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卫星框架及卫星的制作方法

时间:2022-02-24 阅读: 作者:专利查询

卫星框架及卫星的制作方法

1.本发明涉及人造卫星技术领域,尤其是涉及一种卫星框架及卫星。


背景技术:

2.随着商业卫星的发展,100kg级以下的微小卫星成为主流产品,该量级卫星通常以搭载的方式参与发射任务,即采用一箭多星的发射方式。通常整流罩的横截面的形状为圆形或者矩形,整流罩内高度方向空间较为富裕,而径向空间较为紧张,通常的卫星的横截面的形状为正方形或者长方形,对整流罩的空间利用率低。


技术实现要素:

3.本发明的目的在于提供卫星框架及卫星,以在一定程度解决卫星构型对整流罩的利用率低的技术问题。
4.本发明提供一种卫星框架,包括:箱体、中板和两个端板;所述箱体的两端开口设置,一个所述端板连接在所述箱体的一端,另一个所述端板连接在所述箱体的另一端;所述中板设置在所述箱体中部以将所述箱体的内舱分隔成多个子安装舱;所述箱体的横截面的形状、所述端板的横截面的形状以及所述中板的横截面的形状均为梯形。
5.两个端板分别安装在箱体的两端的开口处以将箱体的开口覆盖,中板安装在箱体内,中板可以与箱体的内壁连接;箱体的内部形成安装腔,中板将安装腔分隔成多个子安装腔内,子安装腔内可以用于安装卫星设备;箱体的横截面的形状、端板的横截面的形状以及中板的横截面的形状均为梯形,也即卫星框架的横截面的形状为梯形,完成卫星设备的安装后,卫星为梯形,在采用一箭多星发射方式时,通过摆放多个卫星的位置,可以改变多个卫星的整体形状,从而可以根据不同整流罩的横截面的形状,来调整多个卫星的整体形状,使得多个卫星能够适应整流罩的形状,进而能够更多地利用整流罩的空间,提高对整流罩的利用率。另外,中板的设置,不仅可以将安装腔分隔成多个子安装腔,还能够提高箱体强度,从而提高卫星框架的强度。
6.进一步地,所述箱体的横截面的形状、所述端板的横截面的形状以及所述中板的横截面的形状为直角梯形。
7.进一步地,所述箱体包括首尾依次连接的后侧板、左侧板、前侧板和右侧板;所述后侧板与所述左侧板之间呈直角设置,所述左侧板与所述前侧板之间呈直角设置;所述右侧板和所述前侧板之间以及所述右侧板与所述后侧板之间均设有转接块。
8.进一步地,两个所述端板中,一个为顶面板,另一个为底面板,所述顶面板的厚度为2.5mm

3.5mm,所述底面板的厚度为6.5mm

7.5mm。
9.进一步地,所述端板上设有纵横交错的端板加强筋,所述端板加强筋的厚度为19mm

21mm。
10.进一步地,所述左侧板的厚度、所述右侧板的厚度、所述前侧板的厚度以及所述后侧板的厚度均为1.5mm

2.5mm。
11.进一步地,所述右侧板、所述前侧板和所述后侧板上均设有第一加强筋,所述第一加强筋的厚度为4mm

6mm;所述左侧板上设有第二加强筋,所述第二加强筋的厚度为9mm

11mm。
12.进一步地,所述卫星框架还包括体装帆板和展开帆板;所述体装帆板与所述箱体的一侧板连接,在所述体装帆板的宽度方向上,所述体装帆板的两侧均设有所述展开帆板;所述体装帆板和所述展开帆板上均设有热控层。
13.本发明提供一种卫星,包括卫星设备和上述卫星框架,所述卫星设备安装在所述卫星框架上。
14.进一步地,所述卫星的整体高度与所述卫星的横截面的最大长度之比大于2:1。
15.应当理解,前述的一般描述和接下来的具体实施方式两者均是为了举例和说明的目的并且未必限制本公开。并入并构成说明书的一部分的附图示出本公开的主题。同时,说明书和附图用来解释本公开的原理。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1为本发明实施例的卫星框架的结构示意图;
18.图2为图1所示的卫星框架的俯视图;
19.图3为图1所示的卫星框架的爆炸图;
20.图4为本发明一实施例提供的星箭结构的示意图;
21.图5为本发明另一实施例提供的星箭结构的示意图。
22.图标:01

