CN108516105A - 一单元立方体微纳卫星结构 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种一单元立方体微纳卫星结构，包括横梁A、横梁B、横梁C、横梁D、2个主框及4个长螺柱，所述主框为方形，横梁A连接2个主框的顶部的一端，横梁B连接2个主框的顶部的另一端，横梁C连接2个主框的底部的一端，横梁D连接2个主框的底部的另一端，横梁A、横梁B、横梁C、横梁D及2个主框构成立方体状；所述长螺柱依次竖直设于横梁C及横梁D两端的对应位置上，所述长螺柱上均套设有多个用于固定PCB板的调整柱；所述调整柱为管状，内侧设有与长螺柱对应的螺纹。本发明实施例通过采用长螺柱及调整柱固定不同高度的PCB板，解决了只能容纳标准高度PCB板的问题，进而PCB板设计的灵活性及集成度。

Description

一单元立方体微纳卫星结构
技术领域
本发明涉及航天技术领域，尤其涉及一种一单元立方体微纳卫星结构。
背景技术
近年来，微纳卫星（又称纳卫星）得到快速发展。纳卫星、微纳卫星通称“nanosatellite”或“nanosat”，通常是指质量小于10公斤 (2.2磅-22磅之间)的人造卫星。实际设计以及方案上，这些种类应该被单个发射，或者由几个纳卫星同组运作，在此情况下，有时通称“卫星群”或者“分级航天器”。一些设计要求一个大型“母”卫星与控制者通信，或者用于发射与对合纳卫星。
经过电子技术的小型化与性能提高的发展以及一系列有关卫星设想的运用，纳卫星的有关商业用途的能力不断提高，而这些商业需求在此前大多被微卫星满足。例如，6u立方星标准被提出使得一个35.8公斤(18磅)的地球影像卫星群替代了由5个156公斤(344磅)快影地球成像卫星组成的卫星群，在同一成本下，这有着显著的重访次数的提高：每一片地球上的区域能够在每隔3.5小时就被重复照下，而非快影的每次24小时。此外，纳卫星能够让更多的国家拥有他们自己的卫星以收集低峰期(无灾)影像数据。
在2014之前的十年，只有75颗纳卫星发射。从2013年11月至2014年1月的3个月时间内，发射率持续攀升达到了94颗。
使用纳卫星的一个挑战是如何以划算的成本将这么一个小型卫星运送到任何一个超出低地轨道的地方。2014年晚期，方案发展成专门地设计大型航天器以成群运送纳卫星至超出地球轨道的范围，例如用于远距离小行星探索。
从2014年7月开始，已有超过1000个纳卫星计划在接下来的5年发射。
然而，当前的一单元立方体卫星中只能够容纳的PCB板高度为标准的高度，使得PCB板的设计不够灵活，集成度有待提升。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种一单元立方体微纳卫星结构，以使能够灵活容纳不同高度的PCB板。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提出了一种一单元立方体微纳卫星结构，包括横梁A、横梁B、横梁C、横梁D、2个主框及4个长螺柱，所述主框为方形，横梁A连接2个主框的顶部的一端，横梁B连接2个主框的顶部的另一端，横梁C连接2个主框的底部的一端，横梁D连接2个主框的底部的另一端，横梁A、横梁B、横梁C、横梁D及2个主框构成立方体状；所述长螺柱依次竖直设于横梁C及横梁D两端的对应位置上，所述长螺柱上均套设有多个用于固定PCB板的调整柱；所述调整柱为管状，内侧设有与长螺柱对应的螺纹。
进一步地，所述长螺柱的顶部均套设有六角柱。
进一步地，还包括若干用于填补六角柱与对应的横梁A、横梁B之间间隙的调整垫片。
进一步地，所述六角柱的顶部均通过螺钉分别与对应的横梁A、横梁B连接固定。
