六单元立方星主承力结构制造技术

本发明专利技术公开了一种六单元立方星主承力结构，由两个三单元立方星主框架通过连接架配合，主框架为长方体框架结构，端盖设置在主框架沿长边方向的两端，中间骨架设置在主框架中间位置，四根螺杆设置在主框架内，其穿过中间骨架并固定在主框架两端的端盖上，六个合页设置在连接架及两个主框架上；降低了立方星的组装难度，提高了内部布局的完整性。本发明专利技术由于主框架是一体结构，通过大面积接触的连接架联接，因此可保证导轨间的平行度，发射时不与星箭分离装置卡死，确保发射成功。

Unit six cubic main bearing structure

The invention discloses a six cubic unit the main load-bearing structure, composed of two three cubic units by connecting with the main frame, the main frame is a cuboid frame structure, the end cover is arranged at two ends of the main frame along the long side direction, the middle frame is arranged in the middle position of the main frame, four screws are arranged in the main frame within the framework, through the middle and fixed on the main frame at both ends of the end cover six, a hinge is arranged on the connecting frame and two main frame; reducing the difficulty of assembly cubic stars, improve the integrity of the internal layout. Because the main frame is an integrated structure and connected by a large area contact frame, the parallelism between the guides can be ensured, so that when launching, it will not be jammed with the separation device of star and arrow, so as to ensure the successful launch.

