空間結(jié)構(gòu)體部署系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開總體涉及空間結(jié)構(gòu)體，并且具體地涉及部署空間結(jié)構(gòu)體。依然更具體地，本公開涉及用于部署空間結(jié)構(gòu)體(諸如衛(wèi)星)的方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]運(yùn)載火箭可以用于將有效載荷、人或兩者從地球攜帶至太空。例如，運(yùn)載火箭可以將有效載荷(諸如衛(wèi)星)攜帶至太空。一旦運(yùn)載火箭到達(dá)用于衛(wèi)星部署的離地球期望的距離，貝丨』衛(wèi)星通過一個(gè)或多個(gè)部署(deployment)機(jī)構(gòu)的致動(dòng)與運(yùn)載火箭分離。
[0003]根據(jù)在部署期間使用的條件和系統(tǒng)，衛(wèi)星可能在與運(yùn)載火箭分離之后翻滾。例如，用于衛(wèi)星的一些部署系統(tǒng)使用爆炸螺栓或多個(gè)推桿彈簧來使衛(wèi)星與運(yùn)載火箭分離。這些類型的部署系統(tǒng)從多點(diǎn)釋放衛(wèi)星。用于使衛(wèi)星從這些不同的點(diǎn)與運(yùn)載火箭分離的潛在不均勻力分配可以促使衛(wèi)星翻滾。
[0004]一些衛(wèi)星可以包括降低或停止翻滾、以及改變衛(wèi)星方位或執(zhí)行其他動(dòng)作的推進(jìn)系統(tǒng)。然而，較小的衛(wèi)星可能不包括這些類型的系統(tǒng)以降低衛(wèi)星的尺寸、重量或兩者。從微衛(wèi)星等級下降至毫微微衛(wèi)星等級的較小的衛(wèi)星具有有限的或沒有姿態(tài)控制范圍。微衛(wèi)星等級具有從10kg至100kg的質(zhì)量，并且毫微微衛(wèi)星等級具有從0.001kg至0.01kg的質(zhì)量。
[0005]例如，立方體衛(wèi)星是一類小型化衛(wèi)星。立方體衛(wèi)星具有一公升的體積和不超過1.33千克的質(zhì)量。1U立方體衛(wèi)星的尺寸是10cm x 10cm x 10cm。3U立方體衛(wèi)星是30cm x10cm x 10cmo
[0006]立方體衛(wèi)星通常攜帶一個(gè)或兩個(gè)科學(xué)器具。然而，立方體衛(wèi)星通常不包括推進(jìn)系統(tǒng)。因此，可能由于部署發(fā)生的翻滾可超過其他姿態(tài)控制致動(dòng)器(類似反作用輪)的扭矩權(quán)限，并且因此可導(dǎo)致不能通過立方體衛(wèi)星子系統(tǒng)來有效地降低或消除翻滾率。因此，期望提供一種考慮上述討論的問題中的至少一些以及其它可能的問題的方法和裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本公開的實(shí)施方式提供了一種包括基座和釋放機(jī)構(gòu)的裝置?；强梢苿?dòng)的。釋放機(jī)構(gòu)與基座相關(guān)聯(lián)。當(dāng)基座處于第一位置時(shí)，釋放機(jī)構(gòu)嗤合空間結(jié)構(gòu)體的零件(feature)以將空間結(jié)構(gòu)體固定至基座；并且當(dāng)基座移向產(chǎn)生空間結(jié)構(gòu)體部署的第二位置時(shí)，釋放機(jī)構(gòu)在加速期間基本上同時(shí)移動(dòng)以從零件脫離，并且從基座釋放空間結(jié)構(gòu)體而不將橫向負(fù)荷施加于空間結(jié)構(gòu)體。有利地，當(dāng)部署空間結(jié)構(gòu)體時(shí)，利用該裝置可以降低空間結(jié)構(gòu)體的翻滾或施加于空間結(jié)構(gòu)體的震動(dòng)中的至少一個(gè)。優(yōu)選地，空間結(jié)構(gòu)體選自衛(wèi)星、空間站和太空船中的一個(gè)。
