JP2003212199A - Fixing/separating/capturing device for module - Google Patents

Fixing/separating/capturing device for module

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JP2003212199A
JP2003212199A JP2002009814A JP2002009814A JP2003212199A JP 2003212199 A JP2003212199 A JP 2003212199A JP 2002009814 A JP2002009814 A JP 2002009814A JP 2002009814 A JP2002009814 A JP 2002009814A JP 2003212199 A JP2003212199 A JP 2003212199A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fixing/separating/capturing device for a module which can (1) endure a high G at launch, (2) can be surely separated on an orbit, (3) can be re-inserted into a carrier by a robot arm, and (4) can be pulled into a predetermined position while capturing a replenish module and firmly re-fixed so that it endures the high G at reentry. <P>SOLUTION: This fixing/separating/capturing device is provided with a grasping member 4 mounted to one end face of an exposure pallet 1, a capturing/ fixing device 10 for pulling in the exposure pellet to the side of a space carrier by grasping the grasping member and fixing it at the predetermined position, and a plurality of separating/fixing devices 20 located at a plurality of points of the exposure pallet for fixing the exposure pallet and the space carrier in capable of separation and re-fixation. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、宇宙用補給モジュ
ールの宇宙輸送機への固定・分離・捕捉装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a device for fixing / separating / capturing a space supply module to a space transportation machine.

【0002】[0002]

【従来の技術】図7は、宇宙における補給モジュールの
運用を示す概念図である。この図に示すように、曝露パ
レット1と曝露カーゴ1aからなる補給モジュールは、
(1)ロケットの宇宙輸送機2(キャリア)に搭載して
地上から打ち上げ、(2)宇宙ステーション3(IS
S)に接近し、(3)宇宙ステーション3に近接した状
態で位置決め(バーシング)する。次いで、(4)補給
モジュール1,1aをキャリア2から取出し、(5)宇
宙ステーション3のJEM曝露部3aに取り付ける。そ
の後、(6)曝露パレット1に取付けられた曝露カーゴ
1aの交換等を行った後、(7)補給モジュール1,1
aをJEM曝露部3aから取り外し、(8)キャリア2
内に挿入し、(9)宇宙ステーション3(ISS)から
離脱させ、(10)補給モジュール1,1aを地上に回
収又は廃棄する。なお、この図において、2aは曝露パ
レット1をハンドリングするためのロボットアームであ
る。
2. Description of the Related Art FIG. 7 is a conceptual diagram showing the operation of a supply module in space. As shown in this figure, the replenishment module consisting of the exposure pallet 1 and the exposure cargo 1a is
(1) Mounted on a rocket space transport aircraft 2 (carrier) and launched from the ground, (2) Space station 3 (IS
(3) Positioning (versing) in a state of approaching the space station 3 (3). Next, (4) the supply modules 1 and 1a are taken out from the carrier 2 and (5) attached to the JEM exposure section 3a of the space station 3. After that, (6) after exchanging the exposed cargo 1a attached to the exposure pallet 1, etc., (7) replenishment modules 1, 1
a is removed from the JEM exposed part 3a, and (8) carrier 2
(9) It is removed from the space station 3 (ISS), and (10) the supply modules 1 and 1a are collected or discarded on the ground. In this figure, 2a is a robot arm for handling the exposed pallet 1.

【0003】図8は、曝露カーゴ1aを曝露パレット1
に取り付けた補給モジュールの全体斜視図である。この
図に示すように、曝露パレット1は、全体がほぼ長方形
の台座であり、その表面に複数の曝露カーゴ1aがカー
ゴ取付機構で取付けられている。各曝露カーゴ1a及び
曝露パレット1には、FRGFと呼ぶロボットアーム2
aの把持部材4が取付けられ、ロボットアーム2aによ
る移動ができるようになっている。また、曝露カーゴ1
aにはPIUと呼ぶ雄連結部材と、これと嵌合するEF
Uと呼ぶ雌連結部材とが設けられ、PIUとEFUとの
連結により、動力線及び信号線を連結できるようになっ
ている。なお、曝露パレット1のPIUは、宇宙輸送機
2内の図示しないEFUと連結する。
FIG. 8 shows the exposed cargo 1a and the exposed pallet 1
It is a whole perspective view of the supply module attached to. As shown in this figure, the exposed pallet 1 is a pedestal having a substantially rectangular shape as a whole, and a plurality of exposed cargos 1a are attached to the surface thereof by a cargo attachment mechanism. Each exposed cargo 1a and exposed pallet 1 has a robot arm 2 called FRGF.
The gripping member 4a is attached so that it can be moved by the robot arm 2a. Also, exposed cargo 1
In a, a male connecting member called PIU and an EF fitted with this
A female connecting member called U is provided, and the power line and the signal line can be connected by connecting the PIU and the EFU. The PIU of the exposure pallet 1 is connected to the EFU (not shown) in the space transport aircraft 2.

