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龙图腾网获悉北京理工大学申请的专利一种基于旋转电动力绳的低轨运载星座及其工作方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN117125268B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-16发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202311106638.9，技术领域涉及：B64G1/10；该发明授权一种基于旋转电动力绳的低轨运载星座及其工作方法是由杨科莹;张景瑞;杨翼;李夏临;申澳设计研发完成，并于2023-08-30向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于旋转电动力绳的低轨运载星座及其工作方法在说明书摘要公布了：本发明公开的一种基于旋转电动力绳的低轨运载星座及其工作方法，属于航天载荷运送技术领域。本发明公开的一种基于旋转电动力绳的低轨运载星座，包含多颗卫星和通信网络，每颗卫星包含主星和子星两个部分。本发明通过在不同轨道高度部署由主星、子星和系绳组成的星座卫星构成运载星座，由载荷距离最近的子星接收载荷，通过系绳在洛伦兹力作用下的摆动，将载荷运送到下一卫星子星附近，借助推力器作用使两子星对接，完成载荷交接，在多次系绳旋转和载荷交接的接力过程后，载荷最终运动到目标轨道。本发明通过卫星接力实现载荷运送，避免传统火箭运载模式高能耗、高污染、低灵活性的问题，且能够解决传统单一旋转电动力绳载荷运送轨道范围小的问题。

本发明授权一种基于旋转电动力绳的低轨运载星座及其工作方法在权利要求书中公布了：1.一种基于旋转电动力绳的低轨运载星座，其特征在于：包含多颗卫星和通信网络，每颗卫星包含主星和子星两个部分；每一主星在工作过程中全程保持与地面基站、相邻卫星的主星及同一卫星子星的通信，每一主星与地面基站的通信内容主要为接收地面基站所发出的指令，发送指令执行的结果以及卫星当前工作状态信息；与相邻卫星的主星的通信内容主要为轨道和姿态信息的交换；与同一卫星子星间的通信内容为发出控制指令，接收指令执行的结果，同时进行轨道和姿态信息的交换；每一子星在工作过程中全程保持和同一卫星主星间的通信，通信内容为接收主星所发出的指令，发送指令执行的结果，同时进行轨道和姿态信息的交换；在末端对接阶段，每一子星将与下一卫星的子星建立短期通信，通信内容为轨道和姿态信息的高频交换； 主星包括星载计算机A、帆板A、线轴控制电机、线轴、锁定解锁装置、弹簧、电荷发射装置、GNSS模块A、轨道控制模块A、姿态控制模块A、通信模块A和主星外壳； 星载计算机A为多层电路板组合封装形成的控制单元，固定于主星外壳内侧；星载计算机A用于实现如下功能： 星载计算机A功能一：控制帆板A的折叠和展开状态，并控制帆板A相对于主星外壳的角度； 星载计算机A功能二：读取线轴控制电机反馈的转速数据和电流数据，控制线轴控制电机输出的转速和力矩，进而控制电动力绳的释放； 星载计算机A功能三：控制锁定解锁装置由锁定状态切换为解锁状态； 星载计算机A功能四：控制电荷发射装置对空间发射的电流大小，读取电荷发射装置所测量出的电动力绳根部电流和电压； 星载计算机A功能五：控制GNSS模块A获取数据的频率，读取GNSS模块A获取到的位置数据； 星载计算机A功能六：控制轨道控制模块A维持主星轨道的稳定，并读取轨道控制模块A当前的燃料状态，在燃料即将耗尽时预先规划降轨； 星载计算机A功能七：控制姿态控制模块A维持主星姿态的稳定，并读取姿态控制模块A当前的角动量状态，在即将到达极限角动量时进行动量卸载； 星载计算机A功能八：控制通信模块A与地面基站、相邻卫星的主星及同一卫星子星进行通信，并处理回传的轨道、姿态、指令执行状态信息； 帆板A为折展结构，板面双侧贴有太阳能电池，固定于主星外壳外侧；帆板A通过吸收太阳能，并将所吸收的太阳能转化为电能，为主星部件中除主星外壳和帆板A外的所有部件提供电能； 线轴控制电机为直流无刷电机，其定子部分固定于主星外壳内侧，转子部分与线轴固定；线轴控制电机通过控制线轴旋转的速度以及受到的阻力，控制电动力绳按指定速度释放或回收； 