用于高能粒子束流实验样机系统的机箱组件的制作方法

本发明是关于一种用于高能粒子束流实验样机系统的机箱组件，可实现阵列转换。

背景技术：

空间高能粒子探测是国际前沿科学研究领域之一。对从10亿电子伏特至1000万亿电子伏特的高能电子，伽马射线和宇宙线的观测，将促成以前所未有的灵敏度寻找暗物质，解决“膝区”宇宙线世纪之谜。国际上已有的最高能量束线位于欧洲核子中心，可发出4000亿电子伏特的高能粒子，用于高能粒子探测器的能量标定。

本机箱组件，在实现高强度轻量化的同时，还能够实现高集成度装配，满足科学需求。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种用于高能粒子束流实验样机系统的机箱组件，其能够显著提高机箱组件的强度，同时减轻重量。

为实现上述目的，本发明提供了一种用于高能粒子束流实验样机系统的机箱组件，包括：平移机构；上机箱箱盖，上机箱箱盖盖住平移机构；上机箱，位于上机箱箱盖下方，上机箱周围设置有铅皮安装板；以及碳纤维栅格模块，碳纤维栅格模块设置于上机箱内部，碳纤维栅格模块有两组，两组碳纤维栅格模块可以实现两个方向的平动；其中，上机箱包括：上法兰以及下法兰，其中，在上法兰的四个顶角开设有吊点，上法兰的下表面以及下法兰的上表面设置有凹槽；矩形筒，矩形筒位于上法兰以及下法兰之间，矩形筒上设置有翻边，翻边卡接在凹槽内；遮光止口，遮光止口设置于上法兰与上机箱箱盖的接触处。

在一优选的实施方式中，用于高能粒子束流实验样机系统的机箱组件还包括：支撑梁，支撑梁设置于上机箱的空腔的中间位置，其中，支撑梁具有多个组成部分，多个组成部分能够单独拆卸。

在一优选的实施方式中，碳纤维栅格模块包括：多个栅格，多个栅格平行地并排放置；安装板，安装板设置于多个栅格上方；盖板，盖板通过螺钉固定于多个栅格的最上层的栅格表面；以及档条，档条设置于多个栅格的底部，碳纤维栅格模块装于上机箱时，档条用于对多个栅格进行连接。

在一优选的实施方式中，多个栅格中的每一个栅格包括：碳纤维栅格结构；第一侧挡条、第二侧挡条、上挡条以及下档条，第一侧挡条、第二侧挡条、上挡条以及下档条包围碳纤维栅格结构，其中，在第一侧挡条与下档条之间设置有光纤出口。

在一优选的实施方式中，其中，上机箱箱盖由铝合金板材焊接而成。

在一优选的实施方式中，用于高能粒子束流实验样机系统的机箱组件还包括：铅皮安装板，铅皮安装板包围在上机箱外侧，铅皮安装板材质为低碳钢，铅皮安装板通过钣金折弯成型。

在一优选的实施方式中，铅皮安装板与上法兰以及下法兰通过螺钉固定，铅皮安装板的内表面与上机箱的侧壁外表面之间具有间隙。

与现有技术相比，本发明的用于高能粒子束流实验样机系统的机箱组件具有如下优点：本发明的上机箱是主承力构件，由铝合金材质的上、下法兰及碳纤维复合材料材质的矩形筒通过胶螺接而成，强度高、质量轻。盖板采用t300平纹编织布/环氧层叠加工而成，单层编织布厚度0.2mm。盖板通过m2、m3螺钉装于碳纤维栅格模块最上层的栅格表面。挡条用于碳纤维栅格模块装于上机箱时，对5层栅格之间进行连接，采用5mm厚的铝合金板材加工而成。安装板用于固定5件栅格，并在碳纤维栅格模块装于上机箱时，为平移机构提供接口。基于上述设计，本发明的碳纤维栅格模块结构简单、安装方便。碳纤维栅格结构采用t700平纹编织布/环氧树脂复合材料成型，编织布0°/90°方向分别沿零件长短边，侧挡条采用与格栅结构采用同种材质，编织布0°/90°方向分别沿零件长短边。上述材料质量轻、强度高，能够有效提高本发明的结构的强度，同时保证本发明的结构具有较低质量。

