一种卫星标准结构和框架结构的制作方法

本发明涉及卫星结构设计技术领域，尤其涉及一种卫星标准结构和框架结构。

背景技术：

现有技术的卫星框架结构中，多颗卫星位于整流罩内，一般是每颗卫星都安装在公共的支撑结构上，每颗卫星之间互不相连，进入轨道后分别释放到外太空。

在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：

(1)目前的中小型卫星(20kg到200kg)没有标准的结构，各个公司需要单独设计卫星结构，耗费人力物力；

(2)多颗卫星同时发射入轨时，在运载火箭整流罩内需要对每颗卫星进行单独的结构支撑，不仅占用整流罩内的空间，而且大量多余的支撑结构会产生很大的重量，运载火箭的发射费用大约2万美元/kg，这些多余的重量会耗费数百万美元。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例提供一种卫星标准结构和框架结构，采用本发明的卫星标准结构能够方便的拼接出所需要的结构空间，免去了为每颗卫星设计个性结构的麻烦；本发明的框架结构采用卫星之间互相连接、互相加强的方式，省去了独立支撑卫星结构所耗费的重量。

根据本发明实施例的第一方面，提供一种卫星标准结构，包括：主框架和至少一组弹射组件；其中，弹射组件安装于主框架的底面或侧面或顶面上，包括：弹射器转接座、解锁座、爆炸螺栓或分离螺母、弹射座；

弹射器转接座安装于主框架的底面或侧面或顶面上，用于将弹射座安装在主框架上；解锁座装配于弹射座上；爆炸螺栓或分离螺母设置在解锁座上，用于与其他卫星框架结构的主框架连接。

可选地，主框架底面对角线上的两个拐角处分别设有一组弹射组件；主框架侧面上设有一组弹射组件。

可选地，主框架的顶面上设有安装座和/或加固座；安装座用于与其他卫星框架结构的弹射组件连接；加固座用于加固卫星框架结构的主框架。

可选地，主框架包括：立框和横梁；其中，多个立框相互平行，相邻两个立框的顶端之间以及底端之间设有一个横梁。

可选地，主框架还包括：设置在主框架上的辅助横梁和/或辅助纵梁；其中，辅助横梁与主框架中的横梁平行；

辅助纵梁与主框架中的立框平行。

可选地，辅助横梁和/或辅助纵梁具有t字型结构。

可选地，立框、横梁、辅助横梁和辅助纵梁上每隔预设距离设有安装孔。

可选地，所述预设距离为50mm或25mm。

根据本发明实施例的第二方面，提供一种卫星框架结构，包括：至少一层卫星标准结构组，每层卫星标准结构组包括至少一个卫星标准结构，每个卫星标准结构的主框架为长方体结构，所述至少一个卫星标准结构采用直角形结构架构；同一层相邻两个卫星标准结构侧面之间通过弹射组件连接，上一层卫星标准结构的底部与下一层卫星标准结构的顶部之间通过弹射组件连接。

根据本发明实施例的第三方面，提供另一种卫星框架结构，包括：至少一层卫星标准结构组，每层卫星标准结构组包括至少一个卫星标准结构，每个卫星标准结构的主框架为长方体结构，所述至少一个卫星标准结构采用直角形结构架构；上一层卫星标准结构的底部与下一层卫星标准结构的顶部之间通过弹射组件连接，顶层卫星标准结构的顶部之间通过连接件连接。

上述发明中的一个实施例具有如下优点或有益效果：通过在主框架的底面或侧面或顶面上安装用于与其他卫星框架结构的主框架连接的弹射组件，使得用户采用本发明的卫星标准结构能够方便的拼接出所需要的结构空间，免去了为每颗卫星设计个性结构的麻烦；本发明的框架结构采用卫星之间互相连接、互相加强的方式，省去了独立支撑卫星结构所耗费的重量。

