【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及在轨制造，具体涉及一种卫星骨架在轨制造工艺及在轨制造机器人。
技术介绍
1、卫星骨架是大型卫星的关键结构部件，其在大型卫星中主要起着承载作用，传统的卫星骨架一般在地面上完成整星制造，通过将卫星骨架折叠压缩搭载火箭入轨，并最终在轨展开服役。然而这种方式难以满足部署大尺寸卫星的要求，也增加了与其长期服役的太空环境无关的设计要求。
2、为了突破这些局限，目前普遍采用在轨装配技术路线来部署多种结构的大尺寸卫星，但在轨装配技术的结构复杂，且由于发射平台的限制，卫星骨架的部件的体积不能过大，且在卫星发射时卫星骨架会产生的震动，影响卫星的发射安全。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了克服现有技术中的问题，提供卫星骨架在轨制造工艺，能够减小发射的卫星骨架部件的体积，能避免卫星骨架部件的尺寸限制问题以及由此导致的卫星发射时产生的震动问题。
2、本专利技术提供了一种卫星骨架在轨制造工艺，在发射至太空轨道的定位盘上进行制作，包括以下步骤：
3、在定位盘外制作出多个经向芯轴，多个经向芯轴以定位盘为中心呈放射状排布；
4、在每个经向芯轴外编织或缠绕碳纤维束，碳纤维束将经向芯轴覆盖，并将覆盖在经向芯轴上的经向碳纤维束固化，以形成卫星骨架的经向部；
5、从定位盘处开始，利用碳纤维束呈螺旋状对多个经向部进行纬向交织，并将纬向碳纤维束进行固化，以形成卫星骨架的纬向部，最终制作出的卫星骨架呈蛛网状结构。
6、较佳地，所述多个经
7、较佳地，在利用碳纤维束对多个经向部进行纬向交织，需对多个经向部进行正向和反向的往复多次循环交织，以使纬向碳纤维束呈现同心的多螺旋结构。
8、较佳地，所述柱状气囊外缠绕或编织碳纤维束后，向柱状气囊内通进热气流，以使碳纤维束加热固化。
9、较佳地，所述定位盘为多边形结构，定位盘的每个顶点均设有一个收纳仓，每个收纳仓内均设置一个压缩的柱状气囊。
10、较佳地，所述定位盘设有多个辐条，多个辐条的一端共同连接，每个辐条的另一端与定位盘的一个顶点连接。
11、较佳地，所述柱状气囊具有一定弧度，每个柱状气囊的弧心均朝向定位盘的中心轴。
12、较佳地，所述柱状气囊由薄膜材料制成。
13、本专利技术还提供了一种在轨制造机器人，所述机器人用于制作卫星骨架的经向部和纬向部，机器人包括缠绕部和固化部，固化部设于缠绕部的后方，缠绕部用于将碳纤维束缠绕在经向芯轴外或利用碳纤维束对多个经向部进行纬向交织，所述固化部用于对经向碳纤维束或纬向碳纤维束进行加热固化。
14、较佳地，所述缠绕部包括行走机构、摆动机构和往复机构，所述行走机构用于在多个经向芯轴上行走，所述行走机构上设有排料机构，所述排料机构内设有碳纤维束原料，所述排料机构排出的碳纤维束穿过摆动机构后进入往复机构，所述往复机构上设有环臂，往复机构通过环臂将碳纤维束缠绕在经向芯轴上。
15、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术的一种卫星骨架在轨制造工艺，能够减小发射的卫星骨架部件的体积，并在轨道上编织出预定大小的卫星骨架部件，能避免卫星骨架部件的尺寸限制问题以及由此导致的卫星发射时产生的震动问题。利用碳纤维束多个经向部进行正向和反向的往复多次循环交织，能够使得交织的纬向碳纤维束呈现同心的多螺旋结构，多螺旋结构具有更高的结构稳定性和牢靠性，从而提升整个卫星骨架的坚固程度和抗震性。在碳纤维束缠绕在柱状气囊后，向空心的柱状气囊内注入热气体以加热基体材料来加速固化，高真空环境热量散失较慢，使得碳纤维束固化时能耗较低，从而能降低整个卫星骨架编织时的能耗。通过将定位盘设置为多边形结构，多个柱状气囊充分展开后，使得整个经向部形成辐条状结构，从而方便后期利用碳纤维束对多个柱状气囊进行纬向编织。通过设置多个辐条，多个辐条的一端共同连接，每个辐条的另一端与多边定位盘的一个顶点连接，从而能提升整个定位盘的结构强度，从而进一步提升整个卫星骨架的坚固程度和抗震性。将柱状气囊具有一定弧度，使得编织后的蛛网状结构具有一定弧度，从而使得最终形成的卫星骨架呈现球面状，提升了卫星骨架的力学性能，从而进一步提升整个卫星骨架的坚固程度。
16、本专利技术的一种在轨制造机器人，能利用缠绕部将碳纤维束缠绕在柱状气囊外并利用碳纤维束对多个柱状气囊进行编织，然后利用固化部对缠绕在柱状气囊外的碳纤维束或编织的碳纤维束进行加热固化，从而完成卫星骨架的在轨制造工作。
