JP3865464B2

JP3865464B2 - Space equipment coupling equipment

Info

Publication number: JP3865464B2
Application number: JP17825597A
Authority: JP
Inventors: 島富男中
Original assignee: 株式会社アイ・エイチ・アイ・エアロスペース
Priority date: 1997-07-03
Filing date: 1997-07-03
Publication date: 2007-01-10
Anticipated expiration: 2017-07-03
Also published as: JPH1120799A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、宇宙空間において宇宙機器を連結するのに利用される宇宙機器の連結装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、上記したような宇宙空間において宇宙機器を連結する連結装置としては、例えば、２個の宇宙機器のうちの一方の宇宙機器のＸ−Ｙ平面上において方形の四隅に配設されて他方の宇宙機器の４箇所に装備されたトラニオン（連結ピン）を把持する４個のクランプを備えたものがあり、４個のクランプのうちの一方の対角線上に位置する２個のクランプが他方の宇宙機器のＸ−Ｙ平面上におけるＸ方向のトラニオンを把持し、他方の対角線上に位置する２個のクランプが他方の宇宙機器のＸ−Ｙ平面上におけるＹ方向のトラニオンを把持することによって、一方の宇宙機器と他方の宇宙機器との連結がなされるようになっている（図１参照）。
【０００３】
この場合、図６に示すように、この宇宙機器の連結装置におけるクランプ１００は、Ｖ字溝１０１ａを具備したベースプレート１０１と、ベースプレート１０１におけるＶ字溝１０１ａの両側に位置して図示しないモータにより駆動される一対の回動爪１０２，１０２と、ベースプレート１０１におけるＶ字溝１０１ａの最深部分に位置して一対の回動爪１０２，１０２との間でトラニオン１１０を挾み込んで把持するＶ字状ピン受１０３を備えており、このＶ字状ピン受１０３は、図示上方向に付勢された状態で図示縦軸回りに微回動可能でかつ上下方向に微動可能に支持されている。
【０００４】
上記した宇宙機器の連結装置は、特開平５−２５４４９８号公報に記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記した従来の宇宙機器の連結装置において、一方の宇宙機器のＸ−Ｙ平面上において方形の四隅に配設したクランプ１００のＶ字状ピン受１０３は、図６縦軸回りに微回動可能でかつ上下方向に微動可能に支持されているだけなので、クランプ１００およびトラニオン１１０の各々の製造工程や組み付け工程において寸法精度にばらつきが生じたり、クランプ１００およびトラニオン１１０に軌道上における熱変形に伴う寸法変化が生じたりした場合には、Ｖ字状ピン受１０３とトラニオン１１０との間の相対的な位置ずれが発生してしまい、２個の宇宙機器を連結することが困難になる可能性がないとは言えないうえ、この状態で２個の宇宙機器を無理に連結しようとすると、トラニオン１１０を把持するクランプ１００に変形を伴うような負荷がかかるため、連結に大きな力を必要とすると共に、連結後の他方の宇宙機器に大きな姿勢のばらつき、例えば、両宇宙機器間に設けたアンビリカルコネクタのソケットとプラグとの間にに大きな位置ずれが生じてしまうという問題があり、この問題を解決することが従来の課題となっていた。
【０００６】
【発明の目的】
本発明は、上記した従来の課題に着目してなされたもので、宇宙で連結される宇宙機器のうちの一方の宇宙機器に設けた複数のクランプ同士の間隔と、他方の宇宙機器の複数箇所に装備された連結ピン同士の間隔との間に寸法誤差が生じた場合であったとしても、多大な力を必要とすることなく２個の宇宙機器を確実に連結することが可能であり、加えて、連結後における他方の宇宙機器の姿勢のばらつきを極力少なく抑えることができる宇宙機器の連結装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係わる発明は、宇宙で連結される宇宙機器のうちの一方の宇宙機器に設けられて他方の宇宙機器の複数箇所に装備された連結ピンを把持する複数のクランプを備えた宇宙機器の連結装置において、複数のクランプ同士の間隔と複数箇所に装備された連結ピン同士の間隔との寸法誤差を吸収する誤差吸収機構を複数のクランプにそれぞれ設け、クランプは、Ｘ−Ｙ平面上において方形の四隅に配設され、かつ、一方の対角線上に位置する２個のクランプは他方の宇宙機器のＸ−Ｙ平面上におけるＸ方向の連結ピンを把持すると共に、他方の対角線上に位置する２個のクランプは他方の宇宙機器のＸ−Ｙ平面上におけるＹ方向の連結ピンを把持し、４個のクランプのうちのいずれか３個のクランプの誤差吸収機構は、連結ピンの把持時において連結ピンの軸方向の微動およびヨー方向の微回動を許容する２方向誤差吸収機構としてあると共に、４個のクランプのうちの残りの１個のクランプの誤差吸収機構は、連結ピンの把持時において連結ピンの軸方向の微動およびヨー方向の微回動ならびに径方向の微動を許容する３方向誤差吸収機構としてある構成としており、この宇宙機器の連結装置の構成を従来の課題を解決するための手段としている。
【０００８】
本発明の請求項２に係わる発明において、２方向誤差吸収機構は、略半球状をなし平面側に連結ピンと摺動可能に係合するピン溝を有する２方向可動ボールと、２方向可動ボールを球面対偶をなして支持してピン溝のヨー方向の微回動を許容した２方向ボール受を具備し、３方向誤差吸収機構は、略半球状をなし平面側に連結ピンと偏心状態で摺動可能に係合するピン溝を有する３方向可動ボールと、３方向可動ボールを球面対偶をなして支持してピン溝のヨー方向および径方向の微回動を許容した３方向ボール受を具備している構成としている。
【００１０】
ここで、本発明の請求項１に係わる宇宙機器の連結装置の理論的な説明を行うと、まず、図５に示すように、方形の四隅に配設したクランプに相当する４点Ｐ１〜Ｐ４と、これらの点Ｐ１〜Ｐ４を通過する他方の宇宙機器に装備された連結ピンに相当する直線Ｌ１〜Ｌ４を同一平面上に設定する。
【００１１】
今、点Ｐ_{ｉ（ｉ＝１〜４）}が点Ｐ´´_{ｉ（ｉ＝１〜４）}へ変位し、直線Ｌ_{ｉ（ｉ＝１〜４）}が直線Ｌ´_{ｉ（ｉ＝１〜４）}へ変位したとして、直線Ｌ´_ｉが再び点Ｐ´´_ｉを通るようにするための関係式は、回転および並進の座標変換により数式１として得ることができる。
【００１２】
【数式１】

