一种可扩展、模块化平台和载荷结构一体化卫星装置的制作方法

1.本发明涉及航天飞行器技术领域，具体为一种可扩展、模块化平台和载荷结构一体化卫星装置。


背景技术：

2.随着卫星制造技术的不断提高,高精度、高敏捷性、低成本卫星的需求日益强烈。平台与载荷一体化设计是未来高精度、高敏捷性、低成本卫星发展的重要方向之一,平台与载荷一体化构型设计是卫星发展的重要方向和关键技术。
3.目前卫星研制向更高使用效能方向大力转型，卫星提升性能指标以及增大载荷规模的需求越来越迫切，传统研制模式中，平台与载荷在构型布局上基于接口界面开展设计，发射段抗恶劣力学环境、在轨轻微振动以及在轨光热等各专业当真分析耦合程度不深，但是随着整星和载荷规模增大，必须寻求更加精细化、简约化的设计方法支撑卫星，尤其是遥感卫星的总体研制。
4.因此，设计一种实用性强的可扩展、模块化平台和载荷结构一体化卫星装置是很有必要的。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种可扩展、模块化平台和载荷结构一体化卫星装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
7.一种可扩展、模块化平台和载荷结构一体化卫星装置，包括卫星主结构、相机载荷与太阳电池阵，所述卫星主结构z轴方向设有相机载荷，所述太阳电池阵固定安装于卫星主结构的其一台面的四角，所述太阳电池阵为可延展结构，所述卫星主结构内固定安装有集成式综合电控板与锂电池阵列，所述卫星主结构的另一台面与太阳电池阵列的非迎光面均固定安装有相控阵天线。
8.根据上述技术方案，所述相机载荷的两端分别固定安装有星间分离环与星箭分离环。
9.根据上述技术方案，所述相机载荷位于卫星主结构的中部，所述相机载荷为两部分组合结构，前两部分分别通过卫星主结构的两片台面板一体成型。
10.根据上述技术方案，所述太阳电池阵为回转折叠结构。
11.根据上述技术方案，所述太阳电池阵侧的相机载荷凸出卫星主结构表面，且凸起高度高于太阳电池阵收拢折叠高度。
12.根据上述技术方案，所述相控阵天线侧的相机载荷凸出卫星主结构表面，且凸起高度高于相控阵天线的厚度。
13.根据上述技术方案，太阳电池阵的单片面积为卫星主结构的九分之一台面面积，且太阳电池阵的单片形状与卫星主结构的台面形状等比相似。
14.与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：
15.1、该卫星装置设计将卫星结构和相机载荷进行一体化设计，有效的提高了卫星结构的紧凑性；
16.2、该装置采用卫星结构载荷一体化设计，减小了卫星发射包络尺寸，降低卫星总体重量，节省了卫星的发射成本；
17.3、该卫星装置设计了在卫星底部和顶端分别设置了星箭分离点和星间分离点，可进行堆叠式发射，在有限运载空间情况下，便于进行一箭多星堆叠式发射；
18.4、该构型设计将太阳电池阵和相控阵天线结构采用模块化设计，可以根据卫星功率和用户需求，增加或者减少太阳电池阵和相控阵模块；
19.5、该装置中设计的太阳电池阵的模块单元可通过铰链连接，实现适应多种应用需求和构型需求的模块扩展拼接。
附图说明
20.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
21.图1是本发明的第一状态立体结构示意图；
22.图2是本发明的在轨状态第一视角立体结构示意图；
23.图3是本发明的在轨状态第二视角立体结构示意图；
24.图4是本发明的太阳电池阵展开方向示意图。
25.图中：1、卫星主结构，2、相机载荷，3、太阳电池阵，4、集成式综合电控板，5、锂电池，6、星间分离环，7、星箭分离环，8、相控阵天线。
具体实施方式
26.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
27.请参阅图1-4，本发明提供技术方案：一种可扩展、模块化平台和载荷结构一体化卫星装置，包括卫星主结构1、相机载荷2与太阳电池阵3，所述卫星主结构1z轴方向设有相机载荷2，所述太阳电池阵3固定安装于卫星主结构1的其一台面的四角，所述太阳电池阵3为可延展结构，所述卫星主结构1内固定安装有集成式综合电控板4与锂电池5阵列，所述卫星主结构1的另一台面与太阳电池阵3列的非迎光面均固定安装有相控阵天线8。
28.卫星主结构1采用多航空铝合金制作，构建空间架构，方便内部的锂电池5与集成式综合电控板4的安装，而相机载荷2为相机的安装提供基础，太阳电池阵3通过自身的功能性，为锂电池5进行充电及为整星工作提供电能，集成式综合电控板4根据功能需求进行集成制作，锂电池5对太阳电池阵3产生的余量电能进行存储，实现备用电源。
