立方星设计标准

“2U”立方星结构设计大赛设计规则“2U”立方星整体结构设计大赛由陕西省微小卫星工程实验室（SELM）提出相应设计要求和指标，参赛者根据要求进行立方星整体结构设计。(1).结构设计：用于安装太阳能电池板、天线、特定载荷等的卫星框架与内部支撑机构；(2).结构材料：铝；(3).结构要求：空间容量大、强度高、重量轻、组装灵活；(4).设计要求：采用 AutoCAD、PRO-E 等工具软件完成设计；(5).作品要求：上交作品为采用 AutoCAD、PRO-E 等软件完成的设计方案、.jpg 格式图片若干张、设计说明文字（若有结构、受力分析等最好）。图 1 立方星整体机构图 2 2U 立方星外形结构如上图所示为本次设计大赛的“2U”立方星所包含的功能模块和供参考的“2U”立方星外部结构图（ 图一仅供参考） 。 “2U”立方星分两个单元：功能单元和科学单元。 “2U”中其中一个“U” （功能单元）可以用于本次大赛的设计载荷安装。功能单元提供立方星的正常功能，包括:天线系统模块、计算机板模块、电源板模块、无线收发板模块、姿态控制板模块，另有太阳能电池板和太阳敏感器；科学单元用于进行科学研究（本次立方星科学单元用于大气探测） ，包括：FIPEX 传感器、中性质/ 离子质谱仪、朗缪尔探测器、GPS 接收机、加速度计、磁强计、陀螺仪、热敏电阻/热电偶等。本次设计大赛整星指标：参照图 2 的外形尺寸与要求，完成用于安装星上电子设备与载荷的结构框架系统设计，要求在一个“U”的空间内装下附表 1 里面的所有模块，并且：(1) 2U 立方星的宽度为 1000.1mm;(2) 2U 立方星的高度为 2270.1mm;(3) 2U 立方星包括所有载荷在内重量为：2-4kg（在保证坚固与易组装的基础上，结构系统应当尽可能的轻，系统框架可以灵活的实现组装，且可用空间尽可能大） ；(4) 2U 立方星的结构支撑系统采用材料：Al7075 或 Al6061 或 Al6082，选手可自行选择；(5) 轨道的宽度最少 8.5mm（轨道用于从专用发射器中滑出，如图 2 所示）;(6) 轨道表面粗糙度小于 1.6um;(7) 轨道的边缘至少要有半径 1mm 的圆倒角；(8) Z 面的轨道末端面积至少为 6.56.5mm；(9) 重心偏离物理中心的距离应小于 2cm；(10) 立方星底部安装有电源开关，当立方星安装在发射器中，系统电源关闭，弹出后自动启动电源；(11) 应当尽可能的把框架系统的结构画详细，如果是组装系统可以将组装图画出来；(12) 应当画出安装附表 1 各个电路板后的系统效果图。部分参考设计图：图 3 Cubesat 机构设计示意图图 4 某 cubesat 内部结构示意图图 5 瑞士 Swisscube 分解图图 6 某 cubesat 分解图图 7 某 cubesat 装配图图 8 丹麦奥尔堡大学 AAUSAT3 结构附表 1以下将给出各个模块的规格标准（请注意图纸中的所有尺寸）：1、 天线系统模块2、 计算机板模块3、 电源板模块4、 无线收发板模块无线收发机实物图无线收发机被封装在一个 9096mm 的电路板（PCB ）上，板厚 1.6mm，模块重量 90g。下图显示了班子的尺寸规格、边界和连接处。无线收发机封装图5、 姿态控制板模块姿态控制模块总重量为：150g6、 太阳能板太阳能板实物图如下图所示：该太阳能板分为侧悬挂板和顶部、底部板。图中所有尺寸单位以 mm 给出。