[发明专利]一种抵御物理撞击的卫星柔性可重复折展防御装置

说明书

本发明专利公开了一种抵御物理撞击的卫星柔性可重复折展防御装置，具体涉及超高速撞击航天器防护技术领域。一种抵御物理撞击的卫星柔性可重复折展防御装置，包括电机、可重复折展机构和对接锁紧机构，可重复折展机构包括根部关节铰、中部关节铰和顶部关节铰，根部关节铰用于带动中部关节铰转动，中部关节铰用于带动顶部关节铰转动，顶部关节铰用于带动对接锁紧机构转动，柔性防护层设有多级缓冲器，对接锁紧机构包括伸缩套筒、吸片和电磁锁体，伸缩套筒均设在顶部关节铰，吸片和电磁锁体上均设有对接板。采用本发明技术方案解决了现有的空间碎片防护结构防护效果差且防护性能有限的问题，可用于延长卫星的使用寿命。

技术领域

本发明涉及超高速撞击航天器防护技术领域，特别涉及一种抵御物理撞击的卫星柔性可重复折展防御装置。

背景技术

空间环境日益恶化，空间碎片数量增长速度加快，各航天大国大力发展动能反卫星武器，严重威胁航天器在轨运行安全；现有的空间碎片防护技术采用被动防结构，而且基本用于空间站等大型航天器，只能防御毫米级空间碎片攻击，防护效果欠佳，防护性能有限。有必要设计一种主动式空间碎片防护载荷代替传统固定外挂式被动防护结构，提高卫星生存能力，延长在轨服务寿命。

发明内容

本发明意在提供一种抵御物理撞击的卫星柔性可重复折展防御装置，解决了现有的空间碎片防护结构防护效果差且防护性能有限的问题。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：一种抵御物理撞击的卫星柔性可重复折展防御装置，包括对称设置在卫星本体上的电机、与电机连接的可重复折展机构和对接锁紧机构，所述可重复折展机构包括结构相同的根部关节铰、中部关节铰和顶部关节铰，所述根部关节铰转动连接在电机的输出轴上，所述根部关节铰与中部关节铰之间设有第一下连接板、第一上连接板和第一同步带轮，所述根部关节铰用于带动第一下连接板和第一同步带轮转动，所述中部关节铰与顶部关节铰之间设有第二下连接板、第二上连接板、第二同步带轮和第三同步带轮，所述中部关节铰设置在第一上连接板上，所述中部关节铰用于带动第二下连接板和第三同步带轮转动，所述第二同步带轮与第一同步带轮之间设有第一同步带，所述顶部关节铰设置在第二上连接板上，所述顶部关节铰与对接锁紧机构之间设有第三下连接板、第三上连接板和第四同步带轮，所述顶部关节铰用于带动第三下连接板转动，所述第四同步带轮与第三同步带轮之间设有第二同步带，所述第三上连接板与第三下连接板之间、第二上连接板与第二下连接板之间、以及第一上连接板与第一下连接板之间均设有柔性防护层，每个所述柔性防护层的两侧均对称设有分别位于第三下连接板、第二下连接板或第一下连接板上的多级缓冲器，所述多级缓冲器可根据不同撞击速度为对应的第三上连接板、第二上连接板或第一上连接板提供多级缓冲减速功能；所述对接锁紧机构包括伸缩套筒、吸片和与吸片相配合的电磁锁体，四个所述伸缩套筒均对称设置在每个可重复折展机构的第三上连接板上，所述吸片和电磁锁体上均设有对接板，两块所述对接板分别与对应的第三上连接板之间设有处于压缩状态的缩套筒和爆炸螺栓上。

技术方案的原理及效果：在常规状态下可重复折展机构处于收缩状态，当卫星本体感应到空间碎片的威胁时利用电机带动根部关节铰转动，根部关节铰转动后利用第一同步带轮、第一同步带和第二同步带轮带动中部关节铰转动，中部关节铰转动后利用第三同步带轮、第二同步带和第四同步带轮带动顶部关节铰转动，使得本方案中的两个可重复折展机构展开启动爆炸螺栓，此时伸缩套筒伸长而使得电磁锁体和吸片将两个可重复折展机构固定连接在一起，从而对卫星本体实现了环形包围，可有效的防止空间碎片对卫星本体的破坏，延长了卫星本体的使用寿命。

进一步的，所述根部关节铰包括空间圆柱凸轮和穿射在空间圆柱凸轮中心的丝杠；所述空间圆柱凸轮的两端均设有与丝杠相配合的端盖，每个所述端盖上均设有与丝杠相配合轴承，所述丝杠的一端与电机之间连接有联轴器，所述丝杠的另一端与第一同步带轮连接，所述丝杠上螺纹连接有螺母，所述螺母上设有滚子连接件，所述滚子连接件上穿设有与螺母螺纹连接的螺栓，所述滚子连接件上设有与空间圆柱凸轮相配合的凸轮滚子。