[發(fā)明專利]一種構(gòu)型可變的模擬太空碎片的立方星及其工作方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010772800.0
• 申請日: 2020-08-04
• 公開（公告）號: CN114056602B
• 公開（公告）日: 2023-02-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 廖文和;安慶;孫彗芯;張翔;范書琿
• 申請（專利權(quán)）人: 南京理工大學(xué)
• 主分類號: B64G1/22
• 分類號: B64G1/22;B64G1/24;B64G1/10;B64G1/44;B64G4/00
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心 32203
• 代理人: 張祥

1.一種構(gòu)型可變的模擬太空碎片的立方星，其特征在于，包括立方星主單元結(jié)構(gòu)(1)、太陽能帆板(2)、帆板驅(qū)動機(jī)構(gòu)(3)、立方星平臺系統(tǒng)(4)，所述立方星平臺系統(tǒng)(4)設(shè)置于所述立方星主單元結(jié)構(gòu)(1)內(nèi)，所述太陽能帆板(2)設(shè)置于立方星主單元結(jié)構(gòu)(1)的四周側(cè)，所述立方星平臺系統(tǒng)(4)用于實(shí)現(xiàn)與操縱星之間的通信、控制所述帆板驅(qū)動機(jī)構(gòu)(3)驅(qū)動所述太陽能帆板(2)展開至預(yù)定角度、改變章進(jìn)動運(yùn)動形式；

所述立方星主單元結(jié)構(gòu)(1)包括主框架(1-4)和體裝板(1-5)，所述體裝板(1-5)固定安裝于主框架(1-4)的四周側(cè)；

所述帆板驅(qū)動機(jī)構(gòu)(3)包括驅(qū)動電機(jī)(3-1)、中心螺母(3-2)和四組杠桿裝置，所述驅(qū)動電機(jī)(3-1)的輸出軸與中心螺母(3-2)的中心螺紋連接形成絲杠傳動副連接形式，所述中心螺母(3-2)的四周側(cè)分別連接一組杠桿裝置，每組杠桿裝置包括拉桿(3-4)、兩個L形支架(3-6)、U形合頁(3-7)、兩個短銷軸(3-3)、長銷軸(3-5)，所述拉桿(3-4)的一端通過一個短銷軸(3-3)與中心螺母(3-2)的周側(cè)鉸接、另一端通過另一個短銷軸(3-3)與U形合頁(3-7)的一端鉸接，U形合頁(3-7)的另一端兩側(cè)通過長銷軸(3-5)與兩個L形支架(3-6)的短邊鉸接，所述兩個L形支架(3-6)與對應(yīng)的體裝板(1-5)固定連接，U形合頁(3-7)的外側(cè)與對應(yīng)的太陽能帆板(2)固定連接，太陽能帆板(2)位于對應(yīng)的體裝板(1-5)的外側(cè)；

所述立方星主單元結(jié)構(gòu)(1)還包括頂蓋(1-1)、支撐圓柱(1-2)、上框架(1-3)、主框架(1-4)、底板(1-6)和捕捉把手(1-7)，所述主框架(1-4)空間位置相對固定，主框架(1-4)與上框架(1-3)頂部平齊安裝，上框架(1-3)與頂蓋(1-1)之間通過支撐圓柱(1-2)支撐，體裝板(1-5)安裝于主框架(1-4)周圍四個面，捕捉把手(1-7)安裝于底板(1-6)幾何中心位置，底板(1-6)與主框架(1-4)底部平齊安裝。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的構(gòu)型可變的模擬太空碎片的立方星，其特征在于，所述U形合頁(3-7)與對應(yīng)的兩個L形支架(3-6)共面設(shè)置。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的構(gòu)型可變的模擬太空碎片的立方星，其特征在于，所述中心螺母(3-2)的中心具有一與所述驅(qū)動電機(jī)(3-1)的輸出軸配合的螺紋孔，所述驅(qū)動電機(jī)(3-1)位于頂蓋(1-1)的外部。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的構(gòu)型可變的模擬太空碎片的立方星，其特征在于，所述立方星平臺系統(tǒng)(4)包括帆板驅(qū)動模塊(4-1)、GNSS接收模塊(4-2)、姿態(tài)控制計(jì)算機(jī)(4-3)、磁強(qiáng)計(jì)模塊(4-4)、動量輪模塊(4-5)、UV通信轉(zhuǎn)發(fā)模塊(4-6)、星務(wù)計(jì)算機(jī)(4-7)、能源控制模塊(4-8)、電源模塊(4-9)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的構(gòu)型可變的模擬太空碎片的立方星的工作方法，其特征在于，當(dāng)操縱星捕捉到目標(biāo)星的信號后，將帆板展開角度指令發(fā)送給目標(biāo)星，然后目標(biāo)星驅(qū)動電機(jī)(3-1)通過絲杠傳動副帶動中心螺母(3-2)向下運(yùn)動，杠桿裝置的拉桿(3-4)向下運(yùn)動帶動U形合頁(3-7)向上運(yùn)動帶動太陽能帆板(2)展開至預(yù)定角度，同時操縱星對目標(biāo)星進(jìn)行構(gòu)型識別及抓取位置確定，進(jìn)而對目標(biāo)星進(jìn)行運(yùn)動抵近通過機(jī)械臂進(jìn)行抓取試驗(yàn)的目標(biāo)星，操縱星的機(jī)械臂捕獲目標(biāo)星底部的捕捉把手(1-7)，完成抓捕實(shí)驗(yàn)與目標(biāo)的識別。