【００１３】
この場合、数式１の前項は回転成分を表わし、後項は並進成分を表わしている。また、前項のε_ｉは数式２で表わされ、直線Ｌ´_ｉの方向を示している。
【００１４】
【数式２】

【００１５】
上記数式１から求められるのは、θ，Δｘ，Δｙおよびλ_ｉであり、θ，Δｘ，Δｙおよびλ_ｉが一義的に決定可能となるのは、点Ｐ_ｉのうちの任意に選んだ３点（４個のクランプのうちのいずれか３個のクランプ）からのみである。
【００１６】
つまり、点Ｐ_ｉのうちの残りの１点（４個のクランプのうちの残りの１個のクランプ）は、それ自体が並進して対応する直線Ｌ_ｉまで移動することが必要であり、これが４個のクランプのうちの残りの１個のクランプの誤差吸収機構を
連結ピンの把持時において連結ピンの軸方向の微動およびヨー方向の微回動ならびに径方向の微動（並進）を許容する３方向誤差吸収機構とした理由である。
【００１７】
【発明の作用】
本発明の請求項１に係わる宇宙機器の連結装置では、宇宙で連結される宇宙機器のうちの一方の宇宙機器に配設した複数のクランプ同士の間隔と他方の宇宙機器の複数箇所に装備された連結ピン同士の間隔との間に、寸法誤差が生じていたとしても、連結に際しては、この寸法誤差が吸収されるので、２個の宇宙機器は多大な力を必要とすることなく確実に連結されることとなる。
【００１８】
加えて、本発明の請求項１に係わる宇宙機器の連結装置では、一方の宇宙機器においてＸ−Ｙ平面上に配設された４個のクランプ同士の間隔と他方の宇宙機器におけるＸ−Ｙ平面上の４箇所に装備された連結ピン同士の間隔との間に、寸法誤差が生じていたとしても、連結ピンの把持時において、４個のクランプのうちの３個のクランプの各２方向誤差吸収機構が作動することによって、これらの３個のクランプでは、連結ピンの軸方向の微動およびヨー方向の微回動が可能になると共に、４個のクランプのうちの残りの１個のクランプの３方向誤差吸収機構が作動することで、このクランプでは、連結ピンの軸方向の微動およびヨー方向の微回動ならびに径方向の微動が可能になって、上記寸法誤差が吸収されることから、連結後における他方の宇宙機器の姿勢のばらつきが極めて少なく抑えられることとなる。
【００１９】
本発明の請求項２に係わる宇宙機器の連結装置では、上記した構成としているので、連結ピンの把持時において、４個のクランプにおける各ボールのピン溝にそれぞれ摺動可能に係合された連結ピンと各ボール受との相対的な微動が円滑なものとなって、上記寸法誤差が速やかに吸収されることとなり、その結果、２個の宇宙機器は少ない力で確実に連結されることとなる。
【００２０】
【発明の効果】
本発明の請求項１に係わる宇宙機器の連結装置によれば、上記した構成としたから、宇宙で連結される宇宙機器のうちの一方の宇宙機器に配設した複数のクランプ同士の間隔と他方の宇宙機器の複数箇所に装備された連結ピン同士の間隔との間に、寸法誤差が生じていたとしても、２個の宇宙機器を多大な力を必要とすることなく確実に連結することが可能であるという非常に優れた効果が得られる。
【００２１】
加えて、本発明の請求項１に係わる宇宙機器の連結装置では、連結後における他方の宇宙機器の姿勢のばらつきを極めて少なく抑えることができるという非常に優れた効果がもたらされる。
【００２２】
本発明の請求項２に係わる宇宙機器の連結装置では、上記した構成としているので、連結ピンの把持時における連結ピンとボール受との相対的な微動を円滑に行わせることがで、その結果、２個の宇宙機器をより一層少ない力で確実に連結することが可能であるという非常に優れた効果が得られる。
【００２３】
【実施例】
以下、図１〜図４に基づいて本発明に係わる宇宙機器の連結装置の一実施例を説明する。
【００２４】
図１に示すように、この宇宙機器の連結装置１は、宇宙で連結される宇宙航行体（一方の宇宙機器）Ａおよびペイロード（他方の宇宙機器）Ｂのうちの宇宙航行体Ａに設けられてペイロードＢの４箇所に装備されたトラニオン（連結ピン）Ｔを把持する４個のクランプ１０を備えており、これらのクランプ１０は、宇宙航行体ＡのＸ−Ｙ平面上において方形の四隅に配設され、一方の対角線上に位置する２個のクランプ１０，１０は、ペイロードＢのＸ−Ｙ平面上においてこれらのクランプ１０，１０と対応して配置されたＸ方向のトラニオンＴ，Ｔを把持すると共に、他方の対角線上に位置する２個のクランプ１０，１０は、ペイロードＢのＸ−Ｙ平面上においてこれらのクランプ１０，１０と対応して配置されたＹ方向のトラニオンＴ，Ｔを把持するものとなっている。
【００２５】
図１下側および図１左右側に位置するクランプ１０（１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｄ）は、Ｕ字溝１１ａを具備したベース１１と、このベース１１におけるＵ字溝１１ａの両側に位置して図示しないモータにより駆動される一対の回動爪１２，１２を備えていると共に、図２に示すように、ベース１１におけるＵ字溝１１ａの最深部分に位置して一対の回動爪１２，１２との間でトラニオンＴを挾み込んで把持する略半球状をなす２方向可動ボール２１と、ベース１１の下端に設けたブロック１３上に位置して２方向可動ボール２１を支持する２方向ボール受２２と、ブロック１３の中心に保持されて２方向可動ボール２１を図２（ｂ）上方向に付勢するコイルばね１４を備えており、２方向可動ボール２１および２方向ボール受２２で２方向誤差吸収機構を構成している。
