一种卫星质心调节机构的制作方法

1.本实用新型涉及卫星设计技术领域，尤其涉及一种卫星质心调节机构。


背景技术：

2.卫星姿态角是以卫星质心为坐标系原点描述卫星相对自身运动位置的角度，因此，卫星质心的控制和调整是卫星的运动控制的重要组成部分，而卫星质心控制对于卫星设计来说依然是一个设计难点。通常质心调整是通过对设备的布局调整来实现质心的移动，并通过增加配重块来达到质心配平的目的。但在卫星结构件的生产过程中，零件质量会存在误差，尤其蜂窝结构板等复合材料，其质量误差控制难度较大，最终导致质心位置改变。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种卫星质心调节机构，以解决生产误差对卫星质心的影响问题。为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：一种卫星质心调节机构，包括：配重组件，所述配重组件设有多个，多个所述配重组件设置在卫星结构板上，在以卫星几何中心为原点o的三维坐标系oxyz中，沿x方向、y方向和z方向分别设置至少两个所述配重组件，每个所述配重组件的总重量的调整区间为200
‑
1300g。
4.可选地，所述卫星结构板包括 z方向第一卫星结构板、 x方向的第二卫星结构板和
‑
x方向的第三卫星结构板，多个所述配重组件在所述第一卫星结构板、所述第二卫星结构板和所述第三卫星结构板上分别间隔设置。
5.可选地，所述第二卫星结构板和所述第三卫星结构板上分别设置至少两个所述配重组件，至少两个所述配重组件沿 z方向间隔设置且所述配重组件的中心均位于xoz平面内。
6.可选地，所述第一卫星结构板上的多个所述配重组件分为两组，两组所述配重组件沿y方向设置且关于所述xoz平面对称分布。
7.可选地，每个所述配重组件包括至少两个配重单体，至少两个所述配重单体呈层叠状设置并固定于所述卫星结构板上。
8.可选地，所述配重单体为黄铜片。
9.可选地，至少两个所述配重单体中，相邻的两个所述配重单体之间为凸台与凹槽配合连接。
10.可选地，每个所述配重单体上设有多个所述凸台和多个所述凹槽。
11.可选地，每个所述配重单体的重量范围为200
‑
500g。
12.可选地，所述配重组件与所述卫星结构板之间可拆卸式连接。
13.本实用新型实施例提供的卫星质心调节机构，通过在卫星结构板上设置多个配重组件，可以在以卫星几何中心为基准的x、y和z方向上对卫星质心进行调整，来达到质心配平，解决生产误差对卫星质心的影响问题。该卫星质心调节机构可提供200
‑
1300g范围内的
质量差调整，大大提高了对卫星质心的调整能力。
附图说明
14.图1是本实用新型的一种卫星质心调节机构在卫星表面的安装位置示意图；
15.图2是本实用新型的一种卫星质心调节机构中的配重组件的整体结构示意图；
16.图3是配重组件中一个配重单体的结构示意图。
17.图中：100.第一卫星结构板；200.第二卫星结构板；300.第三卫星结构板；1.配重组件；11.配重单体；111.凸台。
具体实施方式
18.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。
19.在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
20.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
21.在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
22.本实用新型提供一种卫星质心调节机构，可以解决生产误差对卫星质心的影响问题。如图1所示，该一种卫星质心调节机构包括配重组件1，配重组件1设有多个，多个配重组件1设置在卫星结构板上，在以卫星几何中心为原点o的三维坐标系oxyz中，沿x方向、y方向和z方向分别设置至少两个配重组件1，每个配重组件1的总重量的调整区间为200
‑
1300g。
23.本实施例的提供一种卫星质心调节机构，首先以卫星几何中心为原点o，构造三维坐标系oxyz，并定义正方向和负方向，如图1所示卫星为六面体结构，包括六个卫星结构板，通过在卫星结构板上设置多个配重组件1，可以在以卫星几何中心为基准的x、y和z方向上对卫星质心进行调整，来达到质心配平，解决生产误差对卫星质心的影响问题。本实施例中设置每个配重组件1的总重量在一定范围内可调，设置调整区间为200
‑
1300g，因此当改变相应位置的配重组件1的重量，卫星整体质心随之发生改变，大大提高了对卫星质心的调整能力。
24.可选地，卫星结构板包括 z方向第一卫星结构板100、 x方向的第二卫星结构板200和
‑
x方向的第三卫星结构板300，多个配重组件1在所述第一卫星结构板100、第二卫星结构板200和第三卫星结构板300上分别间隔设置。
25.需要解释说明的是，本实施例采用的第一卫星结构板100、第二卫星结构板200和第三卫星结构板300可以体现在三维空间内的组合，在满足三维调节的前提下，可以选择卫星上其他位置和方向的卫星结构板进行配重组件的设置。在本实施例中，第一卫星结构板100平行于xoy平面，多个配重组件1在xoy平面内间隔设置，当改变配重组件1的重量时，卫星质心能够在xoy平面内移动，以实现卫星质心在x方向和y方向的调整。第二卫星结构板200和第三卫星结构板300上间隔设置的配重组件1的重量变化时，可以对卫星质心在z方向的位置进行调整。
