CN211468825U - 姿态控制装置和平板式卫星 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供了一种姿态控制装置和平板式卫星。其中，姿态控制装置可以包括支架。该支架支撑四个推力器。其中，该四个推力器在空间中相互垂直。本实施例通过在支架上配置在空间中相互垂直的四个推力器，可以在空间中形成上、下、左、右等四个方向的推力和力矩。这使得卫星可以向上、下、左、右、前和后六个方向移动，还可以使得卫星形成绕空间直角坐标系中三个坐标轴正、负方向的旋转运动，从而可以控制卫星实现任意姿态，由此解决了如何便于控制姿态的技术问题，而且，可以不再使用动量轮、控制力拒陀螺等产品，节省了卫星的重量和费用。

Description

姿态控制装置和平板式卫星

技术领域

本实用新型涉及航天技术领域，特别是涉及一种姿态控制装置和平板式卫星。

背景技术

近年来，卫星技术在军事、商业等领域有了长足的发展。

传统技术在控制卫星姿态的时候，一般在卫星底部或侧面设置推力器。其中，该推力器采用单体式推力器。传统技术通过单体式推力器分别在各个角点部形成单方向的推力，以推移卫星。

当卫星需要后退时，该卫星需要原地旋转180度，之后，再借助于单体式推力器进行后退。可见，传统技术需要事先进行180度的调整，有时还需要辅以动量轮、控制力矩陀螺等装置，才能让推力器工作，以进行姿态控制。

因此，传统技术因为采用单体式推力器而存在姿态控制繁琐的缺陷。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的在于提供一种姿态控制装置和平板式卫星，以解决如何便于控制姿态的技术问题。

为了实现上述目的，本实用新型的第一方面，提供了以下技术方案：

一种姿态控制装置，其应用于平板式卫星；所述姿态控制装置包括：支架和四个推力器；其中：

所述支架，用于支撑所述四个推力器；

所述四个推力器，其在空间中相互垂直。

进一步地，所述支架为箱体；其中，所述四个推力器分别设置在所述箱体的表面。

进一步地，所述箱体内设置有燃料贮箱和管路；其中，所述燃料贮箱用于通过所述管路分别为所述四个推力器提供燃料。

进一步地，所述箱体上未设置有所述推力器的任一表面，作为所述箱体的盖体。

进一步地，所述盖体上设置有接插件；其中，所述接插件用于为所述推力器提供喷气控制信号。

为了实现上述目的，本实用新型的第二方面，还提供了以下技术方案：

一种平板式卫星，其中，所述平板式卫星包括角点部；所述角点部上设置有如第一方面中任一所述的姿态控制装置。

为了实现上述目的，本实用新型的第三方面，还提供了以下技术方案：

一种平板式卫星，所述平板式卫星包括四个角点部；任一角点部上设置有四个推力器；所述任一角点部上设置的四个推力器在空间中相互垂直。

本实用新型实施例提供一种姿态控制装置和平板式卫星。其中，姿态控制装置可以包括支架。该支架支撑四个推力器。其中，该四个推力器在空间中相互垂直。本实施例通过在支架上配置在空间中相互垂直的四个推力器，可以在空间中形成诸如上、下、左、右等四个方向的推力和力矩。这使得卫星可以向上、下、左、右、前和后六个方向移动，还可以使得卫星形成绕空间直角坐标系中三个坐标轴正、负方向的旋转运动，从而可以控制卫星实现任意姿态，由此实现了便于控制姿态的技术效果，而且，可以不再使用动量轮、控制力拒陀螺等产品，进而节省了卫星的重量和费用。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

图1为根据本实用新型实施例的姿态控制装置的结构示意图；

图2为根据本实用新型实施例的姿态控制装置的一侧结构示意图；

图3为根据本实用新型实施例的姿态控制装置的另一侧结构示意图；

图4为根据本实用新型实施例的平板式卫星及其角点部的示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。实施例中的任何技术特征、任何技术方案均是多种可选的技术特征或可选的技术方案中的一种或几种，为了描述简洁的需要本文件中无法穷举本实用新型的所有可替代的技术特征以及可替代的技术方案，也不便于每个技术特征的实施方式均强调其为可选的多种实施方式之一，所以本领域技术人员应该知晓：可以将本实用新型提供的任一技术手段进行替换或将本实用新型提供的任意两个或更多个技术手段或技术特征互相进行组合而得到新的技术方案。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本实用新型中的实施例，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所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实施例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践所述方面。

