太阳翼构型结构及其工作方法与流程

1.本发明涉及航空航天技术领域，具体地，涉及一种太阳翼构型结构及其工作方法，具体涉及有对日成像和探测需求的静止轨道遥感卫星太阳翼构型结构及其工作方法。


背景技术：

2.太阳翼的构型，是卫星总体设计，尤其是卫星构型与布局设计的重要组成部分。太阳翼首先要根据其功能要求(即输出功率大小)，确定其所需面积，再考虑形体尺寸，决定用几块基板组成。从卫星能源角度来讲，太阳翼可以为整星太阳电池贴片提供安装基础，从而保证卫星电力能源的供给。传统太阳翼构型主要围绕卫星功率、轨道特点、整星能源平衡和在轨姿态控制等任务需求开展设计，仅用于给太阳电池贴片提供安装面和保证卫星供电。
3.经现有技术检索发现，中国发明专利公告号为cn105501468b，公开了一种空间站柔性太阳翼展开机构。刚性太阳电池阵的质量限制成为突出问题。本发明包括底部收藏箱、贮藏筒体、贮藏筒盖、伸展臂展开机构、顶部收藏箱、三棱柱伸展臂、翼面和翼面张紧机构；三棱柱伸展臂的底部三角架与贮藏筒体内的凸台固接，顶部三角架与桶盖固接；顶部收藏箱与贮藏筒盖固接，底部收藏箱与贮藏筒体固接；伸展臂展开机构固定于贮藏筒体底部，控制伸展臂匀速展开；翼面张紧机构固定于顶部收藏箱内，保证展开过程中对太阳翼的拉力，在展开后对太阳翼张紧，保持一定刚度。该专利技术就存在上述相关问题。
4.经现有技术检索发现，中国发明专利公告号为cn105501468b，公开了一种一种四连杆展开构型的柔性太阳翼,在太阳翼展开状态下将连杆作为二力杆使用，作为上下箱板的刚度支撑部件；利用四连杆机构，实现了收拢状态下，箱板与主展开机构平行布置；通过在连杆机构中使用带簧机构代替传统的轴销式铰链；在上连杆机构中，使用了快速锁定机构，实现了上箱板解锁后可自成为一个三角形稳定系统。但是上述专利存在以下不足：只是提供不同结构组成的太阳翼，并不涉及对日遥感仪器甚至装载对日遥感仪器的太阳翼构型的结构描述。
5.结合静止轨道卫星轨道周期和太阳翼实时对日定向的特点，在卫星总体设计和构型布局论证中充分考虑对日遥感仪器连续业务工作的需求和遥感仪器在卫星发射主动段的力学响应要求。因此，提出了一种太阳翼构型结构及其工作方法，具有安装力学环境好、在轨工作稳定的特点，还可实现遥感仪器对日成像和探测的需求。而目前国内尚无此种功能的太阳翼。


