折疊式手機(jī)衛(wèi)星結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種航天領(lǐng)域的手機(jī)衛(wèi)星結(jié)構(gòu)，特別涉及一種折疊式手機(jī)衛(wèi)星結(jié)構(gòu)。解決了現(xiàn)有手機(jī)衛(wèi)星存在的功能簡(jiǎn)單、工作時(shí)間短、內(nèi)部電磁干擾嚴(yán)重的問題，其技術(shù)方案是構(gòu)建一種折疊式手機(jī)衛(wèi)星結(jié)構(gòu)，主要包括手機(jī)衛(wèi)星平臺(tái)設(shè)備，分系統(tǒng)安裝盒、鎖緊部件以及展開部件；手機(jī)衛(wèi)星平臺(tái)設(shè)備由多塊集成的分系統(tǒng)功能板組成，各分系統(tǒng)功能板安裝在相應(yīng)的分系統(tǒng)安裝盒內(nèi)，通過鎖緊部件和展開部件分別實(shí)現(xiàn)折疊與展開。該發(fā)明具有通用性，可根據(jù)具體需求重新設(shè)計(jì)手機(jī)衛(wèi)星平臺(tái)設(shè)備，使用本發(fā)明結(jié)構(gòu)即可快速組裝一顆衛(wèi)星。通過改變分系統(tǒng)功能板及安裝盒數(shù)量，可方便調(diào)整折疊式手機(jī)衛(wèi)星主體結(jié)構(gòu)的大小，實(shí)現(xiàn)不同復(fù)雜程度的任務(wù)。
【專利說明】折疊式手機(jī)衛(wèi)星結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬航天應(yīng)用領(lǐng)域，涉及一種手機(jī)衛(wèi)星結(jié)構(gòu)，特別涉及一種折疊式手機(jī)衛(wèi)星結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]手機(jī)衛(wèi)星指的是直接使用智能手機(jī)的部件來組裝低成本的微型衛(wèi)星，手機(jī)衛(wèi)星將會(huì)開啟一個(gè)新領(lǐng)域，撬動(dòng)非宇航領(lǐng)域軟硬件進(jìn)入太空領(lǐng)域的門檻。
[0003]目前包括美國NASA、英國SSTL在內(nèi)的多個(gè)機(jī)構(gòu)已經(jīng)開展了關(guān)于手機(jī)衛(wèi)星的研究。
[0004]英國薩里衛(wèi)星科技有限公司為了驗(yàn)證手機(jī)的處理器在太空中能否工作，在其2013年發(fā)射的STRaND-1衛(wèi)星上裝載了一個(gè)經(jīng)過改裝的Nexus-one智能手機(jī),雖然這項(xiàng)任務(wù)沒有成功，但STRaND-1仍被稱為世界上第一顆在軌運(yùn)行的手機(jī)衛(wèi)星。
[0005]美國NASA Ames Research Center2009 年啟動(dòng)了 PhoneSat 項(xiàng)目，與 STRaND-Ι 不同，PhoneSat并不是直接將一個(gè)組裝好的智能手機(jī)安裝到衛(wèi)星結(jié)構(gòu)中，而是使用手機(jī)中的高速處理器，相機(jī)，敏感器等部件結(jié)合一些現(xiàn)有商業(yè)市場(chǎng)上可以買到的部件成品組裝成一顆納衛(wèi)星，目標(biāo)是制造一顆成本最低、也最容易組裝的人造衛(wèi)星。PhoneSatl.0衛(wèi)星是基于google Nexus-One手機(jī),PhoneSat2.0衛(wèi)星是基于google Nexus-S手機(jī),每顆手機(jī)衛(wèi)星采用cubesat的IU立方體框架式結(jié)構(gòu),尺寸為10cm*10cm*10cm。
