CN109649685A - 一种微纳卫星在轨变构用电磁铰链 - Google Patents

一种微纳卫星在轨变构用电磁铰链 Download PDF

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Abstract

一种微纳卫星在轨变构用电磁铰链，涉及微纳卫星在轨三维自由变构领域；包括骨架、线圈、铁芯、2个接触铁芯、2个套筒、外壳、盖板和盖板组件；其中，铁芯为杆状结构；骨架套装在铁芯的外壁中部；2个套筒套装在铁芯的外壁；且2个套筒分别与骨架的轴向两端对接；线圈缠绕在骨架的外壁；2个接触铁芯套装在铁芯的外壁；且2个接触铁芯分别位于2个套筒的轴向外端；盖板固定安装在铁芯的轴向一端；盖板组件固定安装在铁芯的轴向另一端；外壳为中空结构；外壳包覆在线圈、2个套筒、盖板和盖板组件的外壁；本发明具有多功能结构一体特性，同时结构较为简单，易于集成于微纳卫星单元体上。

Description

一种微纳卫星在轨变构用电磁铰链
技术领域
本发明涉及一种微纳卫星在轨三维自由变构领域，特别是一种微纳卫星在轨变构用电磁铰链。
背景技术
单个微纳卫星单元能力专一、资源较少，为发挥其小巧、灵活和数量优势，形成有效的应用，多个相同尺寸的微纳卫星单元模块组成的微纳卫星聚合体需要进行在轨自主变构、拼装，以实现形态、功能的重建，执行不同的任务需求。
为实现微纳卫星聚合体在轨自由变构，要求微纳卫星单元为异体同构结构，
对传统铰链提出挑战。传统铰链一般采用销-孔结构形式，要实现微纳卫星聚合体在轨自由变构，结构形式难以设计，实现难度较大。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种微纳卫星在轨变构用电磁铰链，具有多功能结构一体特性，同时结构较为简单，易于集成于微纳卫星单元体上。
本发明的上述目的是通过如下技术方案予以实现的：
一种微纳卫星在轨变构用电磁铰链，包括骨架、线圈、铁芯、2个接触铁芯、2个套筒、外壳、盖板和盖板组件；其中，铁芯为杆状结构；骨架套装在铁芯的外壁中部；2个套筒套装在铁芯的外壁；且2个套筒分别与骨架的轴向两端对接；线圈缠绕在骨架的外壁；2个接触铁芯套装在铁芯的外壁；且2个接触铁芯分别位于2个套筒的轴向外端；盖板固定安装在铁芯的轴向一端；盖板组件固定安装在铁芯的轴向另一端；外壳为中空结构；外壳包覆在线圈、2个套筒、盖板和盖板组件的外壁。
在上述的一种微纳卫星在轨变构用电磁铰链，所述的外壳为截面为正方形的柱状结构；外壳内部沿轴向设置有柱状通孔；且外壳一条外侧棱边设置有开口。
在上述的一种微纳卫星在轨变构用电磁铰链，所述接触铁芯为长方体结构；接触铁芯的外角处圆滑处理；2个接触铁芯的安装方向相同。
在上述的一种微纳卫星在轨变构用电磁铰链，外壳套装在线圈外壁时，2个接触铁芯的一端从外壳的开口处伸出，外壳开口的侧壁实现对2个接触铁芯的周向限位。
在上述的一种微纳卫星在轨变构用电磁铰链，所述盖板包括2个引线插针、对接板、插座、2个孔针和插座壳；其中，对接板轴向两端设置有对接口；2个孔针对称固定安装在对接板的轴向外端对接口中；插座伸入对接板的轴向外端对接口中；插座壳固定安装在插座轴向外端；2个孔针依次穿过插座和插座壳；2个引线插针对称安装在对接板的轴向外端对接口中；且2个引线插针与2个孔针的位置对应。
在上述的一种微纳卫星在轨变构用电磁铰链，所述外部微纳卫星单元主体框架为正方体框架结构；外部微纳卫星单元主体框架的每个侧边均沿边长方向固定安装一个电磁铰链。
在上述的一种微纳卫星在轨变构用电磁铰链，安装时，外壳的棱边开口端对应与外部微纳卫星单元主体框架棱边的两侧壁固定连接。
