CN220448145U - 二维对日转动装置及卫星构型 - Google Patents
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Abstract
一种二维对日转动装置及卫星构型，包括：方位定子、方位转子和两个一维转动装置；所述方位定子呈环柱体状，内部中空用于供单机设备安装，上下表面用于连接卫星本体上下舱体；所述方位转子通过轴承套设在所述方位定子外，在驱动部件的驱动下，可绕所述方位定子的中心轴正负180度转动；两个所述一维转动装置轴对称布置在所述方位定子的外圈上，且该一维转动装置的定子与所述方位转子固连，该一维转动装置的转子用于连接驱动太阳翼；本实用新型既满足了卫星上下舱体的承载和太阳翼的承载功能要求，又大大利用了方位定子环的空间安装卫星的设备单机，同时实现了太阳翼的二维转动对日指向的转动需求。
Description
技术领域
本实用新型是属于航天技术领域，具体是一种用于卫星舱体的连接和驱动卫星太阳翼二维对日转动装置及卫星构型。
背景技术
现有小型航天器设备的太阳翼大都安装在卫星的中部的两侧，有对日跟踪指向需求的两侧太阳翼各采用一台二维转动机构实现太阳翼的二维对日；由于卫星中部有仪器设备安装，无法安装一台转动机构连接两翼太阳翼实现二维的对日跟踪指向。有的小型航天器在其顶部安装太阳翼，采用一台二维对日的转动机构，如专利“一种二维转动机构，专利号CN201711493915.0”中所述的二维转动机构，该装置只能安装在卫星的顶部。
采用每翼太阳翼各安装一套二维转动机构，功能单一，而且重量重。由于小型航天器包络空间的限制这些机构往往不能应用于对空间体积、重量要求严格的小型卫星上。对于顶部安装太阳翼采用一套二维转动机构的装置，无法起到支撑舱体的功能，安装位置受限，采用这种位置安装的卫星构型，卫星上无法安装大质量或大体积的对天通信载荷或对天观测载荷。
发明内容
为克服上述现有技术的缺点，本实用新型提供一种用于卫星舱体的连接和驱动卫星太阳翼的二维对日转动装置，利用大直径外转子的方式，解决了在卫星中间腰部安装具有二维指向太阳翼的需求。可应用于航天器特别是需要太阳翼二维对日指向功能要求的小型航天器。
本实用新型的技术解决方案如下：
一方面，本实用新型提供一种用于卫星舱体的连接和驱动卫星太阳翼二维对日转动装置，其特点在于，包括：方位定子、方位转子和两个一维转动装置；
所述方位定子呈环柱体状，内部中空用于供单机设备安装，上下表面用于连接卫星本体上下舱体；
所述方位转子通过轴承套设在所述方位定子外，在驱动部件的驱动下，可绕所述方位定子的中心轴正负180度转动；
两个所述一维转动装置轴对称布置在所述方位定子的外圈上，且该一维转动装置的定子与所述方位转子固连，该一维转动装置的转子用于连接驱动太阳翼；
当所述方位转子转动时，可带动两个所述一维转动装置同时或各自转动，进而实现两个太阳翼的同步或各自转动。
优选的，所述一维转动装置的定子与所述方位转子固连，且中心轴通过方位定子的中心轴；所述一维转动装置的转子绕中心轴正负180度转动；
若方位转子不转动，则一维转动装置的转子绕X轴一维转动，若方位转子绕中心轴转动，则一维转动装置的转子在绕X轴转动的同时叠加绕中心的转动，实现二维转动。
另一方面，本实用新型还提供一种卫星构型，包括对地舱和对天舱，其特点在于，在所述对地舱和对天舱之间布置上述用于卫星舱体的连接和驱动卫星太阳翼二维对日转动装置。
优选的，所述二维对日转动装置用于支撑和连接卫星的对地舱和对天舱，同时驱动太阳翼做二维对日指向转动。
优选的，所述对地舱的对地面安装对地观测载荷或对地通信载荷，对天舱的对天面安装对天观测载荷或对天通信载荷。
