用于展开一组面板的方法和设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本公开总体上涉及展开组件，特别地，涉及用于展开组件的系统。另外更特别地，本公开涉及用于展开航天器的组件的方法和设备。
【背景技术】
[0002]航天器在太空中时用于各种目的。本文中使用的航天器是被构造成在太空中执行多种操作的飞行器、飞船或机器。航天器可以是被构造用于短期太空任务的自推进式太空飞行器或者被构造成在太空中保持更长时段的太空飞行器。在其它情况下，航天器可以是太空站、卫星或某种其它合适结构。
[0003]卫星是在太空中时用于各种操作的航天器的越来越普及的类型。这些卫星用于多个不同领域。例如，非限制性地，卫星可用于导航、通信、环境监控、天气预报、研宄、广播和其它应用。许多家庭、商业、政府组织和其它用户可每天使用卫星用于娱乐、通信、信息收集和其它目的。
[0004]通常使用运载火箭将卫星送入轨道并且可从可移动平台或地面发送卫星。卫星的尺寸决定了运载火箭为了发送卫星所需的推力的量。为了降低将卫星送入轨道的成本，操作人员正在减小卫星的尺寸。随着卫星的尺寸减小，发送卫星所需的推力的量也减小。卫星尺寸的减小以及所使用的运载火箭的类型降低了将卫星发送到轨道的成本。结果，越来越多的实体正在减小所使用的卫星的尺寸。
[0005]根据卫星的目的，在操作的各种阶段期间，可从卫星展开组件。这些组件采取面板的形式。例如，可从卫星展开转向装置、增阻装置、天线、太阳能面板、或某种其它类型的组件中的至少一种。
[0006]在一些情况下，卫星使用太阳能面板，以由太阳产生能量。在这个例证性示例中，太阳能面板是与支承结构电连接的光伏模块的群组。这些太阳能面板可以在发送期间被贮存在靠近卫星壳体的地方并且随后在卫星没有处于轨道上时被展开。例如，抵靠卫星的各面贮存的太阳能面板可被摊开。以类似方式，诸如天线的其它组件在从地面传输到轨道期间贮存在靠近卫星壳体的地方并且随后被展开。
[0007]对于较小的卫星，卫星的存储容量可能没有所期望的大。例如，卫星可能需要比贮存在卫星中并且在从卫星展开的太阳能面板可产生的电力更多的电力来执行操作。在其它情形下，可从卫星展开天线的尺寸无法提供所需通信能力的量。结果，卫星可能没有根据需要发挥作用。因此，将理想的是，具有考虑到以上讨论的问题中的至少一些以及其它可能问题的方法和设备。
【发明内容】
[0008]在一个例证性实施方式中，一种设备包括一组面板、连接到所述一组面板的一组柔性构件以及与所述一组面板和所述一组柔性构件关联的接口系统。所述一组面板在处于折叠构型时抵靠航天器的多个面。所述接口系统被构造成当所述一组柔性构件从所述航天器伸展开时将所述一组面板从折叠构型移动到展开构型。
[0009]在另一个例证性实施方式中，提出了一种展开一组面板的方法。将一组柔性构件从航天器伸展开。使用接口系统将所述一组面板从折叠构型移动到展开构型，使得所述一组柔性构件从所述航天器伸展开。
[0010]在另一个例证性实施方式中，一种天线系统包括一组柔性杆、接口系统和展开机构。所述一组柔性杆与一组天线反射器面板关联，所述一组天线反射器面板在处于折叠构型时抵靠卫星的多个面。所述接口系统与所述一组天线反射器面板和所述一组柔性杆关联。所述接口系统被构造成将所述一组天线反射器面板从折叠构型移动到展开构型。所述展开机构被构造成当所述一组天线反射器面板从折叠构型移动到展开构型时使所述一组柔性杆伸展开。在另一个例证性实施方式中，一种转向系统包括平台和移动系统。所述平台位于卫星的壳体内。所述移动系统与所述平台关联，并且所述移动系统被构造成改变所述平台的取向，以在一组组件从所述卫星展开之后在太空中操纵所述一组组件。
[0011]在另一个例证性实施方式中，一种天线系统包括抛物线天线反射器、一组柔性杆、接口系统和展开机构。所述抛物线天线反射器在处于折叠构型时抵靠卫星的多个面。所述一组柔性杆与所述抛物线天线反射器关联。所述接口系统与所述抛物线天线反射器和所述一组柔性杆关联。所述接口系统被构造成将所述抛物线天线反射器从折叠构型移动到展开构型。所述展开机构被构造成当所述抛物线天线反射器从折叠构型移动到展开构型时使所述一组柔性杆伸展开。
[0012]在另一个例证性实施方式中，一种太阳能面板包括太阳能阵列。太阳能阵列具有第一组太阳能模块和第二组太阳能模块。所述第一组太阳能模块被构造成沿着纵轴折叠，所述第二组太阳能模块被构造成沿着对角轴折叠，以形成所述太阳能阵列的折叠构型。