进一步地，所述横梁A、横梁B、横梁C、横梁D、主框上均开设有若干个螺纹孔。
进一步地，所述螺纹孔外侧均设有绝缘垫片。
进一步地，所述主框底部凸设有凸柱，主框的顶部与凸柱对应位置凹设有凹孔，凹孔的形状与凸柱对应。
进一步地，所述凸柱为锥形，所述凹孔的形状锥形。
本发明实施例通过提出一种一单元立方体微纳卫星结构，包括横梁A、横梁B、横梁C、横梁D、主框及长螺柱，通过采用长螺柱及调整柱固定不同高度的PCB板，解决了只能容纳标准高度PCB板的问题，进而PCB板设计的灵活性及集成度。
附图说明
图1是本发明实施例的一单元立方体微纳卫星结构的立体结构图。
图2是本发明实施例的一单元立方体微纳卫星结构的爆炸图。
图3是本发明实施例的多个一单元立方体微纳卫星结构组合的结构示意图。
附图标号说明
横梁A1
横梁B2
横梁C3
横梁D4
主框5
长螺柱6
调整柱7
六角柱8
调整垫片9
凸柱10
凹孔11
PCB板12。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
本发明实施例中若有方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后……）仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本发明中若涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
请参照图1～图2，本发明实施例的一单元立方体微纳卫星结构主要包括横梁A1、横梁B2、横梁C3、横梁D4、主框5及长螺柱6。
主框5为方形，共有2个。横梁A1连接2个主框5的顶部的一端，横梁B2连接2个主框5的顶部的另一端，横梁C3连接2个主框5的底部的一端，横梁D4连接2个主框5的底部的另一端，横梁A1、横梁B2、横梁C3、横梁D4及2个主框5构成立方体状（例如，可采用对应规格的螺钉或铰链将横梁A1、横梁B2、横梁C3、横梁D4与主框5连接）。本发明实施例形成牢固的立方体结构，可以承载卫星发射过程中所产生的振动。
长螺柱6依次竖直设于横梁C3及横梁D4两端的对应位置上。长螺柱6上均套设有多个用于固定PCB板12的调整柱7。调整柱7为管状，内侧设有与长螺柱6对应的螺纹，通过螺纹活动套设于长螺柱6上。PCB板12上4个孔的孔距为标准孔距，4根长螺柱6穿过PCB板12上的4个孔，调整柱7压在PCB板12上，从而形成对PCB板12的固定。由于PCB板12的高度各有不同，调整柱7的高度为尺寸序列，通过添加不同数量的调整柱7可以适应不同的PCB板12高度。本发明实施例能够提高对不同高度尺寸的PCB板12的适应性。本发明实施例使PCB板12的高度设计不受限制，可以让航天高校在卫星设计中用可承受的成本去设计与发射卫星；对于需要大量卫星来组成低轨卫星星座的运营商，这样的低成本小卫星，也会大大降低运营成本。
作为一种实施方式，长螺柱6的顶部均套设有六角柱8（又称六角螺柱）。通过六角柱8与长螺柱6之间旋紧，可以将所有的PCB板12压紧。
作为一种实施方式，还包括若干用于填补六角柱8与对应的横梁A1、横梁B2之间间隙的调整垫片9。由于加工偏差或PCB板12厚度不同，在六角柱8安装时会在六角柱8与横梁A1和横梁B2之间产生间隙，此时可将调整垫片9放入六角柱8与横梁A1和横梁B2之间的间隙中。优选地，调整垫片9的厚度为尺寸序列，通过不同厚度的调整垫片9组合，可以将间隙填平。
作为一种实施方式，六角柱8的顶部均通过螺钉分别与对应的横梁A1、横梁B2连接固定。本发明实施通过螺钉将横梁A1和横梁B2与六角柱8连接，完成最后的固定。
