在軌展開式衛星結構的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及衛星結構設計，具體涉及一種在軌展開式衛星結構。
【背景技術】
[0002]衛星星體通常按功能分為推進艙、服務艙(或者平臺艙)、載荷艙等等，各個艙段為各個單機及其電纜提供機械安裝接口。各個艙段之間采用螺栓等經固件可靠地連接為一體。但由于運載包絡限制，衛星結構尺寸也受限制。
[0003]為了實現大型載荷構型需求，同時為了實現衛星結構模塊化設計和高穩定性，展開式衛星結構可通過結構模塊化、可展開的設計方式，實現較大的在軌尺寸，并保證結構平臺的在軌高穩定性，同時在滿足在軌大尺寸的要求下，又能滿足現有運載條件。
[0004]展開式衛星結構的主要技術要求包括:主體包絡、重量、強度、收攏和展開剛度等。收攏時，要求可展開衛星能夠克服發射階段的力學環境，星體結構不受破壞；在軌時，能夠實現星體的可靠地展開及保持展開狀態下的剛度要求；長期工作過程中，要求展開式桁架能承受惡劣的熱學環境。
[0005]本發明所涉及的可展開式衛星結構，目前沒有發現同本發明類似技術的說明或報道，也尚未收集到國內外類似的資料。
【發明內容】
[0006]針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種在軌展開式衛星結構。
[0007]本發明解決了星體不能超過運載限制與滿足在軌大型載荷需要的結構構型間的矛盾；為后續大型載荷，如口徑十米的光學相機等載荷的航天領域的應用，提供了工程解決途徑。
[0008]根據本發明提供的一種在軌展開式衛星結構，包括沿周向排列的多個構型相同的星體模塊，相鄰的星體模塊之間通過展開式桁架連接，且相鄰的星體模塊之間設置有對應的星體連接和解鎖裝置；
[0009]在發射階段，星體連接和解鎖裝置將星體模塊連接成一個整體，使得星體處于收攏狀態，滿足發射時運載包絡需求；
[0010]在星體入軌后，星體連接和解鎖裝置工作，實現星體模塊之間的解鎖，并在展開式桁架作用下，星體模塊實現在軌展開；
[0011]在軌工作期間，通過展開式桁架的鎖定機構，實現展開式桁架的在軌高剛度鎖定。
[0012]優選地，所述在軌展開式衛星結構的整體繞中心軸向對稱。
[0013]優選地，星體模塊的數量為3個。
[0014]優選地，在星體模塊內部安裝有蓄電池、天線；星體模塊外壁粘貼有電池片；星體模塊之間的功率和通信電纜布置在展開式桁架上。
[0015]優選地，星體模塊實現在軌展開后，在星體模塊之間形成中空的安裝空間。
[0016]與現有技術相比，本發明具有如下的有益效果:
[0017](I)在軌可展開星體通過高剛度的展開式桁架連接，在整星剛度沒有明顯降低的要求下，獲得了更大的載荷安裝結構和工作空間；
[0018](2)星體分離之后，中間為中空結構，可為超大口徑的光學載荷等提供了更大的光學通路；
[0019](3) 3塊星體模塊彼此相互獨立，內部均可以安裝各種單機和設備，實現了衛星的模塊化設計；
[0020](4)本發明的構型新穎，能夠滿足大型載荷需求及運載約束兩者之間的矛盾，很好地解決了運載約束和載荷要求沖突問題；
[0021](5)星體模塊之間彼此分開，整體重量分布遠離中心，衛星具有更大的慣量，整星也因此具有更尚穩定性
[0022](6)在軌工作期間星體在展開狀態下，具有較高的剛度，實現基頻大于1Hz要求，為載荷和單機等，提供穩定而可靠的高剛度平臺。
【附圖說明】
[0023]通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發明的其它特征、目的和優點將會變得更明顯:
[0024]圖1是本發明機構示意圖。
[0025]圖2是本發明的收攏到展開的過程。
[0026]圖中:
[0027]I 一星體模塊
[0028]2—星體連接和解鎖裝置
[0029]3—展開式桁架
【具體實施方式】
[0030]下面結合具體實施例對本發明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技術人員進一步理解本發明，但不以任何形式限制本發明。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變化和改進。這些都屬于本發明的保護范圍。
