[实用新型]一种在轨维修卫星

说明书

一种在轨维修卫星，包含卫星本体和连接在卫星本体太阳能帆板、第一机械臂和第二机械臂，在卫星本体内部设置有3D打印系统，其中太阳能帆板布置在卫星本体的两侧，第一机械臂具有六个自由度，在相邻两个关节之间设置伸缩节，并在第一机械臂的前端固定X射线探伤仪和多个成像相机；第二机械臂设置在卫星本体的前端，具有六个自由度，并在前端设置有抓取工具和维修工具，第二机械臂上方的卫星本体设置有可打开的窗口，使第二机械臂能够穿过窗口，并使抓取工具能够触及卫星本体内部的3D打印系统的零件储存区，以便于抓取零件储存区的零件到卫星本体的外部。本实用新型通过对故障航天器的内部和外部进行探伤，现场通过3D打印机打印替换零件，进而实现对故障航天器零件替换和维修的目的。

技术领域

本实用新型涉及空间技术领域，具体的说涉及一种在轨维修卫星。

背景技术

卫星因某一部件故障而退役的事件时有发生。典型的例子如我国的鑫诺二号卫星，于2006年10月29日发射升空后，卫星虽然成功定轨，且卫星的测控、姿轨控等分系统均处于良好的状态，然而，由于太阳帆板二次展开和天线展开未能完成，卫星无法正常工作，这颗耗资20亿人民币、设计寿命为15年的卫星即成了一颗废星。

然而它们大多数仍有许多燃料或是能正常工作的昂贵零部件。为了尽可能挽回卫星故障或失效造成的损失，并有效保护地球轨道资源，各国正在积极研究以卫星维修、寿命延长及轨道碎片清除为目的的在轨服务技术。

自20世纪60年代提出概念以来，在轨服务技术迄今已经历四十多年的发展历程。期间各国航天机构开展了一系列地面、空间实验和应用研究，取得了丰硕的成果，并显示出了巨大的社会经济效益和良好的应用前景。在轨服务技术发展至今，世界各国已经进行过和正在开展有多项在轨服务项目的试验验证。过去十年来，航天器自主维修的能力快速发展。虽然通过空间运输系统或航天飞机提供了维修能力，但高昂的费用将其使用限制于航天飞机轨道范围内非常昂贵的系统，特别是哈勃空间望远镜。因此，正在出现的航天器维修是有实际需求的。在轨维修航天器可以提供以下服务：1)由于推进剂耗尽而延长航天器寿命；2)更换失效的部件；3)捕获航天器并将其移动到更有效的轨道；4)通过手动部署来恢复部署失败的航天器；5)检查航天器以确定故障原因。在轨卫星服务提供了经济效益，使卫星寿命延长到燃料的真正耗尽，对某一部件失效的卫星进行维修救援任务，并为卫星运营商提供其他保障等。

实用新型内容

鉴于以上所述的技术问题，本实用新型实施例提供了一种在轨维修卫星，解决卫星因零部件故障导致退役的问题。

一种在轨维修卫星，包含卫星本体和连接在卫星本体太阳能帆板、第一机械臂和第二机械臂，在卫星本体内部设置有3D打印系统，其中太阳能帆板布置在卫星本体的两侧，第一机械臂具有六个自由度，在相邻两个关节之间设置伸缩节，并在第一机械臂的前端固定X射线探伤仪和多个成像相机；第二机械臂设置在卫星本体的前端，具有六个自由度，并在前端设置有抓取工具和维修工具，第二机械臂上方的卫星本体设置有可打开的窗口，使第二机械臂能够穿过窗口，并使抓取工具能够触及卫星本体内部的3D打印系统的零件储存区，以便于抓取零件储存区的零件到卫星本体的外部。

所述抓取工具包括夹钳或夹爪；所述维修工具包括电动扳手和/或电动改锥。

第一机械臂通过万向节铰链与卫星本体连接。

所述3D打印系统，包括碳纤维原料储存区、金属原料储存区、3D打印机区、转运区、碳纤维零件储存区和金属零件储存区，碳纤维原料储存区内设有碳纤维原料储罐，金属原料储存区内设有金属原料储罐，3D打印区内设有3D打印机，并且3D打印机能够从两侧的储存区提取原料，转运区设有能够输送到两侧的零件储存区的传送带，碳纤维零件储存区能够储存碳纤维零件，金属零件储存区能够储存金属零件，以备第二机械臂抓取使用；其中碳纤维原料储存区、金属原料储存区位于3D打印区的两侧，转运区位于3D打印区的前方，碳纤维零件储存区、金属零件储存区位于转运区的两侧，并且碳纤维零件储存区与碳纤维原料储存区相邻、金属零件储存区与金属原料储存区相邻。