在上述的一种微纳卫星在轨变构用电磁铰链，相邻2个外部微纳卫星单元主体框架对接时，对2个外部微纳卫星单元主体框架接触边对应的2个电磁铰链中的线圈均加电，2个电磁铰链产生电磁吸力，实现相邻2个外部微纳卫星单元主体框架的对接。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
(1)本发明设计的电磁铰链，通过电磁吸力约束，可以实现微纳卫星在轨自由变构；
(2)本发明电磁铰链使用过程中摩擦力低、功耗小、低漏磁，同时结构简单，易于在微纳卫星上安装；
(3)本发明电磁铰链兼具有简单的电磁耦合交互通道，可实现不同微纳卫星单元间简单信息交互功能。
附图说明
图1为本发明电磁铰链整体示意图；
图2为本发明电磁铰链分解图；
图3为本发明盖板分解图；
图4为本发明外部微纳卫星单元主体框架对接示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述：
本发明提供一种微纳卫星在轨变构用电磁铰链，该电磁铰链1依靠电磁吸力实现与机械铰链相同的约束效果，具有旋转过程摩擦力低、功耗低、低漏磁，相邻电磁铰链间还可形成简单信息交互通道，具有多功能结构一体特性，同时结构较为简单，易于集成于微纳卫星单元体上。
如图1所示为电磁铰链整体示意图，如图2所示为电磁铰链分解图，由图可知，一种微纳卫星在轨变构用电磁铰链，所述电磁铰链1包括骨架2、线圈3、铁芯4、2个接触铁芯5、2个套筒6、外壳7、盖板8和盖板组件9；其中，铁芯4为杆状结构；骨架2套装在铁芯4的外壁中部；2个套筒6套装在铁芯4的外壁；且2个套筒6分别与骨架2的轴向两端对接；线圈3缠绕在骨架2的外壁；2个接触铁芯5套装在铁芯4的外壁；且2个接触铁芯5分别位于2个套筒6的轴向外端；盖板8固定安装在铁芯4的轴向一端；盖板组件9固定安装在铁芯4的轴向另一端；外壳7为中空结构；外壳7包覆在线圈3、2个套筒6、盖板8和盖板组件9的外壁。
其中，外壳7为截面为正方形的柱状结构；外壳7内部沿轴向设置有柱状通孔；且外壳7一条外侧棱边设置有开口。接触铁芯5为长方体结构；接触铁芯5的外角处圆滑处理；2个接触铁芯5的安装方向相同。
外壳7套装在线圈3外壁时，2个接触铁芯5的一端从外壳7的开口处伸出，外壳7开口的侧壁实现对2个接触铁芯5的周向限位。
如图3所示为盖板分解图，由图可知，盖板8包括2个引线插针12、对接板13、插座14、2个孔针15和插座壳16；其中，对接板13轴向两端设置有对接口；2个孔针15对称固定安装在对接板13的轴向外端对接口中；插座14伸入对接板13的轴向外端对接口中；插座壳16固定安装在插座14轴向外端；2个孔针15依次穿过插座14和插座壳16；2个引线插针12对称安装在对接板13的轴向外端对接口中；且2个引线插针12与2个孔针15的位置对应。
如图4所示为外部微纳卫星单元主体框架对接示意图，由图可知，外部微纳卫星单元主体框架17为正方体框架结构；外部微纳卫星单元主体框架17的每个侧边均沿边长方向固定安装一个电磁铰链1。安装时，外壳7的棱边开口端对应与外部微纳卫星单元主体框架17棱边的两侧壁固定连接。
相邻2个外部微纳卫星单元主体框架17对接时，对2个外部微纳卫星单元主体框架17接触边对应的2个电磁铰链1中的线圈3均加电，2个电磁铰链1产生电磁吸力，起到类似机械铰链的约束作用，可以满足微纳卫星单元体在轨三维自由变构、拼接，实现相邻2个外部微纳卫星单元主体框架17的对接。
本发明电磁铰链，通过对组成电磁铰链的某一电磁铰链部件线圈3施加任意电信号，在组成电磁铰链的另一电磁铰链部件线圈3中可以通过电磁耦合的方式接受到对应信号，可以实现不同微纳卫星单元体间的简单信息交互。
本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

