[实用新型]一种3D打印小卫星斜装动量轮次结构有效

专利信息
申请号: 201821424327.1 申请日: 2018-08-31
公开(公告)号: CN208993947U 公开(公告)日: 2019-06-18
发明(设计)人: 高永新;马灵犀;葛逸民;张红亮;王瑞显 申请(专利权)人: 航天东方红卫星有限公司
主分类号: B64G1/22 分类号: B64G1/22
代理公司: 中国航天科技专利中心 11009 代理人: 任林冲
地址: 100094*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 特征体 次结构 斜装 动量 打印 动量轮 小卫星 本实用新型 安装面 精加工 火箭发射 安装底面 传力路径 辅助支撑 功能实现 结构刚度 力学环境 卫星结构 纵向支撑 体积小 重量轻 组合体
【说明书】:

实用新型涉及一种3D打印小卫星斜装动量轮次结构,该次结构经整体3D打印和精加工组合完成,主要有9个特征体组成,其中第一特征体、第二特征体、第四特征体、以及与之相对称的第六特征体、第八特征体、第九特征体共同提供了动量轮的纵向支撑,且这6个组合体的安装底面为次结构与卫星结构安装面,第五特征体结构提供了斜装动量轮安装面,第三特征体和第七特征体作为辅助支撑提高了整个次结构的刚度,本实用新型小卫星动量轮次结构刚度大、体积小、重量轻,采用3D打印和精加工结合形式,更加符合次结构真实的传力路径,提高了次结构在火箭发射等严酷力学环境下的可靠性、安全性,为斜装动量轮在轨的功能实现提供良好保障。

技术领域

本实用新型涉及一种3D打印小卫星斜装动量轮次结构,属于卫星结构设计技术领域。

背景技术

卫星姿态控制系统的姿态控制必须通过执行机构来完成,动量轮作为执行机构具有寿命长、精度高、稳定性好等优点。而在卫星三轴稳定控制系统中,动量轮均匀斜装结构比其他结构有更大优势,即3个动量轮正交安装,最后1 个动量轮与前3个动量轮等倾斜角度安装。在卫星正常运行时,斜装动量轮作为系统的备份来提高冗余度,其余正交的三个动量轮为正常的工作状态。因此,提供斜装动量轮安装型角的次结构非常重要。但现有技术中,斜装动量轮安装结构刚度小、体积大、重量较重,影响卫星对有效载荷重量及空间的要求。

实用新型内容

本实用新型的技术解决问题:为克服现有技术的不足,提供一种3D打印小卫星斜装动量轮次结构,提高次结构在火箭发射等严酷力学环境下的可靠性、安全性,为斜装动量轮在轨功能的实现提供良好保障。

本实用新型的技术解决方案:

一种3D打印小卫星斜装动量轮次结构,包括支架以及安装面,支架包括呈对称设置的第一特征体和第九特征体,第二特征体和第八特征体,第四特征体和第六特征体,以及连接第二特征体和第四特征体的作为辅助支撑的第三特征体、连接第八特征体和第六特征体的作为辅助支撑的第七特征体;

第五特征体结构构成了斜装动量轮的安装面,

构成支架的八个特征体共同提供了动量轮的纵向支撑,且第一特征体、第九特征体、第二特征体、第八特征体、第四特征体、第六特征体共同提供了卫星结构安装面,斜装动量轮安装面与卫星结构安装面之间的夹角为40°~60°。

斜装动量轮安装面与卫星结构安装面之间的夹角为54.736°。

第五特征体上设有用于安装斜装动量轮的连接螺孔,卫星结构安装面设有用于连接卫星主结构的连接孔。

九个特征体一体化3D打印成型。

第二特征体和第八特征体在安装面处的厚度为4mm~8mm。

第五特征体的厚度为3mm~10mm。

选用铝合金或镁合金材料对九个特征体一体化3D打印成型。

本实用新型与现有技术相比的优点在于:

(1)本实用新型根据卫星平台的需求和斜装动量轮的安装要求,设计了安装斜装动量轮的新型次结构,该次结构包括一个斜装动量轮安装面和六个支撑梁,以及由六个支撑梁共同形成的卫星结构安装面,上述几个特征面通过巧妙的结构设计,实现了对斜装动量轮和卫星的可靠安装,且该次结构具有刚度大、体积小、重量轻的特点;

(2)本实用新型次结构采用整体3D打印结合精密机械加工的形式,更加符合次结构真实的传力路径,可以将次结构基频提高到230Hz,提高了次结构在火箭发射等严酷力学环境下的可靠性、安全性,为斜装动量轮在轨功能的实现提供良好保障;

(3)本实用新型次结构的设计充分结合小卫星安装空间和总装操作性,所占用的星上空间资源较少,能更好地适应小卫星紧凑、实用的发展方向;

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