CN111332496B - 卫星发射方法及卫星固定装置 - Google Patents

Abstract

本公开的实施例提供了一种卫星发射方法，该方法为：利用卫星固定装置层叠固定多个板状卫星，而将多个卫星搭载于火箭上，解除所述卫星固定装置对多个所述板状卫星的固定，使该多个板状卫星彼此散开。并且，本公开的实施例还提供了一种卫星固定装置，该装置包括板状卫星安装平台、中心支杆、多个所述压紧限位支杆、多个横拉杆和锁紧释放结构，该卫星固定装置结构能够充分利用火箭整流罩的空间，通过卫星发射方法使卫星发射能够满足大规模卫星发射部署的要求。

Description

卫星发射方法及卫星固定装置

技术领域

本公开的实施例一般涉及卫星发射领域，并且更具体地，涉及一种卫星发射方法及卫星固定装置。

背景技术

卫星的使用,对经济、科学、信息、安全、人文等社会的方方面面的发展产生着深远的影响。因此，卫星发射技术得到了快速的发展，从一箭一星发展到了一箭多星的发射方式，一箭多星的卫星发射方式是一种高效的航天器发射方式，可以充分的利用火箭的运载能力和降低发射成本，对于多星组网具有较好的实用价值。

在卫星发射技术中，卫星固定装置尤为重要，其是与火箭对接固定，并为卫星提供在火箭上稳定安装的机构。现有技术的卫星固定装置主要是针对单颗卫星研发设计，对火箭的整流罩空间利用率低，未考虑大规模卫星发射部署的要求，通常操作比较困难，很难在发射场进行快速大量的卫星火箭对接，并且星箭对接、安装及分离等机构设计较复杂，工作机制各异，使得在发射大量卫星时很难同时保证所有卫星固定及分离等的可靠性。

基于上述原因，现有卫星发射技术虽可同时发射多颗卫星，但同时发射卫星数基本都小于20个，并且除极少量主星为较大卫星外，其他同时发射的卫星多为立方星等微型卫星。

发明内容

本发明的目的在于提供一种卫星发射方法和卫星固定装置，以提高火箭一次发射卫星的数量，实现一箭同时发射较大量卫星的目的。

在本公开的第一方面，提供了一种卫星发射方法，该卫星发射方法为：

利用卫星固定装置层叠固定多个板状卫星，而将多个卫星搭载于火箭上，解除所述卫星固定装置对多个所述板状卫星的固定，使该多个板状卫星彼此散开。

其中，在火箭进入预定轨道位置后，解除所述卫星固定装置对多个所述板状卫星的固定之前，使固定有多个板状卫星的所述卫星固定装置与火箭分离。

其中，在检测到多个所述板状卫星散开到规定距离后，利个所述板状卫星利用各自的动力单元驱动变轨，使各所述板状卫星进入各自的轨道。

其中，所述卫星固定装置包括：板状卫星安装平台，其下侧设有与火箭对接的星箭连接器部，在上侧用于搭载固定多个卫星；中心支杆，其垂直设于所述板状卫星安装平台中心；多个压紧限位支杆，其下端与所述板状卫星安装平台铰接，在延伸方向上设有多个与卫星上的定位部嵌合的定位器；多个横拉杆，其设置于各所述压紧限位支杆的上端，一端与所述压紧限位支杆铰接，另一端可摆动汇聚于所述中心支杆上端处；和锁紧释放结构，其安装于所述中心支杆上端，锁紧所述多个横拉杆的汇聚到所述中心支杆上端处的另一端，所述板状卫星安装平台、中心支杆、多个压紧限位支杆和多个横拉杆由所述锁紧释放机构锁紧后，构成支撑多个卫星的框架，所述锁紧释放机构可根据控制释放，而解除对多个卫星的固定。

优选地，所述横拉杆与所述压紧限位支杆的铰接轴设置有在自由状态下，使所述横拉杆向上方摆动打开的扭转机构。

优选地，各所述压紧限位支杆与所述板状卫星安装平台的铰接轴设有在自由状态下，使各所述压紧限位支杆向外侧打开的扭转机构。

更进一步地，各所述压紧限位支杆与所述板状卫星安装平台的铰接，且设置有检测所述压紧限位支杆展开到位状态的检测器。

其中，在所述中心支杆周围设置多组沿所述中心支杆轴向层叠的多个所述板状卫星，对于各板状卫星的组，利用所述中心支杆和至少一个所述压紧限位支杆对各所述板状卫星在轴向和周向进行固定，从而利用所述卫星固定装置固定各组所述板状卫星。

其中，所述卫星固定装置还包括与所述中心支杆垂直设置而安装固定于所述压紧限位支杆的固定杆，利用所述固定杆，在其延伸方向上层叠固定多个所述板状卫星，构成板状卫星的组，并经由所述固定杆，将各组所述板状卫星在沿着所述中心支杆方向上层叠，并通过使所述固定杆与所述压紧限位支杆固定，而将多个所述板状卫星的组安装固定于所述卫星固定装置。

