一种基于模块化设计的大型航天载荷的制作方法

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@小白创作中心

一种基于模块化设计的大型航天载荷的制作方法

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来源

https://www.xjishu.com/zhuanli/33/202411373249.html

随着人类探索太空的步伐不断延伸，大型空间结构必将在航天工程中广泛应用。然而，目前的太空载荷结构和应用上均存在不足。本文介绍了一种基于模块化设计的大型航天载荷，该技术在轨组装和更换维修的过程中可实现自主组装，组装过程无需其它辅助装置，灵活性高，确保系统有较高的使用效益。

本发明涉及航天载荷，尤其涉及一种基于模块化设计的大型航天载荷。

背景技术：

随着人类探索太空的步伐不断延伸，大型空间结构必将在航天工程中广泛应用，受火箭运输的结构尺寸限制，在轨组装是建造空间大尺度结构的必然趋势和有效途径。
然而，目前的太空载荷结构和应用上均存在不足，例如：
目前已有的在轨组装空间大尺度结构的方法多为六面体结构等桁架形式，并且没有提及信息传输和能源供给等问题的解决方案；
目前已有的在轨组装方法仅考虑了建造部分，未包含在轨更换、维修的方法；
目前已有的在轨组装大型航天载荷方法基本为利用航天飞机或空间站作为建造基站，建造时受航天飞机或空间站的约束，无在轨机动能力，自由度小。

技术实现思路

本发明要解决的技术问题是，如何实现航天载荷中任意一个子载荷的整体更换维修，或对部分器件进行局部更换，以提高整个载荷的任务可用性；有鉴于此，本发明提供一种基于模块化设计的大型航天载荷。
本发明采用的技术方案是，一种基于模块化设计的大型航天载荷，包括：
平台；
对接机构，布置于所述平台的内部；
太阳翼/天线一体化系统，布置于所述平台的底部；
机械臂，其两端分别连接于布置在所述平台上的机械臂底座，并可以其中一个所述底座为轴，实现方位、俯仰两维的转动和偏转，并通过所述机械臂建立载荷之间的信息/供电链路；
其中，对接机构包括彼此连接的对接机构主动端和对接机构被动端，所述对接机构主动端在不同载荷对接前处于收缩状态，当所述载荷处于对接准备状态时，所述对接机构主动端由收缩状态转为伸展状态，从所述平台的侧面探出，用于与不同载荷的对接孔位连接，前后子载荷之间对接完成时，伸缩机构头部的对接锁处于锁紧状态，以实现不同载荷的对接。
在一个实施方式中，对接机构主动端周向均匀布置至少两个锁舌，锁舌形状采用防误接设计。
在一个实施方式中，平台包括：机器人停留平台；
机器人停留平台的两端布置激光对接雷达，用于保持对接过程中不同载荷之间的平稳状态；
所述机器人停留平台用于承载自主飞行爬虫机器人在所述载荷上的停留或移动。
在一个实施方式中，平台布置有待维修器件，所述机械臂用于将所述待维修器件更换为所述自主飞行爬虫机器人携带的替换器件。
在一个实施方式中，机械臂进一步用于与不同载荷上的机械臂底座实现连接。
在一个实施方式中，载荷还包括：
推进装置，包括设置于所述平台内部的反作用飞轮以及设置于所述平台侧面的推进器，用于实现所述载荷的飞行移动。
在一个实施方式中，载荷还包括：
机械臂捕捉器，位于载荷侧面，用于与所述机械臂的前部抓取装置连接。
在一个实施方式中，载荷还包括：
供电装置，布置于所述平台内部。
在一个实施方式中，载荷还包括：
北斗收/发天线，用于对所述载荷进行定位以及导航。
在一个实施方式中，太阳翼/天线一体化系统包括收缩状态以及伸展状态。

技术优势

相较于现有技术，本发明至少具备以下优点：

本发明提供的载荷，在轨组装和更换维修的过程中可实现自主组装，组装过程无需其它辅助装置，灵活性高，更换模式多样，确保系统有较高的使用效益。

技术特征

一种基于模块化设计的大型航天载荷，其特征在于，包括：
根据权利要求1所述基于模块化设计的大型航天载荷，其特征在于，所述对接机构主动端周向均匀布置至少两个锁舌，锁舌形状采用防误接设计。
根据权利要求1所述基于模块化设计的大型航天载荷，其特征在于，所述平台包括：机器人停留平台；
根据权利要求3所述基于模块化设计的大型航天载荷，其特征在于，所述平台布置有待维修器件，所述机械臂用于将所述待维修器件更换为所述自主飞行爬虫机器人携带的替换器件。
根据权利要求4所述基于模块化设计的大型航天载荷，其特征在于，所述机械臂进一步用于与不同载荷上的机械臂底座实现连接。
根据权利要求1所述基于模块化设计的大型航天载荷，其特征在于，所述载荷还包括：
根据权利要求1所述基于模块化设计的大型航天载荷，其特征在于，所述载荷还包括：
根据权利要求1所述基于模块化设计的大型航天载荷，其特征在于，所述载荷还包括：
根据权利要求1所述基于模块化设计的大型航天载荷，其特征在于，所述载荷还包括：
根据权利要求1所述基于模块化设计的大型航天载荷，其特征在于，所述太阳翼/天线一体化系统包括收缩状态以及伸展状态。

技术总结

本发明提出了一种基于模块化设计的大型航天载荷，包括：平台、对接机构、太阳翼/天线一体化系统、机械臂；对接机构布置于平台的内部；太阳翼/天线一体化系统布置于平台的底部；机械臂两端分别连接于布置在平台上的机械臂底座，并可以其中一个底座为轴实现两维转动，并通过机械臂建立载荷之间的信息/供电链路；对接机构包括彼此连接的主动端和被动端，当载荷处于对接准备状态时，主动端由收缩状态转为伸展状态，从平台的侧面探出，与不同载荷的对接孔位连接，对接完成时，头部的对接锁锁紧，实现不同载荷的对接。本发明提供的载荷，在轨组装和更换维修的过程中可实现自主组装，组装过程无需其它辅助装置，灵活性高，确保系统的使用效益。