卫星、卫星模块组件及卫星模块连接单元的制作方法

1.本发明涉及人造卫星领域，尤其涉及一种卫星、卫星模块组件及卫星模块连接单元。


背景技术：

2.人造卫星(artificial satellite)是指环绕地球在空间轨道上运行的无人航天器，其根据指令在空间轨道上执行各种不同的任务。随着空间技术的不断发展，人们对于人造卫星所扮演的角色任务也趋于复杂化，这些复杂的任务会导致卫星体积增加、结构复杂化。与此同时，随着卫星体积增加、结构愈加复杂，导致卫星研制成本及周期不断增加。为了降低卫星的研制周期，实现卫星结构的快速布局，模块化的设计方式越来越多地应用于卫星研发中心。
3.如申请人在先申请的公开号为cn113772122a的专利就记载了一种用于卫星的模块单元，其中每个模块单元都能够在其内部安装相应的模块或器件，使其能够独立执行卫星平台的一个或多个功能，例如任务规划、能源分配、姿控、卫星推进等，在设计卫星时，根据任务及需求选择不同的模块单元进行装配，从而大幅降低了卫星的研制周期。
4.然而申请人发现，目前对于人造卫星的模块化设计还存在难以满足姿态精度要求比较高的太空任务场景的问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种卫星模块连接单元，能够使得卫星可满足姿态精度要求高的太空任务场景。
6.为实现前述目的的卫星模块连接单元，包括：
7.第一座体，具有第一连接面；
8.第二座体，具有第二连接面；
9.连接组件，设置于所述第一连接面和/或所述第二连接面中，所述连接组件包括：
10.磁吸模块；
11.供电模块，所述卫星模块连接单元能够通过所述供电模块传输电力；
12.通信模块，所述卫星模块连接单元能够通过所述通信模块传递信号；以及
13.多个连接杆，连接于所述第一座体与所述第二座体之间，在连接状态下，所述第一连接面以及所述第二连接面分别位于所述卫星模块连接单元外侧；
14.其中，每个所述连接杆的两端分别与所述第一座体以及所述第二座体铰接，且每个所述连接杆均配置为可伸缩，通过伸缩调节一个或多个所述连接杆的长度，能够调节所述第一连接面相对所述第二连接面的姿态。
15.在一个或多个实施例中，所述卫星模块连接单元具有轴线方向，所述第一座体以及所述第二座体沿所述轴线方向间隔布设；
16.其中，所述多个连接杆均相对所述轴线方向倾斜布设。
17.在一个或多个实施例中，沿所述第一座体的周向布设有第一连接部、第二连接部以及第三连接部，沿所述第二座体的周向布设有第四连接部、第五连接部以及第六连接部；其中，沿所述卫星模块连接单元的轴线方向的正投影中，所述第一连接部、所述第五连接部、所述第二连接部、所述第六连接部、所述第三连接部以及所述第四连接部分别依次沿该正投影的外周间隔布设；
18.所述连接杆的数量为六个，分别为第一连接杆、第二连接杆、第三连接杆、第四连接杆、第五连接杆以及第六连接杆；
19.其中，所述第一连接杆的一端及所述第二连接杆的一端分别与所述第一连接部铰接，所述第三连接杆的一端及所述第四连接杆的一端分别与所述第二连接部铰接，所述第五连接杆的一端及所述第六连接杆的一端分别与所述第三连接部铰接；
20.所述第一连接杆的另一端及所述第六连接杆的另一端分别与所述第四连接部铰接，所述第二连接杆的另一端及所述第三连接杆的另一端分别与所述第五连接部铰接，所述第四连接杆的另一端及所述第五连接杆的另一端分别与所述第六连接部铰接。
21.在一个或多个实施例中，所述第一座体具有与所述第一连接面相对设置的第一底面，所述第二座体具有与所述第二连接面相对设置的第二底面；
22.其中，所述第一连接部、所述第二连接部以及所述第三连接部分别为突设于所述第一底面的凸块，所述第四连接部、所述第五连接部以及所述第六连接部分别为开设于所述第二底面的槽。
23.在一个或多个实施例中，所述磁吸模块环设于所述第一连接面以及所述第二连接面外周，包括正磁极单元以及负磁极单元，所述正磁极单元与所述负磁极单元交替间隔布设。
24.在一个或多个实施例中，所述连接杆内部呈中空。
