立方星框架、立方星以及立方星模型的制作方法

本实用新型涉及航天技术领域以及教学技术领域，具体涉及一种立方星框架、使用该立方星框架的立方星以及使用该立方星框架的立方星模型。

背景技术：

近十几年来，我国的航天事业正处于蓬勃发展的时期。随着航天事业的稳步发展，轻量化和小型化的立方星以其成本低廉、研制周期短和技术创新等特点受到了航天界近些年的高度重视，各国争相研制和发射了很多立方星。

现有的微小立方星大多采用纯板式立方星框架作为立方星载荷的主承载体。纯板式框架结构大多是通过折弯钢板组装而成，其存在很多缺点：1、折弯钢板表面精度低；2、折弯钢板的折弯处受到外力容易变形；3、纯板式立方星框架质量大，不利于立方星的轻量化；4、纯板式立方星框架不便于立方星载荷板及零部件的安装和固定。

技术实现要素：

实用新型要解决的问题

针对现有技术中存在的技术问题，本实用新型提供一种立方星框架，其结构简单、不易变形，并且能够方便地固定和安装立方星的载荷板及零部件等。

用于解决问题的方案

本实用新型提供一种立方星框架，所述立方星框架包括：上框架；下框架；连接柱，所述连接柱包括安装柱、安装于所述安装柱的上端的第一连接件和安装于所述安装柱的下端的第二连接件，所述第一连接件连接到所述上框架，所述安装柱的下端穿过所述第二连接件连接到所述下框架。

所述上框架和所述下框架为矩形结构，所述上框架和所述下框架上下对准布置，所述连接柱的数量为四个，所述连接柱分别从所述上框架和所述下框架的边角连接所述上框架和所述下框架，形成正方体或长方体框架结构。

所述第一连接件和所述第二连接件设置为具有内螺纹通孔的连接件，所述安装柱的上端设置有与所述第一连接件的内螺纹匹配的第一螺纹部，所述安装柱的下端设置有与所述第二连接件的内螺纹匹配的第二螺纹部。

所述第一连接件的长度大于所述安装柱的第一螺纹部的长度，所述第二连接件的长度小于所述安装柱的第二螺纹部的长度。

所述第一连接件或所述第二连接件设置为圆螺母或六角螺母。

所述连接柱还包括套装于所述连接柱的套管，在所述套管和所述连接柱之间形成台阶。

所述立方星框架还包括固定于所述框架结构的竖直棱边的框架立柱。

所述立方星框架包括两个或者更多个上下布置的所述框架结构。

本实用新型还提供一种立方星，所述立方星包括根据本实用新型所述的立方星框架。

本实用新型还提供一种立方星模型，所述立方星模型包括根据本实用新型所述的立方星框架。

实用新型的效果

本实用新型的立方星框架结构简单、不易变形，并且能够方便地固定和安装立方星的载荷板及零部件等。

本实用新型的立方星框架内的载荷板的水平度可以调整，安装精度高。

本实用新型的立方星框架能够安装大面积的太阳能板，提高立方星的发电能力，满足立方星自身运行的需要。

附图说明

图1为本实用新型的一实施方式的立方星框架的立体图；

图2为图1所示的立方星框架的分解图；

图3为本实用新型的另一实施方式的立方星框架的立体图；

图4为本实用新型的一单元体立方星的立体图；

图5为图4所示的一单元体立方星省去侧面板后的立体图；

图6为本实用新型的二单元体立方星的立体图；

图7为图6所示的二单元体立方星省去侧面板后的立体图。

附图标记说明

100-上框架；110-连接柱第一安装孔；120-立柱安装螺纹孔；200-下框架；210-连接柱第二安装孔；220-立柱安装螺纹孔；300-连接柱；310-安装柱；311-第一螺纹部；312-第二螺纹部；320-第一连接件；330-第二连接件；400-框架立柱；410-框架立柱安装通孔；510-核心板；520-转接板；530-摄像头支撑板；531-侧板；532-摄像机；540-套管；550-总控制开关。

具体实施方式

以下参考附图对本实用新型的立方星框架进行详细说明。

(第一实施方式)