其中，在垂直于所述板状卫星安装平台的方向上层叠的多个平面呈矩形的板状卫星构成组，4个所述压紧限位支杆绕所述中心支杆呈中心对称设置，形成有4个用于板状卫星的安装位，各组板状卫星的一个顶角指向所述中心支杆，由相邻的两个所述压紧限位支杆固定1组板状卫星的与指向所述中心支杆的顶角相邻的两个顶角，每个所述压紧限位支杆支撑相邻的两组板状卫星的顶角。

其中，多个平面呈矩形的板状卫星，在平行于所述板状卫星安装平台的方向上层叠成组，并利用与组内各所述板状卫星相结合的固定杆进行固定，在所述中心支杆的两侧分别层叠多个所述板状卫星的组，并使所述压紧限位支杆与所述卫星安装平台垂直并与所述固定杆固定。

在本公开的第二方面，提供了一种卫星固定装置，该卫星固定装置包括：

板状卫星安装平台，其下侧设有与火箭对接的星箭连接器部，在上侧用于搭载固定多个卫星；中心支杆，其垂直设于所述板状卫星安装平台中心；多个所述压紧限位支杆，其下端与所述板状卫星安装平台铰接，在延伸方向上设有多个与卫星上的定位部嵌合的定位器；多个横拉杆，其设置于各所述压紧限位支杆的上端，一端与所述压紧限位支杆铰接，另一端可摆动汇聚于所述中心支杆上端处；和锁紧释放结构，其安装于所述中心支杆上端，锁紧所述多个横拉杆的汇聚到所述中心支杆上端处的另一端，所述板状卫星安装平台、中心支杆、多个压紧限位支杆和多个横拉杆由所述锁紧释放机构锁紧后，构成支撑多个卫星的框架，所述锁紧释放机构可根据控制释放，而解除对多个卫星的固定。

其中，所述横拉杆与所述压紧限位支杆的铰接轴设置有在自由状态下，使所述横拉杆向上方摆动打开的扭转机构。

其中，各所述压紧限位支杆与所述板状卫星安装平台的铰接轴设有在自由状态下，使各所述压紧限位支杆向外侧打开的扭转机构。

其中，各所述压紧限位支杆与所述板状卫星安装平台的铰接，且设置有检测所述压紧限位支杆展开到位状态的检测器。

本发明的有益效果：在该卫星发射方法，利用卫星固定装置层叠固定多个板状卫星，可以实现一箭运载多个卫星的目的，另外该卫星固定装置通过星箭连接器部实现与火箭的连接，结构简单轻便，既可以实现快速地与火箭进行对接与分离，同时又大大提高了火箭的有效载荷重量。在卫星安装平台中心垂直设有中心支杆，卫星安装平台的四周铰接多个压紧限位支杆，每个压紧限位支杆上设置多个用于固定卫星的定位器，多个横拉杆一端与压紧限位支杆铰接，另一端可摆动汇聚于中心支杆上端处，在中心支杆上端处设置锁紧释放结构，可以锁紧横拉杆的另一端，卫星安装平台、中心支杆、多个压紧限位支杆和多个横拉杆由锁紧释放结构锁紧后，构成支撑多个卫星的框架，在卫星安装平台上可阵列排布多个卫星，通过将横拉杆另一端锁定，从而使压紧限位支杆对多个卫星固定，操作简单快捷，同时通过微调压紧限位支杆上的定位器使压紧限位支杆对每个卫星的固定更为牢靠。而当锁紧释放结构根据控制释放，多个压紧限位支杆向外打开而解除对多个卫星的固定。多个板状卫星层叠成组固定在卫星固定装置上时，首先通过定位杆和中心支杆对其进行预定位，使多个卫星可以快速被安装好，加快了卫星安装速度。而在卫星发射到预定抛投位置后，通过控制锁紧释放结构，即可解除卫星固定装置上的对多个卫星的固定，使该多个卫星彼此散开，操作简单可靠。终上所述可知，使用该卫星固定装置和卫星发射方法可以充分利用火箭整流罩的空间，满足大规模卫星发射部署的要求。

应当理解，发明内容部分中所描述的内容并非旨在限定本公开的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。

附图说明

结合附图并参考以下详细说明，本公开各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。在附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素，其中：

图1为本发明一个实施方式的板状卫星的结构图；

图2为本发明一个实施方式的板状卫星的箱体的结构图；

图3为图1中的板状卫星的展开状态的图；

图4为本发明另一个实施方式的板状卫星的展开状态的图；

图5为本发明另一个实施方式的板状卫星的展开状态的图；

图6为本发明一个实施方式的板状卫星的安装于箱体的各器件的结构图；

图7为本发明一个实施方式的卫星固定装置的结构图；

图8为用于说明本发明一个实施方式的卫星固定装置的图；

图9为用于说明本发明一个实施方式的卫星固定装置的图；

图10用于说明本发明一个实施方式的卫星固定装置的图；

图11用于说明本发明一个实施方式的卫星固定装置的图；

图12用于说明本发明一个实施方式的卫星固定装置的图；

图13为本发明一个实施方式的卫星发射方法的流程图；

图14为本发明另一个实施方式的卫星固定装置的结构图。

具体实施方式

为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的全部其他实施例，都属于本公开保护的范围。

另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

以下将结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明

【板状卫星2000】

首先，对本发明的具体实施方式所涉及的板状卫星的构成进行详细说明。

图1为本发明具体实施方式的实施例提供的板状卫星的结构示意图。如图1所示的板状卫星具有扁形的箱体2200、包括第一板型器件2100和第二板型器件2300在内的板型器件。在本实施方式中，扁形的箱体2200底面呈矩形，在底面的边缘形成垂直于底面向上方延伸侧壁。在扁形的箱体2200的下侧和上侧分别设置有第一板型器件2100和第二板型器件2300，其中，第一板型器件2100铰接在箱体2200下侧的棱边，可翻转展开，并可翻转闭合而覆盖箱体2200下侧。第二板型器件2300铰接在箱体2200上侧的棱边，可翻转展开，并可翻转闭合而覆盖箱体2200上侧。另外，在箱体2200内设置有卫星内部器件。