【００２６】
２方向誤差吸収機構を構成する略半球状をなす２方向可動ボール２１は、その平面側にトラニオンＴと摺動可能に係合するピン溝２１ａを有しており、２方向可動ボール２１と２方向ボール受２２とを球面対偶をなして互いに嵌合することにより、トラニオンＴの軸方向（図２（ａ）上下方向）の移動を許容するのに加えて、ピン溝２１ａのヨー方向（図２（ａ）矢印方向）の微回動をも許容するようにしている、すなわち、トラニオンＴの軸方向の移動およびヨー方向の微回動を許容するようにしている。
【００２７】
この場合、２方向可動ボール２１におけるピン溝２１ａの両側に設けた外向きフランジ２１ｂが２方向ボール受２２の開口縁部２２ｂと当接するようになすことにより、ピン溝２１ａのロール方向への微回動を規制している。
【００２８】
なお、図２における符号２３はストッパであり、２方向可動ボール２１の外向きフランジ２１ｂと当接して、ピン溝２１ａ（２方向可動ボール２１）がヨー方向へ回動し過ぎるのを阻止するようになっている。
【００２９】
一方、図１上側に位置するクランプ１０（１０Ｃ）は、クランプ１０Ａと同じく、ベース１１および一対の回動爪１２，１２を備えていると共に、図３に示すように、一対の回動爪１２，１２との間でトラニオンＴを挾み込んで把持する略半球状をなす３方向可動ボール３１と、３方向可動ボール３１を支持する３方向ボール受３２と、３方向可動ボール３１を図３（ｂ）上方向に付勢するコイルばね１４を備えており、３方向可動ボール３１および３方向ボール受３２で３方向誤差吸収機構を構成している。
【００３０】
３方向誤差吸収機構を構成する３方向可動ボール３１は、その平面側にトラニオンＴと偏心状態で摺動可能に係合するピン溝３１ａを有しており、３方向可動ボール３１と３方向ボール受３２とを球面対偶をなして互いに嵌合すると共に、３方向ボール受３２の開口縁部３２ｂに切欠３２ｃを設けて３方向可動ボール３１に設けた外向きフランジ３１ｂが前記開口縁部３２ｂに干渉しないようにすることにより、トラニオンＴの軸方向（図３（ａ）上下方向）の移動を許容するのに加えて、ピン溝３１ａのヨー方向（図３（ａ）矢印方向）および径方向の微回動（図３（ｂ）に一点鎖線に示す位置と二点鎖線に示す位置との間での移動）をも許容するようにしている、すなわち、トラニオンＴの軸方向の移動およびヨー方向の微回動ならびに径方向の微動（並進）を許容するようにしている。
【００３１】
なお、図３における符号３３もストッパであり、３方向可動ボール３１の外向きフランジ３１ｂと当接して、ピン溝３１ａ（３方向可動ボール３１）がヨー方向へ回動し過ぎるのを阻止している。
【００３２】
上記宇宙機器の連結装置１では、例えばロボットアーム等でドローグロッドＤＬを把持されたペイロードＢが宇宙航行体Ａに接近して、クランプ１０における各一対の回動爪１２，１２による捕獲領域にペイロードＢのトラニオンＴがそれぞれ入った時点で、一対の回動爪１２，１２が互いに接近する方向にそれぞれ回動して、トラニオンＴを捕獲して把持する。
【００３３】
このとき、４個のクランプ１０（１０Ａ〜１０Ｄ）同士の間隔とペイロードＢにおけるＸ−Ｙ平面上の４箇所に装備されたトラニオンＴ同士の間隔との間に寸法誤差が生じている場合には、まず、図４（ａ）に示す状態において、４個のクランプ１０のうちのクランプ１０Ｂにおいてその２方向誤差吸収機構が作動して、すなわち、図４（ｂ）に示すように、２方向可動ボール２１がヨー方向に微回動して、そのピン溝２１ａにトラニオンＴを摺動可能に係合する。
【００３４】
次いで、図４（ｃ）に示すように、４個のクランプ１０のうちのクランプ１０Ａにおいてその２方向誤差吸収機構の２方向可動ボール２１がヨー方向に微回動して、そのピン溝２１ａにトラニオンＴを摺動可能に係合すると共に、クランプ１０Ｂにおける２方向可動ボール２１のピン溝２１ａに対してトラニオンＴが摺動する。
【００３５】
続いて、図４（ｄ）に示すように、４個のクランプ１０のうちのクランプ１０Ｄにおいてその２方向誤差吸収機構の２方向可動ボール２１がヨー方向に微回動して、そのピン溝２１ａにトラニオンＴを摺動可能に係合するのに合わせて、ペイロードＢ自体がヨー方向に微回動すると共に、クランプ１０Ａ，１０Ｂの各２方向可動ボール２１がトラニオンＴとともにそれぞれヨー方向に微回動する。
【００３６】
そして、図４（ｅ）に示すように、４個のクランプ１０のうちの残りの１個のクランプ１０Ｃの３方向誤差吸収機構における３方向可動ボール３１がヨー方向に微回動すると共に、ロール方向への微回動する、すなわち、３方向可動ボール３１のピン溝３１ａがヨー方向の微回動ならびに径方向の微動（並進）を行い、トラニオンＴをこのピン溝３１ａに係合すると、上記寸法誤差が吸収されることから、宇宙航行体Ａに対してペイロードＢは大きな力を必要とすることなく確実に連結されるうえ、連結後におけるアンビリカルコネクタのソケットＪ１とプラグＪ２との位置ずれが極めて少なく抑えられることとなる。
