一种侧挂式构型的光学遥感卫星的制作方法

1.本实用新型涉及航天航空技术领域，具体涉及一种侧挂式构型的光学遥感卫星。


背景技术：

2.光学遥感载荷需要安装在卫星的对地面，而且随着观测精度的要求越来越高，载荷的规模也越来越大，重量越来越重，对现有小卫星构形提出了更高的适应性需求。
3.高分辨率遥感小卫星一般需要配备高分辨率相机、大扭矩控制力矩陀螺(cmg)或大力矩动量轮，卫星整体的体积重量都比较大。目前常用的小卫星平台，多采用纯板式结构，结构板通常采用蜂窝+铝蒙皮的复合材料结构，平台设备一般安装在卫星的隔板和侧板上。
4.一般情况下，遥感卫星底部通过标准包带和对接环的方式与运载对接，但是随着对遥感卫星的发射数量越来越大，为了满足一箭多星的发射要求，目前，卫星侧挂的安装方式也开始在光学遥感卫星是应用，其优点是排布密度大，可以满足一箭多星的排布要求。


技术实现要素：

5.本实用新型为了满足一箭多星的发射要求，提供了一种侧挂式构型的光学遥感卫星，具有重量轻、结构紧凑、适用性强的优势。
6.本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种侧挂式构型的光学遥感卫星，包括卫星箱体、卫星帆板和遥感相机，所述卫星箱体包括顶板、底板、前板、后板、左侧板和右侧板，所述左侧板和右侧板均呈第一直角梯形结构，所述前板和后板的下端分别垂直固定在所述底板的前侧边和后侧边，所述左侧板和右侧板的直角腰垂直固定在所述底板的左侧边和右侧边，所述前板的左右两侧边分别与所述左侧板和右侧板固定连接，所述后板的左右两侧边分别与所述左侧板和右侧板固定连接，所述后板的高度与所述第一直角梯形结构的下底边长度相同；所述顶板的前侧边固定在所述前板的顶端，所述顶板与所述底板平行布置，所述顶板的后侧边与所述后板固定连接，所述顶板的左侧边和右侧边分别与所述左侧板和右侧板固定连接；所述后板的前侧面还固定有水平布置的加强板；所述遥感相机固定在所述顶板的外表面上，所述左侧板和右侧板的外表面上分别铰接有卫星帆板；所述后板的后侧面还设有多个挂接结构。
7.本实用新型的有益效果是：本实用新型的侧挂式构型的光学遥感卫星，整个卫星箱体采用类梯形构型，该构型具有较高的结构稳定性，体积利用率高、整体转动惯量较小。本实用新型的侧挂式构型的光学遥感卫星相比于传统构型，能够实现整星侧挂要求，而且卫星重量大大降低，结构分系统占整星重量比小于20％。
8.在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。
9.进一步，所述左侧板和右侧板相对的一侧面上分别固定设有加强框，所述加强框位于所述顶板的上方，所述加强框的第一边与所述顶板的外表面固定连接，所述加强框的第二边与所述后板固定连接，所述加强框的第三边与所述直角梯形结构的斜边平齐。
10.采用上述进一步方案的有益效果是：通过设置加强框，有利于整个卫星箱体的结构强度稳定。
11.进一步，所述加强框的第一边的前端与所述顶板的前端平齐，所述加强框的第四边与所述顶板平行且与所述加强板下表面固定连接。
12.进一步，所述加强框为第二直角梯形结构，所述第二直角梯形结构的上底边为第四边，所述第二直角梯形结构的下底边为第一边，所述第二直角梯形结构的直角腰为第二边，所述第二直角梯形结构的斜边腰为第三边。
13.进一步，所述加强板的左侧边和右侧边还分别与所述左侧板和右侧板固定连接。
14.进一步，所述前板与左侧板和右侧板分别通过第一角框固定连接，所述后板与左侧板和右侧板分别通过第二角框固定连接，所述第一角框和第二角框均呈l型，所述第一角框和第二角框均固定在所述卫星箱体的内侧壁的拐角处。
15.采用上述进一步方案的有益效果是：角框的设置，有利于前板与左右侧板、后板与左右侧板之间的稳定连接固定。
16.进一步，所述卫星箱体内还设有隔板，所述隔板与前板平行布置，所述隔板上开设有结构孔；所述隔板的厚度为20～30mm。
17.采用上述进一步方案的有益效果是：结构孔的设置，能够满足卫星箱体前舱和后舱的电气连接要求。
18.进一步，所述卫星箱体的各个箱体板均采用铝蜂窝板，所述铝蜂窝板包括两层铝合金蒙皮板和设置在两层铝合金蒙皮板之间的铝芯。
