超轻一体化星敏感器安装支架，其特征在于：包括支架本体和星敏冷板(2)；
2.根据权利要求1所述的一种超轻一体化星敏感器安装支架，其特征在于：所述第二特征体(5)、第三特征体(6)和第四特征体(7)为两端开口的方形薄壁结构，薄壁结构的一端开口连接星敏冷板，另一端开口连接第五特征体(8)，薄壁结构的3个侧面镂空、一个侧面设有避让孔，以避让星敏感器的接插件。
3.根据权利要求1所述的一种超轻一体化星敏感器安装支架，其特征在于：所述第一特征体(4)为8个安装耳片，以使第一特征体(4)通过8处安装点与卫星结构连接。
4.根据权利要求1所述的一种超轻一体化星敏感器安装支架，其特征在于：所述安装耳片...
【专利技术属性】
技术研发人员：王瑞显，冯振伟，徐欣，阮伟靖，唐斌，宋凯文，齐卫红，韩冬，
申请(专利权)人：航天东方红卫星有限公司，
类型：发明
国别省市：
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