一种三维翻转式卫星载荷、卫星及其卫星载荷的翻转方法与流程

本发明涉及航空航天，具体涉及一种三维翻转式卫星载荷、卫星及其卫星载荷的翻转方法。

背景技术：

1、随着各种卫星载荷日益增多，一些对光线以及其他粒子较为敏感的卫星载荷，例如平板式天线等，就需要在地面以及发射阶段，避免光线照射卫星载荷的敏感面，并使卫星载荷的敏感面处于收拢并朝向卫星内部的状态，发射入轨之后再进行展开并锁定至工作状态。

2、目前，传统的卫星载荷展开机构都是一维或二维展开机构，而且很难通过一种展开机构使卫星载荷沿内表面旋转至同水平面的卫星舱板外侧，只能是通过两种机构达到效果，这样会使得整个机构很重，从而使得整个机构的设计难度、可靠性、发射成本都会很高，不利于商业航天的发展。而且现有的卫星载荷在翻转的时候可能会对卫星上的其他载荷产生干涉，对卫星上的载荷布局要求很高。

技术实现思路

1、本发明为了解决现有技术存在技术问题的一种或几种，提供了一种三维翻转式卫星载荷、卫星及其卫星载荷的翻转方法。

2、本发明解决上述技术问题的技术方案如下：本发明提供了一种三维翻转式卫星载荷，包括第一连接轴、第二连接轴、第一折展组件和第二折展组件，所述第一折展组件在完全展开状态呈第一矩形结构，所述第二折展组件在完全展开状态呈第二矩形结构，所述第一矩形结构和第二矩形结构位于第一平面且各自的一条边并排邻近布置；

3、所述第一矩形结构沿其第一对角线方向包括多块依次铰接的第一折展板，所述第二矩形结构沿其第二对角线方向包括多块依次铰接的第二折展板，多块所述第一折展板中位于两个角位的第一折展板分别用于连接第一连接轴和邻近且位于角位的第二折展板，多块所述第二折展板中位于两个角位的第二折展板分别用于连接第二连接轴和邻近且位于角位的第一折展板；相互邻近且位于角位的第一折展板和第二折展板均铰接在定位板上；

4、所述第一连接轴和第二连接轴分别连接相互远离且位于角位的第一折展板和第二折展板，所述第一连接轴和/或第二连接轴受驱动使多块第一折展板和多块第二折展板折叠翻转设定角度后再次完全展开呈第一矩形结构和第二矩形结构。

5、本发明的有益效果是：本发明的一种三维翻转式卫星载荷，零件数量少，整体安装简便，使得其整体重量降低很多，对航天航空领域更为友好；采用创新型三维空间旋转方式使卫星载荷实现设定角度的空间展开，使其原本朝向卫星舱板的载荷板面旋转设定角度后还是朝向卫星舱板方向，这种展开方式只在卫星舱板的正对面进行展开，其展开路径不会干涉其余舱板的空间，这样使得其余舱板单机可以得到更合理的安装。两个折展组件完全展开后呈并排邻近布置的矩形结构，形成结构死点，结构稳定性更好。

6、在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

7、进一步，所述第一矩形结构和第二矩形结构的结构尺寸相同，所述第一矩形结构和第二矩形结构邻近布置的一条边长度相同；与所述第一连接轴连接的第一折展板和与所述第二连接轴连接的第二折展板均呈等腰直角三角形结构且尺寸相同，与所述定位板铰接的第一折展板和第二折展板均呈等腰直角三角形结构且尺寸相同。

8、采用上述进一步方案的有益效果是：采用合理的折展板结构，使展收过程更稳定可靠。

9、进一步，相邻两块所述第一折展板通过一组第一铰链铰接，相邻两组第一铰链分别位于所述第一矩形结构的两侧，使相邻两组第一折展板朝相反方向进行折展；

10、相邻两块所述第二折展板通过一组第二铰链铰接，相邻两组第二铰链分别位于所述第二矩形结构的两侧，使相邻两组第二折展板朝相反方向进行折展。

11、进一步，所述第一折展组件包括三块第一折展板，分别为第一驱动连接板、第一翻转载荷板和第一旋转连接板，所述第一驱动连接板和第一旋转连接板均呈等腰直角三角形结构；所述第二折展组件包括三块第二折展板，分别为第二驱动连接板、第二翻转载荷板和第二旋转连接板，所述第二驱动连接板和第二旋转连接板均呈等腰直角三角形结构；所述第一驱动连接板和第二驱动连接板的尺寸相同，所述第一旋转连接板和第二旋转连接板的尺寸相同。

