本發(fā)明涉及航天載荷，尤其涉及一種基于模塊化設(shè)計(jì)的大型航天載荷。

背景技術(shù)：

1、隨著人類探索太空的步伐不斷延伸，大型空間結(jié)構(gòu)必將在航天工程中廣泛應(yīng)用，受火箭運(yùn)輸?shù)慕Y(jié)構(gòu)尺寸限制，在軌組裝是建造空間大尺度結(jié)構(gòu)的必然趨勢(shì)和有效途徑。

2、然而，目前的太空載荷結(jié)構(gòu)和應(yīng)用上均存在不足，例如：

3、目前已有的在軌組裝空間大尺度結(jié)構(gòu)的方法多為六面體結(jié)構(gòu)等桁架形式，并且沒(méi)有提及信息傳輸和能源供給等問(wèn)題的解決方案；

4、目前已有的在軌組裝方法僅考慮了建造部分，未包含在軌更換、維修的方法；

5、目前已有的在軌組裝大型航天載荷方法基本為利用航天飛機(jī)或空間站作為建造基站，建造時(shí)受航天飛機(jī)或空間站的約束，無(wú)在軌機(jī)動(dòng)能力，自由度小。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是，如何實(shí)現(xiàn)航天載荷中任意一個(gè)子載荷的整體更換維修，或?qū)Σ糠制骷M(jìn)行局部更換，以提高整個(gè)載荷的任務(wù)可用性；有鑒于此，本發(fā)明提供一種基于模塊化設(shè)計(jì)的大型航天載荷。

2、本發(fā)明采用的技術(shù)方案是，一種基于模塊化設(shè)計(jì)的大型航天載荷，包括：

3、平臺(tái)；

4、對(duì)接機(jī)構(gòu)，布置于所述平臺(tái)的內(nèi)部；

5、太陽(yáng)翼/天線一體化系統(tǒng)，布置于所述平臺(tái)的底部；

6、機(jī)械臂，其兩端分別連接于布置在所述平臺(tái)上的機(jī)械臂底座，并可以其中一個(gè)所述底座為軸，實(shí)現(xiàn)方位、俯仰兩維的轉(zhuǎn)動(dòng)和偏轉(zhuǎn)，并通過(guò)所述機(jī)械臂建立載荷之間的信息/供電鏈路；

7、其中，對(duì)接機(jī)構(gòu)包括彼此連接的對(duì)接機(jī)構(gòu)主動(dòng)端和對(duì)接機(jī)構(gòu)被動(dòng)端，所述對(duì)接機(jī)構(gòu)主動(dòng)端在不同載荷對(duì)接前處于收縮狀態(tài)，當(dāng)所述載荷處于對(duì)接準(zhǔn)備狀態(tài)時(shí)，所述對(duì)接機(jī)構(gòu)主動(dòng)端由收縮狀態(tài)轉(zhuǎn)為伸展?fàn)顟B(tài)，從所述平臺(tái)的側(cè)面探出，用于與不同載荷的對(duì)接孔位連接，前后子載荷之間對(duì)接完成時(shí)，伸縮機(jī)構(gòu)頭部的對(duì)接鎖處于鎖緊狀態(tài)，以實(shí)現(xiàn)不同載荷的對(duì)接。

8、在一個(gè)實(shí)施方式中，對(duì)接機(jī)構(gòu)主動(dòng)端周向均勻布置至少兩個(gè)鎖舌，鎖舌形狀采用防誤接設(shè)計(jì)。

9、在一個(gè)實(shí)施方式中，平臺(tái)包括：機(jī)器人停留平臺(tái)；

10、機(jī)器人停留平臺(tái)的兩端布置激光對(duì)接雷達(dá)，用于保持對(duì)接過(guò)程中不同載荷之間的平穩(wěn)狀態(tài)；

11、所述機(jī)器人停留平臺(tái)用于承載自主飛行爬蟲(chóng)機(jī)器人在所述載荷上的停留或移動(dòng)。

12、在一個(gè)實(shí)施方式中，平臺(tái)布置有待維修器件，所述機(jī)械臂用于將所述待維修器件更換為所述自主飛行爬蟲(chóng)機(jī)器人攜帶的替換器件。

13、在一個(gè)實(shí)施方式中，機(jī)械臂進(jìn)一步用于與不同載荷上的機(jī)械臂底座實(shí)現(xiàn)連接。

14、在一個(gè)實(shí)施方式中，載荷還包括：

15、推進(jìn)裝置，包括設(shè)置于所述平臺(tái)內(nèi)部的反作用飛輪以及設(shè)置于所述平臺(tái)側(cè)面的推進(jìn)器，用于實(shí)現(xiàn)所述載荷的飛行移動(dòng)。