【0004】図9は、補給モジュールを格納した宇宙輸
送機2(キャリア)の全体斜視図である。この図に示す
ように、中空円筒形のキャリア2の側面(図で右側)に
は開口部が設けられており、補給モジュールはこの開口
部を通して図中に両矢印で示すようにキャリア2の軸線
に垂直に出し入れできるようになっている。また、曝露
パレット1を、好ましくは、図中にBで示す4隅でキャ
リア2に固定し、打ち上げ時または回収/廃棄時の衝撃
に耐えるようになっている。また、ロボットアーム2a
による移動では、補給モジュールをキャリア2内に完全
に押し込むことが困難となるため、途中から曝露パレッ
ト1を捕捉して定位置まで引き込むための装置が例えば
Aで示す位置に必要となる。
FIG. 9 is an overall perspective view of the space transportation aircraft 2 (carrier) in which the supply module is stored. As shown in this figure, an opening is provided on the side surface (right side in the figure) of the hollow cylindrical carrier 2, and the replenishment module passes through this opening and the axis line of the carrier 2 is indicated by a double arrow in the figure. It can be put in and taken out vertically. Further, the exposed pallet 1 is preferably fixed to the carrier 2 at the four corners shown by B in the figure so as to withstand the impact at the time of launching or at the time of collection / disposal. Also, the robot arm 2a
Since it becomes difficult to completely push the replenishment module into the carrier 2 by the movement by (1), a device for capturing the exposed pallet 1 and retracting it to the home position is required at a position indicated by A, for example.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】図9に示したB点にお
ける着脱(固定と分離)、及びA点における捕捉と引き
込みのために、従来は、主として火薬を用いた火工品や
モータ等を用いた作動機構が提案されていた。しかし、
火薬を用いた火工品、例えばロケットと衛星間の分離機
構では、火薬の爆発により衝撃荷重が発生するため、宇
宙輸送機2の姿勢変化や機器の損傷のおそれがあった。
また、火工品の場合、衝撃的に作動するため、軌道上で
の捕捉・再固定のようなゆっくりとした作動には適用で
きない問題点があった。更に、モータ等を用いた作動機
構では、軌道上での捕捉・結合のようなゆっくりとした
作動には適用できるが、打ち上げ時の高Gに耐える固定
はできない。また、モータ等を使用するため構造等が複
雑となり、大型化、高コストとなる問題点があった。
In order to attach / detach (fix and separate) at the point B and to capture and pull in at the point A shown in FIG. The actuation mechanism used was proposed. But,
In a pyrotechnic product that uses explosives, for example, a separation mechanism between a rocket and a satellite, an impact load is generated due to the explosion of explosives, which may change the attitude of the space transport aircraft 2 and damage the equipment.
In addition, pyrotechnics have a problem that they cannot be applied to slow operations such as trapping and re-fixing on an orbit because they are shocked. Further, an operating mechanism using a motor or the like can be applied to a slow operation such as capturing and coupling on an orbit, but it cannot be fixed to withstand a high G at launch. In addition, since a motor or the like is used, the structure and the like are complicated, and there is a problem that the size is increased and the cost is increased.

【0006】本発明は上述した問題点を解決するために
創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、
(1)打ち上げ時に、補給モジュールを宇宙輸送機2
(キャリア)にガタなく確実に固定して打ち上げ時の高
Gに耐えることができ、(2)軌道上で熱変形があって
も確実に補給モジュールをキャリア2から分離すること
ができ、(3)ロボットアームによって補給モジュール
を宇宙ステーション3に取り付け/取り外しができ、か
つ使用後にキャリア2内に再挿入でき、(4)挿入され
た補給モジュールを捕捉して定位置まで引き込み、再突
入時の高Gに耐えるように確実に再固定ができる、モジ
ュールの固定・分離・捕捉装置を提供することにある。
The present invention was created to solve the above problems. That is, the object of the present invention is to
(1) At the time of launch, the space transport plane 2
It can be securely fixed to the (carrier) and can withstand high G at launch, and (2) the replenishment module can be reliably separated from the carrier 2 even if thermal deformation occurs on the orbit, and (3) ) The robot arm can attach / remove the replenishment module to / from the space station 3, and it can be re-inserted into the carrier 2 after use. (4) The inserted replenishment module can be captured and retracted to a fixed position, and the height at re-entry can be increased. An object of the present invention is to provide a module fixing / separating / capturing device that can be surely fixed again so as to endure G.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、中空円
筒形の宇宙輸送機(2)の側面に開口部が設けられてお
り、曝露パレット(1)と曝露カーゴ(1a)からなる
補給モジュールを前記開口部を通して宇宙輸送機の軸線
に垂直に挿入して補給モジュールを宇宙輸送機に固定
し、宇宙空間でこれを分離し、かつ再挿入時にこれを捕
捉し再固定するためのモジュールの宇宙輸送機への固定
・分離・捕捉装置において、曝露パレット(1)の一端
面に取付けられた把持部材(4)と、該把持部材を把持
して曝露パレットを宇宙輸送機側に引き込みかつ定位置
で固定する捕捉固定装置(10)と、曝露パレットの複
数箇所に位置し曝露パレットと宇宙輸送機を分離可能に
固定しかつ再固定可能な複数の分離固定装置(20)
と、を備えたことを特徴とするモジュールの固定・分離
・捕捉装置が提供される。
According to the present invention, an opening is provided on the side surface of a hollow cylindrical space transportation vehicle (2), and a replenishment comprising an exposure pallet (1) and an exposure cargo (1a). The module for inserting the module perpendicularly to the axis of the spacecraft through the opening to fix the replenishment module to the spacecraft, separating it in space, and capturing and refixing it on reinsertion. In a device for fixing / separating / capturing to a space transportation machine, a gripping member (4) attached to one end surface of an exposure pallet (1) and the gripping member are drawn and the exposed pallet is drawn toward the space transportation machine and fixed. A capturing and fixing device (10) for fixing at a position, and a plurality of separating and fixing devices (20) located at a plurality of positions on the exposure pallet so that the exposure pallet and the space transportation device can be separated and fixed again.
A module fixing / separating / capturing device is provided.

【0008】上記本発明の構成によれば、把持部材
(4)をロボットアームで把持して曝露パレット(1)
とこれに取付けられた曝露カーゴ(1a)を自由にハン
ドリングすることができる。また、捕捉固定装置(1
0)により、把持部材を把持して曝露パレットを宇宙輸
送機側に引き込み、定位置で固定することができる。更
に、複数(例えば4隅)の分離固定装置(20)によ
り、曝露パレットの複数で宇宙輸送機を固定し、軌道上
で分離し、再突入前に再固定することができる。
According to the above configuration of the present invention, the gripping member (4) is gripped by the robot arm to expose the exposure pallet (1).
And the exposed cargo (1a) attached to this can be handled freely. In addition, the capturing and fixing device (1
According to 0), the gripping member can be gripped, the exposed pallet can be drawn into the space transportation side, and fixed at a fixed position. Further, a plurality (for example, four corners) of the separating and fixing devices (20) can fix the space transport aircraft with a plurality of exposed pallets, separate them in orbit, and re-fix them before re-entry.