[0031]本發明提出了一種發射階段收攏、在軌展開的衛星平臺結構，主要由星體模塊1、星體連接和解鎖裝置2、展開式桁架3等部分構成。在發射階段，星體模塊I由星體連接和解鎖裝置2收攏于運載整流罩內，滿足其包絡要求；入軌后，星體連接和解鎖裝置2均解鎖，展開式桁架3將各個星體模塊I彼此分開，從而實現衛星本體在軌重構的過程，為有特定需求的衛星載荷如口徑為10米的光學相機等提供更大的安裝結構。本發明解決了運載發射包絡限制與載荷在軌大尺度工作空間要求之間的矛盾，取得了結構簡單、剛度大的有益效果O
[0032]星體模塊I為載荷、天線以及各類單機和系統提供機械接口 ；星體連接和鎖緊裝置將各星體模塊I固定在一起，使得整個星體滿足運載包絡要求，并使得整個星體具有足夠剛度和強度，能夠承受發射主動段力學環境。在軌展開時，鎖緊裝置能夠可靠地、順利地釋放對星體模塊I的約束；最后由展開桁架將3塊星體模塊丨可靠的鎖定，形成一個高剛度的衛星平臺結構。星體模塊I彼此分開，為薄膜載荷提供很大的安裝接口，并允許光線通過衛星星體中部。
[0033]如圖1所示是本發明提出的可分離式衛星構型的示意圖，主要是星體模塊1、星體連接和解鎖裝置2、展開式桁架3等構成。地面裝配時，單個星體模塊I分別完成裝配，展開式桁架3處于展開狀態下，將3塊展開式桁架3進行連接，并收攏靠緊，采用星體連接和解鎖裝置2將其固定與一體，滿足運載包絡限制和力學條件。入軌后展開過程如圖2所示，整個結構從收攏狀態下逐漸到展開狀態:星體連接和解鎖裝置2工作，釋放各個星體模塊I之間的約束；展開式桁架3推動星體模塊I彼此分離；展開式桁架3鎖定，構成最終衛星平臺結構，為大型載荷提供安裝結構和工作空間。
[0034]以上對本發明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發明并不局限于上述特定實施方式，本領域技術人員可以在權利要求的范圍內做出各種變化或修改，這并不影響本發明的實質內容。
【主權項】
1.一種在軌展開式衛星結構，其特征在于，包括沿周向排列的多個構型相同的星體模塊(I)，相鄰的星體模塊(I)之間通過展開式桁架(3)連接，且相鄰的星體模塊(I)之間設置有對應的星體連接和解鎖裝置(2); 在發射階段，星體連接和解鎖裝置(2)將星體模塊(I)連接成一個整體，使得星體處于收攏狀態，滿足發射時運載包絡需求； 在星體入軌后，星體連接和解鎖裝置(2)工作，實現星體模塊(I)之間的解鎖，并在展開式桁架(3)作用下，星體模塊(I)實現在軌展開； 在軌工作期間，通過展開式桁架(3)的鎖定機構，實現展開式桁架(3)的在軌高剛度鎖定。2.根據權利要求1所述的在軌展開式衛星結構，其特征在于，所述在軌展開式衛星結構的整體繞中心軸向對稱。3.根據權利要求1所述的在軌展開式衛星結構，其特征在于，星體模塊(I)的數量為3個。4.根據權利要求1所述的在軌展開式衛星結構，其特征在于，在星體模塊(I)內部安裝有蓄電池、天線；星體模塊(I)外壁粘貼有電池片；星體模塊(I)之間的功率和通信電纜布置在展開式桁架(3)上。5.根據權利要求1所述的在軌展開式衛星結構，其特征在于，星體模塊(I)實現在軌展開后，在星體模塊(I)之間形成中空的安裝空間。
【專利摘要】本發明提供了一種在軌展開式衛星結構，包括沿周向排列的多個構型相同的星體模塊，相鄰的星體模塊之間通過展開式桁架連接，且相鄰的星體模塊之間設置有對應的星體連接和解鎖裝置；在發射階段，星體連接和解鎖裝置將星體模塊連接成一個整體，使得星體處于收攏狀態，滿足發射時運載包絡需求；在星體入軌后，星體連接和解鎖裝置工作，實現星體模塊之間的解鎖，并在展開式桁架作用下，星體模塊實現在軌展開；在軌工作期間，通過展開式桁架的鎖定機構，實現展開式桁架的在軌高剛度鎖定。本發明解決了星體不能超過運載限制與滿足在軌大型載荷需要的結構構型間的矛盾；為后續大型載荷的應用提供了工程解決途徑。
【IPC分類】B64G1/10
【公開號】CN105035358
【申請號】CN201510465801
【發明人】周偉敏, 張偉, 江世臣, 王智磊, 張嵬
【申請人】上海衛星工程研究所
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2015年7月31日