空间结构体部署系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本公开总体涉及空间结构体，并且具体地涉及部署空间结构体。依然更具体地，本公开涉及用于部署空间结构体(诸如卫星)的方法和装置。
【背景技术】
[0002]运载火箭可以用于将有效载荷、人或两者从地球携带至太空。例如，运载火箭可以将有效载荷(诸如卫星)携带至太空。一旦运载火箭到达用于卫星部署的离地球期望的距离，贝丨』卫星通过一个或多个部署(deployment)机构的致动与运载火箭分离。
[0003]根据在部署期间使用的条件和系统，卫星可能在与运载火箭分离之后翻滚。例如，用于卫星的一些部署系统使用爆炸螺栓或多个推杆弹簧来使卫星与运载火箭分离。这些类型的部署系统从多点释放卫星。用于使卫星从这些不同的点与运载火箭分离的潜在不均匀力分配可以促使卫星翻滚。
[0004]一些卫星可以包括降低或停止翻滚、以及改变卫星方位或执行其他动作的推进系统。然而，较小的卫星可能不包括这些类型的系统以降低卫星的尺寸、重量或两者。从微卫星等级下降至毫微微卫星等级的较小的卫星具有有限的或没有姿态控制范围。微卫星等级具有从10kg至100kg的质量，并且毫微微卫星等级具有从0.001kg至0.01kg的质量。
[0005]例如，立方体卫星是一类小型化卫星。立方体卫星具有一公升的体积和不超过1.33千克的质量。1U立方体卫星的尺寸是10cm x 10cm x 10cm。3U立方体卫星是30cm x10cm x 10cmo
[0006]立方体卫星通常携带一个或两个科学器具。然而，立方体卫星通常不包括推进系统。因此，可能由于部署发生的翻滚可超过其他姿态控制致动器(类似反作用轮)的扭矩权限，并且因此可导致不能通过立方体卫星子系统来有效地降低或消除翻滚率。因此，期望提供一种考虑上述讨论的问题中的至少一些以及其它可能的问题的方法和装置。
【发明内容】
[0007]本公开的实施方式提供了一种包括基座和释放机构的装置。基座是可移动的。释放机构与基座相关联。当基座处于第一位置时，释放机构嗤合空间结构体的零件(feature)以将空间结构体固定至基座；并且当基座移向产生空间结构体部署的第二位置时，释放机构在加速期间基本上同时移动以从零件脱离，并且从基座释放空间结构体而不将横向负荷施加于空间结构体。有利地，当部署空间结构体时，利用该装置可以降低空间结构体的翻滚或施加于空间结构体的震动中的至少一个。优选地，空间结构体选自卫星、空间站和太空船中的一个。
[0008]本公开的另一个实施方式提供了一种用于部署空间结构体的方法。当基座处于第一位置时，空间结构体利用啮合空间结构体的零件的释放机构固定至基座。基座从第一位置移向第二位置以部署空间结构体。当基座从第一位置移向第二位置以部署空间结构体时，释放机构基本上同时移动以从零件脱离并且从基座释放空间结构体而不将横向负荷施加于空间结构体。有利地，空间结构体具有当基座处于第一位置时与释放机构啮合的零件，其中，移动释放机构包括当基座从第一位置移向第二位置时使释放机构中的杆从关闭位置旋转至打开位置。移动释放机构进一步包括当基座从第一位置移向第二位置时，将与基座垂直的轴向力施加于与释放机构中的接触点啮合的空间结构体上的零件处的空间结构体，使得当部署空间结构体时空间结构体沿轴向力的方向加速；以及当发生基座减速或基座到达第二位置中的至少一个时，从接触点脱离空间结构体的零件。优选地，旋转杆包括当基座从第一位置移向第二位置时，利用偏置设备旋转杆以将释放机构从关闭位置移向打开位置，使得杆不再将零件固定至接触点。有利地，当部署空间结构体时，利用用于部署空间结构体的方法可以降低空间结构体的翻滚或施加于空间结构体的震动中的至少一个。优选地，从卫星、空间站和太空船中的一个选择空间结构体。
[0009]上述特征和功能能够在本公开的各种实施方式中独立实现或者也可以在其他实施方式中被组合，其中进一步的细节可以参考以下描述和附图看出。
【附图说明】
[0010]在所附权利要求中阐述了示例性实施方式的被认为是新颖特征的特性。然而，通过参考结合附图所阅读的本公开的示例性实施方式的以下详细描述，示意性实施方式以及使用的优选方式、其他目的和特征将被充分理解，其中:
[0011]图1是根据示例性实施方式的空间结构体部署环境的框图的示意图；
[0012]图2是根据示例性实施方式的释放机构的框图的示意图；
[0013]图3是根据示例性实施方式的空间结构体部署系统的示意图；
[0014]图4是根据示例性实施方式的空间结构体部署系统的示意图；
[0015]图5是根据示例性实施方式的移动卫星以进行部署的的空间结构体部署系统的示意图；
[0016]图6是根据示例性实施方式的移动卫星以进行部署的空间结构体部署系统的示意图；
