JP2001233297A - 宇宙航行体 - Google Patents

宇宙航行体

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JP2001233297A
JP2001233297A JP2000049593A JP2000049593A JP2001233297A JP 2001233297 A JP2001233297 A JP 2001233297A JP 2000049593 A JP2000049593 A JP 2000049593A JP 2000049593 A JP2000049593 A JP 2000049593A JP 2001233297 A JP2001233297 A JP 2001233297A
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mooring
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serviced
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Satoko Otsuka
聡子 大塚
Masato Hayashi
正人 林
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】この発明は、協力型及び非協力型の宇宙航行体
に関係することなく、迅速にして、高精度なサービスを
実現し得るようにすることにある。 【解決手段】宙航行体修理工場を構成する宇宙航行体本
体10にサービス対象宇宙航行体に対して部品交換及び
補修を含む保守点検作業を実行する操作自在な作業用ロ
ボットアーム11,12、保守点検作業に供する交換部
品を含む補用品を保管する保管庫15、及びサービス対
象宇宙航行体を解放自在に抱きかかえるように係留して
作業用ロボットアームによる保守点検作業を許容する複
数の関節保持機構13を備えて、サービス対象宇宙航行
体を関節保持機構13で抱きかかえるように係留した状
態で、サービスを実行するように構成したものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば人工衛星
等の宇宙空間に配備される宇宙航行体の保守点検等のサ
ービスを行なう宇宙航行体に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、宇宙空間に配備した宇宙航行
体が故障したりして保守点検が必要となった場合におい
ては、地上より人間が搭乗した宇宙往還機が近づいて故
障した宇宙航行体を捕獲し、搭乗員が機外に出て所望の
保守点検作業を実行したり、あるいは配備したロボット
アームを機内から遠隔的に操作して故障した宇宙航行体
の保守点検作業を実行する方法が採られている。
【0003】ところが、上記保守点検方法では、故障の
度に宇宙往還機を打上げなければならないために、迅速
な対応が困難なうえ、作業性が悪いことで、細かな作業
を行なうのが困難で、作業内容に制約を有する。
【0004】また、上記保守点検方法では、いわゆる捕
獲に適するように被捕獲機構を備えた協力型の宇宙航行
体の場合、その捕獲等が比較的容易に可能であるが、い
わゆる被捕獲機構を備えていない宇宙航行体の場合、不
規則な動きをしていると、その捕獲が困難で、危険を伴
なうために、その保守点検作業が困難であるという問題
を有する。
【0005】係る問題は、今後の宇宙開発の分野におい
て、通信衛星を含む各種の宇宙航行体を配備する計画が
あることで、各種の宇宙航行体の高精度な保守点検作業
を実行して、その寿命の長寿命化の促進を実現すること
が重要な課題の一つとなっている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、従
来の保守点検方法では、協力型の宇宙航行体に適する
が、非協力型の宇宙航行体への適用が困難であるという
問題を有する。
【0007】この発明は上記の事情に鑑みてなされたも
ので、協力型及び非協力型の宇宙航行体に関係すること
なく、迅速にして、高精度な保守点検を含むサービスを
実現し得るようにした宇宙航行体を提供することを目的
とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明は、宇宙空間に
