基于子母式卫星的空间站伴飞微纳卫星惯性释放装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于子母式卫星的空间站伴飞微纳卫星惯性释放装置及方法，包括：母卫星设置有释放装置；子卫星设置在释放装置中；主板设置在底座上，对接机构设置在母卫星的一侧，主板与弯板通过转轴连接；电磁铁设置在主板上，电磁铁控制弯板与对接机构的开关，进而控制母卫星在弹簧托盘上；第一舵机设置在母卫星的凹槽上，且与档条相连接；挡条设置在母卫星四周的边上，用于防止子卫星从释放机构上脱离；弹簧托盘用于托住母卫星，第二舵机连接线轴，控制线轴的转动；绳系的一端固定在母卫星上，另一端固定在线轴上；电源向第二舵机供电；本发明专利技术可以使得子卫星与母卫星之间形成伴飞关系，并完成子卫星与母卫星之间的数据交互。互。互。

【技术实现步骤摘要】
基于子母式卫星的空间站伴飞微纳卫星惯性释放装置及方法


[0001]本专利技术属于微纳卫星在轨部署
，涉及一种基于子母式卫星的空间站伴飞微纳卫星惯性释放装置及方法。

技术介绍

[0002]由于运载火箭技术的突破，当今火箭具有更大的载荷量，货运飞船等空间执行机构也有了执行更多附加任务的能力，因此卫星尺寸及发射方式不再拘泥于以往一箭一星的发射方式，更多地引入了诸如一箭多星、货运飞船释放卫星、子母卫星释放、空间站卫星释放等多种手段。
[0003]但是纵观历史上诸多次成功的在轨卫星释放任务，鲜有关于空间站伴飞卫星的研究，多数的任务仅为释放附带卫星停留在指定轨道之上后主载荷驶离当前位点，为防止地面发射针对主载荷与针对被释放附带卫星指令之间冲突，一般规定在附带卫星与主载荷分离后45分钟才发射针对附带卫星的控制指令使其执行任务。在当今附带卫星的释放方案中，无法使卫星与主载荷如空间站形成伴飞关系组建星座实现一定任务；同时在实际任务中如需形成卫星与空间站的伴飞关系甚至常常需要卫星在初始条件下相对空间站有某一特定位置与速度，当今的卫星释放装置显然无法做到如此精确的控制，甚至可以说没有做出相关方面的研究。因此，亟需一种空间站伴飞卫星的释放与回收方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于解决现有技术中的问题，提供一种基于子母式卫星的空间站伴飞微纳卫星惯性释放装置及方法，能够在子卫星与母卫星之间形成伴飞关系，并完成子卫星与母卫星之间的数据交互。
[0005]为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
[0006]基于子母式卫星的空间站伴飞微纳卫星惯性释放装置，包括：母卫星、子卫星、底座、对接件、绳系和释放装置；
[0007]母卫星包括数据接头和霍尔效应推进器；
[0008]霍尔效应推进器设置在母卫星的四周，用于推动母卫星自转；数据接头位于母卫星的一侧，与子卫星的数据接口相连接；母卫星与底座通过对接件进行连接，对接件设置在底座上；母卫星设置有释放装置；子卫星设置在释放装置中；绳系一端固定在底座上，另一端连接在母卫星上，用于将母卫星回收至底座上。
[0009]本专利技术的进一步改进在于：
[0010]母卫星还包括第一舵机、挡条、太阳能电池板和对接机构；底座包括线轴、底板、弹簧托盘、电源和第二舵机；对接件包括弯板、电磁铁和主板；底座包括线轴、底板、弹簧托盘、电源和第二舵机；
[0011]主板设置在底座上，对接机构设置在母卫星的一侧，主板与弯板通过转轴连接；电磁铁设置在主板上，电磁铁控制弯板与对接机构的开关，进而控制母卫星在弹簧托盘上；
[0012]第一舵机设置在母卫星的凹槽上，且与档条相连接；挡条设置在母卫星四周的边上，用于防止子卫星从释放机构上脱离；太阳能电池板用于将太阳能转换为电能，向母卫星供电；