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1.一种卫星骨架在轨制造工艺，其特征在于，在发射至太空轨道的定位盘(102)上进行制作，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的卫星骨架在轨制造工艺，其特征在于，所述多个经向芯轴(101)的制造工艺为，在定位盘(102)的外缘以增材制造的方法打印出多个管状结构的经向芯轴(101)，或者在定位盘(102)的外缘设置多个压缩的柱状气囊(6)，向位于太空中的多个压缩的柱状气囊(6)内充气，以使多个柱状气囊(6)分别充气展开，形成多个经向芯轴(101)。
3.如权利要求1所述的卫星骨架在轨制造工艺，其特征在于，在利用碳纤维束对多个经向部(104)进行纬向交织，需对多个经向部(104)进行正向和反向的往复多次循环交织，以使纬向碳纤维束呈现同心的多螺旋结构。
4.如权利要求2所述的卫星骨架在轨制造工艺，其特征在于，所述柱状气囊(6)外缠绕或编织碳纤维束后，向柱状气囊(6)内通进热气流，以使碳纤维束加热固化。
5.如权利要求1所述的卫星骨架在轨制造工艺，其特征在于，所述定位盘(102)为多边形结构，定位盘(102)的每个顶点均设有一个收纳仓(2)，
6.如权利要求5所述的卫星骨架在轨制造工艺，其特征在于，所述定位盘(102)设有多个辐条(3)，多个辐条(3)的一端共同连接，每个辐条(3)的另一端与定位盘(102)的一个顶点连接。
7.如权利要求1所述的卫星骨架在轨制造工艺，其特征在于，所述柱状气囊(6)具有一定弧度，每个柱状气囊(6)的弧心均朝向定位盘(102)的中心轴。
8.如权利要求1所述的卫星骨架在轨制造工艺，其特征在于，所述柱状气囊(6)由薄膜材料制成。
9.一种在轨制造机器人，其特征在于，所述机器人用于在如权利要求1所述的卫星骨架制造工艺中制作卫星骨架的经向部(104)和纬向部(103)，机器人包括缠绕部(401)和固化部(402)，固化部(402)设于缠绕部(401)的后方，缠绕部(401)用于将碳纤维束缠绕在经向芯轴(101)外或利用碳纤维束对多个经向部(104)进行纬向交织，所述固化部(402)用于对经向碳纤维束或纬向碳纤维束进行加热固化。
10.如权利要求8所述的在轨制造机器人，其特征在于，所述缠绕部(401)包括行走机构(501)、摆动机构(502)和往复机构(503)，所述行走机构(501)用于在多个经向芯轴(101)上行走，所述行走机构(501)上设有排料机构(504)，所述排料机构(504)内设有碳纤维束原料，所述排料机构(504)排出的碳纤维束穿过摆动机构(502)后进入往复机构(503)，所述往复机构(503)上设有环臂(505)，往复机构(503)通过环臂(505)将碳纤维束缠绕在经向芯轴(101)上。
...【技术特征摘要】
1.一种卫星骨架在轨制造工艺，其特征在于，在发射至太空轨道的定位盘(102)上进行制作，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的卫星骨架在轨制造工艺，其特征在于，所述多个经向芯轴(101)的制造工艺为，在定位盘(102)的外缘以增材制造的方法打印出多个管状结构的经向芯轴(101)，或者在定位盘(102)的外缘设置多个压缩的柱状气囊(6)，向位于太空中的多个压缩的柱状气囊(6)内充气，以使多个柱状气囊(6)分别充气展开，形成多个经向芯轴(101)。
3.如权利要求1所述的卫星骨架在轨制造工艺，其特征在于，在利用碳纤维束对多个经向部(104)进行纬向交织，需对多个经向部(104)进行正向和反向的往复多次循环交织，以使纬向碳纤维束呈现同心的多螺旋结构。
4.如权利要求2所述的卫星骨架在轨制造工艺，其特征在于，所述柱状气囊(6)外缠绕或编织碳纤维束后，向柱状气囊(6)内通进热气流，以使碳纤维束加热固化。
5.如权利要求1所述的卫星骨架在轨制造工艺，其特征在于，所述定位盘(102)为多边形结构，定位盘(102)的每个顶点均设有一个收纳仓(2)，每个收纳仓(2)内均设置一个压缩的柱状气囊(6)。
6.如权利要求5所述的卫星骨架在轨制造工艺，其特征在于，所述定位盘(102)设有多个辐条(3)，多个辐条(3)的一端共同连接，每个辐条(3)的另一端与...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈帅，赵少凡，刘金鑫，翟智，孙若斌，周传昆，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：
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