JPH0433574B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は宇宙空間に於て大型構造物を組立てた
り、展開する際に、組立機能を有人スペースステ
ーシヨン或は無人飛翔体で必要となる組立支持台
に関するものである。

例えば、宇宙通信の分野に於て、大型マルチビ
ーム空中線を静止軌道上に打上げることが出来れ
ば、いくつもの細い電波ビームが得られるので、
同一周波数でも異つた情報を離れた地域なら使用
出来、周波数の利用効率が高まるばかりでなく、
宇宙及び地上の送信出力も少くて済むことにな
る。また宇宙実験では実験室の外にこれに電力を
供給するための発電設備や、地上との通信設備な
どが必要となつて来る。この様な大型空中線や宇
宙実験設備を地上で組立てた後ロケツトで打上げ
ることは困難なので、いくつかに分割してロケツ
トで打上げ、宇宙に於てドツキングしたり、組立
用スペースステーシヨンや組立設備を備えた無人
飛翔体にて組立てたり、展開する必要が出て来
た。

現在提案されている組立方法においては、もつ
ぱら有人のスペースステーシヨン又は無人飛翔体
のマニピユレータのみに依存している。この様な
方法では質量の大きい被組立物本体をスペースス
テーシヨンや無人飛翔体（以降組立飛翔体とい
う）が捕捉する際に、マニピユレータと被組立物
本体の相対速度差に基ずく力を全てマニピユレー
タが吸収する必要があり、過大な力がマニユピユ
レータに加わる危険がある。また、被組立物本体
に付加物を接合させる場合、付加物をマニピユレ
ータで捕捉して被組立物本体に近づけるとき、組
立飛翔体の重心に移動が生じ、その結果組立飛翔
体の姿勢が乱れ、以降の追加すべき付加物の捕捉
作業などに支障を来たす欠点がある。

更に、組立支持台に重量物を搭載する時の衝撃
により組立飛翔体の姿勢が乱れてしまうという欠
点もある。

本発明の目的は、組立機能を有する飛翔体に於
て組立作業を行う際、組立作業の容易性ばかりで
なく、被組立物本体の捕捉を容易にし、かつ組立
作業に伴つて生ずる飛翔体の姿勢に与える影響を
少なくした宇宙局用組立支持台を提供することに
ある。

本発明によれば、組立用飛翔体に取付けられ、
かつ、この組立用飛翔体に取付けられたマニピユ
レータとともに使用される宇宙局用の組立支持台
において、一端をマニピユレータ取付近傍に取付
けられた軸回転可能な支持軸と、一端を支持軸の
他端に取付けられこの支持軸の回転軸を含む面内
において折れ曲がるようにステツプモータにより
制御される少なくとも２つの関節部を有する支持
腕と、この支持腕の他端に取付けられ支持軸の回
転軸と直交する面内で回転可能な回転支持台とを
備え、前記組立用飛翔体の重心位置がほぼ一定と
なるよう前記マニピユレータおよび前記支持腕の
位置調整を行う宇宙局用組立支持台が得られる。

以下図面を参照しながら本発明を詳細に説明す
る。

第１図は本発明による宇宙局用の組立支持台の
一実施例を示す図であり、同図Ａはその正面図、
同図Ｂは側面図、同図Ｃは支持軸５が45°回転し
たときの側面図及び同図Ｄは支持腕３を折畳んだ
ときの正面図をそれぞれ示している。マニピユレ
ータ２と組立支持台は取付部１によつて組立飛翔
体に取付けられている。組立支持台は使用されな
いときは、第１図Ｄの如く、折畳まれている。一
方、組立の使用に際しては、第１図Ａの如く、支
持腕３の腕素子３１，３２及び３３が関節部６
１，６２及び６３の働きにより、伸長される。関
節部６３により腕素子３３の一端が接続される支
持軸５は、軸回転可能なように取付部１に取付け
られている。また、支持台４も支持軸５の回転軸
１１と直交する面内で回転可能なように（回転軸
１２）構成されている。

宇宙空間における組立作業は地上の如く簡単に
は行えないので、極力地上で組立てられ、最小の
分割単位で高度数百Kmの低軌道へスペースシヤト
ルまたはロケツト（以降運搬船という）で投入さ
れる。運搬船は組立用飛翔体の組立支持台に次第
に接近するよう制御される。こうして運搬された
被組立物はまず本体（図示せず）を、第１図Ａに
示すマニピユレータ２で回転支持台４に設置され
る。この際、回転支持台４は支持軸５及び回転支
持台４の回転機能と、支持腕３の伸縮機能とによ
つて、マニピユレータの設置作業を助ける。つま
り、組立支持台自身が捕捉機能をもつのである。
この組立支持台の捕捉機能により、運搬船と組立
用飛翔体の相対速度が完全に零でなくとも、マニ
ピユレータ２に過大な力を加えずに、運搬船から
被組立物本体を引出すことが出来る。