[0013]弹簧托盘、电源和第二舵机位于底板的一侧，弹簧托盘用于托住母卫星；线轴位于底板的另一侧，第二舵机连接线轴，控制线轴的转动；绳系的一端固定在母卫星上，另一端固定在线轴上；电源向第二舵机供电。
[0014]释放装置设置在母卫星的四个侧面；释放装置包括：第一释放装置和第二释放装置；第一释放装置设置在第二释放装置的上端；第二释放装置的容纳空间相当于两个第一释放装置的容纳空间；第二释放装置相当于两个第一释放装置叠加而成；
[0015]第一释放装置包括：平台和滑轨；滑轨为若干条，且相对设置并与平台的一侧固定连接，滑轨用于放置子卫星。
[0016]霍尔效应推进器采用HEP
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100MF型号，用于控制母卫星的姿态和自身转动动力。
[0017]母卫星还包括释放机构安装孔；第一释放装置还包括安装螺纹通孔；安装螺纹通孔与释放机构安装孔相配合，螺钉穿过安装螺纹通孔与释放机构安装孔，固定释放机构。
[0018]线轴包括：主动线轴和从动线轴；底座还包括：主动齿轮和从动齿轮；主动齿轮、主动线轴、从动齿轮和从动线轴位于底板的另一侧，第二舵机连接主动线轴，主动齿轮套设在主动线轴上，从动齿轮套设在从动线轴上；主动齿轮与从动齿轮向连接，主动齿轮带动从动齿轮转动，进而带动从动线轴转动。
[0019]绳系为双绳设计；一根绳的一端连接在主动线轴上，另一端连接母卫星上，另一根绳的一端连接在从动线轴上，另一端连接母卫星上。电磁铁与电池相连接，向电磁铁供电。
[0020]一种基于子母式卫星的空间站伴飞微纳卫星惯性释放方法，包括：
[0021]S1、未释放：在初始状态，挡条呈闭合状态，防止子卫星从释放装置中滑落；绳系缠绕在主动线轴和从动线轴上，电磁铁通电，对接机构压下弯板，母卫星在弹簧托盘，弹簧托盘呈压紧状态；
[0022]S2、待释放：电磁铁断电，对接机构与弯板脱离，母卫星在弹簧托盘的作用下，母卫星被释放远离底座，绳系在母卫星的带动下从主动线轴和从动线轴上释放；第一舵机带动挡条转动进行开放，在霍尔效应推力器的作用下，母卫星开始进行旋转；由于惯性子卫星被甩出，在子卫星与母卫星之间形成伴飞关系；释放指定数量的子卫星后，第一舵机带动档条转动进行闭合；
[0023]S3、数据对接：子卫星完成任务后回归母卫星，数据接头与数据接口相接，完成子卫星的充电以及数据转存，同时第一舵机带动档条转动进行开放，子卫星返回至释放装置，档条转动关闭释放装置；
[0024]S4、回收：所有子卫星回归释放装置，第二舵机带动主动线轴进行转动，同时主动齿轮带动从动齿轮转动，进而带动从动线轴转动，设置在主动线轴和从动线轴的绳系进行收回，母卫星在绳系的作用下收回至底板上，压弯板至初始位置启动电磁铁吸附，压紧弹簧托盘以备下一次发射。
[0025]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0026]本专利技术通过将子卫星设置在母卫星的释放装置中，并且通过对接件与底座的固定和释放实现母卫星释放与固定；在霍尔效应推力器的作用下，母卫星自转，子卫星从释放装
置中释放，在子卫星与母卫星之间形成伴飞关系；本专利技术能够通过绳系将母卫星重新固定在底座上，同时子卫星可及时回到母卫星补充能源并上传任务数据，完成子卫星与母卫星之间的数据交互。
[0027]进一步的，子卫星具有释放原理简单，执行稳定，不易出现故障等优点。
附图说明
[0028]为了更清楚的说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0029]图1为总体示意图；
[0030]图2为母卫星示意图；
[0031]图3为子卫星示意图；
