一种内含式双体卫星平台构型制造技术

本发明专利技术提供了一种内含式双体卫星平台构型，属于航天飞行器结构设计技术领域。本发明专利技术包括服务舱和载荷舱，服务舱和载荷舱通过无接触的力执行器和位置传感器组合去控制相对位置及相对姿态；载荷舱完全内含在服务舱内；服务舱与载荷舱质心位置相重叠。本发明专利技术将并列式构型更改为内含式构型，将两个舱段的质心位置重叠，可以减少惯性力影响，内含式双体卫星构型与单体卫星构型相比并未明显增加体积和重量，与并列式双体卫星构型相比，明显减少了体积和重量，减少两个舱段的配套系统，并成功降低了暴漏在太空中的器件数量，节约卫星生产和发射成本。

An internal dual body satellite platform configuration

The invention provides a configuration of an embedded dual-body satellite platform, which belongs to the technical field of spacecraft structural design. The invention comprises a service cabin and a load cabin, which controls relative position and relative attitude through a combination of contactless force actuators and position sensors; the load cabin is completely contained in the service cabin; and the service cabin overlaps the centroid position of the load cabin. The invention changes the parallel configuration to the embedded configuration, and overlaps the centroid positions of the two cabins, so as to reduce the influence of inertia force. Compared with the single satellite configuration, the built-in two-body satellite configuration does not significantly increase the volume and weight. Compared with the parallel two-body satellite configuration, the volume and weight are significantly reduced and two are reduced. The matching system of the module has successfully reduced the number of devices leaking into space and saved the cost of satellite production and launch.

