本發(fā)明涉及衛(wèi)星，尤其涉及一種適用于多載荷一體化的多體衛(wèi)星構(gòu)型。

背景技術(shù)：

1、在當(dāng)前“空天信息”一體化綜合服務(wù)領(lǐng)域，需要“通信、導(dǎo)航、遙感”三大技術(shù)的融合與綜合應(yīng)用。

2、傳統(tǒng)的“通導(dǎo)遙”融合應(yīng)用模式主要是通過部署多顆功能單一的衛(wèi)星，形成一個(gè)融合星座以實(shí)現(xiàn)綜合性服務(wù)。然而，隨著技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用需求的提高，對(duì)于衛(wèi)星服務(wù)的即時(shí)響應(yīng)性和效率要求顯著提高。這種傳統(tǒng)的“通導(dǎo)遙”融合應(yīng)用模式面臨著一些顯著的挑戰(zhàn)，主要表現(xiàn)在單一類型衛(wèi)星應(yīng)用的體系分立性、資源協(xié)調(diào)困難以及響應(yīng)滯后等問題。這些問題導(dǎo)致實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)融合困難，不能滿足現(xiàn)代即時(shí)服務(wù)應(yīng)用的需求。

3、“通導(dǎo)遙”一體化衛(wèi)星是指能夠在同一平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)通信、導(dǎo)航和遙感多種功能的衛(wèi)星。然而，現(xiàn)有的“通導(dǎo)遙”一體化衛(wèi)星系統(tǒng)雖然實(shí)現(xiàn)了多種功能的整合，但是在實(shí)際執(zhí)行任務(wù)時(shí)，“通導(dǎo)遙”一體化衛(wèi)星在遙感載荷與通信載荷、星間通信載荷同時(shí)進(jìn)行多模式任務(wù)時(shí)，很容易出現(xiàn)相互影響的問題。

4、具體來說，以下是一些關(guān)鍵問題：

5、1.指向需求沖突：遙感載荷需要靈活指向，以獲取不同區(qū)域的數(shù)據(jù)，而通信載荷需要穩(wěn)定對(duì)地指向，以保證通信質(zhì)量，兩者之間存在指向需求上的沖突。

6、2.穩(wěn)定性需求沖突：為了支持多功能應(yīng)用，衛(wèi)星平臺(tái)需要提供大量能源，這通常意味著需要配備大面積的太陽翼和太陽翼驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。然而，這些機(jī)構(gòu)的存在會(huì)導(dǎo)致衛(wèi)星整體結(jié)構(gòu)的擾動(dòng)，從而影響遙感載荷的穩(wěn)定性和測(cè)量精度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明提供了一種適用于多載荷一體化的多體衛(wèi)星構(gòu)型。本發(fā)明要解決的技術(shù)問題通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

2、本發(fā)明實(shí)施例第一方面提供一種適用于多載荷一體化的多體衛(wèi)星構(gòu)型，包括：主體、副體和自適應(yīng)機(jī)構(gòu)；

3、所述副體通過所述自適應(yīng)機(jī)構(gòu)與所述主體連接；

4、其中，衛(wèi)星在發(fā)射至預(yù)定任務(wù)軌道后，所述主體和所述副體間通過所述自適應(yīng)機(jī)構(gòu)的主動(dòng)運(yùn)動(dòng)到初始化位置，形成一個(gè)衛(wèi)星復(fù)合體，所述副體與所述主體分離運(yùn)動(dòng)到初始化位置，所述自適應(yīng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)軸過所述副體的質(zhì)心，所述副體姿態(tài)控制過程中，所述自適應(yīng)機(jī)構(gòu)能夠同步進(jìn)行隨動(dòng)調(diào)整；

5、所述主體和所述副體分別具有姿控分系統(tǒng)，所述主體和所述副體各自進(jìn)行姿態(tài)控制；所述自適應(yīng)機(jī)構(gòu)能夠被動(dòng)適應(yīng)所述主體和所述副體各自的姿態(tài)控制，以使所述自適應(yīng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)的軸線過所述副體的質(zhì)心。

