[0001] 本发明主要涉及卫星天线仓储技术领域，具体地涉及一种基于阿基米德螺线轨道的卫星天线立体仓储、存取方法。

[0002] 在当前的卫星天线仓储领域，现有的仓储技术存在多方面的不足。

[0003] 现有技术1(公告号：CN116062362B)公开了一种太空仓储装置，其设计主要面向模块化立方星单元的存放。然而，其内部的S形延伸设计需要在折展天线侧面安装固定接口，这无疑增加了天线研制的难度。此外，该装置依赖传送带和驱动单元进行移动，这种设计无法满足天线模块在运输过程中对于隔振的需求。

[0004] 现有技术2(公告号：CN114084553B)公开了太空仓储系统，该系统设计主要用于存放立方体形状的货物，无法满足高焦径比天线模块存储要求。该系统并未考虑货物在货仓中的固定装置，可能导致货物在运载发射过程中因碰撞而损坏。

[0005] 现有技术3(公开号：CN113232890A)公开了一种微小卫星在轨释放装置，该装置中每一组卫星单元均需一个发射套筒，这增加了仓储系统的质量。该装置仅能实现卫星单元方向受控式的发射，无法与安装机器人协同配合将天线模块安装至指定位置。

[0006] 现有技术4(公告号：CN113581502B)公开了基于多空间机器人系统的超大型太空望远镜在轨组装方法，其主要用于存放拆分后的光学望远镜模块。然而，这些模块的体积和包络较小，无法满足存放高焦径比天线模块的空间需求。该方法主要依赖超冗余空间机器人完成对货架内模块的搬运，需要机器人深入至货运仓内部、再将模块搬出，对机器人负担较重、搬运效率较低，且无法对大质量模块进行操作。

[0007] 鉴于现有技术的局限性，特别是需要将卫星天线的仓储系统通过有限的整流罩空间和火箭发射入轨时，现有的仓储方式显得并不适用，因此需要设计一种方便发射入轨并方便存取卫星天线的立体仓储系统。

[0052] 为让本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本申请的具体实施方式作详细说明。

[0053] 在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是本申请还可以采用其它不同于在此描述的其它方式来实施，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

[0054] 如本申请和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其他的步骤或元素。

[0055] 本申请中使用了流程图用来说明根据本申请的实施例的系统所执行的操作。应当理解的是，前面或下面操作不一定按照顺序来精确地执行。相反，可以按照倒序或同时处理各种步骤。同时，或将其他操作添加到这些过程中，或从这些过程移除某一步或数步操作。

[0056] 本申请提出一种基于阿基米德螺线轨道的卫星天线立体仓储，可以应用于需要适配整流罩空间并将卫星天线立体仓储发射入轨以及在轨存取卫星天线的应用场景中。

[0057] 图4是本申请一实施例中可折展卫星天线收拢状态的立体图，图7是本申请一实施例的卫星天线立体仓储的示例性透视图，图17是本申请一实施例中天线接口的示意图，图21是本申请一实施例中可折展卫星天线和天线轨道连接的示意图。

[0058] 参考图4、图7、图17、图21所示，该实施例的基于阿基米德螺线轨道的卫星天线立体仓储100，包括：仓储外壳101(如图7所示)，包括顶板1011、底板1012和侧板1013，顶板1011、底板1012和侧板1013共同围成中空腔室1015，侧板1013上设置有可开关舱门1014；天线轨道102，呈阿基米德螺线形，天线轨道102设置在中空腔室1015内；天线接口103(如图17所示)，包括连接件1031和连接端1032，连接端1032上设置有凹槽1033，凹槽1033和天线轨道102相适配，天线接口103通过凹槽1033和天线轨道102连接；可折展卫星天线104(如图4所示)，包括天线背架1041，天线背架1041和连接件1031连接，可折展卫星天线104垂直吊装于中空腔室1015内(如图21所示)。

[0059] 图10是本申请一实施例中仓储外壳的俯视图，图11是本申请一实施例中仓储外壳的正视图。参考图7、图10和图11所示，在一些实施例中，仓储外壳101呈柱形。示例性地，仓储外壳101的侧板1013上的可开关舱门1014可以设置为通过铰链打开或者关闭，如图10中示出了可开关舱门1014打开时的状态。本申请通过设置仓储外壳101能够让中空腔室1015内的可折展卫星天线104适应热控和避免微陨石撞击。