【００３７】
この宇宙機器の連結装置１では、クランプ１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｄにおいて２方向可動ボール２１および２方向ボール受２２で２方向誤差吸収機構を構成していると共に、クランプ１０Ｃにおいて３方向可動ボール３１および３方向ボール受３２で３方向誤差吸収機構を構成しているので、トラニオンＴの把持時において、トラニオンＴと各ボール受２２，３２との相対的な微動が円滑なものとなって、上記寸法誤差が速やかに吸収されることとなり、その結果、宇宙航行体ＡとペイロードＢとは少ない力で確実に連結されることとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる宇宙機器の連結装置の一実施例を示す全体斜視説明図である。
【図２】図１に示した宇宙機器の連結装置における２方向誤差吸収機構を有するクランプの部分平面説明図（ａ），図２（ａ）のＩ−Ｉ線位置での断面説明図（ｂ）および図２（ｂ）のＩＩ−ＩＩ線位置での断面説明図である。
【図３】図１に示した宇宙機器の連結装置における３方向誤差吸収機構を有するクランプの部分平面説明図（ａ），図３（ａ）のＩＩＩ−ＩＩＩ線位置での断面説明図（ｂ）および図３（ｂ）のＩＶ−ＩＶ線位置での断面説明図である。
【図４】図１に示した宇宙機器の連結装置の動作説明図である。
【図５】本発明の請求項３に係わる宇宙機器の連結装置の基本概念説明図である。
【図６】従来における宇宙機器の連結装置のクランプを示す正面説明図である。
【符号の説明】
Ａ宇宙航行体（一方の宇宙機器）
Ｂペイロード（他方の宇宙機器）
Ｔトラニオン（連結ピン）
１宇宙機器の連結装置
１０（１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ）クランプ
２１２方向可動ボール（２方向誤差吸収機構）
２１ａ，３１ａピン溝
２２２方向ボール受（２方向誤差吸収機構）
３１３方向可動ボール（３方向誤差吸収機構）
３２３方向ボール受（３方向誤差吸収機構）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a connecting device for space equipment used for connecting space equipment in outer space.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a connecting device for connecting space devices in the outer space as described above, for example, one of the two space devices is disposed at the four corners of the square on the XY plane of the one space device, and the other There are those equipped with four clamps that hold trunnions (connection pins) installed in four places of space equipment, and two clamps located on one diagonal of the four clamps are the other space By holding a trunnion in the X direction on the XY plane of the device, and two clamps located on the other diagonal line hold the trunnion in the Y direction on the XY plane of the other space device. The space device is connected to the other space device (see FIG. 1).
[0003]
In this case, as shown in FIG. 6, the clamp 100 in this space equipment coupling device is driven by a base plate 101 having a V-shaped groove 101 a and a motor (not shown) located on both sides of the V-shaped groove 101 a in the base plate 101. V-shaped that holds and holds the trunnion 110 between the pair of rotating

