六单元立方体微纳卫星主承力结构的制作方法

本发明涉及微纳卫星技术领域，尤其涉及一种六单元立方体微纳卫星主承力结构。

背景技术：

近几年来，各种微功耗器件，mos电路，大规模集成电路，各种金属合金和非金属材料，微机械，微光学，数据存储和压缩，高速数传设备等技术均有了长足的进步，与此同时开发在低轨道小卫星星座上的低成本立方星技术愈发成熟和竞争激烈。目前，世界上有多家研究机构与企业在专门研制、生产和供应标准化、模块化的立方星。

标准化，是立方星的基本特征。首先，在卫星平台框架上，立方星以u（unit）为基本单位，1u的体积是10cm×10cm×10cm，重量小于1.33kg。在以定制化开端的航天器设计领域，通用化、模块化从来是设计师们“多快好省”的理想。这一目标在立方星上率先实现了标准化的基本平台，让卫星成了一种类似于乐高积木的组合体，大大简化了立方星的设计、测试、发射。标准化，还体现在其研制模式上。立方星大量使用商用货架产品，使得研制周期大幅缩短，开发成本大幅降低。

标准化不仅极大提升了立方星研制的效率，使得“卫星工厂”的设想愈发可实现，且大大降低了“上天”门槛，让更多机构和企业能够加入研发卫星、探索应用的队伍中来，实现了自己的航天梦。

对于目前立方星，为了尽量降低结构重量的占比，都是由框件、肋件通过螺钉连接成主结构框架。目前立方星的发射都是通过弹射器（pod）弹射方式，弹射器（pod）可实现与火箭的连接及小卫星分离，pod内部一端安装弹簧，在弹簧推力作用下将立方星推送出去。而立方星与pod的接触就是通过主结构框架的4根导轨与pod内部滑动配合，这就对4根导轨间的平行性提出了很高的要求，从而对主结构框架加工精度、装配精度提出来很高的要求。如果主结构框架的4根导轨平行度不好或者加工太粗糙都有可能导致立方星无法顺利从pod内滑出，导致发射失败。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，适应现实需要，提供一种六单元立方体微纳卫星主承力结构，其在尽量降低结构重量比重的同时，可保证四根滑动导轨的平行度，通过内部增加肋件，提高主结构框架的整体刚度，从而保证立方星能顺利从从pod内被弹出。

为了实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案为：

设计一种六单元立方体微纳卫星主承力结构，包括a面和b面、将a面和b面连接的连接件，其特征在于：所述a面和b面的结构相同，且分别包括两个滑动导轨、将两个滑动导轨连接的中间连接板；所述连接件位于a面和b面两侧的端部并将a面和b面连接后构成内部为空腔的矩形体结构。

所述连接件包括角肋，所述角肋为四个并分别位于a面和b面对应的四个角处，且四个角肋的两端分别与a面和b面上的四个滑动导轨的端部一一对应连接。

所述角肋的截面呈l形结构。

所述角肋的两端端部分别设有前凸的l形凸起，与所述角肋对应位置处的a面和b面上的四个滑动导轨上分别设有与所述l形凸起对应的l形凹槽，所述l形凸起匹配嵌入至l形凹槽内，且所述角肋的端部与所述滑动导轨通过螺栓紧固。

所述连接件还包括边肋，所述边肋为板状结构，所述边肋设置于a面和b面长边处的两个角肋之间。

所述a面和b面上的四个滑动导轨的端部分别设有分离开关组件，所述分离开关组件包括微动开关、滑动安装于滑动导轨端部并与微动开关的弹片接触的推杆、常规状态下将所述推杆顶部与所述微动开关的弹片分离的弹簧，所述滑动导轨的下端内部为空腔结构，所述微动开关安装于所述滑动导轨侧部，且尾端开关的弹片通过滑动导轨侧壁的开口进入至滑动导轨的空腔内，所述滑动导轨的下端空腔内设有将所述空腔分为上下两部分的台阶，台阶内为贯穿两侧空腔的通孔，所述推杆滑动贯穿所述通孔；所述弹簧套在位于所述通孔下方空腔内的推杆上并促使所述推杆向下移动促使推杆端部与所述弹片分离。

所述推杆的顶端设有一接触体，与所述弹片接触的所述接触体侧壁为斜面。

所述推杆的下端连接有顶销冒，所述顶销冒为一端封闭的管状结构，所述顶销冒套在所述推杆上并与所述推杆连接，所述顶销冒外径与所述空腔内径匹配并可滑动安装于所述空腔内，当所述弹簧受压后所述弹簧可被压缩至所述顶销冒内。

本发明的有益效果在于：

本设计其整体零件数量少，并且四根滑动导轨位于两个零件上，通过精确配合，保证导轨的平行性，边肋的设计位置可以根据星内各设备的布局和重量进行适当调整，以实现最大整体刚度；当立方星被pod弹出后，四个彼此互为备份的分离开关组件设计可保证卫星分离加电的可靠性。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本设计分体状态下的主要结构示意图；