[0060] 图12是本申请一实施例中天线轨道的示意图，图13是本申请一实施例中天线轨道的俯视图，图14是本申请一实施例中天线轨道的仰视图。参考图12至图14所示，阿基米德螺线形的天线轨道102整体呈螺旋状结构。本申请通过将天线轨道102设置成阿基米德螺线形，可以搭配柱形的仓储外壳101，这样设置使得卫星天线立体仓储100能够适配于圆形整流罩空间(未图示)，从而最大化整流罩空间的利用效率，便于将卫星天线立体仓储100发射入轨。

[0061] 图18是本申请一实施例中天线接口的正视图，图19是本申请一实施例中天线接口的侧视图，图20是本申请一实施例中天线接口的俯视图。参考图17至图20所示，本申请的天线接口103相当于天线的安装接口，天线接口103上的连接件1031能够固定可折展卫星天线104，通过将连接件1031设置为圆盘形可以更好地适配于可折展卫星天线104收拢后的状态，在运载重量约束下也能最大化天线轨道102上挂载可折展卫星天线104的数量。在实际应用中，可以将连接件1031设置为其它形状，本申请不做限制。

[0062] 图23是本申请一实施例中预设了天线仓储位置的天线轨道的俯视图，图24是本申请一实施例中天线轨道满载天线时的俯视图，图25是本申请一实施例中可折展卫星天线和天线轨道连接的侧视图。参考图23至图25所示，俯视视角下呈圆盘形的多个天线接口103布满了整个天线轨道102。

[0063] 图1是本申请一实施例中可折展卫星天线展开状态的立体图，图2是本申请一实施例中可折展卫星天线展开状态的正视图，图3是本申请一实施例中可折展卫星天线展开状态的俯视图，图5是本申请一实施例中可折展卫星天线收拢状态的主视图，图6是本申请一实施例中可折展卫星天线收拢状态的俯视图。参考图1至图6所示，本申请所示的可折展卫星天线104在展开状态时呈伞状，可折展卫星天线104在收拢状态时呈杆状。本申请考虑了可折展卫星天线104的脆弱性，伞状的天线收拢后仅可固定天线末端，其余部位不可采用堆叠等方式相互接触，同时考虑到火箭发射入轨时的纵向加速度，从而本申请将可折展卫星天线104设置为垂直吊装于中空腔室1015内，这样设置可以实现对高焦径比天线模块的高效存储，可以避免天线之间相互碰撞从而产生损伤。

[0064] 本申请的技术方案可以用于存放以及在轨释放可折展卫星天线104，通过仓储外壳101可以让可折展卫星天线104适应热控和避免微陨石撞击；通过天线接口103可以稳固地连接可折展卫星天线104；通过将天线轨道102设计为阿基米德螺线形，可以在有限的整流罩空间内最大化存储可折展卫星天线104的数量，在取出天线时可以按螺线由内向外沿螺线轨道滑出，便于存取天线；通过将可折展卫星天线104垂直吊装于中空腔室1015内，可以避免天线之间相互碰撞而产生损伤。

[0065] 图15是本申请一实施例中多层天线轨道串联的示意图，图16是本申请一实施例中多层天线轨道串联的正视图。参考图12至图16所示，在一些实施例中，天线轨道102设置为多层，每层天线轨道102上设置有相互交叉的第一横梁1021和第二横梁1022，第一横梁1021和第二横梁1022之间形成交叉部1023，多层天线轨道102之间通过连接梁1024和交叉部1023连接，多层天线轨道102之间的高度H大于等于可折展卫星天线104的高度(未图示)。

[0066] 示例性地，通过设置连接梁1024来串联多层天线轨道102可以增加所有天线轨道102之间的稳定性。在实际应用中，可以根据火箭整流罩的大小调整螺线形天线轨道102的直径、天线轨道102间的高度以及天线轨道102的层数，本申请不做限制。如图7所示的实施例，本申请相当于基于多层阿基米德螺线轨道的卫星天线立体仓储设计。

[0067] 图8是本申请一实施例的卫星天线立体仓储满载天线时的示例性透视图，图27是本申请一实施例中单层天线轨道满载天线时的示意图，图28是本申请一实施例中多层天线轨道满载天线时的示意图，图29是本申请一实施例中全部天线轨道满载天线时的示意图。示例性地，图8和图29中全部层数的天线轨道102上已满载可折展卫星天线104。图27中有一层天线轨道102已满载可折展卫星天线104，图28中有三层天线轨道102已满载可折展卫星天线104。