16、在一個(gè)實(shí)施方式中，載荷還包括：

17、機(jī)械臂捕捉器，位于載荷側(cè)面，用于與所述機(jī)械臂的前部抓取裝置連接。

18、在一個(gè)實(shí)施方式中，載荷還包括：

19、供電裝置，布置于所述平臺(tái)內(nèi)部。

20、在一個(gè)實(shí)施方式中，載荷還包括：

21、北斗收/發(fā)天線，用于對(duì)所述載荷進(jìn)行定位以及導(dǎo)航。

22、在一個(gè)實(shí)施方式中，太陽(yáng)翼/天線一體化系統(tǒng)包括收縮狀態(tài)以及伸展?fàn)顟B(tài)。

23、相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明至少具備以下優(yōu)點(diǎn)：

24、本發(fā)明提供的載荷，在軌組裝和更換維修的過(guò)程中可實(shí)現(xiàn)自主組裝，組裝過(guò)程無(wú)需其它輔助裝置，靈活性高，更換模式多樣，確保系統(tǒng)有較高的使用效益。

技術(shù)特征：

1.一種基于模塊化設(shè)計(jì)的大型航天載荷，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于模塊化設(shè)計(jì)的大型航天載荷，其特征在于，所述對(duì)接機(jī)構(gòu)主動(dòng)端周向均勻布置至少兩個(gè)鎖舌，鎖舌形狀采用防誤接設(shè)計(jì)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于模塊化設(shè)計(jì)的大型航天載荷，其特征在于，所述平臺(tái)包括：機(jī)器人停留平臺(tái)；

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述基于模塊化設(shè)計(jì)的大型航天載荷，其特征在于，所述平臺(tái)布置有待維修器件，所述機(jī)械臂用于將所述待維修器件更換為所述自主飛行爬蟲(chóng)機(jī)器人攜帶的替換器件。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述基于模塊化設(shè)計(jì)的大型航天載荷，其特征在于，所述機(jī)械臂進(jìn)一步用于與不同載荷上的機(jī)械臂底座實(shí)現(xiàn)連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于模塊化設(shè)計(jì)的大型航天載荷，其特征在于，所述載荷還包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于模塊化設(shè)計(jì)的大型航天載荷，其特征在于，所述載荷還包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于模塊化設(shè)計(jì)的大型航天載荷，其特征在于，所述載荷還包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于模塊化設(shè)計(jì)的大型航天載荷，其特征在于，所述載荷還包括：

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于模塊化設(shè)計(jì)的大型航天載荷，其特征在于，所述太陽(yáng)翼/天線一體化系統(tǒng)包括收縮狀態(tài)以及伸展?fàn)顟B(tài)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提出了一種基于模塊化設(shè)計(jì)的大型航天載荷，包括：平臺(tái)、對(duì)接機(jī)構(gòu)、太陽(yáng)翼/天線一體化系統(tǒng)、機(jī)械臂；對(duì)接機(jī)構(gòu)布置于平臺(tái)的內(nèi)部；太陽(yáng)翼/天線一體化系統(tǒng)布置于平臺(tái)的底部；機(jī)械臂兩端分別連接于布置在平臺(tái)上的機(jī)械臂底座，并可以其中一個(gè)底座為軸實(shí)現(xiàn)兩維轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過(guò)機(jī)械臂建立載荷之間的信息/供電鏈路；對(duì)接機(jī)構(gòu)包括彼此連接的主動(dòng)端和被動(dòng)端，當(dāng)載荷處于對(duì)接準(zhǔn)備狀態(tài)時(shí)，主動(dòng)端由收縮狀態(tài)轉(zhuǎn)為伸展?fàn)顟B(tài)，從平臺(tái)的側(cè)面探出，與不同載荷的對(duì)接孔位連接，對(duì)接完成時(shí)，頭部的對(duì)接鎖鎖緊，實(shí)現(xiàn)不同載荷的對(duì)接。本發(fā)明提供的載荷，在軌組裝和更換維修的過(guò)程中可實(shí)現(xiàn)自主組裝，組裝過(guò)程無(wú)需其它輔助裝置，靈活性高，確保系統(tǒng)的使用效益。

技術(shù)研發(fā)人員：徐勝,周恒,石葉楠,李培林,馬樂(lè)樂(lè)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)電子科技集團(tuán)有限公司電子科學(xué)研究院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/12