专利名称：小行星伴飞附着探测器及其构建方法
技术领域：
本发明涉及地球卫星或其他深空探测飞行器技术领域，具体是一种小行星伴飞附着探测器及其构建方法。
背景技术：
我国未来小行星伴飞附着 探测器，需携带离子推力器、附着装置、大口径高增益天线、大容量贮箱、太阳翼等部件。为此，开展小行星伴飞附着探测器构型设计。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的上述不足，提供了一种小行星伴飞附着探测器及其构建方法。本发明是通过以下技术方案实现的。一种小行星伴飞附着探测器，包括三腿附着装置、探测器本体、大口径高增益天线、大容量贮箱、离子推力器、下部桁架及太阳翼，其中，所述三腿附着装置安装于探测器本体的顶部，所述大口径高增益天线及大容量贮箱固定并压紧在探测器本体的侧板上，所述下部桁架安装于探测器本体的底部，所述离子推力器安装于下部桁架的底部。所述三腿附着装置包括一个足垫、一个主支腿及两个辅助支腿，所述主支腿和辅助支腿的一端分别与足垫相连接，所述主支腿和辅助支腿的另一端通过螺栓分别固定在探测器本体的顶部。所述主支腿内部设有缓冲材料。所述探测器本体为六面体结构，采用隔板与加强筋组合的主承力结构形式，并结合侧板构成。所述探测器本体结构尺寸长为2m，宽为2m，高为2. lm。所述大容量贮箱通过法兰对称安装在探测器本体的底板上。所述太阳翼为双翼结构，所述双翼面积相等。所述下部桁架包括贮箱安装板、器箭连接环及离子推力器安装板，所述贮箱安装板和器箭连接环之间通过碳纤维杆相连接，所述离子推力器通过螺栓安装于离子推力器安装板上。一种小行星伴飞附着探测器的构建方法，包括以下步骤步骤一，完成下桁架结构组装，将离子推力器安装在离子推力器安装板上；步骤二，在步骤一的基础上，装配探测器本体，并将太阳翼及大口径高增益天线通过螺栓固定并紧贴于探测器本体的侧板上，将大容量贮箱通过螺栓固定于探测器本体的底板上；步骤三，在步骤二的基础上，依次装配附着装置的辅助支腿、主支腿和足垫，形成该小行星伴飞附着探测器。本发明为满足附着小行星的功能需求，附着装置安装于探测器本体的顶部；为满足高增益天线的安全展开及多矢量定姿要求，高增益天线安装于探测器本体侧板；太阳翼采用双翼，分别安装在探测器本体侧板上，为减小光压力矩，两翼面积相等；大容量贮箱通过法兰对称安装在探测器本体底板上；为了安装离子推力器，在下部桁架的星箭连接环内增加离子推力器安装板，离子推力器通过螺栓安装在桁架结构的离子推力器安装板上。本发明采用以上方法，提供了一种小行星伴飞附着探测器，完全满足离子推力器、附着装置、大口径高增益天线、大容量贮箱、太阳翼等部件的安装和使用要求，具有横向包络尺寸小、承载能力大、桁架隔板组合结构扩展性强、碳纤维杆系热稳定性好、纵向质心低、响应小、转动惯量变化小和易于控制等技术特点。
图I为本发明发射状态结构示意图；图2为本发明飞行状态结构示意图；图中，I为辅助支腿，2为主支腿，3为足垫，4为探测器本体，5为大口径高增益天 线，6为大容量贮箱，7为离子推力器安装板，8为离子推力器，9为下部桁架，10为太阳翼。
具体实施例方式下面对本发明的实施例作详细说明本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。实施例I如图I所示，本实施例包括三腿附着装置、探测器本体4、大口径高增益天线5、大容量贮箱6、离子推力器8、下部桁架9及太阳翼10，其中，三腿附着装置安装于探测器本体4的顶部，大口径高增益天线5及大容量贮箱6固定并压紧在探测器本体4的侧板上，下部桁架9安装于探测器本体4的底部，离子推力器8安装于下部桁架9的底部。三腿附着装置包括一个足垫3、一个主支腿2及两个辅助支腿1，主支腿2和辅助支腿I的一端分别与足垫3相连接，主支腿2和辅助支腿I的另一端通过螺栓分别固定在探测器本体4的顶部。主支腿2内部设有缓冲材料,该缓冲材料具有吸振、缓冲和保护探测器本体的功倉泛。探测器本体4为六面体结构，采用隔板与加强筋组合的主承力结构形式，并结合侧板构成。探测器本体4的结构尺寸长为2m，宽为2m，高为2. lm。大容量贮箱6通过法兰对称安装在探测器本体4的底板上。大口径高增益天线5通过螺栓连接并压紧于探测器本体4的侧板上，发射后择机展开。太阳翼10为双翼结构，双翼面积相等，发射后择机展开。。下部桁架9包括贮箱安装板、器箭连接环及离子推力器安装板7，贮箱安装板和器箭连接环之间通过碳纤维杆相连接，离子推力器8通过螺栓安装于离子推力器安装板7上。本实施例与运载火箭采用包带连接。