【0009】本発明の好ましい実施形態によれば、前記
捕捉固定装置(10)は、曝露パレット(1)に取付ら
れた円柱状のトラニオン(10a)と、宇宙輸送機に取
付けられたトラニオン捕捉固定装置(10b)とからな
り、トラニオン捕捉固定装置(10b)は、トラニオン
を定位置の手前で捕捉し定位置まで移動させる捕捉アー
ム(12)と、該捕捉アームを定位置の手前から定位置
まで旋回させて定位置で固定するトグル駆動装置(1
4)と、捕捉アームを待機位置に保持するアーム保持装
置(16)と、捕捉位置と定位置のトラニオンを検出す
るトラニオン検出装置(18)とを備える。
According to a preferred embodiment of the present invention, the trapping and fixing device (10) comprises a cylindrical trunnion (10a) mounted on the exposure pallet (1) and a trunnion trapping and fixing mounted on a space transportation vehicle. The trunnion trapping and fixing device (10b) is composed of a device (10b), a trapping arm (12) for trapping the trunnion in front of a fixed position and moving the trunnion to the fixed position, and a trap arm from the position before the fixed position to the fixed position. Toggle drive that rotates and locks in place (1
4), an arm holding device (16) for holding the capture arm at the standby position, and a trunnion detection device (18) for detecting the trunnion at the capture position and the fixed position.

【0010】この構成により、トグル駆動装置(14)
で捕捉アーム(12)を定位置の手前から定位置まで旋
回させて、円柱状のトラニオン(10a)を捕捉アーム
(12)で定位置の手前で捕捉して定位置まで移動させ
ることができる。また、アーム保持装置(16)によ
り、打ち上げ時に捕捉アームを待機位置に保持すること
ができる。更に、トラニオン検出装置(18)により捕
捉位置と定位置のトラニオンを検出して、トグル駆動装
置(14)の開始時点と終了時点を検出できる。
With this configuration, the toggle drive device (14)
With, the capturing arm (12) can be swung from a position before the fixed position to the fixed position, and the columnar trunnion (10a) can be captured by the capturing arm (12) before the fixed position and moved to the fixed position. In addition, the arm holding device (16) can hold the capturing arm at the standby position during launch. Further, the trunnion detection device (18) can detect the trunnion at the trapping position and the fixed position to detect the start time and end time of the toggle drive device (14).

【0011】前記トグル駆動装置(14)は、トグルリ
ンク機構(14a)とこれを定位置の手前から定位置ま
で移動させる直動アクチュエータ(14b)からなる。
この構成により、トグルリンク機構(14a)で定位置
の手前から定位置までの旋回時に作動力を高めることが
でき、かつ定位置においてオーバーセンターに設定する
ことにより再突入時の高Gに駆動力なしで耐えることが
できる。
The toggle driving device (14) comprises a toggle link mechanism (14a) and a linear actuator (14b) for moving the toggle link mechanism (14a) from a fixed position to a fixed position.
With this configuration, the toggle link mechanism (14a) can increase the operating force when turning from a position before the fixed position to the fixed position, and by setting the center to overcenter at the fixed position, the driving force becomes high G at the time of re-entry. Can withstand without.

【0012】また、前記捕捉アーム(12)は、アーム
保持装置(16)に付勢してそのガタをなくす予圧機構
(13)を内蔵する。この構成により、アーム保持装置
(16)と捕捉アーム(12)との間の隙間(ガタ)を
なくし、打ち上げ時の高Gに耐えることができる。
Further, the capturing arm (12) has a built-in preload mechanism (13) for urging the arm holding device (16) to eliminate the backlash. With this configuration, a gap (play) between the arm holding device (16) and the capturing arm (12) can be eliminated, and a high G at launch can be endured.

【0013】また、本発明の好ましい実施形態によれ
ば、前記分離固定装置(20)は、曝露パレット(1)
に取付られた分離ユニット(20a)と、宇宙輸送機に
取付けられた固定ユニット(20b)と、分離ユニット
(20a)と固定ユニット(20b)を連結する連結装
置(20c)とからなり、分離ユニット(20a)は、
曝露パレットの挿入方向に垂直な垂直分離面(21)と
これに平行な平行固定面(22)とを有し、該垂直分離
面と平行固定面には切頭円錐形の凹孔(21a,22
a)が設けられており、固定ユニット(20b)は、前
記垂直分離面(21)の凹孔(21a)と嵌合する切頭
円錐形の突起部(23a)を有する本体(23)と、前
記平行固定面(22)の凹孔(22a)と嵌合する切頭
円錐形の突起部(24b)を有する突出部材(24)
と、前記突出部(23a)を凹孔(22a)から外れた
状態に保持し、次いで突出部(23a)を凹孔(22
a)に嵌合させて固定する固定装置(25)とを有し、
連結装置(20c)は、前記垂直分離面(21)の凹孔
(21a)と本体(23)の突起部(23a)を嵌合し
た状態に保持し、次いでこれを分離させるようになって
いる。
Further, according to a preferred embodiment of the present invention, the separating and fixing device (20) includes an exposure pallet (1).
A separation unit (20a) attached to the vehicle, a fixed unit (20b) attached to a space transportation vehicle, and a coupling device (20c) for coupling the separation unit (20a) and the fixed unit (20b). (20a) is
It has a vertical separating surface (21) perpendicular to the insertion direction of the exposure pallet and a parallel fixing surface (22) parallel thereto, and the vertical separating surface and the parallel fixing surface have a frustoconical concave hole (21a, 22
a) is provided, and the fixing unit (20b) has a main body (23) having a frustoconical projection (23a) that fits into the concave hole (21a) of the vertical separation surface (21); A protruding member (24) having a frustoconical protrusion (24b) that fits into the concave hole (22a) of the parallel fixing surface (22).
And the protrusion (23a) is held in a state of being removed from the recess (22a), and then the protrusion (23a) is recessed (22).
and a fixing device (25) for fitting and fixing to a),
The coupling device (20c) is adapted to hold the recessed hole (21a) of the vertical separation surface (21) and the protrusion (23a) of the main body (23) in a fitted state, and then to separate them. .

