[發明專利]一種基于開放式結構的天基平臺

有效

• 申請號: 201510016623.2
• 申請日: 2015-01-13
• 公開（公告）號: CN104691781A
• 公開（公告）日: 2015-06-10
• 發明（設計）人: 李志;黃劍斌;蒙波;張志民;陳新龍;尹建鳳;韓旭;龐宇佳;孫玉成
• 申請（專利權）人: 中國空間技術研究院
• 主分類號: B64G1/00
• 分類號: B64G1/00;B64G1/22
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 陳鵬

技術領域

本發明屬于航天器在軌服務技術領域，涉及一種適用于在軌常駐，具有在軌可擴展、大承載、大能源供給和高生存能力特征的新型天基平臺。

背景技術

受限于航天器部組件壽命、燃料、運載能力、發射以及在軌運行環境等多種因素，航天器在從發射入軌、軌道轉移、初軌部署、按計劃運行、拓展運行到結束運行的全壽命過程中，在軌故障不可避免。然而當前航天器僅能通過有限的地面軟件注入方式進行維護，可實現的手段單一，可獲得的效果有限。因此，具備接受在軌服務能力是航天器發展的必然趨勢；同時構建一個可用于物資存儲管理和航天器停泊與維修維護的大型綜合服務系統可有效保證我國空間設施的安全可靠運行，并提供空間設施任務能力。

此外，隨著一些重要軌道資源(如GEO)的日益緊張，需要開發具有一星多能、一星多用的綜合型應用航天器，如發展具有光學、雷達等多種對地觀測載荷相綜合的探測手段，可有效地提高軌道資源的使用效益。同時，隨著空間技術、制造技術、機器人技術、光電子技術和計算機技術等迅猛發展，將涌現出多種新型空間應用的需求，因此需要構建不再受限于運載工具運載質量和容積的大規模在軌系統，而這樣的系統需要采用在軌組裝方式進行構建，更需要具有可擴展能力的天基平臺支持。

目前尚未發現專門針對具有開放式結構的大型綜合應用平臺的公開報道。

發明內容

本發明解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供了一種無人參與的、具有在軌可擴展能力的天基平臺，該平臺采用桁架掛艙開放式體系結構，可以接受在軌服務與維護，可在軌規模擴展，并支持在軌多載荷綜合應用。

本發明的技術解決方案是：一種基于開放式結構的天基平臺，包括自由飛行機器人、控制艙、機電液氣一體化對接接口、中心桁架擴展級、太陽翼、電子艙、能源艙、中心桁架基礎級、艙段連接接口；中心桁架基礎級和中心桁架擴展級固定連接構成完整的中心桁架，其中中心桁架基礎級為桁架式構型的單衛星平臺，推進艙集成在所述單衛星平臺內部，中心桁架擴展級為橫截面與所述單衛星平臺橫截面匹配的桁架式構型剛性結構，中心桁架擴展級的左側與中心桁架基礎級固連，中心桁架擴展級的右側安裝用于桁架擴展或者空間飛行器對接的機電液氣一體化對接接口；中心桁架擴展級的周圍設置用于艙段更換或者擴展的艙段連接接口，自由飛行機器人、控制艙、電子艙、能源艙分別通過不同的艙段連接接口固定連接在中心桁架擴展級上，太陽翼通過SADA與能源艙連接。

所述的中心桁架基礎級的周圍設置有用于推進艙段擴展的艙段連接接口。

所述的自由飛行機器人為在中心桁架擴展級上移動的機械臂，或者是可與中心桁架擴展級分離的具有空間機械臂的空間飛行器。

本發明與現有技術相比的優點在于：

(1)本發明的新型天基平臺主要由中心桁架、艙段連接接口、可更換功能艙段、機電液氣一體化對接接口和自由飛行機器人構成。中心桁架包括基礎級和擴展級兩段。中心桁架周圍設置有用于艙段更換或者擴展的艙段連接接口，這些接口均為標準化接口，可實現功能艙段的更換、擴展以及結構上的任意布置；

(2)本發明的新型天基平臺采用桁架外掛艙式開放式體系結構，桁架與艙段間采用標準連接接口，可實現功能艙段的模塊更換，在軌擴展，以及整星結構的質量優化，提高天基平臺的生存能力，保持天基平臺的技術先進性，可形成大能源供給和快速軌道機動的天基平臺；

(3)本發明的新型天基平臺預留機電液氣一體化對接接口，支持擴展桁架的組裝和空間飛行器的對接，可形成更加大型復雜空間飛行器；

(4)本發明的新型天基平臺預留多個艙段間連接接口，支持多載荷綜合應用，可形成一星多能、一星多用的綜合型應用航天器；

(5)本發明的新型天基平臺配置有自由飛行機器人，自由飛行機器人上配置有機械臂，可通過移動或飛行，擴展其操作半徑，實現天基平臺的維修、維護、組裝等服務功能；

(6)本發明的新型天基平臺可應用形成常駐空間的綜合服務或綜合應用大型天基系統，滿足對在軌衛星物資補給、停泊維修等服務應用，以及實現大口徑空間望遠鏡和大尺寸天線等大型設施綜合應用等需求。

附圖說明

圖1為本發明天基平臺的整體構型示意圖；

圖2為本發明天基平臺的整體構型分解圖；

圖3為本發明天基平臺的中心桁架圖。

具體實施方式