[0006]目前的手機(jī)衛(wèi)星由于質(zhì)量和體積的限制，沒有足夠的空間安裝載荷和電源設(shè)備，所以手機(jī)衛(wèi)星功能十分簡(jiǎn)單，工作時(shí)間較短；另外手機(jī)衛(wèi)星內(nèi)部器件布局緊密，電纜眾多，容易造成電磁干擾。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007]本發(fā)明的目的是針對(duì)目前手機(jī)衛(wèi)星存在的功能簡(jiǎn)單，工作時(shí)間短，內(nèi)部電磁干擾嚴(yán)重問題，設(shè)計(jì)一種折疊式手機(jī)衛(wèi)星結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)具有通用性，有效解決衛(wèi)星質(zhì)量、體積與任務(wù)、工作時(shí)間之間的設(shè)計(jì)耦合問題，且這種結(jié)構(gòu)便于發(fā)射與運(yùn)輸，并可以有效地降低電磁干擾。
[0008]本發(fā)明解決的技術(shù)問題是:設(shè)計(jì)一種折疊式手機(jī)衛(wèi)星結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)手機(jī)衛(wèi)星儀器設(shè)備的安裝和固定，并保護(hù)手機(jī)衛(wèi)星在任務(wù)周期內(nèi)安全工作；解決了目前手機(jī)衛(wèi)星由于質(zhì)量和體積的嚴(yán)格限制導(dǎo)致任務(wù)簡(jiǎn)單、工作時(shí)間短等問題；通過模塊化設(shè)計(jì)，增強(qiáng)折疊式手機(jī)衛(wèi)星結(jié)構(gòu)通用性，使其適用于多種任務(wù)；克服了當(dāng)前手機(jī)衛(wèi)星內(nèi)部電磁干擾嚴(yán)重的問題，使用柔性印制板連接折疊式手機(jī)衛(wèi)星結(jié)構(gòu)內(nèi)部電路，大大簡(jiǎn)化了內(nèi)部電路，保證折疊式手機(jī)衛(wèi)星結(jié)構(gòu)工作的可靠性。
[0009]本發(fā)明的技術(shù)方案是:構(gòu)建一種折疊式手機(jī)衛(wèi)星結(jié)構(gòu)，主要包括手機(jī)衛(wèi)星平臺(tái)設(shè)備，所述手機(jī)衛(wèi)星平臺(tái)設(shè)備均為現(xiàn)有智能手機(jī)上以及現(xiàn)有商業(yè)市場(chǎng)上的電子部件成品，還包括分系統(tǒng)安裝盒、鎖緊部件以及展開部件；所述手機(jī)衛(wèi)星平臺(tái)設(shè)備由多塊集成的分系統(tǒng)功能板組成，各分系統(tǒng)功能板安裝在相應(yīng)的分系統(tǒng)安裝盒內(nèi)，通過鎖緊部件和展開部件分別實(shí)現(xiàn)折疊與展開。
[0010]本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是:手機(jī)衛(wèi)星平臺(tái)設(shè)備集成為三個(gè)分系統(tǒng)功能板，分別是電源板、綜合電子板、通信板；以綜合電子板為中心，電源板和通信板分別通過展開部件與綜合電子板連接；電源板、綜合電子板、通信板的內(nèi)部電路也通過展開部件相互連接；電源板集成智能手機(jī)上的電池以及電源管理芯片器件；綜合電子板集成智能手機(jī)上的相機(jī)、敏感器、高速處理器器件；通信板采用UHF，WIFI以及S波段通信技術(shù)。