【技术实现步骤摘要】
六单元立方星主承力结构
本专利技术属于立方体卫星
，具体是一种六单元立方星主承力结构。
技术介绍
近些年，伴随着通信、光电元件、材料、传感器、应用流体等科技的快速发展，立方星技术发展显著加速，利用立方星进行远程测量、试验成为可能。低廉的成本促使了世界范围内立方星研制计划的涌现。其中越来越多的来自政府、企业、特别是有强大科研实力的学术机构。美国和欧洲已发射大量立方星。立方体卫星（简称立方星）属于微纳卫星范畴，其发展极为迅速，目前已经标准化、模块化、商业化。立方星由加利福尼亚州州立理工大学与斯坦福大学空间系统实验室于1999年联合提出，同时制定了独立的立方星（CubeSat）设计标准有助于工程师在进行微小卫星设计时遵循其特定的原则，主要进行卫星平台系统的模块化设计，从而减短研发周期、节约研制成本。其目的是让大学、高等院校或者私营企业开展低成本科学研究、发射空间载荷、进行国际合作，同时让学生得到卫星研制、发射以及遥测的实践体验。除去卫星设计的一般原则以及拥有一些独立的设计标准外，立方星与运载火箭之间有严格的交互接口，同时使用专门的星箭分离机构。立方星结构简单，一单元立方星（1UCubesat）尺寸为100mm×100mm×100mm，重量不超过1.33kg；2U立方星的尺寸为100mm×100mm×227mm，重量不超过2.66Kg；3U立方星的尺寸为100mm×100mm×340mm，重量不超过4kg，一颗立方星任务从开始到结束至多需要两年时间，总共花费一般只需5到10万欧元。如果任务需要，也可以将立方星扩展为6U、12U甚至27U。目前已有各种各样的立方星结构，包括商用的和自主研制的，立方星结构设计技术呈百花齐放态势发展。例如：太空创新方案公司（ISIS）是一家专注于通过设计、制造、改进微纳卫星分系统使得卫星系统更加小型化的公司。其设计的一单元立方星（100mm×100mm×100mm）主结构由两个模块化的大零件和四个连接的小零件通过M3*6的螺钉组成；另一方面，也有很多大学和组织选择自己设计并制造立方星结构。但是对于六单元立方星（100mm×226mm×340.5mm），都是由框件、肋件通过螺钉连接成主结构框架，由于4根导轨由2部分甚至4部分组成，这就很难保证4根导轨间的平行性。而这对于立方星来说又是极其重要的，因为这关乎到立方星发射的成败。立方星的发射是通过星箭分离装置-POD，在弹簧推力作用下将立方星推送到太空中。而立方星与POD的接触就是4根导轨与POD内部相互平行的槽状导轨间的滑动配合，因此一旦立方星4根导轨间的平行度得不到保证，很容易发生卡死的现象，这就直接导致立方星无法被推送到太空中。这就意味着发射的失败，一切工作都没有意义了。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种六单元立方星主承力结构，降低了立方星的组装难度，提高了内部布局的完整性，可保证导轨间的平行度，发射时不与星箭分离装置卡死，确保发射成功。本专利技术技术解决方案为：一种六单元立方星主承力结构，包括连接架、第一立方星单元、第二立方星单元和六个合页，第一立方星单元和第二立方形单元对称固定在连接架两侧；连接架、第一立方星单元和第二立方形单元上分别设有两个合页。所述连接架采用扶梯结构，包括两个侧板和四个连接两个侧板的连板，两块侧板平行设置，一个连板位于侧板的顶面，一个位于侧板的底面，余下的两个间隔设置在上述两个连板之间。位于中间的两个连板与侧板连接处的侧板上设有凹槽，用于连接其他设备；两个侧板上部分别设有合页安装槽，所述合页安装槽靠近最上方的连板，且位于其下方，合页固定在所述合页安装槽内。所述第一立方星单元包括第一主框架、第一太敏支架、第一背板、两个第一中间方形骨架、四根螺杆、两个第一方形端盖和八个端螺帽，第一主框架为长方体，包括四根立柱和若干个连接杆，连接杆用于连接相邻的两根立柱，提高其整体刚度，第一背板固定在长方体背面，四根螺杆分别靠近四根立柱设置，两个第一中间方形骨架平行设置在第一主框架内，与四根螺杆间隙配合，两个第一方形端盖分别位于第一主框架的顶部和底部，通过八个端螺帽与四根螺杆固连；第一中间方形骨架外侧壁与连接杆固连，第一方形端盖外侧壁与连接杆固连；第一太敏支架固定于位于顶部的第一方形端盖的顶面，两个合页对称分布在第一主框架的正面和背面，与连接架上的合页高度相同，且位于远离连接架的一端，第一主框架设置在连接架的一侧，通过两个第一中间方形骨架和两个第一方形端盖与连板固连。所述第一太敏支架包括第一安装平板和第一支架，第一支架固连在第一安装平板底面，远离连接架的一端，且第一支架的太敏安装面平行于连接架与第一主框架的连接面。所述第二立方星单元包括第二主框架、第二太敏支架、第二背板、两个第二中间方形骨架、两个第二方形端盖和三块侧板，第二主框架为长方体，包括四根立柱和若干个连接杆，连接杆用于连接相邻的两根立柱，提高其整体刚度，第二背板固定在长方体背面，两个第二中间方形骨架平行设置在第二主框架内，两个第二端盖分别位于第二主框架的顶部和底部；第二中间方形骨架外侧壁与连接杆固连，第二端盖外侧壁与连接杆固连；第二太敏支架固定于位于顶部的第二端盖的顶面，两个合页对称分布在第二主框架的正面和背面，与连接架上的合页高度相同，且位于远离连接架的一端；三块侧板固定在第二主框架的中间段，联合第二背板将中间段的第二主框架包裹；第二主框架设置在连接架的另一侧，通过两个第二中间方形骨架侧板和两个第二方形端盖与连板固连。所述第二太敏支架包括第二安装平板和第二支架，第二安装平板上设有太敏安装孔和GPS天线安装孔，第二支架固连在第二安装平板底面，远离连接架的一端，且第二支架的太敏安装面平行于连接架与第二主框架的连接面。本专利技术与现有技术相比，其显著优点：（1）本专利技术由于两个主框架是一体结构，通过与大面积接触的连接架联接，且扣合在连接架侧板内，可保证导轨间的平行度，确保不与星箭分离装置卡死，确保发射成功。（2）本专利技术质量轻，完全符合立方体卫星小型化、轻量化要求，减少对其他系统质量和空间的限制，提高立方星的功能密度。（3）本专利技术结构外尺寸为100mm×226mm×340.5mm，符合立方体卫星设计标准，可使用标准6U-POD用于星箭分离。（4）本专利技术在立方星的组装过程中可以先将内部PCB板与两个方形端盖、两个中间方形骨架、螺杆、端螺帽全都装配好，再整体套入到主框架中，最后两个主框架先后通过连接架联接，这极大降低了组装过程的难度，同时也提高了内部布局的完整性。（5）本专利技术的结构完整性好，整体抗冲击抗振动能力强，可确保立方星的正常工作。（6）本专利技术中两个主框架分别有一结构完整的背板，可喷热控涂层作为散热面。（7）本专利技术结构简单，可靠性好，加工成本低，实用性强，非常适用于快速响应、任务周期短的立方体卫星。（8）本专利技术中的合页机构，通过扭簧展开太阳电池阵合页的设计能准确地展开90°，有效提供更大面积太阳电池阵。附图说明图1是本专利技术六单元立方星主承力结构的结构示意图。图2是本专利技术六单元立方星主承力结构的整体结构示意图。图3是本专利技术六单元立方星主承力结构中的连接架示意图。图4是本专利技术六单元立方星主承力结构中的端盖示意图。图5是本专利技术六单元立方星主承力结构中的中间骨架示意图。图6是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种六单元立方星主承力结构，其特征在于：包括第一立方星单元（1）、第二立方星单元（2）、连接架（3）和六个合页（4），第一立方星单元（1）和第二立方星单元（2）对称固定在连接架（3）两侧；连接架（3）、第一立方星单元（1）和第二立方星单元（2）上分别设有两个合页（4）；所述连接架（3）采用扶梯结构，包括两个侧板（3‑1）和四个用于连接两个侧板（3‑1）的连板（3‑2），两个侧板（3‑1）平行设置，两个个连板（3‑2）位于侧板（3‑1）的顶面与底面，余下的两个间隔设置在上述两个连板（3‑2）之间。