后侧板;02

左侧板;03

前侧板;04

右侧板;05

顶面板;06

底面板;07

中板;09

转接块;10

端板加强筋;11

第一加强筋;12

第二加强筋;13

体装帆板;14

展开帆板;100

整流罩;200

卫星。
具体实施方式
23.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。
24.通常在此处附图中描述和显示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此,以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。
25.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。
26.在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
27.在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;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。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
28.如图1至图5所示,本发明提供一种卫星框架,包括:箱体、中板07和两个端板;箱体的两端开口设置,一个端板连接在箱体的一端,另一个端板连接在箱体的另一端;中板07设置在箱体中部以将箱体的内舱分隔成多个子安装舱;箱体的横截面的形状、端板的横截面的形状以及中板07的横截面的形状均为梯形。
29.本实施例中,两个端板分别安装在箱体的两端的开口处以将箱体的开口覆盖,中板07安装在箱体内,中板07可以与箱体的内壁连接;箱体的内部形成安装腔,中板07将安装腔分隔成多个子安装腔内,子安装腔内可以用于安装卫星设备;箱体的横截面的形状、端板的横截面的形状以及中板07的横截面的形状均为梯形,也即卫星框架的横截面的形状为梯形,完成卫星设备的安装后,卫星200为梯形,在采用一箭多星发射方式时,通过摆放多个卫星200的位置,可以改变多个卫星200的整体形状,从而可以根据不同整流罩100的横截面的形状,来调整多个卫星200的整体形状,使得多个卫星200能够适应整流罩100的形状,进而能够更多地利用整流罩100的空间,提高对整流罩100的利用率。另外,中板07的设置,不仅可以将安装腔分隔成多个子安装腔,还能够提高箱体强度,从而提高卫星框架的强度。
30.可以理解的是,端板和中板07的形状与箱体的横截面的形状相配合。
31.其中,中板07的数量可以为一个,也可以为多个(例如:两个、三个或者四个等)。
32.具体地,箱体包括首尾依次连接的后侧板01、左侧板02、前侧板03和右侧板04。
33.如图1至图3所示,在上述实施例基础之上,进一步地,卫星框架还包括体装帆板13和展开帆板14;体装帆板13与箱体的一侧板连接,在体装帆板13的宽度方向上,体装帆板13的两侧均设有展开帆板14;体装帆板13和展开帆板14上均设有热控层(例如:喷涂热控漆),具体地,体装帆板与后侧板01连接(例如:通过螺纹连接等),一个展开帆板与左侧板02连接(例如:通过螺纹连接等),另一个展开帆板与右侧板04连接(例如:通过螺纹连接等)。
34.梯形可以为普通梯形或者等腰梯形。
35.作为一种可选方案,箱体的横截面的形状、端板的横截面的形状以及中板07的横截面的形状为直角梯形,也即卫星框架为直角梯形,卫星200为直角梯形。具体地,后侧板01与左侧板02之间呈直角设置,左侧板02与前侧板03之间呈直角设置,后侧板01和前侧板03为直角梯形的底,左侧板02和右侧板04均为直角梯形的腰。
36.本实施中,卫星200为直角梯形,这样单星可充分利用四分之一圆包络,斜边可以避让整流罩100内部局部凸出物如线缆、分插等;当采用一箭双星发射时,如图4所示,将一个卫星框架的左侧板02和另一个卫星框架的后侧板01面对面相邻设置,则两个卫星200可以适应半圆形包络(也即整流罩100的横截面的形状为半圆形);如图5所示,一个卫星框架的右侧板04与另一个卫星框架的右侧板04面对面相邻设置,则两个卫星200可以适应长方形包络(也即整流罩100的横截面的形状为长方形);当然当整流罩100为圆形时,可以采用两对卫星200,每对卫星200中,一个卫星框架的左侧板02和另一个卫星框架的后侧板01面
对面相邻设置。因此卫星200横向空间包络适应性大大增强,可充分利用整流罩100内部空间。
37.优选的,后侧板的宽度与左侧板的宽度相等,这样可以使得多个卫星的整体结构规整,更有利于提高整流罩的空间利用率。
38.其中,后侧板01、左侧板02、前侧板03以及右侧板04可以依次可拆卸连接,例如:通过螺纹连接。右侧板04与后侧板01之间的角度为锐角,右侧板04与前侧板03之间的角度为钝角,可以在右侧板04和前侧板03之间以及右侧板04与后侧板01之间均设置转接块09,也即通过转接块09实现右侧板04和前侧板03的连接,通过转接块09实现右侧板04和后侧板01的连接,方便卫星框架的装配。
39.具体地,右侧板04和前侧板03之间的转接块09为右前转接块,右前转接块的第一侧壁上设有第一连接孔,右前转接块的与第一侧壁相邻的第二侧壁上设有第二连接孔,采用第一紧固件(例如:螺钉或者螺栓等)实现右侧板04与右前转接块的第一连接孔连接固定,采用第二紧固件实现右侧板04和右前转接块的第二连接孔的连接固定;右侧板04和前侧板03之间的转接块09为右后转接块,右后转接块的第一侧壁上设有第三连接孔,右后转接块的与第一侧壁相邻的第二侧壁上设有第四连接孔,采用第三紧固件(例如:螺钉或者螺栓等)实现右侧板04与右后转接块的第三连接孔连接固定,采用第四紧固件实现右侧板04和右后转接块的第四连接孔的连接固定。
40.其中,左侧板02的厚度、右侧板04的厚度、前侧板03的厚度以及后侧板01的厚度均为1.5mm