[0011]本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是:分系統(tǒng)安裝盒為長(zhǎng)方形盒體，采用鎂鋰合金作為結(jié)構(gòu)材料，上下表面均安裝6塊太陽能電池片，其上表面可以拆卸，在每個(gè)分系統(tǒng)安裝盒的對(duì)稱的兩個(gè)短邊的側(cè)面上分別設(shè)計(jì)一個(gè)突出的耳片式接頭，上面開有螺紋孔，每個(gè)分系統(tǒng)安裝盒與其他分系統(tǒng)安裝盒連接的面上開有方形孔。
[0012]本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是:選用拔銷式螺栓作為折疊式手機(jī)衛(wèi)星的鎖緊部件，所述拔銷式螺栓包括拔銷式螺栓螺桿和拔銷式螺栓底座，拔銷式螺栓底座包括一個(gè)拔銷式螺栓固定銷安裝筒和一個(gè)拔銷式螺栓火工品安裝筒，拔銷式螺栓火工品安裝筒中裝有點(diǎn)火器和炸藥。拔銷式螺栓依次穿過三個(gè)相互折疊的分系統(tǒng)安裝盒的耳片式接頭中的螺紋孔，進(jìn)行鎖緊固定。
[0013]本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是:選用柔性印制板作為折疊式手機(jī)衛(wèi)星的展開部件，柔性印制板是以聚酰亞胺作為基材，銅箔作為基板的印刷電路板，柔性印制板通過插針焊接到分系統(tǒng)功能板上。
[0014]發(fā)明效果
[0015]本發(fā)明的技術(shù)效果在于:設(shè)計(jì)一種折疊式手機(jī)衛(wèi)星結(jié)構(gòu)，減小手機(jī)衛(wèi)星橫向尺寸，便于運(yùn)輸及發(fā)射。折疊式手機(jī)衛(wèi)星結(jié)構(gòu)采用模塊化設(shè)計(jì)，增強(qiáng)了結(jié)構(gòu)通用性，在不改變結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，通過對(duì)手機(jī)衛(wèi)星平臺(tái)設(shè)備的修改即可進(jìn)行快速組裝，實(shí)現(xiàn)手機(jī)衛(wèi)星任務(wù)的多樣化，有效解決手機(jī)衛(wèi)星由于質(zhì)量、體積小造成的功能簡(jiǎn)單問題。對(duì)折疊式手機(jī)衛(wèi)星結(jié)構(gòu)的展開部件和電路連接設(shè)備進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)，即機(jī)械展開和電路連接都通過柔性印制板實(shí)現(xiàn)，簡(jiǎn)化折疊式手機(jī)衛(wèi)星結(jié)構(gòu)內(nèi)部電路，降低電磁干擾。分系統(tǒng)安裝盒采用鎂鋰合金作為結(jié)構(gòu)材料，鎂鋰合金是最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，且強(qiáng)度大，導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能好；分系統(tǒng)安裝盒上安裝有太陽能電池片，折疊式手機(jī)衛(wèi)星展開后，可用太陽能電池片的面積顯著增大，為折疊式手機(jī)衛(wèi)星正常工作提供所需電能，延長(zhǎng)工作時(shí)間。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明折疊式手機(jī)衛(wèi)星折疊狀態(tài)結(jié)構(gòu)圖
[0017]圖2為本發(fā)明折疊式手機(jī)衛(wèi)星展開狀態(tài)結(jié)構(gòu)圖
[0018]圖3為本發(fā)明分系統(tǒng)安裝盒結(jié)構(gòu)圖
[0019]圖4為本發(fā)明分系統(tǒng)功能板固定到分系統(tǒng)安裝盒內(nèi)結(jié)構(gòu)圖
[0020]圖5為本發(fā)明折疊式手機(jī)衛(wèi)星布局爆炸圖