claws

102, 102 and the pair of rotating

claws

102, 102 located at the deepest portion of the V-shaped groove 101 a in the base plate 101. A pin receiver 103 is provided, and the V-shaped pin receiver 103 is supported so as to be finely rotatable about the vertical axis in the figure and finely movable in the vertical direction while being biased upward in the figure.
[0004]
The above-described space device connecting apparatus is described in Japanese Patent Laid-Open No. 5-254498.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional space equipment coupling device, the V-shaped pin receiver 103 of the clamp 100 disposed at the four corners of the square on the XY plane of one space equipment is slightly rotated around the vertical axis in FIG. Since it is movable and only supported so as to be finely movable in the vertical direction, dimensional accuracy varies in the manufacturing process and assembly process of the clamp 100 and the trunnion 110, or the clamp 100 and the trunnion 110 are thermally deformed on the track. When the dimensional change accompanying the change occurs, the relative displacement between the V-shaped pin holder 103 and the trunnion 110 occurs, and it may be difficult to connect the two space devices. It cannot be said that there is no possibility, and if it is attempted to forcibly connect two space devices in this state, it will be changed to a clamp 100 that holds the trunnion 110. Therefore, a large force is required for the connection and the other space device after the connection has a large posture variation, for example, between the socket and the plug of the umbilical connector provided between the two space devices. However, there has been a problem that a large misalignment occurs, and it has been a conventional problem to solve this problem.
[0006]
OBJECT OF THE INVENTION
The present invention has been made paying attention to the above-described conventional problems. The space between a plurality of clamps provided in one space device among the space devices connected in space, and a plurality of locations of the other space device. Even if a dimensional error occurs between the connecting pins mounted on the two, it is possible to reliably connect the two space devices without requiring a great deal of force, In addition, an object of the present invention is to provide a space device coupling device that can suppress the variation in attitude of the other space device after the coupling as much as possible.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 of the present invention includes a plurality of clamps that are provided in one space device among space devices connected in space and hold connection pins provided at a plurality of locations of the other space device. and the coupling device space equipment, respectively the dimensional error between the distance of the connecting pin between that is provided on interval and a plurality of locations among the plurality of clamping the error absorption mechanism to absorb a plurality of clamps, clamp, X- Two clamps disposed on the four corners of the square on the Y plane and positioned on one diagonal line hold the connecting pin in the X direction on the XY plane of the other space device and the other diagonal line The two clamps located above hold the connecting pin in the Y direction on the XY plane of the other space device, and the error absorbing mechanism of any three of the four clamps is connected to the connecting pin. The two-way error absorbing mechanism that allows fine movement in the axial direction and fine rotation in the yaw direction at the time of gripping, and the error absorbing mechanism of the remaining one of the four clamps is a connecting pin. problems during gripping and the configuration is a three direction error absorbing mechanism that allows the fine movement of the fine rotational and radial axial micromotion and yaw direction of the connecting pin, the configuration of the coupling device of this space equipment conventional As a means to solve the problem.
[0008]
In inventions relating to claim 2 of the present invention, two-way error absorption mechanism includes a two-way movable ball having a pin groove that engagable connecting pin and sliding substantially in the plane side semispherical shape, two directions movable ball And a two-way ball bearing that allows the pin groove to rotate slightly in the yaw direction. The three-way error absorbing mechanism is substantially hemispherical and slides in an eccentric state with the connecting pin on the plane side. A three-way movable ball having a pin groove that is movably engaged, and a three-way ball receiver that supports the three-way movable ball in a spherical pair to allow fine rotation in the yaw direction and the radial direction of the pin groove. Ru to have a configuration Tei.
[0010]
Here, the theoretical explanation of the coupling device for space equipment according to claim 1 of the present invention will be given. First, as shown in FIG. 5, four points P1 to P4 corresponding to clamps disposed at four corners of a square. Then, straight lines L1 to L4 corresponding to connecting pins equipped in the other space device passing through these points P1 to P4 are set on the same plane.
[0011]
Now, the point _{P i (i = 1~4)} is displaced to point _{P'' i (i = 1~4),} the straight line _{L i (i = 1~4)} is linearly _{L'i (i = 1~4 )} as displaced into the relational expression for the linear _L'i is to re-passing through the point P'' _i can be obtained as equation 1 by the coordinate transformation of rotation and translation.
[0012]
[Formula 1]