【技术实现步骤摘要】
一种内含式双体卫星平台构型
本专利技术涉及一种内含式双体卫星平台构型，属于航天飞行器结构设计

技术介绍
目前国内外提出的双体卫星平台构型示意图如图2所示，主要是并列式构型，其星体局部放大视图如图3所示。双体卫星构型的主要特点是——整颗卫星由两个舱段组成，两个舱段之间通过无接触的力执行器连接，只有电磁力作为力的传输途径，排除了所有物理接触引发的干扰。图3中清楚的展示了两个舱段位置的并列构型关系，这种构型缺点是：(1)当卫星在空间微重力环境下运行时，姿态调整是围绕整个系统的质心转动的，由于两个舱段各自的质心到整个系统的质心均有较大距离，因此不可避免的会产生惯性力，引入控制的复杂性；(2)两个舱段相对独立，配套系统也需要两套，如温控系统等。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决上述现有技术存在的问题，进而提供一种内含式双体卫星平台构型。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种内含式双体卫星平台构型，包括服务舱和载荷舱，服务舱和载荷舱通过无接触的力执行器和位置传感器组合去控制相对位置及相对姿态；载荷舱完全内含在服务舱内；服务舱与载荷舱质心位置相重叠。所述服务舱和载荷舱之间包括八个力执行器和位置传感器组合；四个竖直放置，四个水平放置，两两平行配对使用，在卫星转动惯量轴上实现三个转动三个平动自由度。所述每对两个力执行器和位置传感器组合中点的连线过载荷舱的质心。本专利技术的有益效果为：本专利技术将并列式构型更改为内含式构型，将两个舱段的质心(不是几何中心)安装到几乎重叠的位置，如此在动力学方面能够减少两个舱段各自质心到整个系统质心的距离，减少惯性力影响。本专利技术在外观上与单体卫星类似，通过合理机械设计，将内部按无接触双体卫星设计。内含式双体卫星构型与单体卫星构型相比并未明显增加体积和重量，与并列式双体卫星构型相比，明显减少了体积和重量，并成功降低了暴漏在太空中的器件数量。本专利技术相对于现有双体卫星并列式构型来说，通过内含式构型减少两个舱段的配套系统(如温控系统等)，合二为一；有效减少体积和重量，节约卫星生产和发射成本，可以应用于双体卫星的应用场合，尤其在双体卫星两个平台质量均较大时，例如：带有大型载荷的双体卫星。附图说明图1为本专利技术一种内含式双体卫星平台构型的结构示意图。图2为现有双体卫星平台构型的结构示意图。图3为现有双体卫星平台构型的结构示意局部放大图。图4为本专利技术一种内含式双体卫星平台构型实施例2的结构示意图。图5为本专利技术一种内含式双体卫星平台构型实施例2的结构示意局部放大图。图中的附图标记，A为载荷舱的质心，1为气瓶，2为星敏感器，3为光纤陀螺，4为载荷相机，5为力执行器和位置传感器组合，6为能量耦合器，7为喷气嘴，8为信号通道，9为飞轮组合，10为太阳帆板，11为载荷舱舱体，12为服务舱舱体。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术做进一步的详细说明：本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式，但本专利技术的保护范围不限于下述实施例。如图1、图4和图5所示，本实施例所涉及的一种内含式双体卫星平台构型，包括：服务舱和载荷舱，服务舱和载荷舱通过无接触的力执行器和位置传感器组合5去控制相对位置及相对姿态；载荷舱完全内含在服务舱内；服务舱与载荷舱质心位置相重叠。所述服务舱和载荷舱之间包括八个力执行器和位置传感器组合5；四个竖直放置，四个水平放置，两两平行配对使用，在卫星转动惯量轴上实现三个转动三个平动自由度。所述每对两个力执行器和位置传感器组合5中点的连线过载荷舱的质心。质心位置相重叠可以减少惯性力影响，内含式双体卫星构型与并列式双体卫星构型相比，明显减少了体积和重量，并成功降低了暴漏在太空中的器件数量。通过内含式构型减少两个舱段的配套系统，有效减少体积和重量，节约卫星生产和发射成本。实施例1载荷舱以六面体为例(其可以根据具体卫星的要求为任何形状)，单提出包含在内的载荷舱图形，如图1所示。按箭头位置安装力执行器和位置传感器组合5，四个水平安装，四个垂直安装，两两平行配对使用。每对两个力执行器和位置传感器组合5的中点的连线过载荷舱的质心A为最佳理想状态，此时各个自由度上的力是完全解耦的。实际应用时具体安装位置最好依据上述位置但不限于上述安装位置，基本原则是两两平行配对使用，能在卫星转动惯量轴上实现3个转动3个平动自由度即可，通过内部算法进行解耦。实施例2如图4、图5所示，一种内含式双体卫星平台构型，包括服务舱和载荷舱，服务舱和载荷舱通过无接触的力执行器和位置传感器组合5去控制相对位置及相对姿态；载荷舱完全内含在服务舱内；服务舱与载荷舱质心位置相重叠。服务舱和载荷舱之间包括八个力执行器和位置传感器组合5；四个竖直放置，四个水平放置，两两平行配对使用，在卫星转动惯量轴上实现三个转动三个平动自由度。每对两个力执行器和位置传感器组合5中点的连线过载荷舱的质心。服务舱和载荷舱用无接触连接，通过力执行器和位置传感器组合5实现。如图5所示，服务舱包括：服务舱舱体12、气瓶1、能量耦合器6、喷气嘴7、信号通道8、飞轮组合9和太阳帆板10；服务舱舱体12为六面体，太阳帆板10安装在服务舱舱体12的两侧，服务舱舱体12框架的每个角上都设置有喷气嘴7，气瓶1、能量耦合器6、喷气嘴7和信号通道8安装在服务舱舱体12内部，且位于载荷舱舱体11外部，。载荷舱包括：载荷舱舱体11、星敏感器2、光纤陀螺3、载荷相机4和力执行器和位置传感器组合5；载荷舱舱体11为六面体，力执行器和位置传感器组合5设置在载荷舱舱体11的外部表面上，光纤陀螺3安装在载荷舱舱体11的内部，星敏感器2和载荷相机4设置在载荷舱上。载荷舱内可以包括但不限于这些设备，可以有增减，只要是没有运动部件的安静载荷，均可以安装在此处。服务舱舱体12上有可供星敏感器2和载荷相机4伸出的孔洞。卫星结构间的微振动扰动相对位移较小，力执行器和位置传感器组合5可以适应两个舱段间的相对位移运动。其两两平行放置，执行器和位置传感器组合之间的耦合度和耦合形式最为简单。本实施例一种内含式双体卫星平台构型可以有效减少两个舱段各自质心到整个系统质心的距离，减少惯性力影响，并通过内含式构型减少两个舱段的配套系统，合二为一，节约卫星生产和发射成本。以上所述，仅为本专利技术较佳的具体实施方式，这些具体实施方式都是基于本专利技术整体构思下的不同实现方式，而且本专利技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
的技术人员在本专利技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本专利技术的保护范围之内。因此，本专利技术的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种内含式双体卫星平台构型，包括服务舱和载荷舱，其特征在于，服务舱和载荷舱通过无接触的力执行器和位置传感器组合(5)去控制相对位置及相对姿态；载荷舱完全内含在服务舱内；服务舱与载荷舱质心位置相重叠。

【技术特征摘要】
1.一种内含式双体卫星平台构型，包括服务舱和载荷舱，其特征在于，服务舱和载荷舱通过无接触的力执行器和位置传感器组合(5)去控制相对位置及相对姿态；载荷舱完全内含在服务舱内；服务舱与载荷舱质心位置相重叠。2.根据权利要求1所述的一种内含式双体卫星平台构型，其特征在于，服务舱...

【专利技术属性】
技术研发人员：王磊，葛升民，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23