上述的非惯用的可选方式所具有的进一步效果将在下文中结合具体实施方式加以说明。

附图说明

附图用于更好地理解本发明，不构成对本发明的不当限定。其中：

图1是根据本发明实施例的卫星标准结构的爆炸图；

图2是根据本发明实施例的卫星标准结构的主视图；

图3是根据本发明实施例的卫星标准结构的俯视图；

图4是根据本发明实施例的卫星标准结构的左视图；

图5是根据本发明实施例的卫星标准结构的立体图；

图6是根据本发明实施例的卫星标准结构中辅助横梁的主视图；

图7是根据本发明实施例的卫星标准结构中辅助横梁的俯视图；

图8是根据本发明实施例的卫星标准结构中辅助横梁的左视图；

图9是本发明第一实施例中卫星框架结构的俯视图；

图10是本发明第一实施例中卫星框架结构的主视图；

图11是本发明第一实施例中卫星框架结构的立体图；

图12是本发明第二实施例中卫星框架结构的立体图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的示范性实施例做出说明，其中包括本发明实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本发明的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。

目前的中小型卫星(20kg到200kg)没有标准的结构，各个公司需要单独设计卫星结构，耗费人力物力。鉴于此，本发明实施例提供一种卫星标准结构。

图1-5是根据本发明实施例的卫星标准结构的示意图，如图1所示，本发明实施例的卫星标准结构100包括：主框架10和至少一组弹射组件20；其中，弹射组件20安装于主框架10的底面或侧面上。例如，当两个卫星标准结构上下叠放时，可以在上层卫星标准结构的弹射组件安装在其主框架的底面上；再例如，当两个卫星标准结构左右排列时，可以将左侧卫星标准结构的弹射组件安装在其主框架的右侧面上。弹射组件20包括：弹射器转接座5、解锁座6、爆炸螺栓或分离螺母7、弹射座8；弹射器转接座5安装于主框架10的底面或侧面或顶面上，用于将弹射座8安装在主框架10上；解锁座6装配于弹射座8上，可以实现一定的支撑高度；爆炸螺栓或分离螺母7设置在解锁座6上，用于与其他卫星框架结构的主框架连接。爆炸螺栓中心装有炸药，当起爆时爆炸螺栓7会被炸成两截，从而形成螺栓两头的分离。分离螺母内装有炸药，当引爆后螺母被炸裂，从而旋入螺母的螺栓可以从螺母中移出。

本发明通过在主框架的底面或侧面上安装用于与其他卫星框架结构的主框架连接的弹射组件，使得用户采用本发明的卫星标准结构能够方便的拼接出所需要的结构空间，免去了为每颗卫星设计个性结构的麻烦；采用本发明实施例的卫星标准结构架构卫星框架结构时，各个卫星之间采用互相连接、互相加强的方式，省去了独立支撑卫星结构所耗费的重量，大大降低卫星发射的成本。

弹射组件20在主框架10底面或侧面或顶面的安装位置，以及弹射组件20的安装数量，可以根据实际情况进行选择性设定。在主框架10的顶面设置弹射组件20，能够将卫星标准结构的顶面与其他卫星标准结构连接；在主框架10的侧面设置弹射组件20，能够将卫星标准结构的侧面与其他卫星标准结构连接；在主框架10的底面设置弹射组件20，能够将卫星标准结构的底面与其他卫星标准结构连接。实际应用过程中，本领域技术人员可以根据实际情况灵活设置，以便采用本发明的卫星标准结构灵活拼接用于发射多颗卫星的卫星框架结构。

在一些实施例中，主框架10为长方体框架，在长方体框架底面的四个拐角处分别安装一个弹射组件20，在长方体框架的其中一个侧面上安装一个弹射组件20；在另一些实施例中，在长方体框架的各个侧面分别安装一个弹射组件20，如此可以实现以该长方体框架为中心、多个卫星标准结构相互连接的卫星框架结构。在图1-5示出的可选实施例中，主框架10底面对角线上的两个拐角处分别设有一组弹射组件20；主框架10侧面上设有一组弹射组件20。通过在底部对角线上的两个拐角处分别设有一组弹射组件20，能够在保证连接和支撑稳定性的基础上降低卫星标准结构的重量，进而降低卫星发射成本。