在本实施方式中，板状卫星2000从下到上依次为第一板型器件2100、扁形的箱体2200和第二板型器件2300，第一板型器件2100翻转闭合覆盖在扁形的箱体2200的下侧，第二板型器件翻转闭合在扁形的箱体2200的上侧，在箱体2200内设置有卫星内部器件，通过翻转闭合的设计，可以将卫星内的精密器件收容在由箱体2200的底面和侧壁围绕形成的容纳空间内，在存放、运输过程中，对内部器件予以支撑和保护。并且通过使第一、第二板型器件2100、2300翻转闭合，能够使大型的板型器件2100、2300在存放、运输时与箱体2200重叠并拢，避免板状卫星2000占据过大的空间，并能够有效防止板型器件2100、2300被意外损坏。而且，在该第一板型器件2100、和第二板型器件2300分别翻转闭合覆盖在箱体2200两侧后，板状卫星2200形成单一的模块化单元，可以将多个这样的板状卫星2000层叠固定在一起，可以在将多个板状卫星2000层叠固定的状态下安装到火箭的整流罩内，提高火箭整流罩内狭小空间的利用率，为一箭多星发射提供可能。

在本实施方式中，第一、第二板型器件2100、2300可以是选自相控阵天线、通信天线、SAR天线和太阳翼帆板的至少任一种。

由于相控阵天线、通信天线、SAR天线的输出信噪比与天线面积呈比例关系，因此为了保障上述天线有足够的信号发送、接收的强度，经常需要大面积的天线信号面板，这将大大增加上述板型器件的面积。为此，在使用上述天线作为板型器件时，可以根据需要使上述天线的板型器件形成为一级或多级往复折叠的结构，在折叠收起的状态下翻转闭合于箱体侧面，可大大减小天线的板型器件所占的空间，可以将多个板状卫星层叠固定而进行发射。

同样地，对于太阳翼帆板用于收集太阳能，为板状卫星内部器件及天线等板型器件等提供能量来源，因此为了保障太阳翼帆板能够提供足够的能量，有时需要大面积的太阳翼帆板，这将大大增加太阳翼帆板的板型器件面积。为此，在使用太阳翼帆板作为板型器件时，可以根据需要使太阳翼帆板形成为一级或多级往复折叠的结构，在折叠收起的状态下翻转闭合于箱体侧面，可大大减小天线所占的空间，可大大减小太阳翼帆板的板型器件所占的空间，可以将多个板状卫星层叠固定而进行发射。

另外，虽然未图示，但在本实施方式中可以根据需要在箱体2200的底面的下侧表面，作为体装板型器件覆盖安装选自相控阵天线、通信天线、SAR天线和太阳翼帆板的至少一种的板型器件。

基于本实施方式的板状卫星2000，能够利用卫星固定装置将多个板状卫星2000层叠固定后安装于火箭的整流罩内，从而可容易地完成一箭多星的发射。对于将多个卫星发射到相关的轨道上，组成卫星星座具有重大的实际意义。

为了使将多个板状卫星2000层叠固定，由于本实施方式的板状卫星2000的箱体2200底面形成为矩形，因此，在对多个板状卫星2000层叠固定并安装于火箭整流罩内时，可以利用各板状卫星2000层叠时相应的至少是位于底面对角处的至少两个棱边进行固定，从而可以保证在将层叠的多个板状卫星2000搭载于火箭的整流罩内，完成升空发射的过程中，层叠固定的多个板状卫星2000固定结构的稳定。

在本实施方式中，如图6所示，在板状卫星2000的箱体2200的与底面四个顶角相应的棱边上，均设置有用于对板状卫星2000进行层叠固定而搭载的定位部2220。另外定位部2220在垂直于板状卫星2000的底面方向上，超出翻转闭合的板型器件，这样可以确保在将多个板状卫星层叠时，可利用定位部2220的上下端部彼此抵接，使相邻的两个板状卫星2000的上下侧面上的板型器件彼此保持规定间隔，不会发生接触摩擦的损耗，保证在发射升空受到巨大作用力的情况下能够得到稳定的支撑。

在本实施方式中，如图1所示，在本实施方式的板状卫星2000在四个顶角部分别设置有定位部2220，且定位部2220用于在将板状卫星2000固定于卫星固定装置上时与固定装置之间进行固定。另外，定位部2220设置的数量和位置不限于本实施方式所记载的情形，可以根据需要分并非设置于箱体2200的四个顶角部，也可以是设置于至少两个顶角部，或者是设置于箱体2200的侧壁的壁面上；而且，在将板状卫星的底面设置为非矩形形状时，该固定部可以是根据需要进行设置，只要是能够是多个定位部以多个点方式稳定地将箱体支撑与固定装置的位置即可。

