能够解构变形的化学分子卫星

摘要

本发明公开了一种能够解构变形的化学分子卫星，化学分子卫星构造为大致正多面体，所述化学分子卫星包括原子卫星和机械臂。原子卫星依次位于正多面体的顶角处；机械臂用于连接相邻的所述原子卫星；原子卫星中的至少一部分能够借助机械臂与其他的原子卫星分离出来，以使得化学分子卫星拆解为两个相互独立的第一部分和第二部分，并且，分离出来的第一部分包括能够进行观测的观测功能原子卫星。由此，本发明的化学分子卫星能够解构变形为两个相互独立的部分，当执行主线任务时，可以根据任务需求拆解出具有观测功能原子卫星的独立部分，在不影响其执行主线任务的情况下，能够执行突发的观测任务，提高卫星的适应能力，使得卫星功能更具多样性。

说明书

技术领域

本发明涉及人造卫星技术领域，尤其涉及一种能够解构变形的化学分子卫星。

背景技术

人造卫星是由人类建造，以太空飞行载具如火箭、航天飞机等发射到太空中，像天然卫星一样环绕地球或其它行星的装置。人造卫星可以实现多种功能，例如可以实现对地监测、天文观测、通信转播以及科学研究。

现有技术中，当人造卫星执行主线任务时，需要按照预定的轨道移动，以便于执行任务。然而，当人造卫星遇到其他需要执行的突发支线任务时，人造卫星因其自身结构的原因，无法同时执行预定的主线任务和突发的支线任务，只能选择延缓执行主线任务或者放弃执行支线任务。例如，日本的“隼鸟2号”与传统卫星一样，其可执行的任务和在轨功能都是在地面设计制造确定的，只能进行扫描观测和采样任务，无法在多任务场景中自由切换，当其对小行星“龙宫”进行探测采样时，不能执行其他的支线任务。此外，当不具备小行星探测功能的飞行器经过小行星时，由于该飞行器功能的单一性将失去探测小行星的机会。因此，需要提供一种人造卫星，使其在面对突发的支线任务时，例如面对突发的小行星探测任务时，可以在不影响卫星主线任务的情况下，能够方便且有效地执行探测的支线任务。

发明内容

为至少部分地解决上述现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种能够解构变形的化学分子卫星。

本发明的技术方案如下：

一种能够解构变形的化学分子卫星，所述化学分子卫星构造为大致正多面体，所述化学分子卫星包括：

原子卫星，所述原子卫星依次位于所述正多面体的顶角处；以及

机械臂，所述机械臂用于连接相邻的所述原子卫星；

其中，所述原子卫星中的至少一部分能够借助所述机械臂与其他的所述原子卫星分离出来，以使得所述化学分子卫星拆解为两个相互独立的第一部分和第二部分，并且，分离出来的所述第一部分包括能够进行观测的观测功能原子卫星。

可选地，所述第一部分和所述第二部分均包括能够进行推进的推进功能原子卫星。

可选地，所述化学分子卫星构造为正二十面体，所述原子卫星的数量为十二个，十二个所述原子卫星依次位于所述正二十面体的顶角处，所述机械臂的数量为三十个，三十个所述机械臂分别能够连接相邻的所述原子卫星。

可选地，所述化学分子卫星包括：

一级卫星，所述一级卫星的数量为三个，三个所述一级卫星设置在所述正二十面体的顶角处且大致位于同一平面内，并且三个所述一级卫星经由所述机械臂相互连接并形成等边三角形；

二级卫星，所述二级卫星的数量为六个，六个所述二级卫星设置在所述正二十面体的顶角处且邻接至所述一级卫星，并且六个所述二级卫星经由所述机械臂依次连接并形成为环状；

三级卫星，所述三级卫星的数量为三个，三个所述三级卫星设置在所述正二十面体的顶角处且大致位于同一个平面内，并且三个所述三级卫星经由所述机械臂相互连接并形成等边三角形；

其中，所述二级卫星能够借助所述机械臂分别与所述一级卫星和所述三级卫星分离，并且，分离后的所述一级卫星和所述三级卫星能够借助所述机械臂相互连接，

所述第一部分包括所述二级卫星以及连接相邻的所述二级卫星的六个所述机械臂，所述第二部分包括所述一级卫星和所述三级卫星以及剩余的所述机械臂。

可选地，分离后的六个所述二级卫星借助六个所述机械臂连接形成为环状。

可选地，所述一级卫星通过一级机械臂与所述二级卫星连接，所述二级卫星之间通过二级机械臂相互连接，所述三级卫星通过三级机械臂与所述二级卫星连接，其中，分离后的所述一级卫星和所述三级卫星能够通过所述一级机械臂和所述三级机械臂的连接而连接。