[0013]
In this case, the first term of Equation 1 represents the rotation component, and the second term represents the translation component. Also, ε _i in the previous term is expressed by Equation 2 and indicates the direction of the straight line L ′ _i .
[0014]
[Formula 2]

[0015]
What is obtained from Equation 1 above is θ, Δx, Δy, and λ _i , and θ, Δx, Δy, and λ _i can be determined uniquely from any of the points P _i 3 Only from the point (any three of the four clamps).
[0016]
That is, the remaining one of the points P _i (the remaining one of the four clamps) needs to translate itself and move to the corresponding straight line L _i , The error absorbing mechanism of the remaining one of the four clamps allows fine movement in the axial direction, fine rotation in the yaw direction, and fine movement in the radial direction (translation) when gripping the connection pin 3 This is the reason for the directional error absorption mechanism.
[0017]
[Effects of the Invention]
In the space device coupling apparatus according to claim 1 of the present invention, the space device is installed at one of space devices connected in the space between a plurality of clamps and at a plurality of locations of the other space device. Even if a dimensional error has occurred between the connecting pins, the dimensional error is absorbed during the connection, so the two space devices can be reliably used without requiring a great deal of force. Will be linked.
[0018]
In addition, in the space equipment coupling device according to claim 1 of the present invention, the space between the four clamps arranged on the XY plane in one space equipment and the XY plane in the other space equipment. Even if there is a dimensional error between the connecting pins mounted at the four locations above, each two-way error of three of the four clamps when gripping the connecting pin By operating the absorption mechanism, these three clamps allow fine movement of the connecting pin in the axial direction and fine rotation in the yaw direction, and the remaining one of the four clamps. By operating the three-direction error absorbing mechanism, this clamp allows fine movement in the axial direction of the connecting pin, fine rotation in the yaw direction, and fine movement in the radial direction, and the dimensional error is absorbed . after consolidation Variations in the attitude of the square of space equipment so that the can be suppressed extremely small.
[0019]
The space device coupling device according to claim 2 of the present invention has the above-described configuration. Therefore, when the coupling pin is gripped, the coupling is slidably engaged with the pin grooves of the balls of the four clamps. The relative fine movement between the pin and each ball holder becomes smooth, and the above dimensional error is absorbed quickly. As a result, the two space devices are reliably connected with a small force. .
[0020]
【The invention's effect】
According to the coupling device of space equipment according to claim 1 of the present invention, because has a structure as described above, spacing and other plurality of clamps between which is disposed on one of the space equipment of the space equipment coupled in space Even if there is a dimensional error between the space between the connecting pins installed at multiple locations in the spacecraft, it is possible to securely connect the two spacecraft without requiring a great deal of force. A very good effect is possible.
[0021]
In addition, a connecting device of space equipment according to claim 1 of the present invention results in a very excellent effect that it is possible to suppress extremely small the variation of the orientation of the other space equipment after consolidation.
[0022]
The space device coupling device according to claim 2 of the present invention has the above-described configuration, so that the relative fine movement between the coupling pin and the ball receiver during gripping of the coupling pin can be smoothly performed. A very excellent effect is obtained that it is possible to reliably connect the two space devices with much less force.
[0023]
【Example】
Hereinafter, an embodiment of a connecting device for space equipment according to the present invention will be described with reference to FIGS.
[0024]
As shown in FIG. 1, the space device coupling device 1 is provided in a space navigation body A of a space navigation body (one space device) A and a payload (other space device) B connected in space. The four clamps 10 for holding trunnions (connecting pins) T mounted at four locations of the payload B are provided, and these clamps 10 are formed at the four corners of the square on the XY plane of the spacecraft A. The two clamps 10 and 10 that are disposed on one of the diagonal lines are arranged on the X-Y plane of the payload B with the trunnions T and T in the X direction arranged corresponding to the

clamps

10 and 10. The two clamps 10, 10 that are gripped and located on the other diagonal line are arranged on the XY plane of the payload B so as to correspond to the