12、进一步，所述第一驱动连接板和第一翻转载荷板之间的第一铰链位于背离所述第一连接轴的一侧，所述第一翻转载荷板与所述第一旋转连接板之间的第一铰链位于所述第一连接轴的同侧；

13、所述第二驱动连接板和第二翻转载荷板之间的第二铰链位于背离所述第二连接轴的一侧，所述第二翻转载荷板与所述第二旋转连接板之间的第二铰链位于所述第二连接轴的同侧。

14、进一步，还包括驱动机构，所述第一连接轴和/或第二连接轴与驱动机构连接并在驱动机构的驱动下进行转动，所述第一连接轴与所连接的第一折展板垂直固定连接并带动该第一折展板旋转运动；所述第二连接轴与所连接的第二折展板垂直固定连接并带动该第二折展板旋转运动。

15、采用上述进一步方案的有益效果是：驱动机构可以仅驱动其中一个连接轴进行转动，通过定位板带动另一组折展组件旋转翻转；驱动机构也可以利用联动机构同时驱动两个连接轴转动；或者驱动机构包括两个独立的驱动电机，分别驱动两个连接轴转动。

16、本发明还提供了一种卫星，包括如上所述一种三维翻转式卫星载荷，还包括卫星本体和压紧释放机构，所述一种三维翻转式卫星载荷位于所述卫星本体的其中一个卫星舱板的外侧，所述驱动机构安装在所述卫星本体的内侧，所述第一连接轴和第二连接轴均活动穿过所述卫星舱板且与卫星舱板转动连接，所述第一连接轴和第二连接轴中的至少一个与所述驱动机构的驱动轴同轴固定连接；所述第一矩形结构和第二矩形结构与所述卫星舱板平行间隔布置，所述压紧释放机构用于连接定位板和卫星舱板或将定位板向远离所述卫星舱板的方向弹开。

17、本发明的有益效果是：本发明的卫星，采用上述三维翻转式卫星载荷，使其原本朝向卫星舱板的载荷板面旋转设定角度后还是朝向卫星舱板方向，这种展开方式只在卫星舱板的正对面进行展开，其展开路径不会干涉其余舱板的空间，这样使得其余舱板单机可以得到更合理的安装。

18、进一步，所述第一矩形结构和第二矩形结构与所述卫星舱板的形状尺寸相适配。

19、本发明还提供了一种卫星的卫星载荷的翻转方法，包括以下步骤：

20、发射阶段，所述第一折展组件在完全展开状态呈第一矩形结构，所述第二折展组件在完全展开状态呈第二矩形结构，所述第一矩形结构和第二矩形结构正对所述卫星舱板布置；所述压紧释放机构将所述定位板与卫星舱板连接锁定；

21、入轨阶段，所述压紧释放机构解除定位板与卫星舱板之间的锁定并将所述定位板向远离所述卫星舱板的方向弹开，所述驱动机构驱动第一连接轴或/和第二连接轴转动，使第一折展组件向靠近第二折展组件的方向旋转，使第二折展组件向靠近第一折展组件的方向旋转；所述第一折展组件和第二折展组件各自发生折叠，铰接在定位板上的第一折展板和第二折展板绕各自的铰接轴向上翻转，直至第一折展组件和第二折展组件各自翻转设定角度后再次完全展开呈第一矩形结构和第二矩形结构。

22、本发明的有益效果是：本发明的卫星载荷的翻转方法，使卫星载荷只在卫星舱板的正对面进行展开，其展开路径不会干涉其余舱板的空间，这样使得其余舱板单机可以得到更合理的安装。

23、进一步，所述设定角度为180°；再次完全展开后的第一矩形结构和第二矩形结构也位于第一平面且各自的另一条边并排邻近布置，再次完全展开后的第一矩形结构和第二矩形结构位于卫星舱板的外侧。

24、采用上述进一步方案的有益效果是：翻转后的第一矩形结构和第二矩形结构依然并排布置，形成结构死点，稳定性更好。