[0032]图4为底座示意图；
[0033]图5为对接件示意图；
[0034]图6为释放装置示意图；
[0035]图7为卫星工作流程示意图。
[0036]其中，1
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于子母式卫星的空间站伴飞微纳卫星惯性释放装置，其特征在于，包括：母卫星(1)、子卫星(2)、底座(3)、对接件(4)、绳系(5)和释放装置；所述母卫星(1)包括数据接头(1.3)和霍尔效应推进器(1.6)；所述霍尔效应推进器(1.6)设置在母卫星(1)的四周，用于推动母卫星(1)自转；所述数据接头(1.3)位于母卫星(1)的一侧，与子卫星的数据接口(2.1)相连接；所述母卫星(1)与底座(3)通过对接件(4)进行连接，所述对接件(4)设置在底座(3)上；所述母卫星(1)设置有释放装置；所述子卫星(2)设置在释放装置中；所述绳系(5)一端固定在底座(3)上，另一端连接在母卫星(1)上，用于将母卫星(1)回收至底座(3)上。2.根据权利要求1所述的基于子母式卫星的空间站伴飞微纳卫星惯性释放装置，其特征在于，所述母卫星(1)还包括第一舵机(1.4)、挡条(1.5)、太阳能电池板(1.8)和对接机构(1.7)；所述底座(3)包括线轴、底板(3.3)、弹簧托盘(3.4)、电源和第二舵机(3.5)；所述对接件(4)包括弯板(4.1)、电磁铁(4.2)和主板(4.3)；所述底座(3)包括线轴、底板(3.3)、弹簧托盘(3.4)、电源和第二舵机(3.5)；所述主板(4.3)设置在底座(3)上，所述对接机构(1.7)设置在母卫星(1)的一侧，所述主板(4.3)与弯板(4.1)通过转轴连接；所述电磁铁(4.2)设置在主板(4.3)上，所述电磁铁(4.2)控制弯板(4.1)与对接机构(1.7)的开关，进而控制母卫星(1)在弹簧托盘(3.4)上；所述第一舵机(1.4)设置在母卫星(1)的凹槽上，且与档条(1.5)相连接；所述挡条(1.5)设置在母卫星(1)四周的边上，用于防止子卫星(2)从释放机构上脱离；所述太阳能电池板(1.8)用于将太阳能转换为电能，向母卫星(1)供电；所述弹簧托盘(3.4)、电源和第二舵机(3.5)位于底板(3.3)的一侧，所述弹簧托盘(3.4)用于托住母卫星(1)；所述线轴位于底板(3.3)的另一侧，所述第二舵机(3.5)连接线轴，控制线轴的转动；所述绳系(5)的一端固定在母卫星(1)上，另一端固定在线轴上；所述电源向第二舵机(3.5)供电。3.根据权利要求2所述的基于子母式卫星的空间站伴飞微纳卫星惯性释放装置，其特征在于，所述释放装置设置在母卫星(1)的四个侧面；所述释放装置包括：第一释放装置(6)和第二释放装置(7)；所述第一释放装置(6)设置在第二释放装置(7)的上端；所述第二释放装置(7)的容纳空间相当于两个第一释放装置(6)的容纳空间；所述第二释放装置(7)相当于两个第一释放装置(6)叠加而成；所述第一释放装置(6)包括：平台和滑轨(6.1)；所述滑轨(6.1)为若干条，且相对设置并与平台的一侧固定连接，所述滑轨(6.1)用于放置子卫星(2)。4.根据权利要求3所述的基于子母式卫星的空间站伴飞微纳卫星惯性释放装置，其特征在于，所述霍尔效应推进器(1.6)采用HEP
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100MF型号，用于控制母卫星(1)的姿态和自身转动动力。5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：党朝辉，张耀中，刘传凯，孙军，李革非，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：