[0008]本公開的另一個(gè)實(shí)施方式提供了一種用于部署空間結(jié)構(gòu)體的方法。當(dāng)基座處于第一位置時(shí)，空間結(jié)構(gòu)體利用嚙合空間結(jié)構(gòu)體的零件的釋放機(jī)構(gòu)固定至基座?；鶑牡谝晃恢靡葡虻诙恢靡圆渴鹂臻g結(jié)構(gòu)體。當(dāng)基座從第一位置移向第二位置以部署空間結(jié)構(gòu)體時(shí)，釋放機(jī)構(gòu)基本上同時(shí)移動(dòng)以從零件脫離并且從基座釋放空間結(jié)構(gòu)體而不將橫向負(fù)荷施加于空間結(jié)構(gòu)體。有利地，空間結(jié)構(gòu)體具有當(dāng)基座處于第一位置時(shí)與釋放機(jī)構(gòu)嚙合的零件，其中，移動(dòng)釋放機(jī)構(gòu)包括當(dāng)基座從第一位置移向第二位置時(shí)使釋放機(jī)構(gòu)中的桿從關(guān)閉位置旋轉(zhuǎn)至打開位置。移動(dòng)釋放機(jī)構(gòu)進(jìn)一步包括當(dāng)基座從第一位置移向第二位置時(shí)，將與基座垂直的軸向力施加于與釋放機(jī)構(gòu)中的接觸點(diǎn)嚙合的空間結(jié)構(gòu)體上的零件處的空間結(jié)構(gòu)體，使得當(dāng)部署空間結(jié)構(gòu)體時(shí)空間結(jié)構(gòu)體沿軸向力的方向加速；以及當(dāng)發(fā)生基座減速或基座到達(dá)第二位置中的至少一個(gè)時(shí)，從接觸點(diǎn)脫離空間結(jié)構(gòu)體的零件。優(yōu)選地，旋轉(zhuǎn)桿包括當(dāng)基座從第一位置移向第二位置時(shí)，利用偏置設(shè)備旋轉(zhuǎn)桿以將釋放機(jī)構(gòu)從關(guān)閉位置移向打開位置，使得桿不再將零件固定至接觸點(diǎn)。有利地，當(dāng)部署空間結(jié)構(gòu)體時(shí)，利用用于部署空間結(jié)構(gòu)體的方法可以降低空間結(jié)構(gòu)體的翻滾或施加于空間結(jié)構(gòu)體的震動(dòng)中的至少一個(gè)。優(yōu)選地，從衛(wèi)星、空間站和太空船中的一個(gè)選擇空間結(jié)構(gòu)體。
[0009]上述特征和功能能夠在本公開的各種實(shí)施方式中獨(dú)立實(shí)現(xiàn)或者也可以在其他實(shí)施方式中被組合，其中進(jìn)一步的細(xì)節(jié)可以參考以下描述和附圖看出。
【附圖說明】
[0010]在所附權(quán)利要求中闡述了示例性實(shí)施方式的被認(rèn)為是新穎特征的特性。然而，通過參考結(jié)合附圖所閱讀的本公開的示例性實(shí)施方式的以下詳細(xì)描述，示意性實(shí)施方式以及使用的優(yōu)選方式、其他目的和特征將被充分理解，其中:
[0011]圖1是根據(jù)示例性實(shí)施方式的空間結(jié)構(gòu)體部署環(huán)境的框圖的示意圖；
[0012]圖2是根據(jù)示例性實(shí)施方式的釋放機(jī)構(gòu)的框圖的示意圖；
[0013]圖3是根據(jù)示例性實(shí)施方式的空間結(jié)構(gòu)體部署系統(tǒng)的示意圖；
[0014]圖4是根據(jù)示例性實(shí)施方式的空間結(jié)構(gòu)體部署系統(tǒng)的示意圖；
[0015]圖5是根據(jù)示例性實(shí)施方式的移動(dòng)衛(wèi)星以進(jìn)行部署的的空間結(jié)構(gòu)體部署系統(tǒng)的示意圖；