19.采用上述进一步方案的有益效果是：卫星箱体采用层板式结构，保证结构强度的前提下，减轻结构重量并且降低了设计加工成本。
20.进一步，所述顶板和后板的厚度均为35～45mm，所述底板、前板、左侧板和右侧板的厚度均为25～35mm。
21.进一步，所述挂接结构为四个，四个挂接结构排布成方形，位于下方的两个挂接结构邻近所述底板布置，位于上方的两个挂接结构设置在所述加强板所在位置处。
22.采用上述进一步方案的有益效果是：挂接结构所在位置结构强度较弱，通过设置加强板，有利于挂接结构的稳定。
附图说明
23.图1为本实用新型侧挂式构型的光学遥感卫星的卫星帆板折叠状态的立体结构示意图一；
24.图2为本实用新型侧挂式构型的光学遥感卫星的卫星帆板折叠状态的立体结构示意图二；
25.图3为本实用新型侧挂式构型的光学遥感卫星的卫星帆板展开状态的立体结构示意图一；
26.图4为本实用新型侧挂式构型的光学遥感卫星的卫星帆板展开状态的立体结构示意图二；
27.图5为本实用新型卫星箱体内部结构示意图。
28.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
29.1、卫星箱体；11、顶板；12、底板；13、前板；14、后板；15、左侧板；16、右侧板；17、隔板；18、结构孔；
30.2、卫星帆板；3、遥感相机；4、挂接结构；5、第一角框；51、第二角框；6、加强板；7、加强框。
具体实施方式
31.以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
32.如图1～图5所示，本实施例的一种侧挂式构型的光学遥感卫星，包括卫星箱体1、卫星帆板2和遥感相机3，所述卫星箱体1包括顶板11、底板12、前板13、后板14、左侧板15和右侧板16，所述左侧板15和右侧板16均呈第一直角梯形结构，所述前板13和后板14的下端分别垂直固定在所述底板12的前侧边和后侧边，所述左侧板15和右侧板16的直角腰垂直固定在所述底板12的左侧边和右侧边，所述前板13的左右两侧边分别与所述左侧板15和右侧板16固定连接，所述后板14的左右两侧边分别与所述左侧板15和右侧板16固定连接，所述后板14的高度与所述第一直角梯形结构的下底边长度相同；所述顶板11的前侧边固定在所述前板13的顶端，所述顶板11与所述底板12平行布置，所述顶板11的后侧边与所述后板14固定连接，所述顶板11的左侧边和右侧边分别与所述左侧板15和右侧板16固定连接；所述后板14的前侧面还固定有水平布置的加强板6；所述遥感相机3固定在所述顶板11的外表面上，所述左侧板15和右侧板16的外表面上分别铰接有卫星帆板2；所述后板14的后侧面还设有多个挂接结构4。
33.如图1和图3所示，本实施例的所述遥感相机3安装在卫星箱体1的顶板11上，遥感相机3与顶板11采用变形解耦的安装方式，由三组bipod的阻尼支撑形成静定的运动学安装方式。这种载荷与平台的解耦安装方式，一方面，将相机载荷与卫星平台完全解耦，从力学、热、机械结构等方面都相对独立；另一方面，这种完全解耦的方式，在设计、总装和系统集成各阶段，相机载荷与卫星平台都可以独立开展工作，不需要过多的交叉耦合，可以大大简化系统设计的复杂度，并且节省研发周期和成本。
34.如图1、图3和图5所示，本实施例的所述左侧板15和右侧板16相对的一侧面上分别固定设有加强框7，所述加强框7位于所述顶板11的上方，所述加强框7的第一边与所述顶板11的外表面固定连接，所述加强框7的第二边与所述后板14固定连接，所述加强框7的第三边与所述直角梯形结构的斜边平齐。加强框可采用碳纤维材质制成，重量轻且比高度高。通过设置加强框，有利于整个卫星箱体的结构强度稳定。
35.如图1、图3和图5所示，本实施例的所述加强框7的第一边的前端与所述顶板11的前端平齐，所述加强框7的第四边与所述顶板11平行且与所述加强板下表面固定连接。
36.如图1、图3和图5所示，本实施例的所述加强框7为第二直角梯形结构，所述第二直角梯形结构的上底边为第四边，所述第二直角梯形结构的下底边为第一边，所述第二直角梯形结构的直角腰为第二边，所述第二直角梯形结构的斜边腰为第三边。