[0068] 图22是沿图21中所示的AA'线的剖视结构示意图。参考图17、图18、图27所示，在一些实施例中，天线轨道102的截面呈工字形，凹槽1033包括凹进部1034和突出部1035，天线接口103通过凹槽1033以倒钩方式和天线轨道102连接。示例性地，本申请将天线轨道102的截面设置为工字形，可以使天线接口103和天线轨道102之间更好地卡合连接，提高了天线接口103的稳定性。天线接口103上的连接件1031和可折展卫星天线104之间可以通过自动锁扣(未图示)或者其他机械连接方式连接，本申请不做限制。

[0069] 在一些实施例中，天线轨道102为电磁轨道，天线接口103能够悬浮于天线轨道102上且能够通过电磁悬浮方式沿天线轨道102移动。示例性地，考虑到火箭运载发射过程中存在振动强、易损坏天线等情况，本申请将天线轨道102设置为电磁轨道，通过电磁悬浮方式使天线接口103与天线轨道102实现磁斥力固定，在火箭运载发射过程中可以有效隔振，避免损坏天线。在卫星天线立体仓储100发射入轨后，天线接口103能够通过电磁悬浮方式沿天线轨道102移动至轨道出口的可开关舱门1014处，便于后续取出可折展卫星天线104。

[0070] 图9是本申请一实施例中组装机器人和仓储外壳的示意图。参考图9所示，在一些实施例中，基于阿基米德螺线轨道的卫星天线立体仓储100还包括组装机器人105，仓储外壳101的表面设置有滑轨1016，组装机器人105用于沿滑轨1016移动至可开关舱门1014处从而取出和/或存放可折展卫星天线104。

[0071] 示例性地，可开关舱门1014设置在天线轨道102的末端处，可开关舱门1014外自上而下贯穿设置有滑轨1016，组装机器人105可以沿滑轨1016滑动至各层天线轨道102的末端位置取出或存放可折展卫星天线104。滑轨1016与阿基米德螺线形的天线轨道102设计可以在圆形的整流罩空间内最大化空间利用效率。本申请通过采用阿基米德螺线轨道和磁悬浮移动天线接口103的方式，可以将仓储外壳101内的所有天线移动至出口处，再交由组装机器人105操作，效率更高。

[0072] 参考图7所示，在一些实施例中，顶板1011、底板1012和侧板1013中的一个或多个的表面上设置有太阳电池片10131，太阳电池片10131用于为卫星天线立体仓储100提供能源。示例性地，可以采用贴覆的方式在顶板1011、底板1012和侧板1013上设置太阳电池片10131，也可以只在侧板1013上贴覆太阳电池片10131，本申请不做限制。

[0073] 在一些实施例中，中空腔室1015内设置有蓄电池10151、主控板10152和温度传感器10153，蓄电池10151用于为卫星天线立体仓储100提供能源，主控板10152用于控制天线接口103移动，温度传感器10153用于监测中空腔室1015内的温度。示例性地，通过设置温度传感器10153可以将中空腔室1015内的温度控制在合适的范围内，以更好地储存可折展卫星天线104。通过设置蓄电池10151和主控板10152可以为天线磁悬浮及滑出提供电力和控制。

[0074] 本申请还提出一种卫星天线的存取方法，该方法用于使用如前文所说的卫星天线立体仓储100来存取卫星天线。本申请的卫星天线的存取方法可以在卫星天线立体仓储中的控制器内运行，还可以在地面端运行。当该卫星天线的存取方法运行于地面端时，地面端的数据与卫星天线立体仓储的数据通过无线网络交互。本申请对该卫星天线的存取方法的运行环境不做限制。