参考图1和图2，本实施方式的立方星框架包括上框架100、下框架200和连接柱300。上框架100和下框架200为大小大致相同的矩形框架结构，连接柱300设置为四个。上框架100和下框架200上下对准布置，四个连接柱300在上框架100和下框架200之间竖直安装，从上框架100和下框架200的边角附近将上框架100和下框架200固定，形成正方体或长方体框架结构。

连接柱300包括安装柱310、安装于安装柱310的上端的第一连接件320和安装于安装柱310的下端的第二连接件330。具体地，安装柱310设置为圆杆，圆杆的上端具有第一螺纹部311，圆杆的下端具有第二螺纹部312。第一连接件320具有贯穿其中的内螺纹，该内螺纹与第一螺纹部311的螺纹匹配。第一连接件320的长度大于第一螺纹部311的长度。将第一连接件320安装于第一螺纹部311并紧固到位后，第一连接件320的上端超出第一螺纹部311的上端。第二连接件330也具有贯穿其中的内螺纹，该内螺纹与第二螺纹部312匹配。第二螺纹部312的长度大于第二连接件330的长度。将第二连接件330安装于第二螺纹部312并紧固到位后，第二螺纹部312的下端超出第二连接件312的下端。将第一连接件320安装于安装柱310的上端并紧固到位，同时将第二连接件330安装于安装柱310的下端并紧固到位，由此，形成本实施方式的连接柱300。连接柱300的上端具有内螺纹部(第一连接件320的内螺纹的上段部分)，连接柱300的下端具有外螺纹部(第二螺纹部312的下段部分)。

上框架100的靠近四个边角的位置处设置有连接柱第一安装孔110，下框架200的相对应的位置处也设置有连接柱第二安装孔210。连接柱第一安装孔110设置为四个，连接柱第二安装孔210也相应地设置为四个。连接柱第一安装孔110为光孔，连接柱第二安装孔210为与第二螺纹部312匹配的内螺纹孔。在安装时，先将四个连接柱300的外螺纹部拧入下框架200的连接柱第二安装孔210并紧固到位。然后将上框架100放置于连接柱300的上端，并使得连接柱第一安装孔110对准第一连接件320的内螺纹孔，使用螺纹与第一连接件320的内螺纹匹配的螺钉或螺柱将上框架100固定到连接柱300。这样便形成了本实用新型的立方星框架。

本实用新型的立方星框架的连接柱300不仅用于连接上框架100和下框架200，同时由于连接柱300的结构特点，可以利用该连接柱300方便地安装立方星的各种载荷板和其他板状零部件等。具体地，第一连接件320可以优选地设置为例如圆螺母或者六角螺母，第二连接件330也可以优选地设置为例如圆螺母或者六角螺母。安装柱310的第一螺纹部311的直径和第二螺纹部312的直径小于安装柱中间部分的直径，即在第一螺纹部311的下端与安装柱310的中间部分之间形成第一台阶，在第二螺纹部312的上端与安装柱310的中间部分之间形成第二台阶。在第一台阶和第二台阶上可以分别安装立方星的载荷板以及立方星的其他板状零部件等，然后通过拧入第一连接件320和第二连接件330将载荷板或者板状零部件固定。这样利用连接柱300自身的结构就可以方便地固定立方星的载荷板、板状零部件以及其他零件等，且其结构简单、节约空间、使用方便。

另外，如果想在上框架100和下框架200之间安装更多的安装板，可以通过在安装柱310的外侧套入套管来实现。即在四个安装柱310的外侧套入相同高度的套管，在套管和安装柱310之间形成第三台阶，在第三台阶上安装新增的安装板。因此，可以根据实际需要安装更多的安装板。安装板的高低位置可以通过改变套管的长短来实现。

为了立方星的轻量化，立方星框架的各个部件需尽量设置成小巧轻便型的零件。在实际应用中，连接柱300可以加工成直径为例如4mm，长度为例如80mm的细长轴。如果通过使用普通的细长轴来固定立方星的载荷板或者板状零部件，需要在细长轴的两端及中间部分加工台阶来实现。但是由于细长轴的直径太小，在细长轴上加工台阶的工艺复杂，加工难度大，且无法保证精度。而使用上述的安装柱310和连接件(例如六角螺母等)，可以很容易地形成安装载荷板的台阶。而通过加装套管也可以在连接柱300的中间部分的任一位置安装安装板。本实施方式的连接柱300不仅结构简单、容易加工，同时使用灵活，且载荷板的高度能够调节。