6、在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述主體包括：至少一個(gè)主體艙和/或至少一個(gè)副體艙；所述副體包括：至少一個(gè)副體艙和/或至少一個(gè)主體艙。

7、在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述主體具有第一姿控分系統(tǒng)，所述主體艙包括：第一艙體、動(dòng)量輪、磁力矩器、陀螺、電源控制器、蓄電池組、綜合電子和太陽翼。

8、在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述副體具有第二姿控分系統(tǒng)，所述副體艙包括：第二艙體、陀螺、星敏、gnc計(jì)算機(jī)、動(dòng)量輪和磁力矩器。

9、在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述自適應(yīng)機(jī)構(gòu)，安裝座與所述主體固定連接，末端與所述副體固定連接；

10、其中，衛(wèi)星在發(fā)射至預(yù)定任務(wù)軌道后，所述主體和所述副體間通過所述自適應(yīng)機(jī)構(gòu)的主動(dòng)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)分離，形成一個(gè)衛(wèi)星復(fù)合體，所述副體與所述主體分離運(yùn)動(dòng)到初始化位置，所述自適應(yīng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)軸過所述副體的質(zhì)心，所述副體姿態(tài)控制過程中，所述自適應(yīng)機(jī)構(gòu)能夠同步進(jìn)行隨動(dòng)調(diào)整。

11、在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述自適應(yīng)機(jī)構(gòu)包括：至少三個(gè)運(yùn)動(dòng)鏈；

12、至少三個(gè)運(yùn)動(dòng)鏈沿所述副體的周向均勻設(shè)置，至少三個(gè)運(yùn)動(dòng)鏈的所述安裝座與所述主體連接，至少三個(gè)運(yùn)動(dòng)鏈的所述末端的連桿與所述副體連接；

13、其中，衛(wèi)星在發(fā)射至預(yù)定任務(wù)軌道后，所述主體和所述副體間通過至少三個(gè)運(yùn)動(dòng)鏈組合而成的機(jī)構(gòu)主動(dòng)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)分離，進(jìn)入初始化位置；至少三個(gè)運(yùn)動(dòng)鏈末端連桿軸線過所述副體的質(zhì)心，所述副體姿態(tài)控制過程中，至少三個(gè)運(yùn)動(dòng)鏈能夠同步進(jìn)行隨動(dòng)調(diào)整。

14、在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述自適應(yīng)機(jī)構(gòu)包括：類云臺(tái)機(jī)構(gòu)；

15、所述類云臺(tái)機(jī)構(gòu)的安裝座與所述主體連接，類云臺(tái)機(jī)構(gòu)的末端與所述副體連接；

16、其中，衛(wèi)星在發(fā)射至預(yù)定任務(wù)軌道后，所述主體和所述間通過類云臺(tái)機(jī)構(gòu)主動(dòng)運(yùn)動(dòng)進(jìn)入初始化位置；所述類云臺(tái)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸過所述副體的質(zhì)心，所述副體姿態(tài)控制過程中，所述類云臺(tái)機(jī)構(gòu)能夠同步進(jìn)行隨動(dòng)調(diào)整。

17、在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述運(yùn)動(dòng)鏈包括：所述安裝座、驅(qū)動(dòng)裝置、連桿結(jié)構(gòu)和萬向關(guān)節(jié)；所述安裝座為運(yùn)動(dòng)鏈安裝座；

18、所述驅(qū)動(dòng)裝置與所述運(yùn)動(dòng)鏈安裝座固定連接，所述驅(qū)動(dòng)裝置的輸出軸與所述連桿結(jié)構(gòu)固定連接；

19、所述驅(qū)動(dòng)裝置與所述連桿結(jié)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)裝置安裝面固定連接，所述驅(qū)動(dòng)裝置輸出軸與所述萬向關(guān)節(jié)的主連桿固定連接；

20、所述萬向關(guān)節(jié)的副連桿與末端的連桿結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)連接；

21、其中，所述驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)所述連桿結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)以使所述副體運(yùn)動(dòng)到初始化位置時(shí)，所述運(yùn)動(dòng)鏈的末端連桿的軸線過所述副體質(zhì)心，且所述驅(qū)動(dòng)裝置停止主動(dòng)驅(qū)動(dòng)；所述副體姿態(tài)控制過程中，至少三個(gè)運(yùn)動(dòng)鏈能夠同步進(jìn)行隨動(dòng)調(diào)整。