作为一种实施方式，横梁A1、横梁B2、横梁C3、横梁D4、主框5上均开设有若干个螺纹孔。优选地，螺纹孔的数量为16个，用于连接星表的太阳电池片、天线等产品。
作为一种实施方式，螺纹孔外侧均设有绝缘垫片。优选地，绝缘垫片采用塑料制成，安装在螺纹孔外侧，可以实现星表产品（太阳电池片等产品）和一单元立方体微纳卫星结构之间的绝缘。
作为一种实施方式，主框5的底部凸设有凸柱10，主框5的顶部与凸柱10对应位置凹设有凹孔11，凹孔11的形状与凸柱10对应。请参照图3，当需要多个一单元立方体微纳卫星结构安装在同一个弹射器中发射时，在一个一单元立方体微纳卫星结构的主框5底部的凸柱10和另一个一单元立方体微纳卫星结构的主框5顶部的凹孔11契合，可以避免两个一单元立方体微纳卫星之间发生相对位移，防止在发射过程中的振动引起的一单元立方体微纳卫星结构的相对运动，从而保证一单元立方体微纳卫星的发射阶段力学环境满足要求。本发明实施遵循立方星标准的规定，继承现有立方星结构货架产品的优势，通过设计这种一单元立方体微纳卫星结构，可以适应多种PCB板12结构，可以使用多颗一单元立方体微纳卫星组合发射，提高了多个一单元组合体同时发射入轨对弹射机构的适应性。
作为一种实施方式，凸柱10为锥形，所述凹孔11的形状锥形。
本发明实施例的原理为：将横梁C3、横梁D4与4个长螺柱6连接；通过调整柱7将多个PCB板12固定在4根长螺柱6上，在PCB板12高度较高的情况下，可增加调整柱7的数量来实现对PCB板12的支撑；再将4个六角柱8与4根长螺柱6连接，测量4个六角柱8顶端与横梁C3、横梁D4的距离，在六角螺柱顶端使用调整垫片9使横梁A1和横梁B2安装后恰好能与两个主框5配合，连接2个主框5与横梁A1、横梁B2、横梁C3、横梁D4从而形成坚固的立方体结构，能够承载PCB板12及其它安装的产品的重量，能够适应发射阶段的振动条件，防止卫星产品（PCB板12上的元器件）发生振动而损坏。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同范围限定。

Claims (8)

1.一种一单元立方体微纳卫星结构，其特征在于，包括横梁A、横梁B、横梁C、横梁D、2个主框及4个长螺柱，所述主框为方形，横梁A连接2个主框的顶部的一端，横梁B连接2个主框的顶部的另一端，横梁C连接2个主框的底部的一端，横梁D连接2个主框的底部的另一端，横梁A、横梁B、横梁C、横梁D及2个主框构成立方体状；所述长螺柱依次竖直设于横梁C及横梁D两端的对应位置上，所述长螺柱上均套设有多个用于固定PCB板的调整柱；所述调整柱为管状，内侧设有与长螺柱对应的螺纹。
2.如权利要求1所述的一单元立方体微纳卫星结构，其特征在于，所述长螺柱的顶部均套设有六角柱。
3.如权利要求2所述的一单元立方体微纳卫星结构，其特征在于，还包括若干用于填补六角柱与对应的横梁A、横梁B之间间隙的调整垫片。
4.如权利要求2所述的一单元立方体微纳卫星结构，其特征在于，所述六角柱的顶部均通过螺钉分别与对应的横梁A、横梁B连接固定。
5.如权利要求1所述的一单元立方体微纳卫星结构，其特征在于，所述横梁A、横梁B、横梁C、横梁D、主框上均开设有若干个螺纹孔。
6.如权利要求5所述的一单元立方体微纳卫星结构，其特征在于，所述螺纹孔外侧均设有绝缘垫片。
7.如权利要求1所述的一单元立方体微纳卫星结构，其特征在于，所述主框底部凸设有凸柱，主框的顶部与凸柱对应位置凹设有凹孔，凹孔的形状与凸柱对应。
8.如权利要求1所述的一单元立方体微纳卫星结构，其特征在于，所述凸柱为锥形，所述凹孔的形状锥形。
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