主框架10的顶面上还可以设有安装座91和/或加固座92；安装座91用于与其他卫星框架结构的弹射组件连接；加固座92用于加固卫星框架结构的主框架10。实际应用过程中，安装座91和/或加固座92在主框架10上的位置和数量可以根据其周围连接的其他卫星标准结构的结构和数量而定。如图1-4所示，主框架顶面的四个拐角中，一个对角线上的两个拐角处设有安装座91，另一个对角线上的两个拐角处设有加固座92，如此，该卫星标准结构与其他卫星标准结构连接时，可以设置在下层，上层的卫星标准结构的底面对应对角线上的拐角处设有弹射组件20，通过上层卫星标准结构底面的弹射组件与下层卫星标准结构顶面的安装座实现上下层卫星标准结构之间的连接。如图5所示，主框架顶面的四个拐角处均设有加固座，该卫星标准结构可以与其他卫星标准结构连接形成单层的卫星框架结构，也可以与其他卫星标准结构连接形成多层卫星框架结构时位于框架结构的顶层。

主框架10的形状可以根据实际情况进行选择性设定，例如采用扇形结构，或者长方体结构。主框架10可以包括：立框1和横梁2；其中，多个立框1相互平行，相邻两个立框1的顶端之间以及底端之间设有一个横梁2。例如，主框架10为长方体结构，包括四个立框1和八个横梁2；再例如，主框架为三角柱形结构，包括三个立框1和6个横梁2。采用包括立框和横梁的主框架结构，结构简单、重量轻。

主框架10还可以包括：设置在主框架10上的辅助横梁3和/或辅助纵梁4；其中，辅助横梁3与主框架10中的横梁2平行；辅助纵梁4与主框架10中的立框1平行。通过调整辅助横梁3、辅助纵梁4在立框1和横梁2上的安装位置，可以实现卫星标准结构体内任意边长的立体空间，灵活满足卫星标准结构体内产品的安装固定需求。辅助横梁3和/或辅助纵梁4的结构可以根据实际需求进行选择性设定，例如采用平板式结构、l型结构或者t字型结构。在图6-8示出的可选实施例中，辅助横梁3采用t字型结构，图中31代表t字型结构的本体，32代表设置在本体31上的凸起，本体31和凸起32构成t字型结构。可选地，立框1、横梁2、辅助横梁3和辅助纵梁4上可以每隔预设距离设有安装孔。预设距离的大小可以根据实际情况进行选择性设定，例如预设距离为50mm或25mm。设置安装孔，便于调整辅助横梁3、辅助纵梁4在立框1和横梁2上的安装位置，可以实现卫星标准结构体内任意50mm或25mm整数倍边长的立方体空间。通过这样的标准框架和标准辅助梁设计灵活满足卫星结构体内产品的安装固定。

单个卫星标准结构可以采用3:3:4比例的长宽高结构，其典型值为600mm×600mm×800mm和450mm×450mm×600mm。实际应用过程中，多个卫星标准结构可以竖向放置，即一个卫星标准结构的侧面与相邻卫星标准结构的侧面通过弹射组件连接；也可以将卫星标准结构横向放置，即一个卫星标准结构的顶面与另一个卫星标准结构的侧面之间通过弹射组件连接。

本发明的卫星标准结构可以方便用户使用，用户无需针对每颗卫星进行单独的结构设计。另外，本发明的卫星标准结构可以满足不同中小型卫星对结构尺寸和刚度强度的要求，非常适合多颗卫星组网的应用。

根据本发明实施例的第二方面，提供一种卫星框架结构，包括：至少一层卫星标准结构组，每层卫星标准结构组包括至少一个卫星标准结构，每个卫星标准结构的主框架为长方体结构，所述至少一个卫星标准结构采用直角形结构架构；同一层相邻两个卫星标准结构侧面之间通过弹射组件连接，上一层卫星标准结构的底部与下一层卫星标准结构的顶部之间通过弹射组件连接。