可选地，分离后的六个所述二级卫星能够借助所述机械臂排成一列。

可选地，六个所述二级卫星中包括四个所述观测功能原子卫星和两个所述推进功能原子卫星，其中，两个所述推进功能原子卫星之间间隔两个所述观测功能原子卫星相对设置。

可选地，所述机械臂包括：

臂体，所述臂体构造为杆状；

弯折部分，所述弯折部分连接至所述臂体的端部；以及

旋转部分，所述旋转部分连接至所述弯折部分，所述旋转部分远离所述弯折部分的一端能够连接所述原子卫星；

其中，所述弯折部分绕垂直于所述臂体的轴向方向的第一旋转轴可旋转地连接至所述臂体的端部，所述旋转部分绕垂直于所述第一旋转轴的第二旋转轴可旋转地连接至所述弯折部分。

可选地，所述机械臂的两个端部均设置有所述弯折部分和所述旋转部分。

本发明技术方案的主要优点如下：

本发明的能够解构变形的化学分子卫星构造为大致正多面体，包括原子卫星和机械臂，原子卫星中的至少一部分能够借助机械臂与其他的原子卫星分离出来，以使得化学分子卫星拆解为两个相互独立的第一部分和第二部分，并且，分离出来的所述第一部分包括能够进行观测的观测功能原子卫星。与现有技术相比，本发明的化学分子卫星能够解构变形为两个相互独立的部分，当该化学分子卫星执行主线任务时，可以根据任务需求拆解出具有观测功能原子卫星的独立部分，在不影响其执行主线任务的情况下，能够方便地执行突发的观测任务，提高卫星的适应能力，使得卫星功能更具多样性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

在附图中：

图1为根据本发明的一个实施方式中的化学分子卫星的结构示意图；

图2为图1所示的化学分子卫星中各个功能卫星的分布示意图；

图3为图1中的化学分子卫星解构变形后的结构示意图；

图4为图3中的化学分子卫星解构变形后各个功能卫星的分布示意图；

图5为图3中的化学分子卫星解构变形后的第一部分进行变换的状态示意图；

图6为图5中的第一部分完全展开后执行观测任务的状态示意图；

图7为图5中的第一部分扫描小行星的运动示意图；

图8为图3中的化学分子卫星解构变形后的第二部分进行重组后的结构示意图。

附图标记说明：

11：一级卫星 12：二级卫星 13：三级卫星

21：一级机械臂 22：二级机械臂 23：三级机械臂

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

以下结合附图，详细说明本发明实施例提供的技术方案。

如图1至图8所示，在根据本发明的一个实施方式中，提供了一种能够解构变形的化学分子卫星，化学分子卫星构造为大致正多面体，该化学分子卫星能够解构变形成为两个相互独立的部分，该两个部分能够根据指令需求执行不同的任务。

如图1和图2所示，化学分子卫星包括原子卫星和机械臂。

其中，原子卫星依次位于该正多面体的顶角处，机械臂用于连接相邻的原子卫星。并且，原子卫星中的至少一部分能够借助机械臂与其他的原子卫星分离出来，以使得化学分子卫星拆解为两个相互独立的第一部分和第二部分。此外，分离出来的第一部分包括能够进行观测的观测功能原子卫星。

可以理解，本实施方式中的化学分子卫星包括多个原子卫星，这些原子卫星可以在空间中借助机械臂组成正多面体的结构。当化学分子卫星在执行主线任务的过程中需要执行突发的支线任务时，例如对小行星进行观测时，这些原子卫星中的一部分能够从化学分子卫星的整体中分离出来，从而使得整个化学分子卫星能够分成两个相互独立的部分，被分离出来的原子卫星包括观测功能原子卫星。由此，被分离出来的原子卫星能够作为一个独立的部分执行突发的观测任务，同时，没有被分离出来的原子卫星能够形成一个整体继续执行之前的主线任务。可以理解，上述的相互独立的两个部分指的是在机械结构上没有连接，处于相互分离的状态。

示例性地，观测功能原子卫星上可以设置有观测装置，观测装置可以为可见光照相机、电视摄像机、多光谱照相机或多光谱扫描仪等。由此，借助该观测装置能够在远程对目标卫星进行观测。

优选地，第一部分和第二部分均包括能够进行推进的推进功能原子卫星。示例性地，推进功能原子卫星上可以设置有推进装置，例如，推进装置可以为电/气推进组合系统。由此，相互独立且分离的第一部分和第二部分均能够借助各自的推进装置分别朝向不同的方向移动，以便于有效地执行各自的任务。

作为一种实现方式，如图2所示，化学分子卫星中的原子卫星包括能够进行推进的推进功能原子卫星、能够进行观测的观测功能原子卫星、具有基础功能的基础原子卫星。例如基础原子卫星可以是能够将太阳能转化为电能的电源功能原子卫星。其中，推进功能原子卫星由带有“▲”符号的卫星表示，观测功能原子卫星由带有“◆”符号的卫星表示，基础原子卫星由带有“★”符号的卫星表示。