[0021]圖6為本發(fā)明柔性印制板連接各分系統(tǒng)功能板結(jié)構(gòu)圖
[0022]圖7為本發(fā)明鎖緊部件拔銷式螺栓
[0023]附圖標(biāo)記說明:1_分系統(tǒng)安裝盒；2_柔性印制板；3_拔銷式螺栓；4_太陽能電池片；5_分系統(tǒng)安裝盒上表面；6_柔性印制板出□ ;7_耳片式接頭；8_通信板；9_綜合電子板；10-電源板；11-拔銷式螺栓螺桿；12_拔銷式螺栓底座；13_拔銷式螺栓固定銷安裝筒；14-拔銷式螺栓火工品安裝筒。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合具體實(shí)施實(shí)例，對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)一步說明。
[0025]1.參見圖1-圖7，本發(fā)明設(shè)計(jì)了折疊式手機(jī)衛(wèi)星結(jié)構(gòu)，主要包括:分系統(tǒng)安裝盒1，柔性印制板2，拔銷式螺栓3，衛(wèi)星平臺(tái)設(shè)備，所述衛(wèi)星平臺(tái)設(shè)備集成為通信板8，綜合電子板9，電源板10。
[0026]2.參見圖4，折疊式手機(jī)衛(wèi)星采用模塊化設(shè)計(jì)，手機(jī)衛(wèi)星平臺(tái)設(shè)備集成到三塊分系統(tǒng)功能板上，將分系統(tǒng)功能板通過螺釘安裝到分系統(tǒng)安裝盒I內(nèi)。
[0027]3.參見圖1和圖3，分系統(tǒng)安裝盒的上表面5設(shè)計(jì)成可拆卸的結(jié)構(gòu)，以便于對(duì)分系統(tǒng)功能板進(jìn)行安裝和操作。耳片式接頭7上開有螺紋孔，手機(jī)衛(wèi)星折疊后，拔銷式螺栓3通過每個(gè)分系統(tǒng)安裝盒I上的螺紋孔對(duì)其進(jìn)行鎖緊固定。
[0028]4.參見圖7，拔銷式螺栓固定銷安裝筒13中裝有固定銷，拔銷式螺栓火工品安裝筒14中裝有的炸藥和點(diǎn)火器。發(fā)射前，拔銷式螺栓螺桿11與拔銷式螺栓底座12通過固定銷固連，進(jìn)入預(yù)定軌道后，點(diǎn)火器引爆炸藥，產(chǎn)生巨大沖力將固定銷移除，拔銷式螺栓螺桿11與拔銷式螺栓底座12分離，拔銷式螺栓3斷開，折疊式手機(jī)衛(wèi)星解鎖。
[0029]5.參見圖1和圖6，柔性印制板2同時(shí)作為分系統(tǒng)功能板之間的電路連接設(shè)備，柔性印制板2通過插針焊接到分系統(tǒng)功能板上，以綜合電子板9為中心，將三個(gè)分系統(tǒng)功能板連接成一體，分系統(tǒng)功能板之間的電路連接均在柔性印制板2中實(shí)現(xiàn)。柔性印制板2的材料具有彈性，折疊式手機(jī)衛(wèi)星處于折疊狀態(tài)時(shí)，柔性印制板2彎曲，積累彈性勢(shì)能，在解鎖之后可將分系統(tǒng)安裝盒I彈回水平位置。
[0030]6.參見圖1和圖2，分系統(tǒng)安裝盒的表面均安裝有太陽能電池片4，折疊式手機(jī)衛(wèi)星展開后，可用的太陽能電池片4的面積增大，為折疊式手機(jī)衛(wèi)星提供工作所需電量。
[0031]7.參見圖1-圖7，折疊式手機(jī)衛(wèi)星的安裝過程為:首先取下分系統(tǒng)安裝盒I的上蓋，在分系統(tǒng)安裝盒I的表面安裝太陽能電池片4 ;然后將圖6所示制造連接完成的分系統(tǒng)功能板和柔性印制板2通過固定到分系統(tǒng)安裝盒I內(nèi)，并用螺釘固定上蓋，如圖2所示；折疊各個(gè)分系統(tǒng)安裝盒1，用拔銷式螺栓3鎖緊固定，如圖1所示；最后并在進(jìn)入預(yù)定軌道，對(duì)其解鎖展開，折疊式手機(jī)衛(wèi)星開始工作。