[0016]圖6是根據(jù)示例性實(shí)施方式的移動(dòng)衛(wèi)星以進(jìn)行部署的空間結(jié)構(gòu)體部署系統(tǒng)的示意圖；
[0017]圖7是根據(jù)示例性實(shí)施方式的移動(dòng)衛(wèi)星以進(jìn)行部署的空間結(jié)構(gòu)體部署系統(tǒng)的示意圖；
[0018]圖8是根據(jù)示例性實(shí)施方式的釋放機(jī)構(gòu)的示意圖；
[0019]圖9是根據(jù)示例性實(shí)施方式的空間結(jié)構(gòu)體部署系統(tǒng)的示意圖；
[0020]圖10是根據(jù)示例性實(shí)施方式的空間結(jié)構(gòu)體部署系統(tǒng)的示意圖；
[0021]圖11是根據(jù)示例性實(shí)施方式的具有多個(gè)空間結(jié)構(gòu)體部署系統(tǒng)的平臺的示意圖；
[0022]圖12是根據(jù)說明性實(shí)施方式的用于部署空間結(jié)構(gòu)體的處理的流程圖的示意圖；以及
[0023]圖13是根據(jù)示例性實(shí)施方式的用于移動(dòng)釋放機(jī)構(gòu)的處理的流程圖的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]示例性實(shí)施方式認(rèn)識并且考慮一種或多種不同的考慮因素。例如，示例性實(shí)施方式認(rèn)識并且考慮當(dāng)前使用的部署系統(tǒng)和設(shè)備可將不同量的力施加于衛(wèi)星。例如，當(dāng)從用于衛(wèi)星部署的平臺釋放衛(wèi)星時(shí)使用的爆炸螺栓、彈簧、阻尼器和其他設(shè)備可以提供不同量的力。
[0025]這些類型的設(shè)備可以導(dǎo)致在衛(wèi)星的不同部分且潛在地以稍微不同的時(shí)間出現(xiàn)的不同量的力、速度或兩者。這種情況可能導(dǎo)致衛(wèi)星不期望的翻滾。
[0026]示例性實(shí)施方式提供了一種對涉及空間結(jié)構(gòu)體(諸如衛(wèi)星)不期望的翻滾的技術(shù)問題的解決方案。進(jìn)一步，示例性實(shí)施方式提供了一種用于部署空間結(jié)構(gòu)體的方法和裝置。在一個(gè)示例性實(shí)施方式中，裝置包括基座和釋放機(jī)構(gòu)?；强梢苿?dòng)的。釋放機(jī)構(gòu)與基座相關(guān)聯(lián)。當(dāng)基座處于第一位置時(shí)，釋放機(jī)構(gòu)固定空間結(jié)構(gòu)體。當(dāng)基座減速向第二位置而導(dǎo)致空間結(jié)構(gòu)體的部署時(shí)，釋放機(jī)構(gòu)在加速期間基本上同時(shí)移動(dòng)以從基座釋放空間結(jié)構(gòu)體，而不將橫向負(fù)荷施加于空間結(jié)構(gòu)體。該裝置具有降低或消除空間結(jié)構(gòu)體翻滾的技術(shù)效果。
[0027]現(xiàn)參考附圖且具體地參考圖1，描述了根據(jù)示例性實(shí)施方式的空間結(jié)構(gòu)體部署環(huán)境的框圖的示意圖。在空間結(jié)構(gòu)體部署環(huán)境100中，使用空間結(jié)構(gòu)體部署系統(tǒng)106從平臺104部署空間結(jié)構(gòu)體102。此部署出現(xiàn)在太空中。
[0028]在此示例性實(shí)施例中，空間結(jié)構(gòu)體102是一種在太空中使用的結(jié)構(gòu)。太空是一種存在于包括地球的天體之間的空間或空隙。例如，太空可以是一種具有顆粒密度和極其接近于完全真空的壓力的空間。太空可以由卡門線(Κ?ηιι?η line)定義為在海平面以上的100km海拔高度處?？ㄩT線通常用作空間條約中太空的開始并且由航空航天記錄保持。
