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22U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100±0.1mm;(2)2U立方星的高度为227±0.1mm;(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6.5×6.5mm；(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3Cubesat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90×96mm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。板厚：2.15mm7、科学单元本次设计大赛科学单元传感器主要实现对于大气的特性参数的测量，本次设计科学单元可以按照体积1U，重量600g考虑。