配備され、宇宙航行体修理工場を構成する宇宙航行体本
体と、この宇宙航行体本体に設けられ、サービス対象宇
宙航行体に対して物資補給を行なう物資補給手段と、前
記宇宙航行体本体に設けられ、前記サービス対象宇宙航
行体に対して部品交換及び補修を含む保守点検作業を実
行する操作自在な作業用ロボットアームと、前記宇宙航
行体本体に設けられ、前記物資補給手段による補給に供
する補給物資及び前記作業用ロボットアームにより実行
される保守点検作業に供する交換部品を含む補用品を保
管する保管庫と、前記サービス対象宇宙航行体を解放自
在に抱きかかえるように係留して、前記作業用ロボット
アームによる保守点検作業を許容する係留機構とを備え
て宇宙航行体を構成したものである。
【0009】上記構成によれば、係留機構は、サービス
対象宇宙航行体を抱きかかえて係留することにより、該
サービス対象宇宙航行体が被捕獲機構が設けられている
か否かに影響されることなく、サービス対象宇宙航行体
の係留及び係留解除が可能となる。従って、サービス対
象宇宙航行体として、いわゆる協力型及び非協力型に影
響されることなく、その係留が可能となり、簡便にし
て、容易に安全なサービスを実行することが可能とな
る。
【0010】また、この発明は、サービス対象宇宙航行
体を捕獲して係留機構に係留させる捕獲手段を備えて構
成した。これにより、サービス対象宇宙航行体の係留機
構への安全にして容易な係留動作が可能となる。
【0011】また、この発明は、サービス対象宇宙航行
体を位置決めして前記係留機構の抱きかかえ動作を援護
する位置決め機構を備えて構成した。これにより、サー
ビス対象宇宙航行体を係留機構の所望の係留位置に確実
に係留させることが可能となる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて、図面を参照して詳細に説明する。
【0013】図1は、この発明の一実施の形態に係る宇
宙航行体を示すもので、宇宙航行体本体10には、その
所定の位置に宇宙航行体修理工場を構成する捕獲用ロボ
ットアーム9が操作自在に設けられる。この捕獲用ロボ
ットアーム9は、図示しない操作部を介して遠隔操作さ
れて例えば図2に示すようにサービス対象宇宙航行体2
0を捕獲して曳航してきた曳航宇宙航行体21を捕獲す
る。
【0014】また、宇宙航行体本体10には、例えば2
本の作業用ロボットアーム11,12が操作自在に設け
られる。この作業用ロボットアーム11,12は、図示
しない操作部を介して遠隔操作されて、サービス対象宇
宙航行体20の部品交換を含む保守点検作業を実行す
る。
【0015】そして、これら作業用ロボットアーム1
1,12の間には、係留機構を構成する複数の駆動制御
自在な関節保持機構13が所定の間隔を有して配設され
る。これら複数の関節保持機構13は、例えば直線状に
配列した3本を一組として、二組が所定の間隔を有して
配設される。
【0016】これら複数の関節保持機構13は、その中
間部に駆動自在な複数の関節131がそれぞれ設けら
れ、その各関節131が角度駆動されると、そのアーム
が自在状に可変されて甲殻類の動物の脚の動きをして協
動してサービス対象宇宙航行体20を抱きかかえ如く係
留する。
【0017】また、複数の関節保持機構13は、その基
端が矢印A,B方向に移動自在に設けられる。これら複
数の関節保持機構13は、その矢印A方向の移動でその
組間の間隔が最大となり、矢印B方向に移動された状態
で、その間隔が最小に設定され、こらら最大位置及び最
小位置において、それぞれの関節131が独立して駆動
制御されて上述したように協動してサービス対象宇宙航
行体20を抱きかかえる如く係留する。
【0018】さらに、上記宇宙航行体本体10には、位
置決め機構として、例えば矢印方向に出入り自在な2枚
の位置決め板14が上記作業用ロボットアーム11,1
2及び複数の関節保持機構13を挟んで、所定の間隔に
配設される。これら位置決め板14は、その出状態にお
いて、上記サービス対象宇宙航行体20を挟持して位置
規制して、上記複数の関節保持機構13の所定の位置に
上記サービス対象宇宙航行体20が抱きかかえられるよ
うに補助する。
【0019】さらに、上記宇宙航行体本体10には、保
