图 1.6 分段式吊杆装置磁强计展开模型

第 6 页 本科毕业设计说明书

目前，在我校所研究的立方体卫星上，磁强计还是置于卫星主体内部。因 为卫星内部电路也会产生一定的磁场，所以置于内部的磁强计所测得的地磁场将 会有一定的误差，这对小卫星在空间中的精确定位产生了影响。本课题旨在研究 一套展开装置，将磁强计放在离卫星主体一定距离的空间内，使其免受内部电路 磁场的影响。

在磁强计结构改动的情况下，有两点尤为重要：1、磁强计充分展开时，必 须能够了解它相对于卫星的精确位置；2、磁强计必须通过电缆连接到航天器上， 以保证磁强计和星载处理器之间的数据传输。这两项因素对于最终的结构设计有 着很大的影响。[11]

1.3 课题研究内容

本文围绕卫星磁强计展开机构的设计开发，主要完成了以下几方面的内容： 绪论部分首先介绍了立方星的来源和发展历史，随后对QB50计划的任务、本课题 的意义、磁强计的发展历史及我校研究现状进行了说明；

 第二章进行NJUST立方星磁强计展开机构的结构设计。展开机构主要要求是： 廉价、质轻、易加工、耐碰撞、方便拆卸调试等。本文从国外已经设计验证 的结构中，寻找设计的趋势，总结了设计的优点。在CATIA软件环境中进行 了磁强计整体结构的三维模拟装配；

 第三章将其导入ADAMS中进行运动学及静力学分析。对材质及运动间隙进行 调整，根据结构件碰撞力度的大小选择合适的材质及运动间隙（配合）；

 第四章介绍了卫星发射和过程中受到的动载荷，对磁强计的结构进行了有限 元分析；并根据第三章的结果，对碰撞力度较大的零件进行单独的分析；

 第五章对本文工作做了总结，并对进一步的工作提出展望。文献综述

本科毕业设计说明书 第 7 页

2 磁强计结构设计

2.1 零件功用的介绍

2.1.1 零件

磁强计是姿态确定与控制分系统的测量部件之一，测量信息也是磁力矩器生 成磁矩的依据。磁强计测量磁场的精确程度将直接影响到卫星的姿态确定。所以 为了提高磁强计的测量精度，避免其受到立方星内部磁场的影响，将磁强计置于 星体外已经是大势所趋。本文中的磁强计以 HMC5843 为例，结合国外的相关的图 片资料，其磁强计展开机构将包含以下零件：磁强计盒体、盒体盖、连杆、旋转 合页、固定合页、旋转轴、锁紧杆、侧盖、弹簧、扭簧及固定所用到若干直径 M1 的螺钉（重要部件如下图 2.1 所示）。

图 2.1 磁强计展开机构重点部件爆炸图

2.1.2 零件功用及设计要求

1 磁强计盒体与盒体盖 磁强计盒体与盒体盖是保护磁强计在太空中正常工作的直接部件。这一部件

设计的优劣将直接影响磁强计工作时的精密程度。 设计要求：

 完全密封性，要使盒体内外完全隔离，使磁强计远离太空中复杂的环境；