在本实施方式中，如图1所示，在箱体2200的四个顶角处分别设置定位部2200，定位部2220从板状卫星2000的顶角处向中心外侧延伸，形成有垂直于底面的贯通孔2222，贯通孔2222用于对板状卫星2000进行层叠固定而搭载时，可使用定位杆1600插入其中，从而可方便地在层叠多个板状卫星2000时对各板状卫星2000进行定位。

进一步地，如图1，在垂直于箱体2200底面的方向上，在定位部2220的外侧中部，形成有梯形定位缺口2224，定位缺口2224的缺口底面小于缺口开放侧，定位缺口2224用于对板状卫星2000进行层叠固定而搭载时，使与其形状互补的定位器嵌入而实现固定。

本实施方式中通过使定位缺口2224形成缺口底面小于缺口开放侧的形状，可以使与卫星固定装置侧的相应的定位器能够方便地嵌入定位缺口2224，并且能够在脱离时，准确的使板状卫星2000与卫星固定装置的定位器相分离，不会发生卡滞、勾连等意外的情形，从而可大大提高发射卫星的可靠性。

进一步地，如图2所示，在箱体2200的平面投影中，设置有定位部2220的箱体2200的顶角处形成为倒角面2210，在定位部2220的缺口底面形成孔，利用螺丝穿过形成于定位部2220的缺口底面的孔，将定位部2220安装于箱体2200因倒角2210形成倒角2210面上。通过将定位部2220安装在各倒角面2210上，能够有效地提高定位部2220与箱体2200的安装强度，提高定位部2220的可靠性。另外，也可以使定位部与板状卫星2000的箱体2200一体成型，虽然加工工序的复杂性和成本有所提高，但能够得到定位部与箱体之间更好的机械强度，在板状卫星整体质量较大的情况下更为有利。

如图2所示，在箱体2200底面上，设置有连接侧壁的多个隔板2230，多个隔板2230将箱体2200内部分隔成多个区域，根据卫星内部器件的性质，将各卫星内部器件安装在不同区域内。通过设置隔板，一方面使处于卫星内部的众多器件之间相互独立的存在，防止产生相互干扰，另一方面能够增大箱体2200的机械强度。

另外，在本实施方式中，在箱体2200的底面的各区域内，还设置有高度小于隔板2230的加强筋2240。其可以在箱体2200增加很小的质量的前提下增强箱体2200的结构强度。

而且，在其他实施方式中，也可以不在箱体2200内设置隔板2230及/或加强筋2240，对此可针对不同种类和用途的卫星，其内部器件和安装方式有不同进行设计。

另外，在本实施方式中，板状卫星2000的第一板型器件2100、扁形的箱体2200和第二板型器件2300尽管分别分布在底层、中层和上层，但由于第一板型器件2100与扁形的箱体2200以及第二板型器件2300与扁形的箱体2200的铰接的棱边位置关系有多种选择，故当板状卫星2000展开后，第一板型器件2100、扁形的箱体2200和第二板型器件2300三者之间的位置关系也存在多种，在本实施方式中将结合图3、图4和图5来介绍三种不同展开方式的板状卫星2000的例子。

如图3所示，板状卫星2000具有两个第一板型器件2100，其分别铰接于箱体2200下侧对置的两个棱边，第一板型器件2100的与铰接边相邻的边长为箱体2200的与铰接边相邻的边长的一半，两个第一板型器件2100在翻转闭合状态下，覆盖箱体2200的下侧。第二板型器件2300铰接于箱体2200的平面投影中与第一板型部件铰接边错开上侧棱边，第一板型器件2100翻转展开角度为180度，第二板型器件翻转展开角度为90度。并且，在本实施例中，两个第一板型器件2100分别采用多级折叠的方式，从而在展开后具有更大的工作表面，而第二板型器件2300为单片形式。

如图4所示，第一板型器件2100和第二板型器件2300为与箱体2200的平面投影形状一致，分别铰接于，在箱体2200箱体2200的平面投影中相同位置处的下侧棱边和上侧棱边，第一、第二板型器件的翻转展开角度为90度。并且，第一、第二板型器件2100、2200均采用多级折叠的板型器件。

另外，如图5所示，第一板型器件2100和第二板型器件2300为与箱体2200的平面投影形状一致，分别铰接于，在箱体2200的平面投影中对置的下侧棱边和上侧棱边，第一、第二板型器件的翻转展开角度为180度。并且，第一、第二板型器件2100、2200均采用多级折叠的板型器件。进一步地，第一、第二板型器件与箱体2200的铰接处设有检测展开状态的检测器，用于检测第一、第二板型器件的翻转是否到位，以确保卫星板件2000在轨道上能够正常运行。