管庫15が設けられ、この保管庫15には、燃料等の補
給物質及び保守点検作業に供する交換部品の補用品が保
管される。この保管庫15には、用品排出部151が設
けられ、この用品排出部151には、図示しない移送機
構により所望の補用品がサービス計画に基づいて選択的
に移送されて排出される。
【0020】上記保管庫15の補用品は、例えば地上と
の間を往還する図示しない補給機を介して地上より所望
の品が輸送されて保管される。
【0021】また、宇宙航行体本体10には、移動制御
自在な燃料補給部16が係留機構に対応して設けられ
る。この燃料補給部16は、図示しない制御部を介して
移動制御され、上記複数の関節保持機構13により抱き
かかえられて係留されるサービス対象宇宙航行体20の
燃料供給口に装着されて該サービス対象宇宙航行体20
に対して燃料を供給する。
【0022】なお、上記宇宙航行体本体10には、図示
しない与圧領域が設けられ、例えば搭乗員が非恒常的に
駐留したり、あるいは常駐して、所望のサービス計画に
したがったサービスを、サービス対象宇宙航行体20へ
のサービスを実行するように構成される。このサービス
計画としては、外部からの情報を受信してもよいし、例
えば図示しない監視検査装置を備えて、この監視検査装
置でサービス対象宇宙航行体20を監視・検査して作成
するようにしても良い。
【0023】なお、図中17は、太陽電池パドルで、太
陽光を受光して、その光を電気エネルギに変換し、その
電気エネルギを宇宙航行体本体10内の各部に供給し
て、各部の電力源として供される。
【0024】上記構成において、故障等が発生して保守
点検が必要となったサービス対象宇宙航行体20が上記
曳航宇宙航行体21に曳航されて接近すると、捕獲用ロ
ボットアーム9が操作されて,例えば曳航宇宙航行体2
1を捕獲してサービス対象宇宙航行体20を係留位置に
移動させる。この際、位置決め板14が矢印方向に突出
されてサービス対象宇宙航行体20を所望の係留位置に
位置決めする。
【0025】ここで、関節保持機構13は、先ず、矢印
A,B方向に移動制御されてサービス対象宇宙航行体2
0の外側に位置するように移動されて位置決めされ、そ
の後、各関節131が駆動されてサービス対象宇宙航行
体20を、抱きかかえるように保持して係留位置に係留
する。その後、作業用ロボットアーム11,12が、サ
ービス計画に対応して操作されて、サービス対象宇宙航
行体20へのサービスを実行する。この際、保管庫15
に保管される補用品がサービス計画に基づいて用品排出
部151に移送され、この用品排出部151に移送され
た補用品が作業用ロボットアーム11,12で把持して
サービス対象宇宙航行体20の部品と交換したり、保守
作業に供される。
【0026】また、サービス計画に燃料補給作業がある
場合には、燃料補給部17が上記制御部(図示せず)を
介して移動制御され、上記複数の関節保持機構13によ
り抱きかかえられて係留されるサービス対象宇宙航行体
20の燃料供給口に装着されて該サービス対象宇宙航行
体20に対して燃料を供給する。このサービス対象宇宙
航行体20に対するサービスとしは、燃料を供給するだ
けでなく、その他、サービス計画に基づいてサービス対
象宇宙航行体20に対してその他の必要物資も補給す
る。
【0027】そして、保管庫15の燃料を含む補用品の
在庫が不足したりした場合には、例えば地上の指令局
(図示せず)に補用品要求情報を送信する。すると、指
令局(図示せず)は、要求情報の基づいて部品及び燃料
を揃えて図示しない補給機に搭載して、該補給機(図示
せず)で輸送されて在庫がなくならない程度に、保管庫
15には、常時、補用品が在庫される。
【0028】このように、上記宇宙航行体は、宇宙航行
体修理工場を構成する宇宙航行体本体10にサービス対
象宇宙航行体20に対して部品交換及び補修を含む保守
点検作業を実行する操作自在な作業用ロボットアーム1
1,12、保守点検作業に供する交換部品を含む補用品
を保管する保管庫15、及びサービス対象宇宙航行体2
0を解放自在に抱きかかえるように係留して作業用ロボ
ットアームによる保守点検作業を許容する複数の関節保
持機構13を備えて構成した。
【0029】これによれば、宇宙航行体本体10に対し
てサービス対象宇宙航行体20を抱きかかえて係留した
状態で、作業用ロボットアーム11,12を用いてサー