25.另一方面，根据本技术的一些实施例，还提供了一种卫星模块组件，其包括卫星模块以及前所述的卫星模块连接单元；
26.其中，所述卫星模块通过所述第一连接面或所述第二连接面上的所述连接组件与所述卫星模块连接单元连接。
27.在一个或多个实施例中，所述卫星模块呈立方体状，所述卫星模块的六个面上均设置有所述连接组件。
28.又一方面，根据本技术的一些实施例，还提供了一种卫星，其采用如前任一项所述的卫星模块组件组装而成。
29.再一方面，根据本技术的一些实施例，还提供了一种卫星，其包括如前所述的卫星模块连接单元，所述卫星还包括卫星模块，所述卫星模块呈立方体状，所述卫星模块的六个面上均设置有所述连接组件；
30.其中，至少一对所述卫星模块之间通过所述卫星模块连接单元连接。
31.本发明的有益效果在于：
32.通过调节本卫星模块连接单元中一个或多个连接杆的长度，能够使得连接状态下的两卫星模块彼此之间的姿态可调节，而多个可伸缩连接杆的设置，能够提供两卫星模块彼此姿态可调节的自由度数量，从而实现两卫星模块可以被调节至最符合太空任务所需的姿态位置，使得组装后的卫星可满足姿态精度要求高的太空任务场景。
33.上述说明仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本技术的具体实施方式。
附图说明
34.通过阅读对下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本技术的限制。而且在全部附图中，用相同的附图标号表示相同的部件。在附图中：
35.图1示出了根据本技术一些实施例的卫星模块连接单元的立体示意图；
36.图2示出了根据本技术一些实施例的卫星模块组件的立体示意图。
具体实施方式
37.下面将结合附图对本技术技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本技术的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本技术的保护范围。
38.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术；本技术的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
39.在面对如太空构建、大型天线拼接、大型望远镜拼接、卫星平台维稳等太空任务场景时，常需要保证相邻或相连接的卫星模块之间彼此保证有高精度的姿态，现有的卫星模块两两相连，彼此之间很难有进一步调整的空间。
40.申请人研究后发现，通过提供一种具有新构型的用于连接卫星模块的连接单元，能够解决前述技术问题。
41.一方面，根据本技术的一些实施例，提供了一种卫星模块连接单元，如图1示出了根据本技术一些实施例的卫星模块连接单元的立体示意图。其中，卫星模块连接单元100包括：第一座体1、第二座体2、连接组件3以及连接杆4。
42.其中，第一座体1具有第一连接面10，第二座体2具有第二连接面20，在被连接杆4的连接状态下，第一连接面10以及第二连接面20分别位于卫星模块连接单元100外侧，即卫星模块连接单元100的开放侧。
43.在如图中所示的实施例中，连接组件3为分别设置于第一连接面10以及第二连接面20中的一对，其中每个连接组件3均包括磁吸模块30、供电模块31以及通信模块32。其中，磁吸模块30提供了将卫星模块连接单元100与外部其他具有磁性的部件或模块配合相吸以实现连接的能力。卫星模块连接单元100能够通过供电模块31传输电力，例如当卫星模块连接单元100与外部其他卫星模块连接后，卫星模块能够通过供电模块31获取电力，或卫星模块通过供电模块31向外输送电力。卫星模块连接单元100能够通过通信模块32传递信号，例如当卫星模块连接单元100与外部其他卫星模块连接后，卫星模块能够通过通信模块32获取信号，或卫星模块通过通信模块32向外发送信号。在其他一些与图中所示不同的实施例中，连接组件3也可以只设置于第一连接面10或第二连接面20中，而不设置有连接组件3的