【0014】この構成により、打ち上げ時には、連結装
置(20c)により、垂直分離面(21)の凹孔(21
a)と本体(23)の突起部(23a)を嵌合した状態
に保持して、打ち上げ時の高Gに耐えることができる。
また、打ち上げ後の軌道上では、連結装置(20c)を
分離させるだけで、熱変形があっても確実に補給モジュ
ールをキャリアから分離することができる。更に、固定
装置(25)により、突出部(23a)を凹孔(22
a)から外れた状態に保持し、補給モジュールの使用後
に、定位置まで引き込んだ曝露パレット(1)側の凹孔
(22a)に突出部(23a)を嵌合させて、再突入時
の高Gに耐えるように確実に再固定することができる。
With this configuration, at the time of launch, the concave hole (21) of the vertical separation surface (21) is provided by the connecting device (20c).
It is possible to withstand the high G at the time of launching by keeping the a) and the projection (23a) of the main body (23) in a fitted state.
Further, on the track after the launch, only by separating the connecting device (20c), the supply module can be reliably separated from the carrier even if there is thermal deformation. Further, the protrusion (23a) is formed into the concave hole (22) by the fixing device (25).
After the replenishment module is used, the protrusion (23a) is fitted into the concave hole (22a) on the side of the exposed pallet (1) that has been pulled in to a fixed position after the use of the replenishment module, and the height at the time of re-entry is increased. It can be securely re-fixed to withstand G.

【0015】前記固定装置(25)は、突出部材(2
4)を嵌合方向に付勢する圧縮バネ(25a)と、突出
部(23a)を凹孔(22a)から外れた状態に保持す
る保持ピン(25b)と、該保持ピンを引き抜く直動ア
クチュエータ(25c)とからなる。この構成により、
直動アクチュエータ(25c)で保持ピン(25b)を
引き抜き、圧縮バネ(25a)の付勢力で突出部材(2
4)を嵌合方向に移動させて、定位置の曝露パレット
(1)側の凹孔(22a)に突出部(23a)を嵌合さ
せることができる。
The fixing device (25) includes a protruding member (2).
4) a compression spring (25a) for urging the holding member in the fitting direction, a holding pin (25b) for holding the protruding portion (23a) in a state of being disengaged from the concave hole (22a), and a linear actuator for pulling out the holding pin. (25c). With this configuration,
The holding pin (25b) is pulled out by the linear motion actuator (25c), and the projecting member (2) is pulled by the biasing force of the compression spring (25a).
4) can be moved in the fitting direction to fit the protrusion (23a) into the recessed hole (22a) on the exposed pallet (1) side at a fixed position.

【0016】また、前記連結装置(20c)は、垂直分
離面(21)の凹孔(21a)と本体(23)の突起部
(23a)を嵌合した状態に連結するボルト(26)
と、該ボルトを緩めて分離させるボルト解除アクチュエ
ータ(27)とからなる。この構成により、ボルト解除
アクチュエータ(27)でボルト(26)を緩めて分離
させるだけで、熱変形があっても確実に補給モジュール
をキャリアから分離することができる。
The connecting device (20c) connects the recessed hole (21a) of the vertical separating surface (21) and the protrusion (23a) of the main body (23) in a fitted state.
And a bolt releasing actuator (27) for loosening and separating the bolt. With this configuration, by simply loosening and separating the bolt (26) by the bolt releasing actuator (27), the replenishment module can be reliably separated from the carrier even if thermal deformation occurs.

【0017】更に、前記ボルト(26)の分離を検出す
るボルト分離検出装置(28)と、前記突出部(23
a)と凹孔(22a)の嵌合を検出する嵌合検出装置
(29)とを備える。この構成により、ボルト(26)
の分離と、突出部(23a)と凹孔(22a)の嵌合を
検出することができる。
Further, a bolt separation detecting device (28) for detecting separation of the bolt (26), and the protrusion (23).
a) and a fitting detection device (29) for detecting fitting of the concave hole (22a). With this configuration, the bolt (26)
It is possible to detect the separation and the fitting of the protruding portion (23a) and the concave hole (22a).

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
を図面を参照して説明する。図1は、本発明の固定・分
離・捕捉装置を備えた宇宙輸送機の断面図である。この
図において、(A)は補給モジュール1が宇宙輸送機2
(キャリア)に完全に格納された状態を示し、(B)は
補給モジュール1が格納位置から外側に位置している状
態を示している。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view of a space transportation aircraft provided with the fixing / separating / capturing device of the present invention. In this figure, (A) shows that the replenishment module 1 is the space transport aircraft 2
The state where the replenishment module 1 is completely stored in the (carrier) is shown, and the state where the replenishment module 1 is located outside the storage position is shown in (B).

【0019】図9に示したように、中空円筒形の宇宙輸
送機2の側面に開口部が設けられており、曝露パレット
1と曝露カーゴ1aからなる補給モジュールをこの開口
部を通して宇宙輸送機2の軸線に垂直に(この図では上
方から下方に)挿入して補給モジュールを宇宙輸送機2
に固定するようになっている。なお、キャリア2にはガ
イド2bが設けられており、パレット1に設けられた図
示しないローラをガイドし、パレットの挿入・引抜きが
スムースにできるようになっている。
As shown in FIG. 9, an opening is provided on the side surface of the hollow cylindrical space transportation machine 2, and a replenishment module consisting of the exposed pallet 1 and the exposed cargo 1a is passed through this opening and the space transportation machine 2 is opened. Insert the replenishment module perpendicularly to the axis of (from top to bottom in this figure)
It is designed to be fixed to. A guide 2b is provided on the carrier 2 so that a roller (not shown) provided on the pallet 1 can be guided so that the pallet can be inserted / removed smoothly.

