[发明专利]辐射开环绳系卫星系统自旋展开实验平台

说明书

本发明提供了一种辐射开环绳系卫星系统自旋展开实验平台，包括通过连杆连接的绳系卫星系统和地心电机；所述的地心电机包括地心电机定子和地心电机转子，地心电机转子与连杆连接；所述的绳系卫星系统包括自旋电机、母星、子星及子星释放装置，其中自旋电机包括自旋电机定子和自旋电机转子，自旋电机定子与连杆连接，自旋电机转子与母星连接且同心，母星上有滑槽，子星及子星释放装置在母星上对称安装。本发明通过控制电机模拟绳系卫星系统绕地心的圆周运动，绳系卫星系统绕绳系卫星系统质心的自旋运动和子星相对于母星的直线运动，对辐射开环绳系卫星系统自旋展开控制方法进行真实实验验证。

技术领域

本发明涉及绳系卫星领域，具体是一种辐射开环绳系卫星系统自旋展开实验平台。

背景技术

航天技术的不断发展，提升了人类探索太空、走向深空的能力。对距离地面100千米至200千米的近地空间环境进行探测，飞机、气球、普通卫星不具备完成探测任务的能力，而由母星、系绳、子星组成的绳系卫星系统，能够完成近地空间环境探测任务。另外，绳系卫星系统还应用于航天器电能供应、制造人工重力、空间运输货物等领域。

系绳的释放在绳系卫星系统执行任务过程中，是必不可少的。许多学者研究了系绳释放过程中的稳定性与控制等问题，并进行了数值仿真实验，得出一些结论，对绳系卫星系统在工程中的应用具有指导意义。张景瑞等发明的一种辐射开环绳系卫星编队匀速自旋展开控制方法，能够使绳系卫星系统匀速自旋展开成辐射开环构型，并做了数值仿真实验，没有进行真实实验验证。因此，设计一种辐射开环绳系卫星系统自旋展开实验平台，进行真实实验，将所得结果与数值仿真结果对比，相互验证设计控制率的正确性，增加控制率的可信度，使绳系卫星系统更好的完成系绳的释放任务。

发明内容

本发明为了解决现有技术的问题，提供了一种辐射开环绳系卫星系统自旋展开实验平台，通过控制电机模拟绳系卫星系统绕地心的圆周运动，绳系卫星系统绕绳系卫星系统质心的自旋运动和子星相对于母星的直线运动，对辐射开环绳系卫星系统自旋展开控制方法进行真实实验验证。

本发明包括通过连杆连接的绳系卫星系统和地心电机；所述的地心电机包括地心电机定子和地心电机转子，地心电机转子与连杆连接；所述的绳系卫星系统包括自旋电机、母星、子星及子星释放装置，其中自旋电机包括自旋电机定子和自旋电机转子，自旋电机定子与连杆连接，自旋电机转子与母星连接且同心，母星上有滑槽，子星释放装置通过滑块在母星上的滑槽内滑动；所述的子星及子星释放装置形成若干组，在母星上对称安装。

所述的子星释放装置包括滑块控制电机、细绳、切向遮挡板、滑块、法向控制电机、法向遮挡板、弹簧、弹簧固定装置、系绳、系绳缠绕装置，其中，子星夹在两块切向遮挡板之间沿切向遮挡板之间的通道运动，子星一端通过法向遮挡板遮挡，另一端通过弹簧与弹簧固定装置连接；子星通过系绳与系绳缠绕装置连接，系绳穿过弹簧与弹簧固定装置中心；所述的滑块控制电机包括滑块控制电机定子和滑块控制电机转子，滑块控制电机转子通过细绳控制滑块滑动；所述的法向控制电机包括法向控制电机定子和法向控制电机转子，法向控制电机转子控制法向遮挡板的开启和关闭。

进一步改进，所述的子星及子星释放装置有四个，在母星上绕母星的圆心中心对称等距分布。

本发明的工作方法如下：

步骤1：地心电机转子进行旋转，带动连杆和绳系卫星系统做圆周运动。

步骤2：自旋电机转子进行旋转，使绳系卫星系统自旋。

步骤3：地心电子转子和自旋电机转子达到设计转速时，法向控制电机转子进行旋转，绳系卫星系统自旋展开。

本发明有益效果在于：

1、本发明能够模拟辐射开环绳系卫星系统自旋展开过程，观察绳系卫星系统的运动轨迹，验证数值仿真实验结果的正确性。

2、本发明结构简单、易于加工、方便制造、便于维护。