连接面通过例如焊接、紧固件连接等方式预先与卫星模块固定连接。
44.连接杆4为连接于第一座体1与第二座体2之间的多个，其中，每个连接杆4的两端分别与第一座体1以及第二座体2铰接，且每个连接杆4均配置为可伸缩，通过伸缩调节一个或多个连接杆4的长度，能够调节第一连接面10相对第二连接面20的姿态。从而例如当两卫星模块分别连接于第一连接面10以及第二连接面20上后，通过调节一个或多个连接杆4的长度，能够使得连接状态下的两卫星模块彼此之间的姿态可调节，而多个可伸缩连接杆4的设置，能够提供两卫星模块彼此姿态可调节的自由度数量，从而实现两卫星模块可以被调节至最符合太空任务所需的姿态位置，使得组装后的卫星可满足姿态精度要求高的太空任务场景。
45.在本技术实施例的描述中，技术术语例如“第一座体”“第二座体”等仅用于区别不同对象，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、特定顺序或主次关系。在本技术实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
46.在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
47.请继续参见图1，在一个或多个实施例中，卫星模块连接单元100具有轴线方向a，第一座体1以及第二座体2沿轴线方向a间隔布设。其中，多个连接杆4均相对轴线方向倾斜布设，如此设置，使得多个连接杆4彼此之间呈相对稳定的三角支撑结构，在保证了卫星模块连接单元100姿态可调的基础上，进一步保证了卫星模块连接单元100自身结构的稳定性。
48.在一个具体的实施例中，连接杆4为可伸缩连接的丝杆，通过丝杆以保证连接杆4伸出或缩回的精度。
49.在一个或多个实施例中，沿第一座体1的周向布设有第一连接部11、第二连接部12以及第三连接部13，沿第二座体2的周向布设有第四连接部21、第五连接部22以及第六连接部23。其中，沿卫星模块连接单元100的轴线方向a的正投影中，第一连接部11、第五连接部22、第二连接部12、第六连接部23、第三连接部13以及第四连接部21分别依次沿该正投影的外周间隔布设，即设置于第一座体1上的连接部与设置于第二座体2上的连接部沿正投影的外周交替间隔布设。需要说明的是，若以图中所示姿态为参照，该正投影可以理解为卫星模块连接单元100以仰视或俯视视角所视得的正投影。
50.连接杆4的数量为如图中所示的六个，分别包括第一连接杆41、第二连接杆42、第三连接杆43、第四连接杆44、第五连接杆45以及第六连接杆46。其中，第一连接杆41的一端及第二连接杆42的一端分别与第一连接部11铰接，第三连接杆43的一端及第四连接杆44的一端分别与第二连接部12铰接，第五连接杆45的一端及第六连接杆46的一端分别与第三连接部13铰接。第一连接杆41的另一端及第六连接杆46的另一端分别与第四连接部21铰接，第二连接杆42的另一端及第三连接杆43的另一端分别与第五连接部22铰接，第四连接杆44的另一端及第五连接杆45的另一端分别与第六连接部23铰接。可以理解的是，以图中所示方向作为参照，文中记载的一端即为图中所示的上端，另一端即为图中所示的下端。
51.通过布设具有前述构型的卫星模块连接单元100，使得在调节任意连接杆4时，其他连接杆4均能够保持对第一座体1以及第二座体2的稳定支撑连接，从而进一步实现了对于卫星姿态的精准调节。其中，在一个具体的实施例中，在该正投影内，设置于第一座体1上的连接部与设置于第二座体2上的连接部沿正投影的外周交替地均匀间隔布设，从而进一步保证了连接杆4对第一座体1以及第二座体2的稳定支撑连接，进一步实现了对于卫星姿态的精准调节。