26.可选地，第二卫星结构板200和第三卫星结构板300上分别设置至少两个配重组件1，至少两个配重组件1沿 z方向间隔设置且配重组件1的中心均位于xoz平面内。
27.可选地，第一卫星结构板100上的多个配重组件1分为两组，两组配重组件1沿y方向设置且关于xoz平面对称分布。
28.如图1所示，为某型号卫星模型，第一卫星结构板100上的配重组件1在x、y方向上间隔设置。第二卫星结构板200和第三卫星结构板上的至少两个配重组件1设置为关于yoz平面对称，至少两个配重组件1沿z方向设置。这样以卫星几何中心为基准x、y、z方向上都存在配重组件1。在质心测量的过程中，可通过对x、y、z方向上的配重组件1进行数量或重量调整来达到质心配平的目的。与第一卫星结构板100相对的
‑
z方向的卫星结构板(即图1中的底部卫星结构板)上无配重组件1，但通过第二卫星结构板200上沿 z方向上设置的至少两个配重组件1的调整来实现卫星质心在z方向上的移动。第一卫星结构板100上的配重组件1分别相对于x方向和y方向对称设置，通过调整x方向和y方向上配重组件1的重量来实现卫星质心在x方向和y方向上的移动。卫星质心在x方向和y方向上移动的时候，由于卫星整体在 z方向配重组件1的重量减少，z方向的卫星质心也会轻微移动，这时，可通过第一卫星结构板100和第二卫星结构板200上的配重组件1一起调整来使卫星质心达到理想状态。通过试验，这种卫星质心调整的方法可使整星质心位置精度达到1mm以内，大大提高了卫星质心位置控制精度。
29.参见图1和图2，每个配重组件1包括至少两个配重单体11，至少两个配重单体11呈层叠状设置并固定于卫星结构板上。需要解释说明的是，通过至少两个配重单体11构成配重组件1，便于配重组件1的总重量在一定范围内进行调整，多个配重组件1可以在三维方向上实现200
‑
1300g范围内的调整，以调整由于加工生产质量误差导致的卫星质心改变问题。至少两个配重单体11之间呈层叠状设置，便于形成整体后与卫星结构板之间连接固定，而且可以对配重组件1的总重量进行快速、便捷调整。
30.可选地，配重单体11为黄铜片，黄铜为高密度材料，配重体积较小，便于在有限的卫星结构板上进行合理布局，大大提高了卫星质心调整过程的可操作性。片状的配重单体11便于进行小质量的改变，以提高卫星质心调整的精度。
31.可选地，至少两个配重单体11中，相邻的两个配重单体11之间为凸台111与凹槽配合连接。
32.结合图2和图3，本实施例中在每个配重单体11上设置凸台111，由于配重单体11为
片状结构，因此在与凸台111相对应的另一侧形成凹槽，相邻的两个配重单体11中，凸台111与凹槽配合连接后，两个配重单体11能够贴合形成面接触，以形成多个配重单体11之间的紧密连接，防止单个配重单体11在震动状态时出现错位，影响卫星整体系统刚度。优选地，凸台111为多边形结构或不规则外形结构，并且在深度或高度方向形成梯形过渡，便于多层配重单体11的嵌套连接。多边形结构包括但不限于四边形凸台111。
33.可选地，每个配重单体11上设有多个凸台111和多个凹槽。可以理解，凸台111和凹槽的配合方式，可以限定相邻的两个配重单体11的相对移动或转动，因此，当设置多个凸台111时，凸台111的结构形式不限于多边形，也可以为圆形等，多个凸台111在配重单体11上间隔设置形成限位，提高相邻两个配重单体11的连接稳定性和紧密度。在安装的时候，凸台111一侧背离卫星结构板一侧以便与卫星结构板之间面接触连接。同时，设置多个凸台111和凹槽的形式，在增减配重组件1中的配重单体11时，便于原本不相邻的两个配重单体11在因为增减后变成相邻的情况下的配合连接。
34.可选地，每个配重单体11的重量范围为200
‑
500g。在一个优选实施例中，一个配重组件包括三个配重单体11，每个配重单体11均为黄铜片，三个配重单体11均为长100mm宽100mm的方形片，厚度分别是3mm、5mm和8mm，单个配重单体11的重量分别为200g、300g和500g，这种组合可提供最大20
‑
1300g的重量差，大大提高了卫星质心调整能力。当然，在其他实施例中，可以根据加工生产的实际情况调整重量差的范围以便于更精确的调整。需要说明的是，配重组件1的总重量的调整也要考虑配重组件1在卫星结构板上的位置，即每个配重组件1的中心与原点o之间的距离，以便于控制质心调整精度。
35.可选地，配重组件1与卫星结构板之间可拆卸式连接。本实施例中，配重组件1上的每个配重单体11上均加工有安装孔，螺钉穿设安装孔并连接于卫星结构板上。当配重单体11为方形结构时，选择的四个角的位置分别加工一个安装孔，以实现配重组件1与卫星机构板之间的紧密连接，且螺钉连接便于增减配重单体11后继续连接。
36.上述实施例提供的卫星质心调节机构，通过在第一卫星结构板100的四个角的位置上均布四个配重组件1，在第二卫星结构板200和第三卫星结构板300上过中心轴线位置分别设置两个配重组件1，使得配重组件1在卫星x方向、y方向和z方向上都有用于调整卫星质心的配重单体11，可在卫星质心测试试验过程中对卫星质心进行三维位置调整。通过对配重单体11的增加和减少来实现卫星质心位置的变化，可以解决由于结构件质量误差导致的整星设计与产品实际质心不一致的问题。
37.显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。