图6示出了作为板状卫星2000中箱体2200内容纳的器件的一个例子，如图11所示，在箱体2200内设有数传单元2251、星敏感器2254、陀螺仪2255、动量轮2256、磁力矩器2257、推进器2258、推进剂储箱2259、计算机单元2260、电源单元2261、导航接收机2262以及载荷单元、测控机、星间通信装置、温度传感器、热控部组件中的至少任一者。另外，在箱体2200的侧壁外侧，设置有太阳敏感器2263、数传天线2264、导航天线2265、遥控天线2266、遥测天线2267、U天线2268、V天线2269以及热控部组件、星间通信天线中的至少任一者。将以上多个器件结合其自身结构特征合理的设置在箱体上中，减小空隙，实现最大利用空间的目的，尽可能地减小板状卫星2000的体积。

【卫星固定装置】

本实施方式的卫星固定装置用于对板状卫星进行层叠固定，并安装在火箭上，卫星固定装置的结构对火箭可以发射板状卫星的数量以及是否能够可靠地完成发射起到关键性作用。如图7、8所示,在本实施例中的卫星固定装置包括卫星安装平台1100、中心支杆1200、多个压紧限位支杆1300、多个横拉杆1400和锁紧释放结构1500。

其中，卫星安装平台1100，其下侧设有圆环状凸缘形成与火箭对接的星箭连接器部1120，在上侧设有台面1140用于搭载固定多个板状卫星2000。由于在本实施例中，搭载的卫星的形状为矩形板状结构，因此台面1140的形状设置为矩形，在其他实施例中则可以根据搭载卫星的形状和数量的不同而设置不同形状的台面1140，使得在卫星安装平台1100的卫星部署尽量减少空间的浪费，提高卫星安装平台1100的空间利用率。中心支杆1200垂直设于卫星安装平台1100中心。多个压紧限位支杆1300，其下端与卫星安装平台1100铰接，在延伸方向上设有多个可与卫星上的定位部嵌合的定位器，如图11所示，定位器形成为滑块1320，滑块1320可以沿压紧限位支杆1300滑动，在滑块1320的本体上设置有限制滑块1320沿压紧限位支杆1300移动，以使滑块1320与压紧限位支杆1300固定的锁紧部1322，锁紧部1322构成为，在滑块1320的本体上设置有指向压紧限位支杆1300的贯穿螺孔，通过在贯穿螺孔内安装螺栓而将滑块1320与压紧限位支杆1300固定，首先调节滑块1320在压紧限位支杆1300的位置实现与卫星上的定位部2220的最佳嵌合，然后通过锁紧部1322使滑块1320固定，可以实现对卫星最佳的固定作用。如图7所示，多个横拉杆1400设置于各压紧限位支杆1300的上端，其一端与压紧限位支杆1300铰接，其另一端可摆动汇聚于中心支杆1200上端处。锁紧释放结构1500安装于中心支杆1200上端，锁紧多个横拉杆1400的汇聚到中心支杆1200上端处的另一端，卫星安装平台1100、中心支杆1200、多个压紧限位支杆1300和多个横拉杆1400由锁紧释放结构1500锁紧后，构成支撑多个卫星的框架，锁紧释放结构1500可根据控制释放，此时横拉杆1400脱离锁紧释放结构1500，同时压紧限位支杆1300向外打开，解除对多个卫星的固定。

另外，如图8所示，台面1140上设有多个上下贯通的定位孔1142，用于安装定位杆1600，定位杆1600在卫星安装过程起到定位作用。

在本实施方式中，卫星固定装置通过星箭连接器部1120实现与火箭的连接，结构简单轻便，既可以实现快速地与火箭进行对接与分离，同时又大大提高了火箭的有效载荷重量。在卫星安装平台1100中心垂直设有中心支杆1200，卫星安装平台1100的四周铰接多个压紧限位支杆1300，每个压紧限位支杆1300上设置多个用于固定卫星的滑块1320，多个横拉杆1400一端与压紧限位支杆1300铰接，另一端可摆动汇聚于中心支杆1200上端处，在中心支杆1200上端处设置锁紧释放结构1500，可以锁紧横拉杆1400的另一端，卫星安装平台1100、中心支杆1200、多个压紧限位支杆1300和多个横拉杆1400由锁紧释放结构1500锁紧后，构成支撑多个卫星的框架，在卫星安装平台1100上可阵列排布多个卫星，通过将横拉杆1400另一端锁定，从而使横拉杆1400一端拉动压紧限位支杆1300对多个卫星固定，操作简单快捷，同时通过微调压紧限位支杆1300上的滑块1320的位置，使压紧限位支杆1300对每个卫星的固定更为牢靠。而当锁紧释放结构1500根据控制释放，多个压紧限位支杆1300向外打开而解除对多个卫星的固定。使用该卫星固定装置可以充分利用火箭整流罩的空间，满足大规模卫星发射部署的要求。

如图9、10所示，锁紧释放结构1500包括支撑壳体1520、分离螺杆1560、分离螺母1540以及压盖1580。其中，支撑壳体1520为上方开放的柱状壳体，底部安装在中心支杆1200上端，柱状壳体的侧壁上缘与多个横拉杆1400相应地，形成有使各横拉杆1400另一端的杆体部分搭载于其中的凹槽1522，分离螺杆1560从支撑壳体1520内的底部向上方伸出，压盖1580与支撑壳体1520扣合，并与多个横拉杆1400的另一端卡合，上底部设置有可使分离螺杆1560穿过的孔，在压盖1580与支撑壳体1520扣合后，分离螺母1540从压盖1580上侧与分离螺杆1560螺合，而将多个横拉杆1400的另一端与中心支杆1200的上端固定，使锁紧释放结构1500锁紧，分离螺杆1560与分离螺母1540可根据控制分离，而使锁紧释放结构1500释放。分离螺杆1560与分离螺母1540之间的螺合固定可利用各种方式实现分离，例如可以采用爆炸螺栓法、记忆合金法、热刀切割法等。

