[发明专利]六单元立方星主承力结构

说明书

本发明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。

技术领域

本发明属于立方体卫星技术领域，具体是一种六单元立方星主承力结构。

背景技术

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。

发明内容

本发明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。

本发明技术解决方案为：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。