【技术特征摘要】
1.一种六单元立方星主承力结构，其特征在于：包括第一立方星单元（1）、第二立方星单元（2）、连接架（3）和六个合页（4），第一立方星单元（1）和第二立方星单元（2）对称固定在连接架（3）两侧；连接架（3）、第一立方星单元（1）和第二立方星单元（2）上分别设有两个合页（4）；所述连接架（3）采用扶梯结构，包括两个侧板（3-1）和四个用于连接两个侧板（3-1）的连板（3-2），两个侧板（3-1）平行设置，两个个连板（3-2）位于侧板（3-1）的顶面与底面，余下的两个间隔设置在上述两个连板（3-2）之间。2.根据权利要求1所述的六单元立方星主承力结构，其特征在于：位于中间的两个连板（3-2）与侧板（3-1）连接处的侧板（3-1）上设有凹槽，用于连接其他设备；两个侧板（3-1）上部分别设有合页安装槽，所述合页安装槽靠近最上方的连板（3-2），且位于其下方，合页（4）固定在所述合页安装槽内。3.根据权利要求1所述的六单元立方星主承力结构，其特征在于：所述第一立方星单元（1）包括第一主框架（1-1）、两个第一中间方形骨架（1-2）、四根螺杆（1-3）、两个第一方形端盖（1-4）和八个端螺帽（1-5）、第一太敏支架（1-8）、第一背板（1-9），第一主框架（1-1）为长方体，包括四根立柱和若干个连接杆，连接杆用于连接相邻的两根立柱，提高其整体刚度，第一背板（1-9）固定在长方体背面，四根螺杆（1-3）分别靠近四根立柱设置，两个第一中间方形骨架（1-2）平行设置在第一主框架（1-1）内，与四根螺杆（1-3）间隙配合，第一中间方形骨架（1-2）外侧壁与连接杆固连；两个第一方形端盖（1-4）分别位于第一主框架（1-1）的顶部和底部，通过八个端螺帽（1-5）与四根螺杆（1-3）固连，第一方形端盖（1-4）外侧壁与连接杆固连；第一太敏支架（1-8）固定于位于顶部的第一方形端盖（1-4）的顶面；两个合页（4）对称分布在第一主框架（1-1）的正面和背面，与连接架（3）上的合页（4）高度相同，且位于远离连接架（...

【专利技术属性】
技术研发人员：张翔，胡豪斌，梁振华，陆正亮，邓寒玉，刘幸川，刘磊，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32