在本实施方式中，通过分离螺杆1560与分离螺母1540螺合，使压盖1580将多个横拉杆1400的另一端固定在支撑壳体1520内，多个横拉杆1400一端与锁紧释放结构1500铰接，从而使多个横拉杆1400拉动锁紧释放结构1500将卫星锁紧，通过控制分离螺母1540即可实现对卫星的锁紧以及释放，操作简单快捷。

进一步地，如图9所示，横拉杆1400与压紧限位支杆1300的铰接轴还设置有在自由状态下，作为使横拉杆1400向上方摆动打开的扭转机构的扭转弹簧1420，当锁紧释放结构1500释放时，横拉杆1400在扭转弹簧1420的弹力作用下向上弹起，同时，横拉杆1400在惯性作用下带动压紧限位支杆1300向外打开，从而实现如图12所示的卫星固定装置彻底打开状态，释放卫星。

支撑壳体1520和压盖1580用于锁紧各横拉杆1400的中心端。如图9、10所示，在支撑壳体1520的侧壁上形成有与各横拉杆1400相应的凹槽1522，该凹槽1522可使横拉杆1400的中心端嵌入其中。

在各横拉杆的中心端位于支撑壳体1520内的末端形成有环形的卡槽1430，另一方面，在压盖1580扣合到支撑壳体1520的内侧，因而在其侧壁形成有与各横拉杆1400的卡槽1430相应的卡口，该卡口从径向两侧嵌入到横拉杆1400的卡槽1430内，从而，在将压盖1580扣合到支撑壳体1520内时，可利用压盖限制横拉杆1400在上下摆动方向的动作的同时，利用卡口限制横拉杆1400在延伸方向上的移动，从而使各横拉杆1400将相应的压紧限位支杆1300拉紧固定在中心支杆1200平行的位置。此时，压紧限位支杆1300从侧向上压紧层叠的多个板状卫星2000，实现多个板状卫星的压紧固定。

进一步地，如图10所示，在支撑壳体1520与压盖1580之间设置有在安装状态下被压缩附势的弹簧1540。当分离螺母1540根据控制释放时，压盖1580在被压缩的弹簧1540的弹力作用下被弹起，从而解除对横拉杆1400的锁定。

进一步地，如图11所示，各压紧限位支杆1300与卫星安装平台1100的铰接轴1340设有在自由状态下，使各压紧限位支杆1300向外侧打开的扭转弹簧。当分离螺母1540根据控制释放，锁紧释放结构1500解除对横拉杆1400的锁定时，各压紧限位支杆1300在扭转弹簧的弹力作用下向外打开，保证每个压紧限位支杆1300彻底失去对卫星的约束，进一步保障实现如图12的完全展开状态，实现彻底释放。

进一步地，各压紧限位支杆1300与卫星安装平台1100的铰接轴1340，设置有检测压紧限位支杆1300展开到位状态的微动开关。通过微动开关获取压紧限位支杆1300的展开状态，及时获取信息，以便展开出现故障时及时排查和及时控制卫星。

进一步地，如图7，垂直于卫星安装平台1100的方向上层叠的多个平面呈矩形的板状卫星2000构成组，4个压紧限位支杆1300绕中心支杆1200呈中心对称设置，形成有4个用于板状卫星2000的安装位，各组板状卫星2000的一个顶角指向中心支杆1200，由相邻的两个压紧限位支杆1300固定1组板状卫星2000的与指向中心支杆1200的顶角相邻的两个顶角，每个压紧限位支杆1300支撑相邻的两组板状卫星2000的顶角。通过上述的设置，板状卫星2000形成同一层面上分布四个卫星的多层分布，其中位于同一层面的四个板状卫星2000以中心支杆1200为中心，每个板状卫星2000的其中一个顶角指向中心支杆1200，可选地，在每个卫星的指向中心支杆1200的顶角上设有与中心支杆1200嵌合的弧面或在中心支杆1200上设置用于固定该顶角的凹槽，以增加中心支杆1200对该顶角支撑的稳定性。相邻的两个压紧限位支杆1300固定板状卫星2000的与指向中心支杆1200的顶角相邻的两个顶角，在该两个顶角上设置有定位部，压紧限位支杆1300上设有与定位部嵌合的定位器，通过压紧限位支杆1300和中心支杆1200实现对板状卫星的三个角的固定，使卫星固定装置在锁紧状态时，位于同一层面的四个板状卫星分别被牢靠的固定在卫星固定装置上，同理地，位于不同层面的多个板状卫星也分别被固定在卫星固定装置上。每个压紧限位支杆1300支撑相邻的两组板状卫星2000的顶角，这样设置在保障每组板状卫星2000被固定牢靠的基础上使每个压紧限位支杆1300得到充分的利用，尽量地减少卫星固定装置的重量，从而提高火箭的有效载荷重量。