29.具体而言，所述相机载荷2的两端分别固定安装有星间分离环6与星箭分离环7。
30.通过相机载荷2两端固定安装的星间分离环6，使得堆叠多星发射的卫星能够进行分离，而星箭分离环7能够有效的使得卫星与火箭进行分离。
31.具体而言，所述相机载荷2位于卫星主结构1的中部，所述相机载荷2为两部分组合结构，前两部分分别通过卫星主结构1的两片台面板一体成型。
32.通过相机载荷2位于卫星主结构1的中部，使得整体的重力平衡更加稳定，而通过组合结构，更加方便整体的组装，一体成型结构，增加了稳定性。
33.具体而言，所述太阳电池阵3为回转折叠结构。
34.通过回转弯折结构，能够更好的对整体迎光面进行铺展。
35.具体而言，所述太阳电池阵3侧的相机载荷2凸出卫星主结构1表面，且凸起高度高于太阳电池阵3收拢折叠高度。
36.通过相机载荷2的凸出，使得星间堆叠时能够对太阳电池阵3进行保护。
37.具体而言，所述相控阵天线8侧的相机载荷2凸出卫星主结构1表面，且凸起高度高于相控阵天线8的厚度。
38.通过相机载荷2的凸出，对相控阵天线8进行安装时的空间距离控制，继而实现保护。
39.具体而言，太阳电池阵3的单片面积为卫星主结构1的九分之一台面面积，且太阳电池阵3的单片形状与卫星主结构1的台面形状等比相似。
40.通过等比相似的设置，使得收拢与展开过程中，能够更好的与卫星主结构1进行配合。
41.工作原理：使用时，通过星箭分离环7将星体与火箭进行连接，通过星间分离环6将星体间进行连接，当进入预定轨道时，通过上述的星箭分离环7与星间分离环6，使得星体实现独立分离，星体入轨后，卫星主结构1进行姿态调整，并展开太阳电池阵3，直至太阳电池阵3迎光面朝向太阳，及相控阵天线8处于合适的信号接收位置。
42.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
43.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种可扩展、模块化平台和载荷结构一体化卫星装置，包括卫星主结构(1)、相机载荷(2)与太阳电池阵(3)，其特征在于：所述卫星主结构(1)z轴方向设有相机载荷(2)，所述太阳电池阵(3)固定安装于卫星主结构(1)的其一台面的四角，所述太阳电池阵(3)为可延展结构，所述卫星主结构(1)内固定安装有集成式综合电控板(4)与锂电池(5)阵列，所述卫星主结构(1)的另一台面与太阳电池阵(3)列的非迎光面均固定安装有相控阵天线(8)。2.根据权利要求1所述的一种可扩展、模块化平台和载荷结构一体化卫星装置，其特征在于：所述相机载荷(2)的两端分别固定安装有星间分离环(6)与星箭分离环(7)。3.根据权利要求1所述的一种可扩展、模块化平台和载荷结构一体化卫星装置，其特征在于：所述相机载荷(2)位于卫星主结构(1)的中部，所述相机载荷(2)为两部分组合结构，前两部分分别通过卫星主结构(1)的两片台面板一体成型。4.根据权利要求1所述的一种可扩展、模块化平台和载荷结构一体化卫星装置，其特征在于：所述太阳电池阵(3)为回转折叠结构。5.根据权利要求1所述的一种可扩展、模块化平台和载荷结构一体化卫星装置，其特征在于：所述太阳电池阵(3)侧的相机载荷(2)凸出卫星主结构(1)表面，且凸起高度高于太阳电池阵(3)收拢折叠高度。6.根据权利要求1所述的一种可扩展、模块化平台和载荷结构一体化卫星装置，其特征在于：所述相控阵天线(8)侧的相机载荷(2)凸出卫星主结构(1)表面，且凸起高度高于相控阵天线(8)的厚度。7.根据权利要求1所述的一种可扩展、模块化平台和载荷结构一体化卫星装置，其特征在于：太阳电池阵(3)的单片面积为卫星主结构(1)的九分之一台面面积，且太阳电池阵(3)的单片形状与卫星主结构(1)的台面形状等比相似。

技术总结
本发明公开了一种可扩展、模块化平台和载荷结构一体化卫星装置，该卫星装置设计将卫星结构和相机载荷进行一体化设计，有效的提高了卫星结构的紧凑性；采用卫星结构载荷一体化设计，减小了卫星发射包络尺寸，降低卫星总体重量，节省了卫星的发射成本；设计了在卫星底部和顶端分别设置了星箭分离点和星间分离点，可进行堆叠式发射，在有限运载空间情况下，便于进行一箭多星堆叠式发射；将太阳电池阵和相控阵天线结构采用模块化设计，可以根据卫星功率和用户需求，增加或者减少太阳电池阵和相控阵模块；太阳电池阵的模块单元可通过铰链连接，实现适应多种应用需求和构型需求的模块扩展拼接。拼接。


技术研发人员：张雅彬 黄洪州 常正勇 韩献堂 杨佳文 黄超
受保护的技术使用者：北京钧天航宇技术有限公司
技术研发日：2022.12.08
技术公布日：2023/5/9