本实施例为满足附着小行星的功能需求，附着装置安装于探测器本体的顶部；为满足高增益天线的安全展开及多矢量定姿要求，高增益天线安装于探测器本体侧板；太阳翼采用双翼，分别安装在探测器本体侧板上，为减小光压力矩，两翼面积相等；大容量贮箱通过法兰对称安装在探测器本体底板上；为了安装离子推力器，在下部桁架的星箭连接环内增加离子推力器安装板，离子推力器通过螺栓安装在桁架结构的离子推力器安装板上。实施例2实施例2为实施例I的构建方法。本实施例包括以下步骤步骤一，完成下桁架结构组装，将离子推力器安装在离子推力器安装板上；
步骤二，在步骤一的基础上，装配探测器本体，并将太阳翼及大口径高增益天线通过螺栓固定并紧贴于探测器本体的侧板上，将大容量贮箱通过螺栓固定于探测器本体的底板上；步骤三，在步骤二的基础上，依次装配附着装置的辅助支腿、主支腿和足垫，形成该小行星伴飞附着探测器。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形或修改，这并不影响本发明的实质内容。
权利要求
1.一种小行星伴飞附着探测器，其特征在于，包括三腿附着装置、探测器本体、大口径高增益天线、大容量贮箱、离子推力器、下部桁架及太阳翼，其中，所述三腿附着装置安装于探测器本体的顶部，所述大口径高增益天线及大容量贮箱固定并压紧在探测器本体的侧板上，所述下部桁架安装于探测器本体的底部，所述离子推力器安装于下部桁架的底部。
2.根据权利要求I所述的小行星伴飞附着探测器，其特征在于，所述三腿附着装置包括一个足垫、一个主支腿及两个辅助支腿，所述主支腿和辅助支腿的一端分别与足垫相连接，所述主支腿和辅助支腿的另一端通过螺栓分别固定在探测器本体的顶部。
3.根据权利要求2所述的小行星伴飞附着探测器，其特征在于，所述主支腿内部设有缓冲材料。
4.根据权利要求I所述的小行星伴飞附着探测器，其特征在于，所述探测器本体为六面体结构，采用隔板与加强筋组合的主承力结构形式，并结合侧板构成。
5.根据权利要求4所述的小行星伴飞附着探测器，其特征在于，所述探测器本体结构尺寸长为2m，宽为2m，高为2. lm。
6.根据权利要求I所述的小行星伴飞附着探测器，其特征在于，所述大容量贮箱通过法兰对称安装在探测器本体的底板上。
7.根据权利要求I所述的小行星伴飞附着探测器，其特征在于，所述太阳翼为双翼结构，所述双翼面积相等。
8.根据权利要求I所述的小行星伴飞附着探测器，其特征在于，所述下部桁架包括贮箱安装板、器箭连接环及离子推力器安装板，所述贮箱安装板和器箭连接环之间通过碳纤维杆相连接，所述离子推力器通过螺栓安装于离子推力器安装板上。
9.一种如权利要求I至8中任一项所述的小行星伴飞附着探测器的构建方法，其特征在于，包括以下步骤 步骤一，首先完成下桁架结构组装，将离子推力器安装在离子推力器安装板上； 步骤二，在步骤一的基础上，装配探测器本体，并将太阳翼及大口径高增益天线通过螺栓固定并紧贴于探测器本体的侧板上，将大容量贮箱通过螺栓固定于探测器本体的底板上； 步骤三，在步骤二的基础上，依次装配三腿附着装置的辅助支腿、主支腿和足垫，形成小行星伴飞附着探测器。
全文摘要
本发明公开了一种小行星伴飞附着探测器及其构建方法，包括三腿附着装置、探测器本体、大口径高增益天线、大容量贮箱、离子推力器、下部桁架及太阳翼，其中，所述三腿附着装置安装于探测器本体的顶部，所述大口径高增益天线及大容量贮箱固定并压紧在探测器本体的侧板上，所述下部桁架安装于探测器本体的底部，所述离子推力器安装于下部桁架的底部。本发明具有外包络尺寸小、承载能力大、桁架隔板组合结构扩展性强、碳纤维杆系热稳定性好、纵向质心低、响应小、转动惯量变化小和易于控制等技术特点，可以应用到小行星伴飞附着探测器中，也可以应用于具有类似要求的地球卫星或其他深空探测的飞行器。
文档编号B64G1/10GK102717898SQ20121021184
公开日2012年10月10日 申请日期2012年6月26日 优先权日2012年6月26日
发明者任友良, 周必磊, 尤伟, 张伟 申请人:上海卫星工程研究所