线轴为阶梯轴，中部横截面为工字形，线轴与线轴控制电机的转子部分固定；线轴通过使电动力绳旋转缠绕到线轴中部实现电动力绳的存储，通过逆向旋转线轴实现电动力绳的释放； 锁定解锁装置选择分离螺母，分离螺母主体部分与主星外壳内侧固定，中部有一螺纹孔，与子星外壳相连；锁定状态时，分离螺母通过螺纹装配使主星与子星相对固定；解锁状态时，分离螺母中部的螺纹孔扩张，从而使子星与主星相对分离； 弹簧为压缩弹簧，末端与主星外壳内侧固定，顶端与子星外壳外侧接触；锁定状态时，弹簧以压缩状态存储弹性势能；解锁状态时，弹簧将弹性势能转化成子星的弹射初动能，从而实现子星与主星的弹射分离； 电荷发射装置为微真空电弧等离子体接触器，电荷发射装置底部与主星外壳内侧固定；电荷发射装置将电动力绳所吸收的空间游离电子发射向空间，从而使电动力绳上形成固定方向的电流；电荷发射装置内部的测量模块对电动力绳端部的电流电压进行测量，并将数据回传给星载计算机A； GNSS模块A与主星外壳内侧固定，获取主星当前的位置和速度数据，并将数据传给星载计算机A和轨道控制模块A； 轨道控制模块A为离子推进器，与主星外壳内侧固定；轨道控制模块A通过喷射离子流产生的反作用力克服摄动影响，维持主星轨道高度稳定，并实时将自身剩余工质质量数据回传至星载计算机A； 姿态控制模块A为控制力矩陀螺组，与主星外壳内侧固定；姿态控制模块A通过改变控制自身的三轴角动量，调整主星的三轴姿态角与角速度，并将自身的三轴角动量、主星的三轴姿态角与角速度数据回传至星载计算机A； 通信模块A与主星外壳内侧固定；通信模块A与相邻卫星的主星、同一卫星的子星和地面基站通信，并双向传输数据； 主星外壳为合金结构件，主体为薄壁长方体状，内部有隔板；主星外壳为主星部件中除主星外壳外的所有部件提供固定接口，并对各部件进行隔离，降低环境因素和部件间的干扰，起到固定、隔离与保护的作用； 子星包括星载计算机B、帆板B、电磁铁、GNSS模块B、轨道控制模块B、姿态控制模块B、通信模块B和子星外壳； 星载计算机B为多层电路板组合封装形成的控制单元，固定于子星外壳内侧；其功能包括： 星载计算机B功能一：控制帆板B的折叠和展开状态，并控制帆板B相对于主星外壳的角度； 星载计算机B功能二：控制电磁铁的通断电状态，并通过调整电磁铁供电电流的大小，改变电磁铁的吸引力大小； 星载计算机B功能三：控制GNSS模块B获取数据的频率，并读取GNSS模块B获取到的位置数据； 星载计算机B功能四：控制轨道控制模块B调整子星轨道，使子星尽可能接近下一卫星的子星，并读取轨道控制模块B当前的燃料状态，在燃料即将耗尽时预先规划降轨； 星载计算机B功能五：控制姿态控制模块B调整子星姿态至与下一卫星的子星姿态误差不超过对接范围，并读取姿态控制模块B当前的角动量状态，在即将到达极限角动量时进行动量卸载； 星载计算机B功能六：控制通信模块B与相邻卫星的子星及同一卫星主星进行通信，并处理回传的轨道、姿态信息； 帆板B为可折展结构，板面双侧贴有太阳能电池，固定于子星外壳外侧；帆板B通过吸收太阳能，并将所吸收的太阳能转化为电能，为子星部件中除子星外壳与帆板B外的所有部件提供电能； 电磁铁为圆柱形结构，包含铁芯和线圈两部分，电磁铁固定于子星外壳外侧；电磁铁通过改变流经自身的电流，改变牵引力的大小，实现对载荷的抓取和释放； GNSS模块B与子星外壳内侧固定；GNSS模块B可获取子星当前的位置和速度数据，并将数据传给星载计算机B与轨道控制模块； 轨道控制模块B为化学推进器，与子星外壳内侧固定；轨道控制模块B在两子星对接阶段，产生推力改变子星位置，使两子星之间相对距离缩短，直至满足对接要求，并将自身剩余工质质量回传至星载计算机B； 姿态控制模块B为动量轮组，与子星外壳内侧固定；姿态控制模块B通过改变自身的三轴角动量，从而调整子星的三轴姿态角和角速度，使子星与下一卫星姿态满足对接条件，并将自身的三轴角动量、主星的三轴姿态角与角速度信息回传至星载计算机B； 通信模块B与子星外壳内侧固定；通信模块B与相邻卫星的子星及同一卫星的主星通信，并双向传输数据； 子星外壳为合金结构件，主体为长方体状，内部有隔板；子星外壳为子星部件中除子星外壳外的所有部件提供固定接口，并对各部件进行隔离。

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