为了使化学分子卫星在解构变形前后均具有足够的结构稳定性，在本实施方式中，如图1所示，化学分子卫星构造为正二十面体。其中，化学分子卫星中的原子卫星的数量为十二个，十二个原子卫星依次位于该正二十面体的顶角处。

进一步地，化学分子卫星中的机械臂的数量为三十个，该三十个机械臂分别能够连接相邻的原子卫星。

如图1所示，化学分子卫星包括：一级卫星11、二级卫星12、三级卫星13。

一级卫星11的数量为三个，三个一级卫星11设置在正二十面体的顶角处且大致位于同一平面内，并且三个一级卫星11经由机械臂相互连接并形成等边三角形；二级卫星12的数量为六个，六个二级卫星12设置在正二十面体的顶角处且邻接至一级卫星11，并且六个二级卫星12经由机械臂依次连接并形成为环状；三级卫星13的数量为三个，三个三级卫星13设置在正二十面体的顶角处且大致位于同一个平面内，并且三个三级卫星13经由机械臂相互连接并形成等边三角形。

其中，二级卫星12能够借助机械臂分别与一级卫星11和三级卫星13分离，并且，分离后的一级卫星11和三级卫星13能够借助机械臂相互连接。在本实施方式中，第一部分包括二级卫星12以及连接相邻的二级卫星12的六个机械臂，第二部分包括一级卫星11和三级卫星13以及剩余的机械臂。

作为一种实现方式，一级卫星11通过一级机械臂21与二级卫星12连接，其中，一级机械臂21的数量为9个。二级卫星12之间通过二级机械臂22相互连接，其中，二级机械臂22的数量为6个。三级卫星13通过三级机械臂23与二级卫星12连接，其中，三级机械臂23的数量为9个。

当二级卫星12从化学分子卫星整体中分离出来后，分离后的一级卫星11和三级卫星13之间能够通过一级机械臂21和三级机械臂23的连接而连接。

示例性地，如图3和图4所示，化学分子卫星能够解构变形成为两个独立的第一部分和第二部分，其中第一部分包括通过二级机械臂22连接的六个二级卫星12，第二部分包括通过一级机械臂21和三级机械臂23连接的三个一级卫星11和三个三级卫星13。而且，分离后的六个二级卫星12能够借助六个二级机械臂22形成为环状。

优选地，如图3和图8所示，每个一级卫星11连接有3个一级机械臂21，每个三级卫星13连接3个三级机械臂23。为了让一级卫星11和三级卫星13之间的连接更加稳定，每个一级卫星11连接的3个一级机械臂21分别连接至对应的三级卫星13连接的3个三级机械臂23。

此外，为了使得分离后的二级卫星12能够更加有效地执行观测任务，如图4所示，二级卫星12中包括四个观测功能原子卫星和两个推进功能原子卫星，其中，该两个推进卫星之间间隔两个观测卫星相对设置。

相对应地，一级卫星11包括两个基础原子卫星和一个推进功能原子卫星，三级卫星13也包括两个基础原子卫星和一个推进功能原子卫星。其中，推进功能原子卫星能够分别驱动一级卫星11所在的部分和三级卫星13所在的部分移动，以便于确保二级卫星12能够安全有效地从化学分子卫星整体中分离出来，同时一级卫星11和三级卫星13之间能够连接在一起。

在本实施方式中，如图5和图6所示，分离后的六个二级卫星12能够借助二级机械臂22从环状变形为排成一列。由此，二级卫星12中的四个观测功能原子卫星排成一列，可以拓宽第二部分中的观测功能原子卫星的观测视野，以便于观测更大的区域，提高观测效率。而且推进功能原子卫星和观测功能原子文星间隔设置，能够确保第二部分在运动的过程中具备足够的平衡性。

示例性地，如图7所示，在对小行星等目标星体进行扫描的过程中，借助二级机械臂，可使得观测功能原子卫星上的观测镜头指向小行星，推进功能原子卫星上的推进装置位于前进方向的反面。

为了保证原子卫星之间能够相对移动和分离，在本实施方式中，机械臂包括臂体、弯折部分和旋转部分。其中，臂体构造为杆状，弯折部分连接至臂体的端部，旋转部分连接至弯折部分，旋转部分远离弯折部分的一端能够连接外部设备。

具体地，弯折部分绕垂直于臂体的轴向方向的第一旋转轴可旋转地连接至臂体的端部，旋转部分绕垂直于第一旋转轴的第二旋转轴可旋转地连接至弯折部分。

臂体的两个端部均设置有弯折部分和旋转部分，在本实施方式中，弯折部分和旋转部分共同形成机械臂的连接部，即机械臂的两端均具有连接部。旋转部分远离弯折部分的一端能够连接原子卫星，由此，机械臂可以借助连接部与原子卫星连接，同时可以控制原子卫星沿多个方向移动。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。此外，本文中“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”均以附图中表示的放置状态为参照。

最后应说明的是：以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。