【卫星发射方法】

使用前文中所描述的卫星固定装置固定板状卫星，具体方法为：

使多个板状卫星2000层叠成组，对于各组板状卫星2000利用定位杆1600贯穿设置在各板状卫星2000的顶角的安装部的贯通孔2222，并将4组板状卫星2000围绕中心支杆1200与中心支杆1200组合压紧，而进行预定位，将由定位杆1600、中心支杆1200预定位的4组板状卫星2000安装于卫星安装平台1100，使中心支杆1200和定位杆1600分别与设置于卫星安装平台1100上的各自的安装孔位对准并嵌入，转动多个压紧限位支杆1300至与卫星安装平台1100垂直，对4组板状卫星2000进行定位，安装锁紧释放结构1500，拆除定位杆1600，完成多个板状卫星2000的固定。通过定位杆1600、中心支杆1200预定位，使每组卫星被安装在卫星安装平台1100上时即被上下对齐，方便多个压紧限位支杆1300对4组板状卫星2000快速固定，加快大量的卫星的安装速度。

【卫星发射方法】

下面，对上述本实施方式的板状卫星的发射方法进行说明。

如图13所示，首先，在步骤S1中进行地面准备工作，利用卫星固定装置层叠固定多个板状卫星；然后，在步骤S2中将层叠固定有多个板状卫星的卫星固定装置搭载于火箭上。在另外的实施方式中，也可以先将卫星固定装置搭载于火箭，再向卫星固定装置层叠固定而安装多个板状卫星。

在完成将多个板状卫星搭载在火箭上的工序后，在步骤S3中进行火箭的发射升空。

在步骤S4中，当火箭升空并进入预定轨道位置后，使固定有多个板状卫星的卫星固定装置与火箭分离，从而将固定有多个板状卫星的卫星固定装置抛入预定轨道。

接着，在步骤S5中，解除卫星固定装置对多个板状卫星的固定，使多个板状卫星彼此散开，最后在步骤S6中，在检测到多个板状卫星散开到规定距离后，利用各板状卫星利用各自的动力单元驱动变轨，进入各自的轨道。

在上述本实施方式的卫星发射方法中，火箭升空进入预定轨道位置后，如步骤S4那样使卫星固定装置与火箭分离，而使多个板状卫星散开的方式，也可以不采用步骤S4，直接释放卫星固定装置，而使多个板状卫星散开的方式。可以根据发射条件及轨道条件适当选择不同的发射方式。

在层叠固定多个板状卫星时，有多种层叠固定方式，下面结合图8、图9进行说明。

如图7、14所示，卫星固定装置包括：卫星安装平台1100，其下侧设有与火箭对接的星箭连接器部1120，在上侧用于搭载固定多个卫星；中心支杆1200垂直设于卫星安装平台1100中心。多个压紧限位支杆1300，其下端与卫星安装平台1100铰接，在延伸方向上设有多个定位器。多个横拉杆1400设置于各压紧限位支杆1300的上端，其一端与压紧限位支杆1300铰接，其另一端可摆动汇聚于中心支杆1200上端处。锁紧释放结构1500安装于中心支杆1200上端，锁紧多个横拉杆1400的汇聚到中心支杆1200上端处的另一端，卫星安装平台1100、中心支杆1200、多个压紧限位支杆1300和多个横拉杆1400由锁紧释放结构1500锁紧后，构成支撑多个卫星的框架，锁紧释放结构1500可根据控制释放，此时横拉杆1400脱离锁紧释放结构1500，同时压紧限位支杆1300向外打开，解除对多个卫星的固定。

如图7所示，利用上所述卫星固定装置，在中心支杆1200周围设置多组沿中心支杆轴向层叠的多个板状卫星2000，对于各板状卫星2000的组，利用中心支杆和至少一个压紧限位支杆1300对各板状卫星2000在轴向和周向进行固定，从而利用卫星固定装置固定各组板状卫星。并能够经由该卫星固定装置将多个板状卫星2000搭载于火箭的整流罩内。

而且，也可以如图14所示，利用固定杆固定多个板状卫星2000成组，而在其延伸方向上层叠固定多个板状卫星2000。并经由固定杆，将各组板状卫星2000在沿着中心支杆1200的方向上层叠，并通过使固定杆与压紧限位支杆1300固定，而将多个板状卫星2000的组安装固定于卫星固定装置。

利用上述卫星固定装置，能够容易地将多个板状卫星搭载于火箭上。在发射时被投入轨道后，可顺利地解除卫星固定装置的固定，使所搭载的板状卫星2000彼此散开，以进行后续的各自变轨。保证卫星发射的可靠性。