在实现卫星姿态控制时，传统技术需要在卫星的立方体结构的各个角点部上设置一个单体式推力器。该单体式推力器只能向一个方向进行喷射，以形成单方向的推力。如果需要该单体式推力器向相反的方向进行喷射，则需要先将卫星调转180度之后，再由单体式推力器进行喷射。而且，如果实现卫星的转向、平移等姿态控制时，还需要辅以动量轮、控制力矩陀螺等装置才能实现。其中，动量轮用于只提供单一方向的角动量。控制力矩陀螺用于提供绕一个轴旋转的各个方向的角动量。

因此，现有技术因为采用单体式推力器并辅以动量轮、控制力矩陀螺等装置而存在不便于控制姿态的缺陷。

鉴于此，为了解决如何便于控制姿态的技术问题，本实用新型实施例提供一种姿态控制装置。该姿态控制装置可以应用于平板式卫星，并用于为该平板式卫星提供保证姿态受控所需的各个方向的推力和力矩。其中，该平板式卫星包括角点部。该姿态控制装置可以设置在该角点部上。该姿态控制装置可以包括支架1。该支架1支撑四个推力器2。其中，该四个推力器2在空间中相互垂直。

本实施例通过在支架1上配置在空间中相互垂直的四个推力器2，可以在空间中形成诸如上、下、左、右等四个方向的推力和力矩。这使得卫星可以向上、下、左、右、前和后六个方向移动，还可以使得卫星形成绕空间直角坐标系中三个坐标轴正、负方向的旋转运动，从而可以控制卫星实现任意姿态，由此实现了便于控制姿态的技术效果，而且，可以不再使用动量轮、控制力拒陀螺等产品，进而节省了卫星的重量和费用。

在本实施例中，上述推力器2可以为喷气式推力器、燃料型推力器、电推进推力器、微牛级推力器等。其中，微牛级推力器，例如，可以为微牛级快速响应场发射推力器、微牛级半椭球型射频离子推力器等。

在一些可选的实施例中，如图1和3所示，该支架1可以为箱体。其中，四个推力器2分别设置在箱体的表面。

本实施例通过在姿态控制装置的箱体表面上形成在空间中相互垂直的四个推力器2，可以在空间中形成诸如上、下、左、右等四个方向的推力和力矩。这使得卫星可以向上、下、左、右、前和后六个方向移动，还可以使得卫星形成绕空间直角坐标系中三个坐标轴正、负方向的旋转运动，从而可以控制卫星实现任意姿态，由此实现了便于控制姿态的技术效果，而且，可以不再使用动量轮、控制力拒陀螺等产品，进而节省了卫星的重量和费用。

在一些可选的实施例中，如图1和2所示，该箱体内设置有燃料贮箱5和管路6。其中，该燃料贮箱5用于通过管路6分别为四个推力器2提供燃料。

采用单体式推力器的现有技术需要为每个单体式推力器单独安装相应的支架，而且还要通过管路将所有单体式推力器连接至燃料贮箱。这种传统技术所形成的结构布局分散，而且所需的管路较长，从而增加了卫星的体积和重量。

在本实施例中，因为四个推力器2集中设置在箱体的表面，且在空间上相互垂直。这样，四个推力器2之间的距离很近。又因为燃料贮箱5设置在箱体内，形成与推力器2的一体化布局，避免了为燃料贮箱5单独安装设计的工作，并且，连接四个推力器2和燃料贮箱5之间所需的管路6少。与传统采用分散布局推力器2的方式相比，节省了管路6，从而减小了卫星的体积和重量。

在一些可选的实施例中，如图1所示，箱体上未设置有推力器2的任一表面，作为箱体的盖体3。

在本实施例中，盖体3可以通过螺钉等与箱体连接。打开该盖体3，可以安装推力器2和燃料贮箱5；盖上盖体3，可以使得箱体形成封闭的盒体。

在一些可选的实施例中，如图1和2所示，盖体3上设置有接插件4。其中，该接插件4用于为推力器2提供喷气控制信号。

其中，接插件4具有针脚，其可以为推力器2提供喷气控制信号。

与现有技术相比，本实用新型实施例具有以下优点：

传统技术需要在卫星的立方体结构的各个角点部上设置一个单体式推力器。该单体式推力器只能向一个方向进行喷射，以形成单方向的推力。如果需要该单体式推力器向相反的方向进行喷射，则需要先将卫星调转180度之后，再由单体式推力器进行喷射。而且，如果实现卫星的转向、平移等姿态控制时，还需要辅以动量轮、控制力矩陀螺等装置才能实现。因而，传统技术不仅耗费时间和燃料，而且还给不便于控制姿态。