【0020】本発明の固定・分離・捕捉装置は、ロボッ
トアームの把持部材4、捕捉固定装置10及び分離固定
装置20を備える。把持部材4は、曝露パレット1の一
端面(この図で上端面)に取付けられ、図示しないロボ
ットアームで把持して宇宙空間において、曝露パレット
1とこれに固定された曝露カーゴ1aを自由にハンドリ
ングできるようになっている。従って、無重力状態にお
いて、ロボットアームにより、補給モジュール1,1a
をキャリア2から取出し、宇宙ステーション3のJEM
曝露部3aに取り付け、更に、補給モジュール1,1a
をJEM曝露部3aから取り外し、キャリア2内に挿入
することができる。
The fixing / separating / capturing device of the present invention comprises a grip member 4 for a robot arm, a capturing / fixing device 10 and a separating / fixing device 20. The gripping member 4 is attached to one end surface (upper end surface in this figure) of the exposure pallet 1 and is gripped by a robot arm (not shown) to freely handle the exposure pallet 1 and the exposed cargo 1a fixed thereto in outer space. You can do it. Therefore, in the zero-gravity state, the replenishment modules 1, 1a are moved by the robot arm.
Spacecraft 3 JEM
Attached to the exposed part 3a, and further replenishment modules 1, 1a
Can be removed from the JEM exposure part 3 a and inserted into the carrier 2.

【0021】捕捉固定装置10は、把持部材4の再挿入
時の作用線上(一点鎖線で示す)に位置し、曝露パレッ
ト1を宇宙輸送機2側に引き込みかつ定位置で再固定す
る。捕捉固定装置10は、この例では、曝露パレット1
の中心部に設けられているが、本発明はこれに限定され
ず、把持部材4の再挿入時の作用線上であれば、把持部
材4側に設けても、逆側に設けてもよい。
The trapping and fixing device 10 is located on the line of action (indicated by the one-dot chain line) when the gripping member 4 is reinserted, pulls the exposed pallet 1 toward the space transport aircraft 2 side, and refixes it at a fixed position. In this example, the capturing and fixing device 10 is the exposure pallet 1
However, the present invention is not limited to this and may be provided on the gripping member 4 side or on the opposite side as long as it is on the line of action when the gripping member 4 is reinserted.

【0022】複数(この例では4つ)の分離固定装置2
0は、曝露パレット1の複数箇所(この例では4隅)に
位置し曝露パレット1と宇宙輸送機2を分離可能に固定
しかつ再固定できるようになっている。
A plurality of (four in this example) separating and fixing devices 2
0 is located at a plurality of positions (four corners in this example) of the exposure pallet 1 so that the exposure pallet 1 and the space transport aircraft 2 can be fixed and re-fixed in a separable manner.

【0023】図2は、本発明を構成する捕捉固定装置1
0の構成図である。この図において、(A)は作動前、
(B)は作動後を示している。図1(B)及び図2に示
すように、捕捉固定装置10は、曝露パレット1に取付
られた円柱状のトラニオン10aと、宇宙輸送機2に取
付けられたトラニオン捕捉固定装置10bとからなる。
FIG. 2 shows a trapping and fixing device 1 which constitutes the present invention.
It is a block diagram of 0. In this figure, (A) is before operation,
(B) shows after operation. As shown in FIGS. 1B and 2, the trapping and fixing device 10 includes a column-shaped trunnion 10 a mounted on the exposure pallet 1 and a trunnion capturing and fixing device 10 b mounted on the space transport aircraft 2.

【0024】図2において、トラニオン捕捉固定装置1
0bは、トラニオン10aを定位置の手前で捕捉し定位
置まで移動させる捕捉アーム12と、捕捉アーム12を
定位置の手前から定位置まで旋回させて定位置で固定す
るトグル駆動装置14と、捕捉アーム12を待機位置に
保持するアーム保持装置16と、捕捉位置と定位置のト
ラニオン10aを検出するトラニオン検出装置18とを
備える。
In FIG. 2, the trunnion capturing and fixing device 1 is shown.
0b is a capturing arm 12 that captures the trunnion 10a before the fixed position and moves it to the fixed position; a toggle drive device 14 that rotates the capturing arm 12 from the fixed position to the fixed position and fixes it at the fixed position; An arm holding device 16 that holds the arm 12 at the standby position and a trunnion detection device 18 that detects the trunnion 10a at the trap position and the fixed position are provided.

【0025】トグル駆動装置14は、トグルリンク機構
14aとこれを定位置の手前から定位置まで移動させる
直動アクチュエータ14bからなる。直動アクチュエー
タ14bは、この例ではパラフィンアクチュエータであ
り、ヒータで固体パラフィンを加熱して溶解させ、その
熱膨張でトグルリンク機構14aを作動させるようにな
っている。なお、本発明はかかるパラフィンアクチュエ
ータに限定されず、トグルリンク機構14aを(A)の
待機位置から(B)の固定位置まで移動させる電動又は
液圧の直動シリンダであってもよい。またトグルリンク
機構14aは、(B)の固定位置において、2枚のリン
クが直線上またはそれよりオーバーセンターして位置
し、再突入時の高Gに駆動力なしで保持できるようにな
っている。
The toggle drive unit 14 comprises a toggle link mechanism 14a and a linear actuator 14b for moving the toggle link mechanism 14a from a position before the fixed position to the fixed position. The direct acting actuator 14b is a paraffin actuator in this example, and heats and melts solid paraffin with a heater, and the thermal expansion thereof causes the toggle link mechanism 14a to operate. The present invention is not limited to such a paraffin actuator, and may be an electric or hydraulic direct-acting cylinder that moves the toggle link mechanism 14a from the standby position (A) to the fixed position (B). Further, in the toggle link mechanism 14a, in the fixed position (B), the two links are located on a straight line or overcentered from that, and can be held at a high G at the time of re-entry without a driving force. .

【0026】アーム保持装置16は、この例では、スト
ッパーピン16aを引き抜く作動をするパラフィンアク
チュエータであり、このストッパーピン16aの突出に
より、作動前の捕捉アーム12が打ち上げ時の振動等で
作動側に移動しないように保持している。また、捕捉ア
ーム12は、アーム保持装置16に付勢してそのガタを
なくす予圧機構13を内蔵している。この予圧機構13
は、ストッパーピン16aに付勢する圧縮バネを内蔵
し、その付勢力でアーム保持装置16(ストッパーピン
16a)と捕捉アーム12との間の隙間(ガタ)をなく
している。
In this example, the arm holding device 16 is a paraffin actuator for pulling out the stopper pin 16a, and the protrusion of the stopper pin 16a causes the catch arm 12 before actuation to move to the actuation side due to vibration at the time of launching. Holds so that it does not move. Further, the capture arm 12 has a built-in preload mechanism 13 that urges the arm holding device 16 to eliminate the play. This preload mechanism 13
Incorporates a compression spring for urging the stopper pin 16a, and eliminates a gap (play) between the arm holding device 16 (stopper pin 16a) and the capturing arm 12 by the urging force.