37.进一步的，所述加强板6的左侧边和右侧边还分别与所述左侧板15和右侧板16固定连接。可使加强板6固定在两个加强框7的第四边上，还可以利用加强框7对加强板6进行一定的结构支撑，使所有的箱板以及加强板、加强框构造成为一个整体，相互之间结构相互
加强。
38.如图5所示，为了使整体构型更加稳固，并且方便总装和调试，本实施例的所述前板13与左侧板15和右侧板16分别通过第一角框5固定连接，所述后板14与左侧板15和右侧板16分别通过第二角框51固定连接，所述第一角框5和第二角框51均呈l型，所述第一角框5和第二角框51均固定在所述卫星箱体1的内侧壁的拐角处。角框的设置，有利于前板与左右侧板、后板与左右侧板之间的稳定连接固定。角框材料选用铝合金或钛合金的金属结构，角框是承载的主要部件，所有相邻的箱板都与角框连接，角框为l形加强结构，每个角钢上连接点的间距不大于100mm。
39.如图5所示，本实施例的所述卫星箱体1内还设有隔板17，所述隔板17与前板13平行布置，所述隔板17上开设有结构孔18；所述隔板17的厚度为20～30mm，优选为25mm。所述结构孔18为圆孔，结构孔18为并排的两个。结构孔的设置，能够满足卫星箱体前舱和后舱的电气连接要求。
40.本实施例的所述卫星箱体1的各个箱体板均采用铝蜂窝板，所述铝蜂窝板包括两层铝合金蒙皮板和设置在两层铝合金蒙皮板之间的铝芯。所述铝合金蒙皮板采用厚度为0.3mm的铝合金薄板。卫星箱体采用层板式结构，保证结构强度的前提下，减轻结构重量并且降低了设计加工成本。
41.具体的，所述顶板11和后板14的厚度均为35～45mm，所述底板12、前板13、左侧板15和右侧板16的厚度均为25～35mm。进一步优选的，所述顶板11和后板14的厚度均为40mm，所述底板12、前板13、左侧板15和右侧板16的厚度均为30mm。
42.如图2和图4所示，本实施例的所述挂接结构4为四个，四个挂接结构4排布成方形，位于下方的两个挂接结构4邻近所述底板12布置，位于上方的两个挂接结构4设置在所述加强板6所在位置处。挂接结构所在位置结构强度较弱，通过设置加强板，有利于挂接结构的稳定。所述挂接结构4可选用航天航空常用挂接结构即可，可市售采购获得。
43.本实施例的侧挂式构型的光学遥感卫星的所有安装孔预埋件均选用航天标准预埋件，减轻结构重量并且降低设计加工成本，后板为整星的安装面，顶板为载荷安装面，为了保证刚度强度做了加厚处理，另外，在传递力学载荷的关键部位，为了保证连接可靠性，均设计了非标的整体预埋件。
44.本实施例的侧挂式构型的光学遥感卫星，整个卫星箱体采用类梯形构型，该构型具有较高的结构稳定性，体积利用率高、整体转动惯量较小。本实用新型的侧挂式构型的光学遥感卫星相比于传统构型，能够实现整星侧挂要求，而且卫星重量大大降低，结构分系统占整星重量比小于20％。本实施例的侧挂式构型的光学遥感卫星采用蜂窝板+框架的组合式梯形形箱体构型，载荷与平台完全解耦安装；侧挂式的遥感卫星构型，兼容功能性、实用性和经济性，能够大幅度的提升运载火箭的经济效益。
45.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
46.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
47.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
48.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“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，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”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
49.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
50.尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