52.进一步地，在一个或多个实施例中，第一座体1具有与第一连接面10相对设置的第一底面10a，第二座体2具有与第二连接面20相对设置的第二底面20a。其中，第一连接部11、第二连接部12以及第三连接部13分别为突设于第一底面10a的凸块，第四连接部21、第五连接部22以及第六连接部23分别为开设于第二底面20a的槽，通过前述结构，能够保证连接杆4与第一座体1以及第二座体2的连接稳定性，进一步保证了卫星模块连接单元100自身的结构强度。
53.在一个或多个实施例中，请继续参见图1，磁吸模块30是环设于第一连接面10以及第二连接面20的外周，包括正磁极单元301以及负磁极单元302，正磁极单元301与负磁极单元302交替间隔布设，从而便于与外部具有相同构型或不同构型的磁性部件相吸。
54.在一个或多个实施例中，连接杆4内部呈中空，从而为供电模块31和/或通信模块32提供引线、布线的空间，确保空间使用不露在太空中。
55.在另一具体的实施例中，内部呈中空的连接杆4内部贴加热片，例如ptc加热器，以实现在太空中可以保证温控，避免因温度变形。在另一具体的实施例中，连接杆4的外侧可以设置有温度监测模块，当监测到温度会导致连接杆4变形时，则控制连接杆4内部的加热片工作。
56.在一个具体的实施例中，通信模块32是如图所示由环状数据接口组成，在另一具体的实施例中，通信模块32采用lvds协议实现数据交互及通信。在另一具体的实施例中，位于卫星模块连接单元100上的两通信模块32彼此通过布设在连接杆4内部的电连接线电信号连接，以提供信号传输的接口。
57.在另一具体的实施例中，供电模块31内侧具有锂电池，通过锂电池为外部提供电力。在另一具体的实施例中，供电模块31提供电连接结构，位于卫星模块连接单元100上的两供电模块31彼此通过布设在连接杆4内部的电连接线电性连接，以提供电力传输的接口。
58.另一方面，根据本技术的一些实施例，还提供了一种卫星模块组件，如图2示出了根据本技术一些实施例的卫星模块组件的立体示意图。卫星模块组件包括卫星模块200以及如前一个或多个实施例中所记载的卫星模块连接单元100。卫星模块200通过第一连接面10或第二连接面20上的连接组件3与卫星模块连接单元100连接。如图中仅示出了卫星模块200通过第二连接面20与卫星模块连接单元100连接的示意图，可以理解的是，卫星模块200也可以于另一侧通过第一连接面10与卫星模块连接单元100连接。
59.进一步地，根据本技术的一些实施例，卫星模块200是如图所示呈立方体状，卫星模块200的六个面上均设置有连接组件3，卫星模块200与卫星模块连接单元100通过连接组件3中的磁吸模块30磁性相吸连接。通过将连接组件3设置于卫星模块200的六个面上，使得卫星模块200的每个侧面均可以通过卫星模块连接单元100与其他卫星模块200连接，进一步提升了多个卫星模块200组合形成的人造卫星的姿态精度。
60.又一方面，根据本技术的一些实施例，还提供了一种卫星，其采用如前所述的卫星模块组件组装而成。
61.又一方面，根据本技术的一些实施例，还提供了一种卫星，其包括呈立方体状的卫星模块，卫星模块的六个面上均设置有连接组件3。该卫星还包括如前一个或多个实施例中所记载的卫星模块连接单元100，其中，在组装称为该卫星的卫星模块中，至少一对卫星模块之间通过卫星模块连接单元100连接。
62.在本技术实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；也可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术实施例中的具体含义。
63.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本技术的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本技术并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

技术特征：