【0027】トラニオン検出装置18は、トラニオン1
0aと当接して軸方向に移動する直動ロッド19と、直
動ロッド19の移動位置を検出するリミットスイッチ1
8a,18bとからなり、トラニオン10aが定位置の
手前(図で左側)に位置する捕捉位置と定位置とを検出
するようになっている。
The trunnion detector 18 is used for the trunnion 1
0a, the linear motion rod 19 that moves in the axial direction and the limit switch 1 that detects the moving position of the linear motion rod 19.
8a and 18b, the trunnion 10a detects the trap position and the home position located in front of the home position (on the left side in the figure).

【0028】図3は、図2の捕捉固定装置10の作動説
明図である。この図において、(A)は初期状態、
(B)は捕捉位置検出状態、(C)はソフトドック状
態、(D)は固定状態を示している。初期状態(A)に
おいて、アーム保持装置16のストッパーピン16aが
突出しており、捕捉アーム12が打ち上げ時の振動等で
作動側に移動しないように保持している。また、予圧機
構13の圧縮バネの付勢力でストッパーピン16aと捕
捉アーム12との間の隙間(ガタ)をなくしている。こ
の状態で打ち上げ時から、再突入前の補給モジュールの
キャリア2内への再挿入時まで、そのまま保持される。
FIG. 3 is a diagram for explaining the operation of the trapping and fixing device 10 of FIG. In this figure, (A) is the initial state,
(B) shows a capture position detection state, (C) shows a soft dock state, and (D) shows a fixed state. In the initial state (A), the stopper pin 16a of the arm holding device 16 is projected and holds the capture arm 12 so as not to move to the operating side due to vibration at the time of launching. Further, the biasing force of the compression spring of the preload mechanism 13 eliminates the gap (play) between the stopper pin 16a and the capturing arm 12. In this state, it is held as it is from the time of launch to the time of re-insertion of the supply module before re-entry into the carrier 2.

【0029】補給モジュールのキャリア2内への再挿入
時には、図1(B)に示す状態まで、ロボットアームに
より、補給モジュール1,1aをキャリア2内に挿入す
る。次いで、更に挿入すると、(B)に示すように、ト
ラニオン10aが定位置の手前の捕捉まで移動し、この
位置がリミットスイッチ18aで検出される。この検出
により、パラフィンアクチュエータ16が作動しストッ
パーピン16aを引き抜く。
When the replenishment module is reinserted into the carrier 2, the replenishment modules 1 and 1a are inserted into the carrier 2 by the robot arm until the state shown in FIG. Then, when the trunnion 10a is further inserted, as shown in (B), the trunnion 10a moves to a position before the fixed position, and this position is detected by the limit switch 18a. By this detection, the paraffin actuator 16 operates to pull out the stopper pin 16a.

【0030】次いで、ソフトドック状態(C)のよう
に、パラフィンアクチュエータ14bが作動して、捕捉
位置にあるトラニオン10aを捕捉アーム12で挟持し
て捕捉し、更に、そのまま捕捉アーム12が固定位置ま
で旋回して、固定状態(D)となり、リミットスイッチ
18bでこの位置が検出される。
Then, as in the soft dock state (C), the paraffin actuator 14b operates to clamp the trunnion 10a at the trapping position by the trapping arm 12 to trap it, and further, the trapping arm 12 continues to the fixed position. It turns to a fixed state (D), and this position is detected by the limit switch 18b.

【0031】図4は、本発明を構成する分離固定装置2
0の構成図である。図1(B)及び図4に示すように、
分離固定装置20は、曝露パレット1に取付られた分離
ユニット20aと、宇宙輸送機2に取付けられた固定ユ
ニット20bと、分離ユニット20aと固定ユニット2
0bを連結する連結装置20cとからなる。
FIG. 4 shows a separating and fixing device 2 which constitutes the present invention.
It is a block diagram of 0. As shown in FIG. 1 (B) and FIG.
The separating and fixing device 20 includes a separating unit 20a attached to the exposure pallet 1, a fixing unit 20b attached to the space transport aircraft 2, a separating unit 20a and a fixing unit 2.
0b is connected to the connecting device 20c.

【0032】図4において、分離ユニット20aは、曝
露パレット1の挿入方向(図で左右方向)に垂直な垂直
分離面21とこれに平行な平行固定面22とを有する。
また、垂直分離面21と平行固定面22にはそれぞれ切
頭円錐形の凹孔21a,22aが設けられている。
In FIG. 4, the separation unit 20a has a vertical separation surface 21 perpendicular to the insertion direction of the exposure pallet 1 (left and right direction in the figure) and a parallel fixing surface 22 parallel to this.
Further, the vertical separating surface 21 and the parallel fixing surface 22 are provided with frustoconical concave holes 21a and 22a, respectively.

【0033】また、固定ユニット20bは、本体23、
突出部材24及び固定装置25を備える。本体23は、
垂直分離面21の凹孔21aと嵌合する切頭円錐形の突
起部23aを有する。また、突出部材24は、平行固定
面22の凹孔22aと嵌合する切頭円錐形の突起部24
bを有する。
The fixed unit 20b includes a main body 23,
The projecting member 24 and the fixing device 25 are provided. The main body 23 is
It has a frustoconical projection 23a that fits into the recess 21a of the vertical separation surface 21. Further, the projecting member 24 is a truncated cone-shaped projection 24 that fits into the concave hole 22 a of the parallel fixing surface 22.
b.