另外，在上述结构中，由于每个第一连接件320和每个第二连接件330的高度可以分别进行调节，因此可以通过调整各个第二连接件330的高度来调节载荷板的水平度，通过调整各个第一连接件320的安装高度来调节上框架100的水平度。

另外，本实用新型的立方星框架还可以包括框架立柱400。框架立柱400设置为四个，分别安装于立方星框架的上下方向的四条棱边，用于加固整个立方星框架，并且能够对连接柱300进行保护，防止连接柱300受到破坏。具体地，上框架100的每个外侧面的两端附近设置有立柱安装螺纹孔120，下框架200的每个外侧面的两端附近也相应地设置有立柱安装螺纹孔220。框架立柱400的上端设置有与立柱安装螺纹孔120匹配的框架立柱安装通孔410，框架立柱400的下端也设置有与立柱安装螺纹孔220匹配的框架立柱安装通孔410。这样，将框架立柱400放置于立方星框架的棱边，并通过螺钉将框架立柱400固定到上框架100和下框架200。通过安装框架立柱400，使得本实施方式的立方星框架不仅结构更加结实、稳固，同时外观平整、美观。

另外，上框架100和下框架200上分别设置有面板安装孔，可以将所需要的面板安装于立方星框架的各个侧面、顶面和底面，也可以将太阳能板安装在立方星框架的侧面。

通过采用上述的结构形成的立方星框架相比于传统的板式结构的立方星框架，其质量轻、精度高、结构稳定、不易变形，而且可以方便的安装立方星的载荷板及其他载荷。

(第二实施方式)

参考图3，本实施方式的立方星框架设置为二单元体立方星框架。即通过两个立方星框架共用较长的框架立柱400形成本实施方式的二单元体立方星框架。本实施方式的立方星框架与第一实施方式相比，其容纳空间更大，可以布置更多的立方星载荷。另外，在框架的侧面可以布置更大面积的太阳能板。当然，本实用新型的立方星框架也可以设置为更多个单元体的立方星框架。

另外，参考图4和图5，本实用新型还提供一种立方星，该立方星使用本实用新型的立方星框架。

图4为使用第一实施方式中的立方星框架的一单元体立方星。图5为图4所示的一单元体立方星省去侧面板后的结构图。该立方星包括本实用新型的立方星框架和安装于该立方星框架的各种立方星载荷板、载荷以及面板等。具体地，载荷板包括核心板510、转接板520、摄像头支撑板530。第二连接件330将核心板510固定于安装柱310的第二台阶。在核心板510的上方通过套管540将转接板520固定于核心板510的上方，转接板520可用作核心板510的扩充板。第一台阶处通过第一连接件320固定有摄像头支撑板530。具体地，摄像头支撑板530可以设置为四边向下折弯的折弯板。在该折弯板的向下折弯的侧板531上安装有摄像机532，在折弯板的下表面安装有GPS模块(图中未示出)。使用本实用新型的立方星框架的立方星结构简单、布局紧凑、安装方便，且载荷板的安装稳固可靠。

图6为使用第二实施方式的立方星框架的二单元体立方星。图7为图6所述的二单元体立方星省略侧面板后的结构图。该二单元体立方星的框架的高度是一单元体立方星的框架的高度的大致两倍，其内部可以容纳更多的载荷板和立方星载荷。同时，框架外侧也可以布置更大面积的太能板，以便于提高立方星的发电能力，以满足立方星自身运行的需要。

本实用新型还提供一种立方星模型，该立方星模型可以用于学校、各种教育机构的教学，或者供航天爱好者使用。该立方星模型使用本实用新型的立方星框架。该立方星模型可以制成与实际的立方星一样的结构，也可以从实际需求和降低成本的角度出发，设计更优化的模型立方星结构。例如，在立方星的实际运行中，是需要通过太阳能发电装置来满足立方星运行中的电力需求，而立方星模型可以设置外接的电源接口，通过接入外接电源或者连入电池即可满足立方星模型的运行需求。另外在立方星模型的上面板安装有总控制开关550，通过总控制开关550能够控制立方星模型中各种传感器、摄像设备、控制元件的通断电状态，提高了立方星模型的安全性。同时该立方星模型也可以设置有太阳能发电装置和干电池供电装置，可以满足立方星模型在模拟真实立方星运行时的电力需求。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。