在一些实施例中，卫星框架结构包括一层卫星标准结构组，该一组卫星标准结构组包括多个卫星标准结构，相邻两个卫星标准结构侧面之间通过弹射组件连接。

在另一些实施例中，卫星框架结构包括多层卫星标准结构组，每层卫星标准结构组包括一个卫星标准结构，上一层卫星标准结构的底部与下一层卫星标准结构的顶部之间通过弹射组件连接。

当然，卫星框架结构也可以包括多层卫星标准结构组，每层卫星标准结构组包括多个卫星标准结构，同一层相邻两个卫星标准结构侧面之间通过弹射组件连接，上一层卫星标准结构的底部与下一层卫星标准结构的顶部之间通过弹射组件连接。

如图9-11所示，卫星框架结构包括三层卫星标准结构组，每层卫星标准结构组包括四个卫星标准结构，每个卫星标准结构的主框架为长方体结构，同一层四个卫星标准结构采用直角形结构(2×2摆放，即横向上两个卫星标准结构、纵向上两个卫星标准结构)，同一层相邻两个卫星标准结构侧面之间通过弹射组件连接，上一层卫星标准结构的底部与下一层卫星标准结构的顶部之间通过弹射组件连接。本实施例中，每层摆放2×2共4个卫星标准结构，也可以采用每一层摆放3×3共9个立方体结构的方式等。

目前对于多颗卫星同时发射入轨的情况多采用对每颗卫星进行独立结构支撑的方式，这种方式下的独立支撑结构占据很大的重量，耗费发射成本，本发明采用卫星标准结构之间互相连接、互相加强的方式，省去了独立支撑卫星结构所耗费的重量。采用本发明的卫星标准结构能够方便的拼接出所需要的结构空间，免去了为每颗卫星设计个性结构的麻烦。

根据本发明实施例的第三方面，提供另一种卫星框架结构，包括：至少一层卫星标准结构组，每层卫星标准结构组包括至少一个卫星标准结构，每个卫星标准结构的主框架为长方体结构，所述至少一个卫星标准结构采用直角形结构架构；上一层卫星标准结构的底部与下一层卫星标准结构的顶部之间通过弹射组件连接，顶层卫星标准结构的顶部之间通过连接件连接。

在一些实施例中，卫星框架结构包括一层卫星标准结构组，该一组卫星标准结构组包括多个卫星标准结构，相邻两个卫星标准结构侧面之间通过弹射组件连接。

在另一些实施例中，卫星框架结构包括多层卫星标准结构组，每层卫星标准结构组包括一个卫星标准结构，上一层卫星标准结构的底部与下一层卫星标准结构的顶部之间通过弹射组件连接。

当然，卫星框架结构也可以包括多层卫星标准结构组，每层卫星标准结构组包括多个卫星标准结构，同一层相邻两个卫星标准结构侧面之间通过弹射组件连接，上一层卫星标准结构的底部与下一层卫星标准结构的顶部之间通过弹射组件连接。

如图12所示，卫星框架结构包括三层卫星标准结构组，每层卫星标准结构组包括四个卫星标准结构，每个卫星标准结构的主框架为长方体结构，同一层四个卫星标准结构采用直角形结构(2×2摆放，即横向上两个卫星标准结构、纵向上两个卫星标准结构)，同一层相邻两个卫星标准结构侧面之间通过弹射组件连接，上一层卫星标准结构的底部与下一层卫星标准结构的顶部之间通过弹射组件连接，顶层卫星标准结构的顶部之间通过连接件连接。本实施例中，每层摆放2×2共4个卫星标准结构，也可以采用每一层摆放3×3共9个立方体结构的方式等。

根据本发明实施例的技术方案，通过在主框架的底面或侧面或顶面上安装用于与其他卫星框架结构的主框架连接的弹射组件，使得用户采用本发明的卫星标准结构能够方便的拼接出所需要的结构空间，免去了为每颗卫星设计个性结构的麻烦；本发明的框架结构采用卫星之间互相连接、互相加强的方式，省去了独立支撑卫星结构所耗费的重量。

上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，取决于设计要求和其他因素，可以发生各种各样的修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。