[0013]特征和功能可独立地在本公开的各种实施方式中实现或者可在其它实施方式中组合，在所述其它实施方式中，可参照下面的描述和附图明白进一步的细节。
【附图说明】
[0014]新颖性特征认为在随附权利要求书中阐述了例证性实施方式的特性。然而，将在结合附图阅读时参照下面对本公开的例证性实施方式的详细描述，最好地理解例证性实施方式以及所需使用模式及其目的和特征，其中:
[0015]图1是根据例证性实施方式的航天器的图示；
[0016]图2是根据例证性实施方式的宇航飞行器的框图的图示；
[0017]图3是根据例证性实施方式的接口系统的框图的图示；
[0018]图4是根据例证性实施方式的面板的框图的图示；
[0019]图5是根据例证性实施方式的卫星的展开系统的图示；
[0020]图6是根据例证性实施方式的卫星的展开系统的图示；
[0021]图7是根据例证性实施方式的卫星的展开系统的剖视图的图示；
[0022]图8是根据例证性实施方式的卫星的展开系统的图示；
[0023]图9是根据例证性实施方式的卫星的展开系统的剖视图的图示；
[0024]图10是根据例证性实施方式的卫星的面板的折叠构型的图示；
[0025]图11是根据例证性实施方式的从卫星展开的面板的图示；
[0026]图12是根据例证性实施方式的从卫星展开的面板的图示；
[0027]图13是根据例证性实施方式的从卫星展开的面板的图示；
[0028]图14是根据例证性实施方式的从卫星展开的面板的图示；
[0029]图15是根据例证性实施方式的从卫星展开的面板的图示；
[0030]图16是根据例证性实施方式的从卫星展开的面板的图示；
[0031]图17是根据例证性实施方式的从卫星展开的面板的图示；
[0032]图18是根据例证性实施方式的成展开构型的面板和接口系统的剖视图的图示；
[0033]图19是根据例证性实施方式的卫星的展开系统的剖视图的图示；
[0034]图20是根据例证性实施方式的卫星的展开系统的剖视图的图示；
[0035]图21是根据例证性实施方式的卫星的展开系统的剖视图的图示；
[0036]图22是根据例证性实施方式的卫星与从卫星展开的一组面板的图示；
[0037]图23是根据例证性实施方式的卫星与从卫星展开的一组面板的图示；
[0038]图24是根据例证性实施方式的卫星的图示；
[0039]图25是根据例证性实施方式的卫星的图示；
[0040]图26是根据例证性实施方式的卫星与从卫星展开的一组组件的图示；
[0041]图27是根据例证性实施方式的太阳能面板的图示；
[0042]图28是根据例证性实施方式的太阳能阵列的部分的图示；
[0043]图29是根据例证性实施方式的太阳能模块的图示；
[0044]图30是根据例证性实施方式的太阳能模块的图示；
[0045]图31是根据例证性实施方式的卫星的转向系统的图示；
[0046]图32是根据例证性实施方式的卫星的转向系统的剖视图的图示；
[0047]图33是根据例证性实施方式的卫星的转向系统的剖视图的图示；
[0048]图34是根据例证性实施方式的卫星的转向系统的剖视图的图示；
[0049]图35是根据例证性实施方式的用于展开一组面板的过程的流程图的图示；
[0050]图36是根据例证性实施方式的用于在航天器中展开一组面板的过程的流程图的图示；
[0051]图37是根据例证性实施方式的框图形式的航天器制造和维修方法的图示；以及
[0052]图38是可实现例证性实施方式的框图形式的航天器的图示。
【具体实施方式】
[0053]例证性实施方式认识和考虑到一个或多个不同的考虑。例如，例证性实施方式认识和考虑到，可能期望的是增加从卫星展开的组件的尺寸。例如，例证性实施方式认识和考虑到，随着从卫星展开的太阳能面板越大，卫星可产生的电力越多。电力的这种增加可为卫星提供额外的操作能力，延长卫星的运行寿命，或这二者。以类似形式，例证性实施方式认识和考虑到，通过增大从卫星展开的天线的尺寸来增加卫星的通信能力。
[0054]然而，例证性实施方式认识和考虑到，当前一些用于从卫星展开组件的展开系统包括的结构会超过预期地增加卫星重量，需要比预期更大的卫星内存储空间，或这二者。例如，一些当前使用的系统包括抵靠卫星的各面贮存的面板。在卫星处于轨道上之后，这些面板被展开成脱离航天器。用于摊开面板的带支架系统可能不如预期那样刚性或平坦地固定面板，并且会使卫星增加比预期更大的重量。卫星的重量增加是不可取的，因为随着卫星的重量增加，发送卫星的成本增加。另外，抵靠卫星的各面正确贮存的面板的尺寸会受到卫星尺寸的限制。