22、在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述驅(qū)動(dòng)裝置包括：第一電機(jī)、第二電機(jī)、第三電機(jī)；

23、所述連桿結(jié)構(gòu)包括：連接座、中間連桿、末端連桿；

24、所述萬向關(guān)節(jié)包括：球副關(guān)節(jié)和主連桿、副連桿；

25、所述第一電機(jī)，固定端與所述運(yùn)動(dòng)鏈安裝座的驅(qū)動(dòng)裝置安裝面固定連接，輸出軸與所述連接座固定連接；

26、所述第二電機(jī)，固定端與所述連接座的驅(qū)動(dòng)裝置安裝面固定連接，輸出軸與所述中間連桿固定連接；

27、所述第三電機(jī)，固定端與所述中間連桿的驅(qū)動(dòng)裝置安裝面固定連接，輸出軸與所述主連桿固定連接。

28、在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述類云臺(tái)機(jī)構(gòu)，包括：展開機(jī)構(gòu)、外框架、中框架和內(nèi)安裝件；

29、所述展開機(jī)構(gòu)的安裝座與主體固定連接，展開機(jī)構(gòu)的另一端與外框架轉(zhuǎn)動(dòng)連接；

30、所述外框架與所述中框架轉(zhuǎn)動(dòng)連接；

31、所述內(nèi)安裝件與所述中框架轉(zhuǎn)動(dòng)連接；

32、所述外框架的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線與所述中框架的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線垂直且相交于所述副體的質(zhì)心，所述中框架的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線與內(nèi)安裝件的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線垂直且相交于所述副體的質(zhì)心。

33、本發(fā)明的有益效果：

34、本發(fā)明本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)衛(wèi)星任務(wù)載荷的靈活分配，利用自適應(yīng)機(jī)構(gòu)，能夠?qū)⒍鄠€(gè)相對(duì)獨(dú)立的衛(wèi)星體連接在一起，形成一個(gè)在空間中自由展開的復(fù)合衛(wèi)星構(gòu)型。這種構(gòu)型允許衛(wèi)星在發(fā)射至預(yù)定任務(wù)軌道后，衛(wèi)星體間通過自適應(yīng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)分離，變成一個(gè)多功能的衛(wèi)星復(fù)合體，實(shí)現(xiàn)更高的功能集成和更強(qiáng)的任務(wù)靈活性。

35、在任務(wù)軌道上，該復(fù)合體的副體和主體具有自己的姿控系統(tǒng)能獨(dú)立進(jìn)行姿態(tài)控制，實(shí)現(xiàn)靈活的姿態(tài)調(diào)整。在姿態(tài)控制過程中，自適應(yīng)機(jī)構(gòu)能夠同步進(jìn)行隨動(dòng)調(diào)整，確保主副體之間的姿態(tài)協(xié)調(diào)，從而保持整個(gè)衛(wèi)星復(fù)合體的穩(wěn)定。

36、本發(fā)明特別適用于多載荷一體化衛(wèi)星(例如，通導(dǎo)遙一體化、通感一體化)，在執(zhí)行高穩(wěn)定、高精度、高機(jī)動(dòng)遙感任務(wù)的同時(shí)，還能保持通信與導(dǎo)航載荷的軌道系參考方向穩(wěn)定。這樣，遙感載荷與通信載荷、導(dǎo)航載荷以及星間通信載荷可以在同一時(shí)段內(nèi)執(zhí)行多模式任務(wù)，而互不干擾。

37、此外，載荷的增加需要超大能源的支持，該構(gòu)型可以使得能源衛(wèi)星體上的大面積太陽翼及其驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)作，不會(huì)對(duì)其他對(duì)擾動(dòng)敏感的載荷衛(wèi)星體造成影響，從而提高了整個(gè)系統(tǒng)的可靠性和效率。

38、本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實(shí)施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過在所寫的說明書、權(quán)利要求書、以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)和獲得。

39、下面通過附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。