【0034】固定装置25は、突出部材24を嵌合方向
に付勢する圧縮バネ25aと、突出部23aを凹孔22
aから外れた状態に保持する保持ピン25bと、保持ピ
ン25bを引き抜く直動アクチュエータ25cとからな
る。直動アクチュエータ25cは、この例ではパラフィ
ンアクチュエータであるが、電動又は液圧の直動シリン
ダであってもよい。この構成により、直動アクチュエー
タ25cの作動前は、突出部23aを凹孔22aから外
れた状態に保持し、次いで必要な時に直動アクチュエー
タ25cで保持ピン25bを引き抜き突出部23aを凹
孔22aに嵌合させて固定するようになっている。
The fixing device 25 includes a compression spring 25a for biasing the projecting member 24 in the fitting direction and a recess 22 for the projecting portion 23a.
The holding pin 25b is held in a state of being separated from a, and the linear motion actuator 25c pulls out the holding pin 25b. The direct acting actuator 25c is a paraffin actuator in this example, but may be an electric or hydraulic direct acting cylinder. With this configuration, before the linear actuator 25c is actuated, the projecting portion 23a is held in a state of being disengaged from the recessed hole 22a, and then when necessary, the linear actuator 25c pulls out the holding pin 25b to project the projecting portion 23a into the concave hole 22a. It is designed to be fitted and fixed.

【0035】連結装置20cは、垂直分離面21の凹孔
21aと本体23の突起部23aを嵌合した状態に連結
するボルト26と、ボルト26を緩めて分離させるボル
ト解除アクチュエータ27とからなる。この図では、ボ
ルト26が緩んだ状態を示している。なお、ボルト解除
アクチュエータ27は、形状記憶合金の加熱により、形
状記憶合金が元の形状に戻る作動でボルト26を緩む方
向に回転駆動するボルトリトラクタであるのがよい。こ
の構成により、連結装置20cにより、打ち上げ時に垂
直分離面21の凹孔21aと本体23の突起部23aを
嵌合した状態に保持して、打ち上げ時の高Gに耐えるこ
とができ、かつ軌道上で熱変形があっても確実に補給モ
ジュールをキャリアから分離することができる。
The connecting device 20c comprises a bolt 26 for connecting the concave hole 21a of the vertical separating surface 21 and the protruding portion 23a of the main body 23 in a fitted state, and a bolt releasing actuator 27 for loosening and separating the bolt 26. In this figure, the bolt 26 is shown in a loosened state. The bolt release actuator 27 is preferably a bolt retractor that drives the shape memory alloy to return to its original shape by heating the shape memory alloy so as to rotate the bolt 26 in a direction to loosen the bolt 26. With this configuration, the coupling device 20c can hold the concave hole 21a of the vertical separation surface 21 and the protrusion 23a of the main body 23 in a fitted state at the time of launch, and can withstand the high G at the time of launch and on the orbit. Thus, the replenishment module can be reliably separated from the carrier even if there is thermal deformation.

【0036】図4において、固定ユニット20bは、更
に、ボルト26の分離を検出するボルト分離検出装置2
8と、突出部23aと凹孔22aの嵌合を検出する嵌合
検出装置29を備える。ボルト分離検出装置28は、本
体23に圧縮バネ28aで離脱方向(図で右方向)に付
勢された移動板28bと、この移動板28bの離脱方向
への移動を検出するリミットスイッチ28cとからな
る。移動板28bには、ボルト解除アクチュエータ27
の一方が固定されており、ボルト26が緩んだ状態で圧
縮バネ28aの付勢力で移動板28bが離脱方向へ移動
し、リミットスイッチ28cでこれを検出するようにな
っている。また、嵌合検出装置29は、突出部23aの
突出を直接検出するリミットスイッチからなる。
In FIG. 4, the fixing unit 20b further includes a bolt separation detecting device 2 for detecting separation of the bolt 26.
8 and a fitting detection device 29 for detecting fitting of the protruding portion 23a and the concave hole 22a. The bolt separation detecting device 28 includes a moving plate 28b biased in the main body 23 by a compression spring 28a in a detaching direction (rightward in the figure), and a limit switch 28c for detecting movement of the moving plate 28b in the detaching direction. Become. The bolt releasing actuator 27 is attached to the moving plate 28b.
One of them is fixed, and the moving plate 28b moves in the detaching direction by the urging force of the compression spring 28a when the bolt 26 is loose, and this is detected by the limit switch 28c. The fitting detection device 29 is composed of a limit switch that directly detects the protrusion of the protrusion 23a.

【0037】図5は、図4の分離固定装置20の分離・
引抜時の作動説明図である。この図において、(A)は
打上時、(B)は分離時、(C)は引抜時を示してい
る。なお、各図において、上図は平面図、下図は連結装
置20cの断面図である。打上時から軌道上での分離・
引抜までの工程において、上述した固定装置25は、突
出部23aが凹孔22aから外れた状態で保持され、全
く作動せず、連結装置20cのみが作動する。打上時
(A)には、曝露パレット1に取付られた分離ユニット
20aと、宇宙輸送機2に取付けられた固定ユニット2
0bとを連結装置20cで連結し、垂直分離面21の凹
孔21aと本体23の突起部23aを嵌合した状態に保
持して、打ち上げ時の高Gに耐えるようになっている。
打上後の軌道上において、分離時(B)には、ボルト解
除アクチュエータ27によりボルト26を緩めて分離ユ
ニット20aと固定ユニット20bを分離させる。ま
た、この状態で圧縮バネ28aの付勢力で移動板28b
が離脱方向へ移動し、リミットスイッチ28cでこれを
検出する。この検出により、ロボットアームにより、曝
露パレット1をキャリア2から更に引き抜き、キャリア
2から完全に取り出すことができる。
FIG. 5 shows the separation and fixing device 20 of FIG.
It is operation | movement explanatory drawing at the time of pulling out. In this figure, (A) shows the time of launch, (B) shows the time of separation, and (C) shows the time of withdrawal. In each drawing, the upper drawing is a plan view and the lower drawing is a cross-sectional view of the coupling device 20c. Separation on orbit from launch
In the process up to the withdrawal, the fixing device 25 described above is held in a state where the protruding portion 23a is disengaged from the recessed hole 22a, does not operate at all, and only the connecting device 20c operates. At the time of launch (A), the separation unit 20a attached to the exposure pallet 1 and the fixed unit 2 attached to the space transport aircraft 2
0b is connected by a connecting device 20c, and the concave hole 21a of the vertical separation surface 21 and the projection 23a of the main body 23 are held in a fitted state to withstand the high G at launch.
On the track after the launch, at the time of separation (B), the bolt releasing actuator 27 loosens the bolt 26 to separate the separation unit 20a and the fixed unit 20b. In this state, the moving plate 28b is moved by the urging force of the compression spring 28a.
Moves in the detaching direction, and this is detected by the limit switch 28c. With this detection, the exposed pallet 1 can be further pulled out from the carrier 2 and completely taken out from the carrier 2 by the robot arm.