[0029]空間結(jié)構(gòu)體102可以采取多種不同的形式。例如，可以從衛(wèi)星、立方體衛(wèi)星、空間站、太空船或一些其他適宜的結(jié)構(gòu)中的一個(gè)選擇空間結(jié)構(gòu)體102。
[0030]在此示例性實(shí)施例中，平臺104可以采取多種不同的形式。例如，可以從空間站、火箭、航天飛機(jī)、小行星或一些其他適宜類型的平臺中的一個(gè)選擇平臺104。
[0031]在此示例性實(shí)施例中，空間結(jié)構(gòu)體部署系統(tǒng)106與平臺104相關(guān)聯(lián)。當(dāng)一個(gè)部件與另一邊部件“相關(guān)聯(lián)”時(shí)，該關(guān)聯(lián)在所描述的實(shí)例中是物理關(guān)聯(lián)。例如，第一部件(空間結(jié)構(gòu)體部署系統(tǒng)106)可被認(rèn)為通過固定至第二部件、結(jié)合至第二部件、安裝至第二部件、焊接至第二部件、緊固至第二部件或以其它適宜的方式連接至第二部件中的至少一個(gè)來與第二部件(平臺104)物理地相關(guān)聯(lián)。第一部件也可使用第三部件連接至第二部件。第一部件也可被認(rèn)為是通過形成為第二部件的一部分、第二部件的延伸部或兩者來與第二部件物理地相關(guān)聯(lián)。
[0032]在此示例性實(shí)施例中，空間結(jié)構(gòu)體部署系統(tǒng)106具有多種不同的部件。如所描述的，空間結(jié)構(gòu)體部署系統(tǒng)106包括基座108、釋放機(jī)構(gòu)110以及偏置系統(tǒng)112。
[0033]基座108是一種可移動(dòng)的結(jié)構(gòu)。具體地，基座108可以在其空間結(jié)構(gòu)體固定所在的第一位置114和其可通過部署系統(tǒng)將空間結(jié)構(gòu)體部署所在的第二位置116之間移動(dòng)。
[0034]在示例性實(shí)施例中，導(dǎo)向件117是一種引導(dǎo)基座108在第一位置114和第二位置116之間移動(dòng)的結(jié)構(gòu)。例如，導(dǎo)向件117可以是導(dǎo)軌、多個(gè)導(dǎo)軌或一些其他適宜的結(jié)構(gòu)。
[0035]導(dǎo)向件117降低可出現(xiàn)在空間結(jié)構(gòu)體102上的橫向負(fù)荷118。在示例性實(shí)施例中，橫向負(fù)荷118是相對于基座108的負(fù)荷。例如，橫向負(fù)荷118是與通過將基座108從第一位置114移向第二位置116生成的力122的方向120正交的負(fù)荷。
[0036]如所描述的，釋放機(jī)構(gòu)110是與基座108相關(guān)聯(lián)的結(jié)構(gòu)。當(dāng)基座108處于第一位置114時(shí)，釋放機(jī)構(gòu)110將空間結(jié)構(gòu)體102固定至基座108。如所描述的，釋放機(jī)構(gòu)110可以將零件123固定在空間結(jié)構(gòu)體102上。零件123是空間結(jié)構(gòu)體的部件，釋放機(jī)構(gòu)110可以嚙合該零件123以將空間結(jié)構(gòu)體固定至基座108。例如，零件123可以包括可在空間結(jié)構(gòu)體102上找到的立柱、凸起、凹槽、開口、桿棒、軸或一些其他適宜零件的至少一個(gè)。
[0037]如本文中所使用的，當(dāng)與所列出的項(xiàng)一起使用時(shí)，短語“至少一個(gè)”指可使用一個(gè)或者多個(gè)列出項(xiàng)的不同組合和可僅需要所