技术特征：
1.一种侧挂式构型的光学遥感卫星，其特征在于，包括卫星箱体、卫星帆板和遥感相机，所述卫星箱体包括顶板、底板、前板、后板、左侧板和右侧板，所述左侧板和右侧板均呈第一直角梯形结构，所述前板和后板的下端分别垂直固定在所述底板的前侧边和后侧边，所述左侧板和右侧板的直角腰垂直固定在所述底板的左侧边和右侧边，所述前板的左右两侧边分别与所述左侧板和右侧板固定连接，所述后板的左右两侧边分别与所述左侧板和右侧板固定连接，所述后板的高度与所述第一直角梯形结构的下底边长度相同；所述顶板的前侧边固定在所述前板的顶端，所述顶板与所述底板平行布置，所述顶板的后侧边与所述后板固定连接，所述顶板的左侧边和右侧边分别与所述左侧板和右侧板固定连接；所述后板的前侧面还固定有水平布置的加强板；所述遥感相机固定在所述顶板的外表面上，所述左侧板和右侧板的外表面上分别铰接有卫星帆板；所述后板的后侧面还设有多个挂接结构。2.根据权利要求1所述一种侧挂式构型的光学遥感卫星，其特征在于，所述左侧板和右侧板相对的一侧面上分别固定设有加强框，所述加强框位于所述顶板的上方，所述加强框的第一边与所述顶板的外表面固定连接，所述加强框的第二边与所述后板固定连接，所述加强框的第三边与所述直角梯形结构的斜边平齐。3.根据权利要求2所述一种侧挂式构型的光学遥感卫星，其特征在于，所述加强框的第一边的前端与所述顶板的前端平齐，所述加强框的第四边与所述顶板平行且与所述加强板下表面固定连接。4.根据权利要求3所述一种侧挂式构型的光学遥感卫星，其特征在于，所述加强框为第二直角梯形结构，所述第二直角梯形结构的上底边为第四边，所述第二直角梯形结构的下底边为第一边，所述第二直角梯形结构的直角腰为第二边，所述第二直角梯形结构的斜边腰为第三边。5.根据权利要求1所述一种侧挂式构型的光学遥感卫星，其特征在于，所述加强板的左侧边和右侧边还分别与所述左侧板和右侧板固定连接。6.根据权利要求1所述一种侧挂式构型的光学遥感卫星，其特征在于，所述前板与左侧板和右侧板分别通过第一角框固定连接，所述后板与左侧板和右侧板分别通过第二角框固定连接，所述第一角框和第二角框均呈l型，所述第一角框和第二角框均固定在所述卫星箱体的内侧壁的拐角处。7.根据权利要求1所述一种侧挂式构型的光学遥感卫星，其特征在于，所述卫星箱体内还设有隔板，所述隔板与前板平行布置，所述隔板上开设有结构孔；所述隔板的厚度为20～30mm。8.根据权利要求1所述一种侧挂式构型的光学遥感卫星，其特征在于，所述卫星箱体的各个箱体板均采用铝蜂窝板，所述铝蜂窝板包括两层铝合金蒙皮板和设置在两层铝合金蒙皮板之间的铝芯。9.根据权利要求1所述一种侧挂式构型的光学遥感卫星，其特征在于，所述顶板和后板的厚度均为35～45mm，所述底板、前板、左侧板和右侧板的厚度均为25～35mm。10.根据权利要求1所述一种侧挂式构型的光学遥感卫星，其特征在于，所述挂接结构为四个，四个挂接结构排布成方形，位于下方的两个挂接结构邻近所述底板布置，位于上方的两个挂接结构设置在所述加强板所在位置处。

技术总结
本实用新型涉及一种侧挂式构型的光学遥感卫星，包括卫星箱体、卫星帆板和遥感相机，卫星箱体的左侧板和右侧板均呈第一直角梯形结构，前板和后板的下端分别垂直固定在底板的前侧边和后侧边，左侧板和右侧板的直角腰垂直固定在底板的左侧边和右侧边，前板的左右两侧边分别与左侧板和右侧板固定连接，后板的左右两侧边分别与左侧板和右侧板固定连接；顶板的前侧边固定在前板的顶端，顶板与底板平行布置，顶板的后侧边与后板固定连接，顶板的左侧边和右侧边分别与左侧板和右侧板固定连接；后板的前侧面还固定有水平布置的加强板；遥感相机固定在顶板的外表面上，左侧板和右侧板的外表面上分别铰接有卫星帆板；后板的后侧面设有多个挂接结构。挂接结构。挂接结构。


技术研发人员：胡宝义 高恩宇 姜秀鹏 严洲
受保护的技术使用者：北京微纳星空科技有限公司
技术研发日：2022.11.21
技术公布日：2023/6/20