优选的，所述二维对日转动装置的定子中间安装卫星设备。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果：
1)通过采用大直径外转子作为一维方位转动，在方位转子上对称安装两个一维转动装置的方式实现二维转动，并采用该二维对日转动装置进行了卫星的构型设计。
2)解决了在卫星中间腰部安装具有二维指向太阳翼需求，不仅可以承载卫星上下舱体而且可以承载太阳翼，实现太阳翼的二维转动对日指向的转动需求
3)方位定子环的内部空间可以安装卫星的设备单机，既满足了卫星上下舱体的承载和太阳翼的承载功能要求，又大大利用了方位定子环的空间安装卫星的设备单机，同时实现了太阳翼的二维转动对日指向的转动需求。
4)采用本实用新型的卫星构型，可以将大卫星使用的两套二维转动机构缩减为一套二维转动机构，满足小卫星的太阳翼二维对日指向要求。
附图说明
图1是本实用新型用于卫星舱体的连接和驱动卫星太阳翼的二维对日转动装置的结构示意图；
图2是本实用新型中方位定子环的结构示意图；
图3是本实用新型中方位转子的结构示意图；
图4是本实用新型中一维转动装置的结构示意图；
图5是本实用新型卫星构型的布局示意图；
图中：1-方位定子、2-方位转子、3-一维转动装置、4-内部中空、5-驱动部件、6-轴承、7-对天舱、8-对地舱、9-对天载荷、10-对地通信载荷、11-对地观测载荷、12-二维对日转动装置、13-太阳翼、14-对地面、15-对天面、16-对地舱二维对日转动装置安装面、17-二维对日转动装置与星体正Z侧连接面、18-二维对日转动装置与星体负Z侧连接面、19-一维转动装置正X侧连接面、20-一维转动装置负X侧连接面、21-一维转动装置与方位转子连接面、22-正X侧太阳翼连接面、22-负X侧太阳翼连接面、23-对地面。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型的技术方案进一步限定，但不应以此限制本实用新型的保护范围。
一种用于卫星舱体的连接和驱动卫星太阳翼二维对日转动装置，方位定子1、方位转子2和两个一维转动装置3。所述方位定子呈环柱体状，内部中空用于供单机设备安装，上下表面用于连接卫星本体上下舱体；所述方位转子通过轴承套设在所述方位定子外，在驱动部件的驱动下，可绕所述方位定子的中心轴正负180度转动；两个所述一维转动装置轴对称布置在所述方位定子的外圈上，且该一维转动装置的定子与所述方位转子固连，该一维转动装置的转子用于连接驱动太阳翼；当所述方位转子转动时，可带动两个所述一维转动装置同时或各自转动，进而实现两个太阳翼的同步或各自转动。
方位定子1的17面与18面分别作为与卫星舱体连接面。Z轴固连在方位定子环的中心轴，方位转子2可以绕Z周正负180度转动；一维转动装置3的关于Z轴对称固连布置在方位转子2上，方位转子的转动带动一维滚动转动装置一起转动。X轴固连在一维转动装置3的定子中心轴上，一维转动装置3的定子与方位转子固连，且中心轴X通过方位定子的中心轴，交点为O,一维转动装置3的转子可以独立绕X轴正负180度转动，不受方位转子转动的影响，且对称布置的两台一维转动装置3的转子也可以相互独立绕X轴转动，不受另一台的影响。
若方位转子不转动，则一维转动装置的转子绕X轴一维转动，若方位转子绕Z轴转动，则一维转动装置3的转子在绕X轴转动的同时叠加绕Z轴的转动，实现二维转动。
(一)与上下卫星舱体连接的方位定子环
方位定子1是与卫星连接的结构件,也为一维转动装置3的方位转动轴的定子，具有与卫星舱体连接的连接面，且其内部中空可以用来安装卫星单机设备，定子连接环的接口尺寸大小和外形可以根据卫星舱体尺寸适应性更改，同时要有一定的刚度和尺寸稳定性。