附图说明

图1是根据本发明一实施方式的用于高能粒子束流实验样机系统的机箱组件的结构示意图。

图2是根据本发明一实施方式的用于高能粒子束流实验样机系统的机箱组件的去掉上机箱箱盖的结构示意图。

图3是根据本发明一实施方式的用于高能粒子束流实验样机系统的机箱组件的分解结构示意图。

图4是根据本发明一实施方式的上机箱的结构示意图。

图5是根据本发明一实施方式的碳纤维栅格模块的结构示意图。

图6是根据本发明一实施方式的碳纤维栅格模块的分解结构示意图。

图7是根据本发明一实施方式的栅格的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

如图1-7所示，用于高能粒子束流实验样机系统的机箱组件包括：平移机构201、上机箱箱盖101、上机箱102以及碳纤维栅格模块202。其中，上机箱箱盖101盖住平移机构201。上机箱102位于上机箱箱盖101下方，上机箱102周围设置有铅皮安装板301。碳纤维栅格模块202设置于上机箱内部，碳纤维栅格模块202有多个，多个碳纤维栅格模块相互平行放置。其中，上机箱包括：上法兰401以及下法兰402，其中，在上法兰的四个顶角开设有吊点，上法兰的下表面以及下法兰的上表面设置有凹槽；矩形筒404，矩形筒位于上法兰以及下法兰之间，矩形筒上设置有翻边，翻边卡接在凹槽内；遮光止口403，遮光止口设置于上法兰与上机箱箱盖的接触处。

在一优选的实施方式中，用于高能粒子束流实验样机系统的机箱组件还包括：支撑梁302，支撑梁设置于上机箱的空腔的中间位置，其中，支撑梁具有多个组成部分，多个组成部分能够单独拆卸。

在一优选的实施方式中，碳纤维栅格模块包括：多个栅格501，多个栅格平行地并排放置；安装板502，安装板设置于多个栅格上方；盖板503，盖板通过螺钉固定于多个栅格的最上层的栅格表面；档条504，档条504设置于多个栅格的底部，当碳纤维栅格模块装于上机箱时，档条504用于对多个栅格进行连接。

在一优选的实施方式中，两组碳纤维栅格模块可分别与平移机构连接实现二维移动。

在一优选的实施方式中，多个栅格中的每一个栅格包括：碳纤维栅格结构701；第一侧挡条702、第二侧挡条703、上挡条704以及下档条705，第一侧挡条、第二侧挡条、上挡条以及下档条包围碳纤维栅格结构，其中，在第一侧挡条与下档条之间设置有光纤出口。

在一优选的实施方式中，其中，上机箱箱盖由铝合金板材焊接而成。

在一优选的实施方式中，用于高能粒子束流实验样机系统的机箱组件还包括：铅皮安装板，铅皮安装板包围在上机箱外侧，铅皮安装板材质为低碳钢，铅皮安装板通过钣金折弯成型。

在一优选的实施方式中，铅皮安装板与上法兰以及下法兰通过螺钉固定，铅皮安装板的内表面与上机箱的侧壁外表面之间具有间隙。

上机箱是主承力构件，由铝合金材质的上、下法兰及碳纤维复合材料材质的矩形筒通过胶螺接而成。上法兰四角设置4个m12吊环螺钉接口，用于上机箱及整机的起吊。在上法兰上表面设计了深度1mm的凹槽作为遮光止口，箱盖底部沉放在该凹槽内，排除了上机箱与箱盖之间安装缝隙处透光的可能。

支撑梁用于为两件碳纤维栅格模块提供支撑。支撑梁材质为铝合金，采用分体式设计，分别安装于上机箱两长侧壁中部，两部分无连接。支撑梁与上机箱侧壁通过螺接连为一体，可拆卸。根据晶格布局，在支撑梁对应位置设置了24mm×24mm的方形开孔，避免支撑梁对晶格造成遮挡。盖板外形尺寸为341mm×188mm×1mm，采用t300平纹编织布/环氧层叠加工而成，单层编织布厚度0.2mm。盖板通过m2、m3螺钉装于碳纤维栅格模块最上层的栅格表面。挡条用于碳纤维栅格模块装于上机箱时，对5层栅格之间进行连接，采用5mm厚的铝合金板材加工而成。挡条与碳纤维栅格模块通过m3内六角螺钉相连。安装板用于固定5件栅格，并在碳纤维栅格模块装于上机箱时，为平移机构提供接口。安装板外形尺寸为321mm×176.5mm×10mm，采用铝合金板材加工而成。安装板正面加工12个m5螺纹孔，用于与平移机构及把手连接。

碳纤维栅格结构：采用t700平纹编织布/环氧树脂复合材料成型，编织布0°/90°方向分别沿零件长短边，每个格子内腔尺寸为31mm×32mm，内腔深度20mm，栅格壁厚为1mm，每个格子内腔底面中心位置设置1处φ3孔用于线缆通过；侧挡条：侧挡条采用与格栅结构采用同种材质，编织布0°/90°方向分别沿零件长短边。零件通过胶接形式与碳纤维栅格结构连为一体，采用胶螺方式与上挡条与下挡条连接为一体；上、下挡条：上挡条与下挡条均为铝合金材质，其功能为提供结构支撑及机械安装接口。上、下挡条与碳纤维栅格结构采用胶接的形式连接。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。