clamps

10, 10 in the Y direction. It has become a thing to grip the.
[0025]
The clamps 10 (10A, 10B, 10D) located on the lower side in FIG. 1 and the left and right sides in FIG. 1 are not shown because they are located on both sides of the base 11 having the U-shaped groove 11a and the U-shaped groove 11a in the base 11. A pair of

rotary claws

12 and 12 driven by a motor are provided, and as shown in FIG. 2, the base 11 is located at the deepest portion of the U-shaped groove 11a and is connected to the pair of

rotary claws

12 and 12. A two-way movable ball 21 having a substantially hemispherical shape that sandwiches and holds the trunnion T therebetween, and a two-way ball receiver 22 that is positioned on the block 13 provided at the lower end of the base 11 and supports the two-way movable ball 21. And a coil spring 14 which is held at the center of the block 13 and urges the two-way movable ball 21 upward in FIG. 2B, and the two-way movable ball 21 and the two-way ball receiver 22 have a two-way error. Constitute a yield mechanism.
[0026]
The two-way movable ball 21 having a substantially hemispherical shape constituting the two-way error absorbing mechanism has a pin groove 21a slidably engaged with the trunnion T on the plane side. In addition to allowing movement of the trunnion T in the axial direction (FIG. 2 (a) vertical direction) by fitting the directional ball receivers 22 together in a spherical pair, the yaw direction of the pin groove 21a (FIG. 2 (a) direction of arrow) is also allowed, that is, movement of trunnion T in the axial direction and fine rotation in the yaw direction are allowed.
[0027]
In this case, the outward flanges 21b provided on both sides of the pin groove 21a in the two-way movable ball 21 are brought into contact with the opening edge 22b of the two-way ball receiver 22, so that the pin groove 21a in the roll direction is fine. The rotation is restricted.
[0028]
Note that reference numeral 23 in FIG. 2 denotes a stopper, which is in contact with the outward flange 21b of the two-way movable ball 21 so as to prevent the pin groove 21a (two-way movable ball 21) from rotating too much in the yaw direction. It has become.
[0029]
On the other hand, the clamp 10 (10C) located on the upper side of FIG. 1 includes a base 11 and a pair of

rotating claws

12 and 12 as well as the clamp 10A, and a pair of rotating claws 12 as shown in FIG. 3, the three-way movable ball 31 having a substantially hemispherical shape that holds and holds the trunnion T between the two-way ball 12, the three-way ball receiver 32 that supports the three-way movable ball 31, and the three-way movable ball 31. (B) The coil spring 14 that biases upward is provided, and the three-way movable ball 31 and the three-way ball receiver 32 constitute a three-way error absorbing mechanism.
[0030]
The three-way movable ball 31 constituting the three-way error absorbing mechanism has a pin groove 31a that is slidably engaged with the trunnion T in an eccentric state on the plane side, and the three-way movable ball 31 and the three-way ball The receiver 32 and the receiver 32 are fitted to each other in a spherical pair, and an outward flange 31b provided in the three-way movable ball 31 by providing a notch 32c in the opening edge 32b of the three-way ball receiver 32 is formed in the opening edge 32b. By not causing interference, in addition to allowing movement of the trunnion T in the axial direction (the vertical direction in FIG. 3A), the yaw direction (arrow direction in FIG. 3A) and the radial direction of the pin groove 31a Is also allowed to move (movement between the position shown by the one-dot chain line and the position shown by the two-dot chain line in FIG. 3B), that is, the movement of the trunnion T in the axial direction and the yaw. Fine rotation of direction and And so as to permit the direction of the fine (translation).
[0031]
3 is also a stopper, which is in contact with the outward flange 31b of the three-way movable ball 31 and prevents the pin groove 31a (three-way movable ball 31) from rotating too much in the yaw direction. Yes.
[0032]
In the space device coupling device 1, for example, the payload B gripped by the drag rod DL by a robot arm or the like approaches the spacecraft A, and the payload is placed in the capture region of the clamp 10 by the pair of

rotating claws

12, 12. When the trunnions T of B are respectively entered, the pair of

rotating claws

12 and 12 are respectively rotated in directions approaching each other, and the trunnions T are captured and gripped.
[0033]
At this time, when there is a dimensional error between the distance between the four clamps 10 (10A to 10D) and the distance between the trunnions T mounted at four locations on the XY plane in the payload B First, in the state shown in FIG. 4A, the two-way error absorbing mechanism is operated in the clamp 10B among the four clamps 10, that is, the two-way movable as shown in FIG. 4B. The ball 21 slightly rotates in the yaw direction, and the trunnion T is slidably engaged with the pin groove 21a.
[0034]
Next, as shown in FIG. 4C, in the clamp 10A among the four clamps 10, the two-way movable ball 21 of the two-way error absorbing mechanism slightly rotates in the yaw direction, and enters the pin groove 21a. The trunnion T is slidably engaged, and the trunnion T slides with respect to the pin groove 21a of the two-way movable ball 21 in the clamp 10B.
[0035]
Subsequently, as shown in FIG. 4D, in the clamp 10D of the four clamps 10, the two-way movable ball 21 of the two-way error absorbing mechanism slightly rotates in the yaw direction, and the pin groove 21a As the trunnion T is slidably engaged, the payload B itself slightly rotates in the yaw direction, and the two-way movable balls 21 of the