1.一种卫星模块连接单元，其特征在于，包括：第一座体，具有第一连接面；第二座体，具有第二连接面；连接组件，设置于所述第一连接面和/或所述第二连接面中，所述连接组件包括：磁吸模块；供电模块，所述卫星模块连接单元能够通过所述供电模块传输电力；通信模块，所述卫星模块连接单元能够通过所述通信模块传递信号；以及多个连接杆，连接于所述第一座体与所述第二座体之间，在连接状态下，所述第一连接面以及所述第二连接面分别位于所述卫星模块连接单元外侧；其中，每个所述连接杆的两端分别与所述第一座体以及所述第二座体铰接，且每个所述连接杆均配置为可伸缩，通过伸缩调节一个或多个所述连接杆的长度，能够调节所述第一连接面相对所述第二连接面的姿态。2.如权利要求1所述的卫星模块连接单元，其特征在于，所述卫星模块连接单元具有轴线方向，所述第一座体以及所述第二座体沿所述轴线方向间隔布设；其中，所述多个连接杆均相对所述轴线方向倾斜布设。3.如权利要求1所述的卫星模块连接单元，其特征在于，沿所述第一座体的周向布设有第一连接部、第二连接部以及第三连接部，沿所述第二座体的周向布设有第四连接部、第五连接部以及第六连接部；其中，沿所述卫星模块连接单元的轴线方向的正投影中，所述第一连接部、所述第五连接部、所述第二连接部、所述第六连接部、所述第三连接部以及所述第四连接部分别依次沿该正投影的外周间隔布设；所述连接杆的数量为六个，分别为第一连接杆、第二连接杆、第三连接杆、第四连接杆、第五连接杆以及第六连接杆；其中，所述第一连接杆的一端及所述第二连接杆的一端分别与所述第一连接部铰接，所述第三连接杆的一端及所述第四连接杆的一端分别与所述第二连接部铰接，所述第五连接杆的一端及所述第六连接杆的一端分别与所述第三连接部铰接；所述第一连接杆的另一端及所述第六连接杆的另一端分别与所述第四连接部铰接，所述第二连接杆的另一端及所述第三连接杆的另一端分别与所述第五连接部铰接，所述第四连接杆的另一端及所述第五连接杆的另一端分别与所述第六连接部铰接。4.如权利要求3所述的卫星模块连接单元，其特征在于，所述第一座体具有与所述第一连接面相对设置的第一底面，所述第二座体具有与所述第二连接面相对设置的第二底面；其中，所述第一连接部、所述第二连接部以及所述第三连接部分别为突设于所述第一底面的凸块，所述第四连接部、所述第五连接部以及所述第六连接部分别为开设于所述第二底面的槽。5.如权利要求1所述的卫星模块连接单元，其特征在于，所述磁吸模块环设于所述第一连接面以及所述第二连接面外周，包括正磁极单元以及负磁极单元，所述正磁极单元与所述负磁极单元交替间隔布设。6.如权利要求1所述的卫星模块连接单元，其特征在于，所述连接杆内部呈中空。7.一种卫星模块组件，其特征在于，包括卫星模块以及如权利要求1至6任一项所述的卫星模块连接单元；
其中，所述卫星模块通过所述第一连接面或所述第二连接面上的所述连接组件与所述卫星模块连接单元连接。8.如权利要求7所述的卫星模块组件，其特征在于，所述卫星模块呈立方体状，所述卫星模块的六个面上均设置有所述连接组件。9.一种卫星，其特征在于，采用如权利要求7至8任一项所述的卫星模块组件组装而成。10.一种卫星，其特征在于，包括如权利要求1至6任一项所述的卫星模块连接单元，所述卫星还包括卫星模块，所述卫星模块呈立方体状，所述卫星模块的六个面上均设置有所述连接组件；其中，至少一对所述卫星模块之间通过所述卫星模块连接单元连接。

技术总结
本发明的目的在于提供一种卫星、卫星模块组件及卫星模块连接单元，其中卫星模块连接单元包括第一座体、第二座体以及连接组件。连接组件设置于第一座体和/或第二座体连接面中，连接组件包括磁吸模块、供电模块以及通信模块。多个连接杆连接于第一座体与第二座体之间。其中，每个连接杆的两端分别与第一座体以及第二座体铰接，且每个连接杆均配置为可伸缩，通过伸缩调节一个或多个连接杆的长度，能够调节第一座体相对第二座体的姿态，以能够使得卫星可满足姿态精度要求高的太空任务场景。得卫星可满足姿态精度要求高的太空任务场景。得卫星可满足姿态精度要求高的太空任务场景。


技术研发人员：郭崇滨 杜阳 尹增山 张军
受保护的技术使用者：上海微小卫星工程中心
技术研发日：2023.01.09
技术公布日：2023/4/5