被組立物本体の重心が支持軸５の回転軸１１の
ほぼ延長線上に来るように関節部６２及び６３の
回転角は制御される。また、被組立物本体の重心
は回転支持台４の回転軸１２上に来るように制御
される。組立支持台に最初に取付ける被組立物本
体は一般に質量が大きいものであるが、上記の如
くその重心を回転軸１１及び１２に合うように制
御すれば、被組立物本体の回転による反作用に対
しても、組立飛翔体の飛行姿勢は大きな影響を受
けない。このような制御にも拘らず、組立飛翔体
の姿勢が反作用等で崩れる場合は、衆知の如く、
姿勢制御用の推進系を必要に応じて組立飛翔体に
設けておき、動作させる。

回転支持台４の嵌合溝７は、回転支持台４の回
転軸１２に被組立物本体の重心が来るようにする
のに役立つものである。この嵌合溝７は第２図に
示す如く、ロツク用抑え板４１，４２及び４３か
ら形成され、かつ被組立物本体に取付けた嵌合部
を捕捉し易いように、最初十分に開けられてい
る。被組立物本体捕捉後は、第２図の矢印に示す
方向に抑え板を動かして、被組立物本体を支持台
４に固定する。

第３図は関節部６１〜６３の構成例を示す図で
ある。各腕素子は螺番６４１に取付けられ、円形
ギヤ６４２、ウオーム６４３及びステツプモータ
６４４の組合機構によつて、螺番６４１を軸にし
て折畳まれる。

第４図は本発明の他の実施例の正面図を示す。
支持腕３１，３２，３３は第１図と同様の働きを
有するが、更に支持腕３４，３５を加え関節部６
４，６５，６６を制御することにより、回転支持
台４が回転軸１１と並行して動くようになつてい
る。この様な運動の自由度を回転支持台４に与え
ることにより、第１図に比較し、より容易に被組
立物体を捕捉できる。このため、被組立物本体を
回転支持台に取付ける際に生ずるシヨツクを更に
緩和出来る。

以上詳述せる如く、マニピユレータと共に本発
明に係る組立支持台を使用することにより、宇宙
に於ける組立作業が円滑に行えるようになる。つ
まり、本発明によれば、被組立物本体に軽質量の
付加物（例えば大型空中線）の取付けや、点線が
容易である乍りでなく、飛翔体の姿勢を安定に維
持させることができる。また、被組立物本体に質
量の大きいものを取付ける際は、マニピユレータ
の操作と共に回転支持台の位置調整を行うことに
よつて、飛翔体の姿勢変化を軽減させることがで
きる。

更に、組立飛翔体の姿勢制御用の推進系の燃料
消費を削減できるため、飛翔体の寿命を長くする
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａ〜Ｄは本発明による組立支持台の一実
施例のそれぞれ正面図、側面図、支持軸が45°回
転したときの側面図及び支持腕を折畳んだ状態の
正面図、第２図は第１図の回転支持台の嵌合溝の
ロツク機構を示す図、第３図は第１図の支持腕関
節部の構造図、第４図は本発明による組立支持台
の第２の実施例の正面図を示す。 １……マニピユレータと組立用支持台の取付
部、２……マニピユレータ、３……支持腕部、４
……回転支持台、５……支持軸、７……回転支持
台嵌合溝、１１……支持軸の回転軸、１２……回
転支持台の回転軸、３１，３２，３３，３４，３
５……支持腕の腕素子、４１，４２，４３……ロ
ツク用抑え板、６１，６２，６３，６４，６５，
６６……支持腕関節部、６４１，６４２，６４
３，６４４……関節部６４の螺番、円形ギヤ、ウ
オーム及びステツプモータをそれぞれ示してい
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 組立用飛翔体に取付けられ、かつ、この組立
   用飛翔体に取付けられたマニピユレータとともに
   使用される宇宙局用の組立支持台において、一端
   を前記マニピユレータ取付近傍に取付けられた軸
   回転可能な支持軸と、一端を前記支持軸の他端に
   取付けられ前記支持軸の回転軸を含む面内におい
   て折れ曲がるようにステツプモータにより制御さ
   れる少なくとも２つの関節部を有する支持腕と、
   前記支持腕の他端に取付けられ前記支持軸の回転
   軸と直交する面内で回転可能な回転支持台とを備
   え、前記組立用飛翔体の重心位置がほぼ一定とな
   るよう前記マニピユレータ及び前記支持腕の位置
   調整を行うことを特徴とする宇宙局用組立支持
   台。 ２ 前記回転支持台の被組立物取付面にこの被組
   立物に取付けられた嵌合部とを嵌合する溝を形成
   する抑え板を設けたことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の宇宙局用組立支持台。