方位转子2安装在方位定子1的外圈，中间通过标准件轴承固定支撑，轴承内圈与方位定子连接，外圈与方位转子连接固定。方位转子通过其驱动部件驱动绕方位定子环正负180度旋转，并具有用来固定一维滚动转动装置的接口的对称面19和20。
两台一维转动装置3的定子对称布置在方位定子1上，一维转动装置3的定子的21面与方位转子2固连，一维转动装置3转子的22面和23面作为被驱动的太阳翼的连接面，一维转动装置3的转子绕定子可以正负180度转动。
(二)安装有二维对日转动装置的卫星构型
卫星分为三个舱，对天舱(卫星飞行过程中指向地面)、对地舱(卫星飞行过程中指向深空)，中舱(二维对日转动装置舱)。二维对日转动装置的18面与卫星的对天舱连接，17面与卫星的对地舱连接，支撑和承载卫星的舱体。22、23面与太阳翼连接，驱动太阳翼二维转动。在对地舱的23面上利用二维对日转动装置舱的内部空间可以安装卫星设备单机；对地舱的对地面可以安装对地通信载荷或对地观测载荷，只需太阳翼的尺寸不超过对地面舱体的对地面，在其二维转动范围内，对地通信载荷的波束或对地观测载荷的视场不受太阳翼的影响；同样的对天舱的对天面可以安装具有波束和视场需求的通信和观测载荷，只需太阳翼的尺寸不超过对天舱体的对天面，通信载荷和观测载荷不受影响。
本实用新型的二维对日转动装置采用具有大直径中空的方位定子环连接卫星的上下舱体实现承载、支撑的功能。
本实用新型的二维对日转动装置的方位转子的转动带动台自身可一维转动的滚动转动装置一起转动实现二维转动；
本实用新型的二维对日转动装置的大直径的中空的方位定子环内部可以安装卫星的设备单机。
本实用新型采用的二维对日转动装置连接星体和太阳翼，形成卫星的构型，并可以在舱体的对天面和对地面安装通信和观测载荷，太阳翼的二维转动不会影响载荷的观测功能或通信功能。
Claims (6)
1.一种二维对日转动装置及卫星构型，其特征在于，包括：方位定子、方位转子和两个一维转动装置；
所述方位定子呈环柱体状，内部中空用于供单机设备安装，上下表面用于连接卫星本体上下舱体；
所述方位转子通过轴承套设在所述方位定子外，在驱动部件的驱动下，可绕所述方位定子的中心轴正负180度转动；
两个所述一维转动装置轴对称布置在所述方位定子的外圈上，且该一维转动装置的定子与所述方位转子固连，该一维转动装置的转子用于连接驱动太阳翼；
当所述方位转子转动时，可带动两个所述一维转动装置同时或各自转动，进而实现两个太阳翼的同步或各自转动。
2.根据权利要求1所述的二维对日转动装置及卫星构型，其特征在于，所述一维转动装置的定子与所述方位转子固连，且中心轴通过方位定子的中心轴；所述一维转动装置的转子绕中心轴正负180度转动；
若方位转子不转动，则一维转动装置的转子绕X轴一维转动，若方位转子绕中心轴转动，则一维转动装置的转子在绕X轴转动的同时叠加绕中心的转动，实现二维转动。
3.根据权利要求1所述的卫星构型，其特征在于，所述二维对日转动装置用于支撑和连接卫星的对地舱和对天舱，同时驱动太阳翼做二维对日指向转动。
4.一种卫星构型，包括对地舱和对天舱，其特征在于，在所述对地舱和对天舱之间布置权利要求1或2所述的用于卫星舱体的连接和驱动卫星太阳翼二维对日转动装置。
5.根据权利要求4所述的卫星构型，其特征在于，所述对地舱的对地面安装对地观测载荷或对地通信载荷，对天舱的对天面安装对天观测载荷或对天通信载荷。
6.根据权利要求4所述的卫星构型，其特征在于，所述二维对日转动装置的定子中间安装卫星设备。
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