ビスを、保管庫15の補用品を用いて実行することによ
り、サービス対象宇宙航行体20として、被捕獲機構が
設けられているか否かに影響されることなく、その係留
及び係留解除が可能となる。
【0030】したがって、サービス対象宇宙航行体20
として、いわゆる協力型及び非協力型に関係なく、容易
にして安全な係留が実現されることにより、既に宇宙空
間に配備される既存宇宙航行体においても、容易に所望
のサービスを実行することが実現できるなお、上記実施
の形態では、サービス対象宇宙航行体20を係留する係
留機構として、中間部に関節を設けた甲殻類の動物の脚
の動きをする関節保持機構13を用いて構成した場合で
説明したが、これに限ることなく、海産軟体動物の脚の
動きをしてサービス対象宇宙航行体を抱きかかえるよう
に構成することも可能である。
【0031】また、上記実施の形態では、サービスを施
すサービス対象宇宙航行体20を曳航宇宙航行体21で
係留位置まで曳航していき、その曳航宇宙航行体21を
捕獲用ロボットアーム9で捕獲して、そのサービス対象
宇宙航行体20を係留するように構成した場合で説明し
たが、これに限ることなく、サービス対象宇宙航行体2
0に接近して直接的にサービス対象宇宙航行体20を捕
獲して係留し、サービスを実行するように構成しても良
い。
【0032】よって、この発明は、上記実施の形態に限
ることなく、その他、この発明の要旨を逸脱しない範囲
で種々の変形を実施し得ることは勿論のことである。
【0033】
【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、協力型及び非協力型の宇宙航行体に関係することな
く、迅速にして、高精度な保守点検を含むサービスを実
現し得るようにした宇宙航行体を提供することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施の形態に係る宇宙航行体の配
置構成を示した構成図である。
【図2】サービス対象宇宙航行体を曳航宇宙航行体で曳
航する動作を説明するために示した図である。
【符号の説明】
9 … 捕獲用ロボットアーム。 10 … 宇宙航行体本体。 11 … 作業用ロボットアーム。 12 … 作業用ロボットアーム。 13 … 関節保持機構。 131 … 関節。 14 … サービス実行用宇宙航行体。 15 … 保管庫。 16 … 燃料補給部。 17 … 太陽電池パドル。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 宇宙空間に配備され、宇宙航行体修理工
    場を構成する宇宙航行体本体と、 この宇宙航行体本体に設けられ、サービス対象宇宙航行
    体に対して物資補給を行なう物資補給手段と、 前記宇宙航行体本体に設けられ、前記サービス対象宇宙
    航行体に対して部品交換及び補修を含む保守点検作業を
    実行する操作自在な作業用ロボットアームと、 前記宇宙航行体本体に設けられ、前記物資補給手段によ
    る補給に供する補給物資及び前記作業用ロボットアーム
    により実行される保守点検作業に供する交換部品を含む
    補用品を保管する保管庫と、 前記サービス対象宇宙航行体を解放自在に抱きかかえる
    ように係留して、前記作業用ロボットアームによる保守
    点検作業を許容する係留機構と、 を具備したことを特徴とする宇宙航行体。
  2. 【請求項2】 前記係留機構は、回動駆動自在な関節を
    備えた複数の関節保持機構が複数個所定の間隔に配設さ
    れ、これら複数の関節保持機構が協動して前記サービス
    実行用宇宙航行体を抱きかかえて係留することを特徴と
    する請求項1記載の宇宙航行体。
  3. 【請求項3】 さらに、前記サービス対象宇宙航行体を
    捕獲して係留機構に係留させる捕獲手段を備えたことを
    特徴とする請求項1又は2記載の宇宙航行体
  4. 【請求項4】 さらに、前記サービス対象宇宙航行体を
    位置決めして前記係留機構の抱きかかえ動作を援護する
    位置決め機構を具備したことを特徴とする請求項1乃至
    3のいずれか記載の宇宙航行体。
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