2.5mm(例如:1.5mm、1.6mm、1.7mm、1.8mm、2.0mm、2.1mm、2.2mm、2.3mm或者2.5mm等),后侧板01、左侧板02、前侧板03和右侧板04可以均采用铝合金,当然也可以采用其他材质。
41.在上述实施例基础之上,进一步地,右侧板04、前侧板03和后侧板01上均设有第一加强筋11,第一加强筋11的厚度为4mm

6mm(例如:4mm、4.3mm、4.5mm、4.8mm、5mm、5.3mm、5.6mm、5.8mm或者6mm等),第一加强筋11的数量可以为多个,第一加强筋11的长度方向可以根据需要设置,可以设置横向第一加强筋11和纵向第一加强筋11,也可以设置“口”字型第一加强筋11等,从而可以提高右侧板04、前侧板03和后侧板01的强度;右侧板04上设有第二加强筋12,第二加强筋12的厚度为9mm

11mm(例如:9mm、9.3mm、9.5mm、9.8mm、10mm、10.3mm、10.6mm、10.8mm或者11mm等),第二加强筋12的数量可以为多个,第二加强筋12的长度方向可以根据需要设置,可以设置横向第二加强筋12和纵向第二加强筋12,也可以设置“口”字型第二加强筋12等,左侧板02可以为舱内部分设备提供安装接口,还可以在左侧板02的外壁上喷涂热控漆,以为整星散热。
42.在上述实施例基础之上,进一步地,两个端板中,一个为顶面板05,另一个为底面板06,顶面板05的厚度为2.5mm

3.5mm(例如:2.5mm、2.7mm、2.8mm、3.0mm、3.3mm或者3.5mm等),顶面板05可以采用铝合金,当然也可以采用其他材质,可以在顶面板05设置用于安装星上设备的安装接口;底面板06的厚度为6.5mm

7.5mm(6.5mm、6.4mm、6.5mm、6.7mm、7.0mm、7.2mm或者7.5mm等),可以在底面板06上设置用于安装部分星上设备的安装接口以及安装星箭分离机构的安装接口。
43.在上述实施例基础之上,进一步地,端板上设有纵横交错的端板加强筋10,端板加强筋10的厚度为19mm

21mm(例如:19mm、19.5mm、19.8mm、20mm、20.4mm、20.6mm、20.8mm或者
21mm等),端板加强筋10可以提高端板的强度。
44.本发明提供一种卫星200包括卫星设备和上述任一技术方案的卫星框架,卫星设备安装在卫星框架上,可以部分卫星设备设置在箱体内,部分卫星设备设置在端板外等。本实施例提供的卫星200,包括上述任一技术方案的卫星框架,因而,具有该卫星框架的全部有益技术效果,在此,不再赘述。
45.在上述实施例基础之上,进一步地,卫星200的整体高度与卫星200的横截面的最大长度之比大于2:1(例如:2:1、3:1或者4:1等),本实施例中,该比例可保证卫星200在满足力学环境要求的前提下尽可能利用整流罩100内部空间包络,有利于提高卫星200搭载发射的适应性。例如:卫星200横截面最大长度为400mm,而高度则达到1000mm。
46.最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,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发明各实施例技术方案的范围。在此处所提供的说明书中,说明了大量具体细节。然而,能够理解,本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中,并未详细示出公知的方法、结构和技术,以便不模糊对本说明书的理解。此外,本领域的技术人员能够理解,尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征,但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。