[发明专利]一种构型可变的模拟太空碎片的立方星及其工作方法

权利要求书

1.一种构型可变的模拟太空碎片的立方星，其特征在于，包括立方星主单元结构(1)、太阳能帆板(2)、帆板驱动机构(3)、立方星平台系统(4)，所述立方星平台系统(4)设置于所述立方星主单元结构(1)内，所述太阳能帆板(2)设置于立方星主单元结构(1)的四周侧，所述立方星平台系统(4)用于实现与操纵星之间的通信、控制所述帆板驱动机构(3)驱动所述太阳能帆板(2)展开至预定角度、改变章进动运动形式；

所述立方星主单元结构(1)包括主框架(1-4)和体装板(1-5)，所述体装板(1-5)固定安装于主框架(1-4)的四周侧；

所述帆板驱动机构(3)包括驱动电机(3-1)、中心螺母(3-2)和四组杠杆装置，所述驱动电机(3-1)的输出轴与中心螺母(3-2)的中心螺纹连接形成丝杠传动副连接形式，所述中心螺母(3-2)的四周侧分别连接一组杠杆装置，每组杠杆装置包括拉杆(3-4)、两个L形支架(3-6)、U形合页(3-7)、两个短销轴(3-3)、长销轴(3-5)，所述拉杆(3-4)的一端通过一个短销轴(3-3)与中心螺母(3-2)的周侧铰接、另一端通过另一个短销轴(3-3)与U形合页(3-7)的一端铰接，U形合页(3-7)的另一端两侧通过长销轴(3-5)与两个L形支架(3-6)的短边铰接，所述两个L形支架(3-6)与对应的体装板(1-5)固定连接，U形合页(3-7)的外侧与对应的太阳能帆板(2)固定连接，太阳能帆板(2)位于对应的体装板(1-5)的外侧；

所述立方星主单元结构(1)还包括顶盖(1-1)、支撑圆柱(1-2)、上框架(1-3)、主框架(1-4)、底板(1-6)和捕捉把手(1-7)，所述主框架(1-4)空间位置相对固定，主框架(1-4)与上框架(1-3)顶部平齐安装，上框架(1-3)与顶盖(1-1)之间通过支撑圆柱(1-2)支撑，体装板(1-5)安装于主框架(1-4)周围四个面，捕捉把手(1-7)安装于底板(1-6)几何中心位置，底板(1-6)与主框架(1-4)底部平齐安装。

2.根据权利要求1所述的构型可变的模拟太空碎片的立方星，其特征在于，所述U形合页(3-7)与对应的两个L形支架(3-6)共面设置。

3.根据权利要求1所述的构型可变的模拟太空碎片的立方星，其特征在于，所述中心螺母(3-2)的中心具有一与所述驱动电机(3-1)的输出轴配合的螺纹孔，所述驱动电机(3-1)位于顶盖(1-1)的外部。

4.根据权利要求1所述的构型可变的模拟太空碎片的立方星，其特征在于，所述立方星平台系统(4)包括帆板驱动模块(4-1)、GNSS接收模块(4-2)、姿态控制计算机(4-3)、磁强计模块(4-4)、动量轮模块(4-5)、UV通信转发模块(4-6)、星务计算机(4-7)、能源控制模块(4-8)、电源模块(4-9)。

5.根据权利要求4所述的构型可变的模拟太空碎片的立方星的工作方法，其特征在于，当操纵星捕捉到目标星的信号后，将帆板展开角度指令发送给目标星，然后目标星驱动电机(3-1)通过丝杠传动副带动中心螺母(3-2)向下运动，杠杆装置的拉杆(3-4)向下运动带动U形合页(3-7)向上运动带动太阳能帆板(2)展开至预定角度，同时操纵星对目标星进行构型识别及抓取位置确定，进而对目标星进行运动抵近通过机械臂进行抓取试验的目标星，操纵星的机械臂捕获目标星底部的捕捉把手(1-7)，完成抓捕实验与目标的识别。