图3为本设计中的角肋与所述b面配合后的主要结构示意图；

图4为本设计中的分离开关组件主要结构示意图；

图5为本设计中的分离开关组件与滑动导轨配合后其微动开关处于断电状态下的主要结构示意图；

图6为本设计中的分离开关组件与滑动导轨配合后其微动开关处于通电状态下的主要结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

实施例1：一种六单元立方体微纳卫星主承力结构，参见图1至图6。

包括a面1和b面2、将a面1和b面2连接的连接件，所述a面和b面的结构相同，且分别包括两个滑动导轨11、将两个滑动导轨连接的中间连接板；所述连接件位于a面和b面两侧的端部并将a面和b面连接后构成内部为空腔的矩形体结构。

本设计中，每根滑动导轨有两个接触面，一共八个接触面上都涂有二硫化钼涂层，二硫化钼涂层能起到很好的润滑效果。

其所述连接件包括角肋3，所述角肋3为四个并分别位于a面1和b面2对应的四个角处，且四个角肋的两端分别与a面和b面上的四个滑动导轨的端部一一对应连接，角肋3起到连接a面1和b面2及定位的作用。具体来说，其所述角肋3的截面呈l形结构，所述角肋3的两端端部分别设有前凸的l形凸起31，与所述角肋对应位置处的a面和b面上的四个滑动导轨上分别设有与所述l形凸起对应的l形凹槽，所述l形凸起31匹配嵌入至l形凹槽内，且所述角肋的端部与所述滑动导轨通过螺栓32紧固。

进一步的，所述连接件还包括边肋4，所述边肋4为板状结构，所述边肋4设置于a面1和b面2长边处的两个角肋3之间，由于滑动导轨的长度比较长，故本设计在立方星发射过程中要承受巨大的振动环境，所以在滑动导轨中间位置增加4个边肋4，以增加主承力结构整体刚度，同时，主支架的a面1和b面2上留有多个安装孔，边肋4的位置可以根据星内各设备的布局和重量进行适当调整，以达到最佳效果。

进一步的，上述a面1和b面2上的四个滑动导轨11的端部分别设有分离开关组件5，所述分离开关组件5包括微动开关52、滑动安装于滑动导轨11端部并与微动开关52的弹片57接触的推杆54、常规状态下将所述推杆54顶部与所述微动开关的弹片57分离的弹簧55，本设计中，其所述滑动导轨11的下端内部为空腔58结构，所述微动开关52安装于所述滑动导轨11侧部，且尾端开关的弹片57通过滑动导轨侧壁的开口进入至滑动导轨的空腔58内，所述滑动导轨的下端空腔内设有将所述空腔分为上下两部分的台阶，台阶内为贯穿两侧空腔的通孔，所述推杆54滑动贯穿所述通孔；所述弹簧55套在位于所述通孔下方空腔内的推杆上并促使所述推杆向下移动促使推杆端部与所述弹片分离。

进一步的，所述推杆54的顶端设有一接触体59，与所述弹片57接触的所述接触体侧壁为斜面。

进一步的，所述推杆54的下端连接有顶销冒56，所述顶销冒56为一端封闭的管状结构，所述顶销冒56套在所述推杆上并与所述推杆连接，所述顶销冒外径与所述空腔内径匹配并可滑动安装于所述空腔58内，当所述弹簧55受压后所述弹簧可被压缩至所述顶销冒56内。

进一步的，微动开关52还包括微动开关盖51，螺钉53穿过微动开关52与微动开关盖51上面的螺纹孔配合，将微动开关固定在主支架的a面1和b面2上。

本设计中，其分离开关组件的作用是当立方星位于pod里面时，4根导轨的两端会被pod压紧,此时顶销冒56会被压进主支架的a面1和b面2上的分离导轨的孔内，此时，弹簧55处于压缩状态，分离开关推杆54会压下微动开关52的弹片，导致断路，整星处于断电状态，如图6所示。

如图5所示，当立方星被pod弹出后，4根导轨两端解除约束，弹簧55的弹性势能释放，顶销冒56带动推杆54一同被弹出，微动开关52的弹片57解除约束，从而微动开关52变为通路，整星处于加电状态。如上所述，其每根滑动导轨上都有一个分离开关组件，一共四组，彼此处于备份的关系，当立方星被pod弹出后，只要有一组分离开关组件成功通电，整星就好上电，增加可靠性。

本发明实施例公布的是较佳的实施例，但并不局限于此，本领域的普通技术人员，极易根据上述实施例，领会本发明的精神，并做出不同的引申和变化，但只要不脱离本发明的精神，都在本发明的保护范围内。