[發(fā)明專(zhuān)利]一種面向非合作目標(biāo)在軌服務(wù)的多微納衛(wèi)星快速部署結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110149155.1
• 申請(qǐng)日: 2021-02-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112977896B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-04-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 龔柏春;張子昊;秦遠(yuǎn)田;薛雙全
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B64G4/00
• 分類(lèi)號(hào): B64G4/00
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所 32237
• 代理人: 王慧穎

本發(fā)明公開(kāi)了一種面向非合作目標(biāo)在軌服務(wù)的多微納衛(wèi)星快速部署結(jié)構(gòu)，屬于航空航天領(lǐng)域，所述的結(jié)構(gòu)包括正十二面體框架，所述的正十二面體框架的每根棱上安裝有卡鉤裝配；所述的正十二面體框架的十二面上均設(shè)置微納衛(wèi)星星體，微納衛(wèi)星星體的頂部為正五棱椎體結(jié)構(gòu)，正五棱結(jié)構(gòu)部分伸入正十二面體框架內(nèi)部，所述的微納衛(wèi)星星體頂部外表面與正十二面體框架對(duì)準(zhǔn)配合，且所述的微納衛(wèi)星星體通過(guò)卡鉤裝配進(jìn)行固定或者釋放；本發(fā)明的結(jié)構(gòu)能適應(yīng)多種發(fā)射位置和方向，并能自適應(yīng)調(diào)整空間姿態(tài)，利用框架上的卡鉤結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)微納衛(wèi)星能快速固定、釋放，本發(fā)明能在對(duì)空間非合作目標(biāo)進(jìn)行在軌服務(wù)時(shí)，快速投送并部署多微納衛(wèi)星。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于航空航天領(lǐng)域，具體是一種面向非合作目標(biāo)在軌服務(wù)的多微納衛(wèi)星快速部署結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

近地軌道空間的環(huán)境日益復(fù)雜，包括失效衛(wèi)星、空間碎片等在內(nèi)的空間非合作目標(biāo)數(shù)量越來(lái)越多，給現(xiàn)役衛(wèi)星、空間站、飛船等空間資產(chǎn)主被動(dòng)安全威脅。實(shí)現(xiàn)對(duì)空間非合作目標(biāo)包括交會(huì)、抓捕、離軌等操作在內(nèi)的在軌服務(wù)，是實(shí)現(xiàn)空間安全的必然趨勢(shì)。而傳統(tǒng)的依靠單一大型衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)對(duì)空間非合作目標(biāo)的在軌服務(wù)任務(wù)代價(jià)太大、彈性不足。隨著微納衛(wèi)星技術(shù)的逐漸成熟，依賴(lài)微納衛(wèi)星大規(guī)模集群效應(yīng)以低費(fèi)效比實(shí)現(xiàn)對(duì)空間非合作目標(biāo)的在軌服務(wù)已經(jīng)成為了未來(lái)的必經(jīng)之路。

然而，微納衛(wèi)星受限于自身的燃料、載荷等因素，不具有大范圍軌道機(jī)動(dòng)能力，那么如何解決大規(guī)模微納衛(wèi)星的集群快速、精確且廉價(jià)的軌道部署問(wèn)題就是實(shí)現(xiàn)集群對(duì)非合作目標(biāo)在軌服務(wù)的前提。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有的微納衛(wèi)星集群在軌服務(wù)技術(shù)中存在的集群成員快速、準(zhǔn)確投送部署問(wèn)題，提出了一種用于集群微納衛(wèi)星倉(cāng)儲(chǔ)收納、快速釋放部署的多面體框架結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種面向非合作目標(biāo)在軌服務(wù)的多微納衛(wèi)星快速部署結(jié)構(gòu)，所述的結(jié)構(gòu)包括正十二面體框架，所述的正十二面體框架的每根棱上安裝有卡鉤裝配；所述的正十二面體框架的十二面上均設(shè)置微納衛(wèi)星星體；本發(fā)明采用正多面體中的正十二面體的棱作為釋放微納衛(wèi)星的框架。由于正十二面體任何兩個(gè)相對(duì)面連線(xiàn)都是相互對(duì)中垂直，便于飛行姿態(tài)調(diào)整，并且框架配合安裝微納衛(wèi)星固定、快速釋放的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明設(shè)計(jì)的釋放微納衛(wèi)星的框架結(jié)構(gòu)能適應(yīng)多種發(fā)射位置和方向，并能自適應(yīng)調(diào)整空間姿態(tài)。

卡鉤裝配是一種固定、快速釋放結(jié)構(gòu)，安裝在正十二面體框架的棱的中間位置。可以由電機(jī)或其他方式驅(qū)動(dòng)卡鉤驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)與微納衛(wèi)星星體上的卡槽配合，用以實(shí)現(xiàn)微納衛(wèi)星星體的固定或釋放。

所述的微納衛(wèi)星星體的頂部為正五棱椎體結(jié)構(gòu)，正五棱錐體結(jié)構(gòu)部分伸入正十二面體框架內(nèi)部，所述的微納衛(wèi)星星體頂部外表面與正十二面體框架對(duì)準(zhǔn)配合，且所述的微納衛(wèi)星星體通過(guò)卡鉤裝配進(jìn)行固定或者釋放；微納衛(wèi)星星體頂部有能與微納衛(wèi)星固定、配合的正五邊形邊棱。該微納衛(wèi)星星體以十二個(gè)為一組，進(jìn)行配合發(fā)射使用。

當(dāng)微納衛(wèi)星星體頂部飛入正十二面體框架時(shí)，頂部的外表面推動(dòng)卡鉤長(zhǎng)直桿的部分，使得卡鉤進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，最后正十二面體框架上的卡鉤裝配的短直桿部分快速卡住微納衛(wèi)星星體，固定住微納衛(wèi)星星體；當(dāng)要釋放微納衛(wèi)星星體時(shí)，通過(guò)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)反轉(zhuǎn)，卡鉤裝配打開(kāi)，釋放微納衛(wèi)星星體。

進(jìn)一步，所述的卡鉤裝配安裝在正十二面體框架每根棱上的中間位置、或者卡鉤裝配安裝在正十二面體框架每根棱上靠近頂點(diǎn)的兩側(cè)；所述的卡鉤裝配為1個(gè)、2個(gè)、或者多個(gè)。

進(jìn)一步，所述的微納衛(wèi)星星體的結(jié)構(gòu)為正五棱柱形式或者正五棱錐臺(tái)形式。所述的正五棱錐臺(tái)形式中錐臺(tái)上大下小或者上小下大。

進(jìn)一步，所述的卡鉤裝配包括卡鉤本體，卡鉤安裝座，卡鉤驅(qū)動(dòng)軸；所述的卡鉤本體通過(guò)卡鉤安裝座固定在正十二面體框架的每根棱上，卡鉤本體包括長(zhǎng)端以及短端，端部均為尖端，且卡鉤本體的長(zhǎng)端向著正十二面體框架內(nèi)部安裝。