[0017]图7是根据示例性实施方式的移动卫星以进行部署的空间结构体部署系统的示意图；
[0018]图8是根据示例性实施方式的释放机构的示意图；
[0019]图9是根据示例性实施方式的空间结构体部署系统的示意图；
[0020]图10是根据示例性实施方式的空间结构体部署系统的示意图；
[0021]图11是根据示例性实施方式的具有多个空间结构体部署系统的平台的示意图；
[0022]图12是根据说明性实施方式的用于部署空间结构体的处理的流程图的示意图；以及
[0023]图13是根据示例性实施方式的用于移动释放机构的处理的流程图的示意图。
【具体实施方式】
[0024]示例性实施方式认识并且考虑一种或多种不同的考虑因素。例如，示例性实施方式认识并且考虑当前使用的部署系统和设备可将不同量的力施加于卫星。例如，当从用于卫星部署的平台释放卫星时使用的爆炸螺栓、弹簧、阻尼器和其他设备可以提供不同量的力。
[0025]这些类型的设备可以导致在卫星的不同部分且潜在地以稍微不同的时间出现的不同量的力、速度或两者。这种情况可能导致卫星不期望的翻滚。
[0026]示例性实施方式提供了一种对涉及空间结构体(诸如卫星)不期望的翻滚的技术问题的解决方案。进一步，示例性实施方式提供了一种用于部署空间结构体的方法和装置。在一个示例性实施方式中，装置包括基座和释放机构。基座是可移动的。释放机构与基座相关联。当基座处于第一位置时，释放机构固定空间结构体。当基座减速向第二位置而导致空间结构体的部署时，释放机构在加速期间基本上同时移动以从基座释放空间结构体，而不将横向负荷施加于空间结构体。该装置具有降低或消除空间结构体翻滚的技术效果。
[0027]现参考附图且具体地参考图1，描述了根据示例性实施方式的空间结构体部署环境的框图的示意图。在空间结构体部署环境100中，使用空间结构体部署系统106从平台104部署空间结构体102。此部署出现在太空中。
[0028]在此示例性实施例中，空间结构体102是一种在太空中使用的结构。太空是一种存在于包括地球的天体之间的空间或空隙。例如，太空可以是一种具有颗粒密度和极其接近于完全真空的压力的空间。太空可以由卡门线(Κ?ηιι?η line)定义为在海平面以上的100km海拔高度处。卡门线通常用作空间条约中太空的开始并且由航空航天记录保持。
[0029]空间结构体102可以采取多种不同的形式。例如，可以从卫星、立方体卫星、空间站、太空船或一些其他适宜的结构中的一个选择空间结构体102。
[0030]在此示例性实施例中，平台104可以采取多种不同的形式。例如，可以从空间站、火箭、航天飞机、小行星或一些其他适宜类型的平台中的一个选择平台104。
[0031]在此示例性实施例中，空间结构体部署系统106与平台104相关联。当一个部件与另一边部件“相关联”时，该关联在所描述的实例中是物理关联。例如，第一部件(空间结构体部署系统106)可被认为通过固定至第二部件、结合至第二部件、安装至第二部件、焊接至第二部件、紧固至第二部件或以其它适宜的方式连接至第二部件中的至少一个来与第二部件(平台104)物理地相关联。第一部件也可使用第三部件连接至第二部件。第一部件也可被认为是通过形成为第二部件的一部分、第二部件的延伸部或两者来与第二部件物理地相关联。
[0032]在此示例性实施例中，空间结构体部署系统106具有多种不同的部件。如所描述的，空间结构体部署系统106包括基座108、释放机构110以及偏置系统112。
[0033]基座108是一种可移动的结构。具体地，基座108可以在其空间结构体固定所在的第一位置114和其可通过部署系统将空间结构体部署所在的第二位置116之间移动。
[0034]在示例性实施例中，导向件117是一种引导基座108在第一位置114和第二位置116之间移动的结构。例如，导向件117可以是导轨、多个导轨或一些其他适宜的结构。
[0035]导向件117降低可出现在空间结构体102上的横向负荷118。在示例性实施例中，横向负荷118是相对于基座108的负荷。例如，横向负荷118是与通过将基座108从第一位置114移向第二位置116生成的力122的方向120正交的负荷。
[0036]如所描述的，释放机构110是与基座108相关联的结构。当基座108处于第一位置114时，释放机构110将空间结构体102固定至基座108。如所描述的，释放机构110可以将零件123固定在空间结构体102上。零件123是空间结构体的部件，释放机构110可以啮合该零件123以将空间结构体固定至基座108。例如，零件123可以包括可在空间结构体102上找到的立柱、凸起、凹槽、开口、杆棒、轴或一些其他适宜零件的至少一个。
[0037]如本文中所使用的，当与所列出的项一起使用时，短语“至少一个”指可使用一个或者多个列出项的不同组合和可仅需要所