本实用新型实施例通过形成在空间中姿态控制装置上相互垂直的四个推力器2，可以在空间中形成诸如上、下、左、右等四个方向的推力，从而可以使得平板式卫星向上、下、左、右、前和后六个方向平移。在空间中相互垂直的四个推力器2在分别向各自所在方向进行喷射时，可以使得平板式卫星形成绕空间直角坐标系中三个坐标轴正、负方向的旋转运动，由此，可以使平板式卫星实现任意的平移和旋转，而无需提前先进行180度的姿态调整。而且，本实用新型实施例提供的技术方案无需传统技术中采用的动量轮、控制力矩陀螺等辅助装置，从而可以降低由平板式卫星及其辅助装置所形成的系统的复杂度，并且还降低了卫星的重量和星上产品占用的空间。

为了解决如何便于控制姿态的技术问题，本实用新型实施例还提供一种平板式卫星7。如图4所示，该平板式卫星7包括角点部。其中，该角点部上可以设置上述姿态控制装置实施例。

作为可替换的实施例，本实用新型实施例提供一种平板式卫星7。该平板式卫星7包括四个角点部(71、72、73、74)。任一角点部上设置有四个推力器 2。其中，在任一角点部上的四个推力器2在空间中相互垂直。

在本替换实施例中，四个推力器2可以以预定间距而分散布置。本实施例可以实现与前述实施例相同的技术效果，在此不再赘述。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的平板式卫星的具体工作过程及其解决的技术问题和取得的技术效果，可以参考前述姿态控制装置实施例中的对应过程及其解决的技术问题和取得的技术效果，在此不再赘述。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

术语“相连”、“连接”等应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，亦或是一体连接；既可以是机械连接，也可以是电连接；既可以是直接连接或相连，也可以是通过中间媒介的间接连接或间接相连，还可以是两个元件内部的连通；既可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域普通技术人员来说，可以根据实际的具体情况来理解上述术语在本文中的具体含义。

上述本实用新型公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。本实用新型提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。

需要说明的是，出于简要的考虑，本文通过相关的方式描述了实施例。在上述各个实施例中，省略了相同的内容，而详细描述了各个实施例间相区别的内容。本领域技术人员应能理解，上述各个实施例之间可以相互借鉴。

在说明书中描述的特征和优点并非囊括，并且具体而言，许多附加特征和优点将鉴于附图、说明书和权利要求而为本领域普通技术人员所清楚。另外应当注意，在说明书中使用的语言已经主要出于可读性和指导的目的而加以选择，并且可以未被选择用于界定或者限定实用新型主题内容。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型做任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种姿态控制装置，其应用于平板式卫星；其特征在于，所述姿态控制装置包括：支架和四个推力器；其中：

所述支架，用于支撑所述四个推力器；

所述四个推力器，其在空间中相互垂直。

2.根据权利要求1所述的姿态控制装置，其特征在于，所述支架为箱体；其中，所述四个推力器分别设置在所述箱体的表面。

3.根据权利要求2所述的姿态控制装置，其特征在于，所述箱体内设置有燃料贮箱和管路；其中，所述燃料贮箱用于通过所述管路分别为所述四个推力器提供燃料。

4.根据权利要求2所述的姿态控制装置，其特征在于，所述箱体上未设置有所述推力器的任一表面，作为所述箱体的盖体。

5.根据权利要求4所述的姿态控制装置，其特征在于，所述盖体上设置有接插件；其中，所述接插件用于为所述推力器提供喷气控制信号。

6.一种平板式卫星，其特征在于，所述平板式卫星包括角点部；所述角点部上设置有如权利要求1-5中任一所述的姿态控制装置。

7.一种平板式卫星，其特征在于，所述平板式卫星包括四个角点部；任一角点部上设置有四个推力器；所述任一角点部上设置的四个推力器在空间中相互垂直。

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