[0075] 图30是本申请一实施例的卫星天线的存取方法的示例性流程图。参考图30所示，该实施例的卫星天线的存取方法包括以下步骤：

[0076] 存储卫星天线步骤：

[0077] 步骤Sa1：打开可开关舱门；

[0078] 步骤Sa2：将可折展卫星天线和天线接口连接；

[0079] 步骤Sa3：控制天线接口沿阿基米德螺线形的天线轨道由外向内滑入从而带动可折展卫星天线移动至预设位置；

[0080] 步骤Sa4：关闭可开关舱门。

[0081] 取出卫星天线步骤：

[0082] 步骤Sb1：打开可开关舱门；

[0083] 步骤Sb2：控制天线接口沿阿基米德螺线形的天线轨道由内向外滑出从而带动可折展卫星天线移动至可开关舱门处；

[0084] 步骤Sb3：从天线接口上取下可折展卫星天线；

[0085] 步骤Sb4：关闭可开关舱门。

[0086] 下面以一个实施例说明上述取出卫星天线步骤中的步骤Sb2、步骤Sb3。

[0087] 图26是本申请一实施例中以步进方式从天线轨道上逐个滑出可折展卫星天线的示例性流程图。参考图26所示，示例性地，在该实施例中，天线接口以磁悬浮方式按格固定，以步进方式逐个螺旋滑出从而实现所有可折展卫星天线的逐个取出。在步骤S2610指令控制全部天线；在步骤S2620取出第一个天线；在步骤S2630控制第二个天线步进一格；在步骤S2640控制第三个天线步进一格；直到步骤S2650控制倒数第二个天线步进一格；在步骤S2660控制最后一个天线步进一格；在步骤S2670和步骤S2680逐个取出全部天线；在步骤S2690取出最后一个天线。

[0088] 本申请还包括一种存储有计算机程序代码的计算机可读介质，该计算机程序代码在由处理器执行时实现前文所述的卫星天线的存取方法。

[0089] 卫星天线的存取方法实施为计算机程序时，也可以存储在计算机可读存储介质中作为制品。例如，计算机可读存储介质可以包括但不限于磁存储设备(例如，硬盘、软盘、磁条)、光盘(例如，压缩盘(CD)、数字多功能盘(DVD))、智能卡和闪存设备(例如，电可擦除可编程只读存储器(EPROM)、卡、棒、键驱动)。此外，本文描述的各种存储介质能代表用于存储信息的一个或多个设备和/或其它机器可读介质。术语“机器可读介质”可以包括但不限于能存储、包含和/或承载代码和/或指令和/或数据的无线信道和各种其它介质(和/或存储介质)。

[0090] 应该理解，上文所描述的实施例仅是示意。本文描述的实施例可在硬件、软件、固件、中间件、微码或者其任意组合中实现。对于硬件实现，处理器可以在一个或者多个特定用途集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器和/或设计为执行本文所述功能的其它电子单元或者其结合内实现。

[0091] 本申请的一些方面可以完全由硬件执行、可以完全由软件(包括固件、常驻软件、微码等)执行、也可以由硬件和软件组合执行。以上硬件或软件均可被称为“数据块”、“模块”、“引擎”、“单元”、“组件”或“系统”。处理器可以是一个或多个专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理器件(DAPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器或者其组合。此外，本申请的各方面可能表现为位于一个或多个计算机可读介质中的计算机产品，该产品包括计算机可读程序编码。例如，计算机可读介质可包括，但不限于，磁性存储设备(例如，硬盘、软盘、磁带……)、光盘(例如，压缩盘CD、数字多功能盘DVD……)、智能卡以及闪存设备(例如，卡、棒、键驱动器……)。

[0092] 计算机可读介质可能包含一个内含有计算机程序编码的传播数据信号，例如在基带上或作为载波的一部分。该传播信号可能有多种表现形式，包括电磁形式、光形式等等、或合适的组合形式。计算机可读介质可以是除计算机可读存储介质之外的任何计算机可读介质，该介质可以通过连接至一个指令执行系统、装置或设备以实现通讯、传播或传输供使用的程序。位于计算机可读介质上的程序编码可以通过任何合适的介质进行传播，包括无线电、电缆、光纤电缆、射频信号、或类似介质、或任何上述介质的组合。

[0093] 上文已对基本概念做了描述，显然，对于本领域技术人员来说，上述申请披露仅仅作为示例，而并不构成对本申请的限定。虽然此处并没有明确说明，本领域技术人员可能会对本申请进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本申请中被建议，所以该类修改、改进、修正仍属于本申请示范实施例的精神和范围。

[0094] 同时，本申请使用了特定词语来描述本申请的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本申请至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本申请的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。

[0095] 一些实施例中使用了描述成分、属性数量的数字，应当理解的是，此类用于实施例描述的数字，在一些示例中使用了修饰词“大约”、“近似”或“大体上”来修饰。除非另外说明，“大约”、“近似”或“大体上”表明所述数字允许有±20％的变化。相应地，在一些实施例中，说明书和权利要求中使用的数值参数均为近似值，该近似值根据个别实施例所需特点可以发生改变。在一些实施例中，数值参数应考虑规定的有效数位并采用一般位数保留的方法。尽管本申请一些实施例中用于确认其范围广度的数值域和参数为近似值，在具体实施例中，此类数值的设定在可行范围内尽可能精确。