[0055]例证性实施方式还认识和考虑到，一些当前用于从卫星展开组件的展开系统可能不按预期地执行。例如，当正在展开太阳能面板时，一些展开系统不能展开太阳能面板以使得太阳能面板被平放。结果，太阳能面板不能从太阳获取所需量的光能。
[0056]因此，例证性实施方式提供了用于展开一组面板的方法和设备。在一个例证性实施方式中，一种设备包括:一组面板，所述一组面板在处于折叠构型时抵靠航天器的多个面；一组柔性构件，所述一组柔性构件连接到所述一组面板；以及接口系统，所述接口系统与所述一组面板和所述一组柔性构件关联。接口系统被构造成当所述一组柔性构件从航天器伸展开时将所述一组面板从折叠构型移动到展开构型。
[0057]现在，参照附图，特别是参照图1，根据例证性实施方式示出航天器的图示。航天器100采取卫星102的形式。
[0058]如所示的，卫星102包括具有多个面106的壳体104。多个面106包括面108、面110、面112和面114。卫星102还包括顶板116和底板118。
[0059]在这个例证性示例中，卫星102包括展开系统120。展开系统120与卫星102的壳体104关联。在这个例证性示例中，展开系统120位于壳体104的底部部分122内。展开系统120被构造成从卫星102展开多个组件(该视图中未示出)。
[0060]接下来，参照图2，根据例证性实施方式示出宇航飞行器的框图的图示。在这个示出的示例中，宇航飞行器200是能够在地球的大气内、地球的大气外、或既在地球的大气内又在地球的大气外飞行的飞行器。例如，宇航飞行器200可选自飞机、航天器或某种其它合适类型的宇航飞行器中的一种。
[0061]如所示的，宇航飞行器200采取航天器201的形式。在这个示出的示例中，图1中的航天器100是在该图中以框图形式示出的航天器201的物理实现方式的示例。在这个例证性示例中，航天器201是卫星202。
[0062]卫星202是被送入轨道的对象。在这个例证性示例中，卫星202是人工卫星(artificial satellite)。换句话讲，卫星 202 是人造卫星(man-made satellite)。
[0063]在这个示出的示例中，卫星202可采取各种形式。例如，卫星202可采取天文卫星、研宄卫星、通信卫星、导航卫星、侦查卫星、天气卫星或其它合适类型的卫星中的至少一种的形式。
[0064]如本文所用的，短语“至少一个”当与一列项使用时，意指可使用所列项中的一个或多个的不同组合并且可能只需要该列中的一项。该项可以是特定的对象、事物或类别。换句话讲，“至少一个”意指在该列中可使用的一项或多项的任何组合，但可能并不需要该列中的所有项。
[0065]例如，“项A、项B和项C中的至少一个”可意指项A ;项A和项B ;项B ;项A、项B和项C ;或项B和项C。在一些情况下，“项A、项B和项C中的至少一个”可意指(例如，而非限制)两个项A、一个项B和十个项C ;四个项B和七个项C ;或某种其它合适的组合。
[0066]在该例证性示例中，卫星202是小卫星204。小卫星204是重量是大约I克至大约500千克的卫星。在其它例证性示例中，卫星202可更小或更大，这取决于特定实现方式。小卫星204可选自小型卫星、微卫星、纳卫星、立方卫星和其它合适类型的小卫星中的一个。
[0067]在这个示出的示例中，卫星202包括具有多个面208的壳体206。如本文所用的，“多个”项是一个或多个项。例如，多个面208是一个或多个面。
[0068]如所示的，壳体206形成卫星202的为卫星202提供机械支承的结构。在这个例证性示例中，壳体206包含选自金属、金属合金、复合材料、其它合适类型的材料或这些材料的组合中的一种的材料。
[0069]如所示出的，展开系统210与卫星202的壳体206关联。第一组件(诸如，展开系统210)可被视为通过固定于第二组件(诸如，卫星202的壳体206)、结合于第二组件、安装于第二组件、焊接到第二组件、紧固于第二组件、以某种其它合适方式连接到第二组件或它们的组合而与第二组件物理关联。第一组件还可利用第三组件连接到第二组件。另外，第一组件可被视为通过形成为第二组件的部分、第