技术实现要素：

6.针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种太阳翼构型结构及其工作方法。
7.根据本发明提供的一种太阳翼构型结构，包括卫星主体、连接架以及基板，所述卫星主体包括顶板和侧板，所述侧板与所述顶板垂直设置；
8.所述连接架的一端设置在所述侧板上，所述基板连接设置在所述连接架的另一
端；
9.所述连接架上固定设置对日高精度高稳定跟踪及观测的遥感组件；
10.所述基板处于锁定状态时，所述连接架与所述侧板平行设置，所述基板折叠设置在所述连接架另一侧，且所述基板与所述顶板通过连接机构连接设置；
11.所述基板处于展开状态时，所述连接机构断开与所述基板的连接，所述基板所述连接架向远离所述卫星主体的方向转动至与所述侧板垂直，所述基板转动至与所述连接架处于同一水平面。
12.一些实施方式中，所述连接架与所述侧板连接设置的一端采用三角板结构设置，所述连接架的三角板结构端部通过旋转件周向旋转设置在所述卫星主体上。
13.一些实施方式中，所述连接机构包括固定架和连接件，所述固定架固定设置在所述顶板上，所述连接件固定设置在所述固定架的上端部，所述连接件的另一端与锁定状态下的所述基板连接设置。
14.一些实施方式中，所述遥感组件包括固定板、卡扣槽以及对日遥感仪器，所述固定板固定设置在所述连接架上，所述对日遥感仪器固定设置在所述固定板上，所述卡扣槽开设在所述固定板两侧。
15.一些实施方式中，所述顶板上固定设置支撑架，所述支撑架上固定设置卡扣件，所述卡扣件分别对应所述卡扣槽设置。
16.一些实施方式中，所述连接件与所述基板通过解锁件连接设置，所述卡扣件与所述卡扣槽通过解锁件连接设置。
17.一些实施方式中，所述基板一端与所述连接架铰接连接，所述基板的另一端与所述连接板通过解锁件连接设置。
18.一些实施方式中，所述解锁件采用火工品。
19.一些实施方式中，所述对日遥感仪器采用太阳成像仪和流量计。
20.本发明还提供一种太阳翼构型结构的工作方法，包括以下步骤：步骤1.卫星发射星箭分离后，所述连接件与所述基板之间的火工品以及所述卡扣件与所述卡扣槽之间的火工品先起爆解锁；
21.步骤2.地面收到所述连接件与所述基板之间的火工品以及所述卡扣件与所述卡扣槽之间的火工品起爆解锁成功的遥测指令后，压紧所述基板与所述连接板的火工品再起爆解锁；
22.步骤3.所述基板解锁后，连接架及安装于连接架上的遥感组件先展开，在连接架及遥感组件展开到位后，基板再展开；
23.步骤4.卫星定点到地球静止轨道预定轨位后，所述基板对日完成粗定向；
24.步骤5.对日遥感仪器根据跟踪分析太阳位置依靠自身机构完成对日精确定向，完成连续对日高精度高稳定跟踪及观测。
25.与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
26.1、本发明通过在卫星主体上设置遥感组件，通过在遥感组件中设置对日遥感仪器，在对日高精度进行跟踪中进行小角度跟踪转动，突破传统太阳翼仅用于给太阳电池贴片提供安装面和保证卫星供电的功能局限性，太阳翼连接架为对日遥感仪器提供高刚度的安装基础，保证遥感组件的安装精度；
27.2、本发明通过在卫星主体上设置连接架、并设置基板与连接架连接设置，在连接架上设置遥感组件，采用太阳翼、连接架和遥感仪器分别压紧的方式，不仅使得安装方便可靠，还有效降低太阳翼和遥感仪器发射主动段的力学响应；
28.3、本发明通过在基板的另一端与连接板之间设置解锁件，并且在未解锁状态时，遥感组件设置在支撑架上，使得总装操作简单，且对遥感组件具有足够的操作空间；
29.4、本发明通过连接架及安装于连接架上的遥感组件先展开，在连接架及遥感组件展开到位后，基板再展开，太阳翼和遥感仪器分布展开对卫星的质心影响小，利于卫星变轨的姿态稳定。
附图说明
30.通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
31.图1为本发明太阳翼构型结构的结构示意图；
32.图2为图1中的局部放大图；
33.图3为本发明太阳翼构型结构的结构示意图一；
34.图4为本发明太阳翼构型结构的结构示意图二；
35.图5为本发明卫星遥感仪器对日精确的定向探测示意图；
36.图6为本发明卫星遥感仪器在一年周期内对日跟踪成像和监测示意图。
37.具体实施方式
38.下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
39.建立卫星的布局坐标系(o-xyz)，定义如下：
40.坐标原点o：星箭分离面中心；
41.oz轴：垂直于星箭分离面,沿坐标原点指向卫星本体方向；
42.ox轴：沿坐标原点指向卫星方向，与卫星飞行方向保持一致；
43.y轴：与x、z轴成右手系。
44.如图1所示为太阳翼构型结构的结构示意图，如图2所示为图1中的局部放大图，如图3所示为本发明太阳翼构型结构的结构示意图一，如图4所示为本发明太阳翼构型结构的
结构示意图二，包括卫星主体1、连接架3以及基板7，卫星主体1包括顶板11和侧板12，侧板12与顶板11垂直设置。连接架3的一端设置在侧板12上，基板7连接设置在连接架3的另一端，连接架3上固定设置对日高精度高稳定跟踪及观测的遥感组件6。
45.基板7处于锁定状态时，连接架3与侧板12平行设置，基板7折叠设置在连接架3另一侧，且基板7与顶板11通过连接机构连接设置。基板7处于展开状态时，连接机构断开与基板7的连接，基板7连接架3向远离卫星主体1的方向转动至与侧板12垂直，基板7转动至与连接架3处于同一水平面。
46.连接架3与侧板12连接设置的一端采用三角板结构设置，连接架3的三角板结构端部通过旋转件2周向旋转设置在卫星主体1上。连接机构包括固定架5和连接件51，固定架5固定设置在顶板11上，连接件51固定设置在固定架5的上端部，连接件51的另一端与锁定状态下的基板7连接设置。
47.遥感组件6包括固定板61、卡扣槽62以及对日遥感仪器63，固定板61固定设置在连接架3上，对日遥感仪器63固定设置在固定板61上，卡扣槽62开设在固定板61两侧。在本实施例中，对日遥感仪器63采用太阳成像仪和流量计，实现全日面和低日冕区域连续成像观测和太阳光谱分布变化的监测。
48.顶板11上固定设置支撑架4，支撑架4上固定设置卡扣件41，卡扣件41分别对应卡扣槽62设置。连接件51与基板7通过解锁件连接设置，卡扣件41与卡扣槽62通过解锁件连接设置。基板7一端与连接架3铰接连接，基板7的另一端与连接板通过解锁件连接设置。在本实施例中，解锁件采用火工品。
49.如图5所示为本发明卫星遥感仪器对日精确的定向探测示意图，如图6所示为本发明卫星遥感仪器在一年周期内对日跟踪成像和监测示意图，太阳翼构型结构的工作方法包括以下步骤：步骤1.卫星发射星箭分离后，连接件51与基板7之间的火工品以及卡扣件41与卡扣槽62之间的火工品先起爆解锁。
50.步骤2.地面收到连接件51与基板7之间的火工品以及卡扣件41与卡扣槽62之间的火工品起爆解锁成功的遥测指令后，压紧基板7与连接板的火工品再起爆解锁。
51.步骤3.基板7解锁后，连接架3及安装于连接架3上的遥感组件6先展开，在连接架3及遥感组件6展开到位后，基板7再展开。
52.步骤4.卫星定点到地球静止轨道预定轨位后，基板7对日完成粗定向。
53.步骤5.对日遥感仪器63根据跟踪分析太阳位置依靠自身机构完成对日精确定向，完成连续对日高精度高稳定跟踪及观测。
54.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，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技术的限制。
55.以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本技术的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。