Claims (8)

1.一种微纳卫星在轨变构用电磁铰链，其特征在于：所述电磁铰链(1)包括骨架(2)、线圈(3)、铁芯(4)、2个接触铁芯(5)、2个套筒(6)、外壳(7)、盖板(8)和盖板组件(9)；其中，铁芯(4)为杆状结构；骨架(2)套装在铁芯(4)的外壁中部；2个套筒(6)套装在铁芯(4)的外壁；且2个套筒(6)分别与骨架(2)的轴向两端对接；线圈(3)缠绕在骨架(2)的外壁；2个接触铁芯(5)套装在铁芯(4)的外壁；且2个接触铁芯(5)分别位于2个套筒(6)的轴向外端；盖板(8)固定安装在铁芯(4)的轴向一端；盖板组件(9)固定安装在铁芯(4)的轴向另一端；外壳(7)为中空结构；外壳(7)包覆在线圈(3)、2个套筒(6)、盖板(8)和盖板组件(9)的外壁。
2.根据权利要求1所述的一种微纳卫星在轨变构用电磁铰链，其特征在于：所述的外壳(7)为截面为正方形的柱状结构；外壳(7)内部沿轴向设置有柱状通孔；且外壳(7)一条外侧棱边设置有开口。
3.根据权利要求2所述的一种微纳卫星在轨变构用电磁铰链，其特征在于：所述接触铁芯(5)为长方体结构；接触铁芯(5)的外角处圆滑处理；2个接触铁芯(5)的安装方向相同。
4.根据权利要求3所述的一种微纳卫星在轨变构用电磁铰链，其特征在于：外壳(7)套装在线圈(3)外壁时，2个接触铁芯(5)的一端从外壳(7)的开口处伸出，外壳(7)开口的侧壁实现对2个接触铁芯(5)的周向限位。
5.根据权利要求4所述的一种微纳卫星在轨变构用电磁铰链，其特征在于：所述盖板(8)包括2个引线插针(12)、对接板(13)、插座(14)、2个孔针(15)和插座壳(16)；其中，对接板(13)轴向两端设置有对接口；2个孔针(15)对称固定安装在对接板(13)的轴向外端对接口中；插座(14)伸入对接板(13)的轴向外端对接口中；插座壳(16)固定安装在插座(14)轴向外端；2个孔针(15)依次穿过插座(14)和插座壳(16)；2个引线插针(12)对称安装在对接板(13)的轴向外端对接口中；且2个引线插针(12)与2个孔针(15)的位置对应。
6.根据权利要求5所述的一种微纳卫星在轨变构用电磁铰链，其特征在于：所述外部微纳卫星单元主体框架(17)为正方体框架结构；外部微纳卫星单元主体框架(17)的每个侧边均沿边长方向固定安装一个电磁铰链(1)。
7.根据权利要求6所述的一种微纳卫星在轨变构用电磁铰链，其特征在于：安装时，外壳(7)的棱边开口端对应与外部微纳卫星单元主体框架(17)棱边的两侧壁固定连接。
8.根据权利要求7所述的一种微纳卫星在轨变构用电磁铰链，其特征在于：相邻2个外部微纳卫星单元主体框架(17)对接时，对2个外部微纳卫星单元主体框架(17)接触边对应的2个电磁铰链(1)中的线圈(3)均加电，2个电磁铰链(1)产生电磁吸力，实现相邻2个外部微纳卫星单元主体框架(17)的对接。
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