在本说明书的描述中，术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种卫星发射方法，其特征在于：

利用卫星固定装置层叠固定多个板状卫星，而将多个卫星搭载于火箭上，

在火箭进入预定轨道位置后，解除所述卫星固定装置对多个所述板状卫星的固定之前，使固定有多个板状卫星的所述卫星固定装置与火箭分离，

解除所述卫星固定装置对多个所述板状卫星的固定，使该多个板状卫星彼此散开，

所述卫星固定装置包括：

板状卫星安装平台，其下侧设有与火箭对接的星箭连接器部，在上侧用于搭载固定多个卫星；

中心支杆，其垂直设于所述板状卫星安装平台中心；

多个压紧限位支杆，其下端与所述板状卫星安装平台铰接，在延伸方向上设有多个与卫星上的定位部嵌合的定位器；

多个横拉杆，其设置于各所述压紧限位支杆的上端，一端与所述压紧限位支杆铰接，另一端可摆动汇聚于所述中心支杆上端处；和

锁紧释放结构，其安装于所述中心支杆上端，锁紧所述多个横拉杆的汇聚到所述中心支杆上端处的另一端，

所述板状卫星安装平台、中心支杆、多个压紧限位支杆和多个横拉杆由所述锁紧释放结构锁紧后，构成支撑多个卫星的框架，

所述锁紧释放结构可根据控制释放，而解除对多个卫星的固定。

2.如权利要求1所述的卫星发射方法，其特征在于：

在检测到多个所述板状卫星散开到规定距离后，

多个所述板状卫星利用各自的动力单元驱动变轨，使各所述板状卫星进入各自的轨道。

3.如权利要求2所述的卫星发射方法，其特征在于，

所述横拉杆与所述压紧限位支杆的铰接轴设置有在自由状态下，使所述横拉杆向上方摆动打开的扭转机构。

4.如权利要求2所述的卫星发射方法，其特征在于：

各所述压紧限位支杆与所述板状卫星安装平台的铰接轴设有在自由状态下，使各所述压紧限位支杆向外侧打开的扭转机构。

5.如权利要求4所述的卫星发射方法，其特征在于：

各所述压紧限位支杆与所述板状卫星安装平台的铰接，且设置有检测所述压紧限位支杆展开到位状态的检测器。

6.如权利要求2所述的卫星发射方法，其特征在于，

在所述中心支杆周围设置多组沿所述中心支杆轴向层叠的多个所述板状卫星，

对于各板状卫星的组，利用所述中心支杆和至少一个所述压紧限位支杆对各所述板状卫星在轴向和周向进行固定，从而利用所述卫星固定装置固定各组所述板状卫星。

7.如权利要求2所述的卫星发射方法，其特征在于：

所述卫星固定装置还包括与所述中心支杆垂直设置而安装固定于所述压紧限位支杆的固定杆，

利用所述固定杆，在其延伸方向上层叠固定多个所述板状卫星，构成板状卫星的组，

并经由所述固定杆，将各组所述板状卫星在沿着所述中心支杆方向上层叠，并通过使所述固定杆与所述压紧限位支杆固定，而将多个所述板状卫星的组安装固定于所述卫星固定装置。

8.如权利要求2所述的卫星发射方法，其特征在于：

在垂直于所述板状卫星安装平台的方向上层叠的多个平面呈矩形的板状卫星构成组，

4个所述压紧限位支杆绕所述中心支杆呈中心对称设置，形成有4个用于板状卫星的安装位，

各组板状卫星的一个顶角指向所述中心支杆，

由相邻的两个所述压紧限位支杆固定1组板状卫星的与指向所述中心支杆的顶角相邻的两个顶角，

每个所述压紧限位支杆支撑相邻的两组板状卫星的顶角。

9.如权利要求2所述的卫星发射方法，其特征在于：

多个平面呈矩形的板状卫星，在平行于所述板状卫星安装平台的方向上层叠成组，并利用与组内各所述板状卫星相结合的固定杆进行固定，

在所述中心支杆的两侧分别层叠多个所述板状卫星的组，并使所述压紧限位支杆与所述卫星安装平台垂直并与所述固定杆固定。

10.一种卫星固定装置，其特征在于，包括：

板状卫星安装平台，其下侧设有与火箭对接的星箭连接器部，在上侧用于搭载固定多个卫星；

中心支杆，其垂直设于所述板状卫星安装平台中心；

多个压紧限位支杆，其下端与所述板状卫星安装平台铰接，在延伸方向上设有多个与卫星上的定位部嵌合的定位器；

多个横拉杆，其设置于各所述压紧限位支杆的上端，一端与所述压紧限位支杆铰接，另一端可摆动汇聚于所述中心支杆上端处；和

锁紧释放结构，其安装于所述中心支杆上端，锁紧所述多个横拉杆的汇聚到所述中心支杆上端处的另一端，

所述板状卫星安装平台、中心支杆、多个压紧限位支杆和多个横拉杆由所述锁紧释放结构锁紧后，构成支撑多个卫星的框架，

所述锁紧释放结构可根据控制释放，而解除对多个卫星的固定。

11.如权利要求10所述的卫星固定装置，其特征在于，

所述横拉杆与所述压紧限位支杆的铰接轴设置有在自由状态下，使所述横拉杆向上方摆动打开的扭转机构。

12.如权利要求10所述的卫星固定装置，其特征在于：

各所述压紧限位支杆与所述板状卫星安装平台的铰接轴设有在自由状态下，使各所述压紧限位支杆向外侧打开的扭转机构。

13.如权利要求10所述的卫星固定装置，其特征在于：

各所述压紧限位支杆与所述板状卫星安装平台的铰接，且设置有检测所述压紧限位支杆展开到位状态的检测器。

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