clamps

10A and 10B slightly rotate in the yaw direction together with the trunnion T. Move.
[0036]
Then, as shown in FIG. 4E, the three-way movable ball 31 in the three-way error absorbing mechanism of the remaining one clamp 10C among the four clamps 10 slightly rotates in the yaw direction and rolls. When the pin groove 31a of the three-way movable ball 31 performs fine rotation in the yaw direction and fine movement (translation) in the radial direction and the trunnion T is engaged with the pin groove 31a, Since the dimensional error is absorbed, the payload B is securely connected to the spacecraft A without requiring a large force, and the misalignment between the socket J1 and the plug J2 of the umbilical connector after the connection is made. It will be very low.
[0037]
In this space device coupling device 1, the

clamps

10A, 10B, and 10D form a two-way error absorbing mechanism with the two-way movable ball 21 and the two-way ball receiver 22, and the clamp 10C has three-way movable balls 31 and 3 as well. Since the directional ball receiver 32 constitutes a three-direction error absorbing mechanism, the relative fine movement between the trunnion T and each of the

ball receivers

22 and 32 becomes smooth when the trunnion T is gripped, and the above dimensional error. As a result, the spacecraft A and the payload B are reliably connected with a small force.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall perspective view showing an embodiment of a connecting device for space equipment according to the present invention.
FIG. 2 is a partial plan view (a) of a clamp having a two-direction error absorbing mechanism in the space device coupling device shown in FIG. 1, and a cross-sectional view (b) taken along the line II in FIG. 2 (a). And FIG. 2B is a cross-sectional explanatory view taken along the line II-II in FIG.
FIG. 3 is a partial plan view (a) of a clamp having a three-direction error absorbing mechanism in the space device coupling device shown in FIG. 1, and a cross-sectional view (b) taken along the line III-III in FIG. ) And FIG. 3B are cross-sectional explanatory views taken along the line IV-IV.
4 is an operation explanatory diagram of the connecting device for the space equipment shown in FIG. 1; FIG.
FIG. 5 is a basic conceptual explanatory diagram of a space equipment coupling device according to claim 3 of the present invention;
FIG. 6 is a front explanatory view showing a clamp of a conventional space equipment coupling device;
[Explanation of symbols]
A Spacecraft (one space device)
B Payload (the other space equipment)
T trunnion (connecting pin)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Space equipment coupling device 10 (10A, 10B, 10C, 10D) Clamp 21 Two-way movable ball (two-way error absorbing mechanism)
21a, 31a Pin groove 22 Two-way ball bearing (two-way error absorbing mechanism)
31 3-way movable ball (3-way error absorbing mechanism)
32 3-way ball holder (3-way error absorbing mechanism)

Claims

A plurality of clamps in a coupling device for a space device having a plurality of clamps that are provided in one space device among space devices connected in space and hold connection pins mounted at a plurality of locations of the other space device. respectively the error absorption mechanism to absorb a dimensional error between the distance and the spacing of the connecting pins between which is mounted a plurality of positions between the plurality of clamps, the clamp is arranged in a square of four corners on the X-Y plane The two clamps positioned on one diagonal line hold the connecting pin in the X direction on the XY plane of the other space device, and the two clamps positioned on the other diagonal line An error absorbing mechanism of any three clamps out of four clamps holds the connecting pin in the Y direction on the XY plane of the space equipment. The two-direction error absorbing mechanism that allows fine movement and fine rotation in the yaw direction, and the error absorbing mechanism of the remaining one of the four clamps is the axial direction of the connecting pin when gripping the connecting pin. of the fine and the coupling device of space equipment, characterized in that there as a yaw direction 3 direction error absorbing mechanism that allows the fine movement of the fine rotational and radial directions.

The two-way error absorbing mechanism has a substantially hemispherical shape, a two-way movable ball having a pin groove slidably engaged with a connecting pin on the plane side, and a two-way movable ball supported in a spherical pair to form a pin groove The three-way error absorbing mechanism is provided with a two-way ball bearing that allows fine rotation in the yaw direction, and has a pin groove that is substantially hemispherical and has a pin groove that is slidably engaged with the connecting pin in an eccentric state on the plane side a movable ball, universe apparatus according to three directions movable ball in claim 1 which comprises a three-way ball received was acceptable fine rotation in the yaw direction and the radial direction of the pin grooves with support forms a spherical contraposition Coupling device.