[0032]8.本發(fā)明的折疊式手機(jī)衛(wèi)星結(jié)構(gòu)具有通用性，在具體應(yīng)用時(shí)，根據(jù)具體的需求，重新設(shè)計(jì)手機(jī)衛(wèi)星平臺(tái)設(shè)備，使用本發(fā)明結(jié)構(gòu)即可快速組裝一顆衛(wèi)星。通過改變分系統(tǒng)功能板及安裝盒的數(shù)量，可以方便的調(diào)整折疊式手機(jī)衛(wèi)星主體結(jié)構(gòu)的大小，實(shí)現(xiàn)不同復(fù)雜程度的任務(wù)。
【權(quán)利要求】
1.一種折疊式手機(jī)衛(wèi)星結(jié)構(gòu)，主要包括手機(jī)衛(wèi)星平臺(tái)設(shè)備，所述手機(jī)衛(wèi)星平臺(tái)設(shè)備均為現(xiàn)有智能手機(jī)上以及現(xiàn)有商業(yè)市場(chǎng)上的電子部件成品，還包括分系統(tǒng)安裝盒、鎖緊部件以及展開部件；所述手機(jī)衛(wèi)星平臺(tái)設(shè)備由多塊集成的分系統(tǒng)功能板組成，各分系統(tǒng)功能板安裝在相應(yīng)的分系統(tǒng)安裝盒內(nèi)，通過鎖緊部件和展開部件分別實(shí)現(xiàn)折疊與展開。
2.如權(quán)利要求1所述的折疊式手機(jī)衛(wèi)星結(jié)構(gòu)，其特征在于，將所述手機(jī)衛(wèi)星平臺(tái)設(shè)備集成為三個(gè)分系統(tǒng)功能板，分別是電源板、綜合電子板、通信板；以綜合電子板為中心，電源板和通信板分別通過展開部件與綜合電子板連接；電源板、綜合電子板、通信板的內(nèi)部電路也通過展開部件相互連接；電源板集成智能手機(jī)上的電池以及電源管理芯片器件；綜合電子板集成智能手機(jī)上的相機(jī)、敏感器、高速處理器器件；通信板采用UHF，WIFI以及S波段通信技術(shù)。
3.如權(quán)利要求1所述的折疊式手機(jī)衛(wèi)星結(jié)構(gòu)，其特征在于，分系統(tǒng)安裝盒為長(zhǎng)方形盒體，采用鎂鋰合金作為結(jié)構(gòu)材料，上下表面均安裝6塊太陽能電池片，其上表面可以拆卸，在每個(gè)分系統(tǒng)安裝盒的對(duì)稱的兩個(gè)短邊的側(cè)面上分別設(shè)計(jì)一個(gè)突出的耳片式接頭，上面開有螺紋孔，每個(gè)分系統(tǒng)安裝盒與其他分系統(tǒng)安裝盒連接的面上開有方形孔。
4.如權(quán)利要求1所述的折疊式手機(jī)衛(wèi)星結(jié)構(gòu)，其特征在于，選用拔銷式螺栓作為折疊式手機(jī)衛(wèi)星的鎖緊部件，所述拔銷式螺栓包括拔銷式螺栓螺桿和拔銷式螺栓底座，拔銷式螺栓底座包括一個(gè)拔銷式螺栓固定銷安裝筒和一個(gè)拔銷式螺栓火工品安裝筒，拔銷式螺栓火工品安裝筒中裝有點(diǎn)火器和炸藥。
5.如權(quán)利要求1所述的折疊式手機(jī)衛(wèi)星結(jié)構(gòu)，其特征在于，選用柔性印制板作為折疊式手機(jī)衛(wèi)星的展開部件，柔性印制板是以聚酰亞胺作為基材，銅箔作為基板的印刷電路板，柔性印制板通過插針焊接到分系統(tǒng)功能板上。
【文檔編號(hào)】B64G1/00GK104002995SQ201410209563
【公開日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2014年5月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月16日
【發(fā)明者】龔春林, 吳小萌, 谷良賢, 朱海珍 申請(qǐng)人:西北工業(yè)大學(xué)