【0038】図6は、図4の分離固定装置20の引込・
固定時の作動説明図である。この図において、(A)は
捕捉・引込時、(B)は引込完了時、(C)は固定時を
示している。なお、各図において、上図は平面図、下図
は連結装置20cの断面図である。軌道上での捕捉・引
込から固定後の再突入までの工程において、連結装置2
0cは、図5(B)(C)に示した分離状態を保持さ
れ、全く作動せず、固定装置25のみが作動する。軌道
上での捕捉・引込時(A)までは、保持ピン25bの突
出により、突出部23aを凹孔22aから外れた状態に
保持している。次いで、引込完了時(B)に直動アクチ
ュエータ25cで保持ピン25bを引き抜き、そのまま
突出部23aを凹孔22aに嵌合させて固定(C)す
る。
FIG. 6 shows how the separating and fixing device 20 of FIG.
It is an operation explanatory view at the time of fixation. In this figure, (A) shows the time of capture and withdrawal, (B) shows the time of completion of withdrawal, and (C) shows the time of fixation. In each drawing, the upper drawing is a plan view and the lower drawing is a cross-sectional view of the coupling device 20c. In the process from capturing / retracting on the track to re-entry after fixing, the coupling device 2
0c holds the separated state shown in FIGS. 5B and 5C, does not operate at all, and only the fixing device 25 operates. Until the time of capturing / retracting on the track (A), the protruding portion 23a is held in a state of being disengaged from the concave hole 22a by the protrusion of the holding pin 25b. Next, when the pulling-in is completed (B), the holding pin 25b is pulled out by the linear actuator 25c, and the protruding portion 23a is directly fitted into the concave hole 22a and fixed (C).

【0039】上述したように、本発明のモジュールの固
定・分離・捕捉装置は、以下の特徴を有する。 (1)打ち上げ時の固定機構として、テーパを持つ凸型
部品と凹型部品を組み合わせた分離固定装置20を補給
モジュール(パレット)の4隅に配置した。 (2)軌道上捕捉機構として、パラフィンアクチュエー
タ14bにより駆動されるトグルリンク機構14aから
構成される捕捉固定装置10をキャリアの中央に配置
し、ロボットア−ムによって位置決めされた補給モジュ
ール(パレット)のトラニオン10aを捕捉し、引き込
めるようにした。また、捕捉可能状態、捕捉完了状態を
リミットスイッチで検出できるようにした。更に、パラ
フィンアクチュエータ16と予圧機構13により、打ち
上げ時にリンク機構14aを保持できるようにした。 (3)軌道上での再固定機構として、ピン24をスプリ
ング25aにより穴に打ち込む機構を採用した。スプリ
ングピン24はパラフィンアクチュエータ25c(Pi
n Puller)により保持され、(2)の捕捉完了
後にパラフィンアクチュエータが駆動され、保持が解除
されることにより、穴に打ち込まれる。 (4)打ち上げ時の固定機構27と軌道上での固定機構
25を一体化した。
As described above, the module fixing / separating / capturing device of the present invention has the following features. (1) As a fixing mechanism at the time of launching, a separating and fixing device 20 in which a convex component having a taper and a concave component are combined is arranged at four corners of a supply module (pallet). (2) As the on-orbit capturing mechanism, the capturing and fixing device 10 including the toggle link mechanism 14a driven by the paraffin actuator 14b is arranged in the center of the carrier, and the replenishment module (pallet) positioned by the robot arm is positioned. The trunnion 10a was captured so that it could be retracted. In addition, the limit switch can detect the capture-capable state and capture-completed state. Further, the paraffin actuator 16 and the preload mechanism 13 can hold the link mechanism 14a at the time of launch. (3) A mechanism for driving the pin 24 into the hole by the spring 25a is adopted as the re-fixing mechanism on the track. The spring pin 24 is a paraffin actuator 25c (Pi
n Puller), the paraffin actuator is driven after the completion of capturing (2), and the holding is released, so that it is driven into the hole. (4) The fixing mechanism 27 at the time of launch and the fixing mechanism 25 on the track are integrated.

【0040】この構成により、以下の効果が得られる。 (1)凸型部品、凹型部品の組合せにより、補給モジュ
ール(パレット)と輸送機(キャリア)の各軸方向の自
由度を確実に固定できるとともに、分離時には軌道上で
熱変形があっても確実に分離できる。また、分離時の衝
撃荷重も低減される。 (2)パラフィンアクチュエータとリンク機構から構成
される捕捉機構により、ロボットアームの位置決め誤差
や抵抗荷重があっても、確実に補給モジュール(パレッ
ト)側のトラニオンを捕捉・引き込みできる。また、全
体をコンパクトにすることができる。 (3)捕捉可能状態、捕捉完了状態の検出ができるた
め、ロボットアームとの協調動作により、確実な捕捉が
可能となる。 (4)トグルリンク機構の採用により、大きな固定保持
力を発生できる。捕捉完了時は、オーバーセンター状態
となるため、外力が加わっても、捕捉用アームが逆駆動
されず、捕捉状態を確実に維持できる。 (5)予圧機構とパラフィンアクチュエータにより、打
ち上げ時の振動環境で、軌道上捕捉機構が損傷/劣化す
ることを防止できる。 (6)軌道上固定機構として、ピンを打ち込むことによ
り、簡易な機構で確実に固定できる。また、ピン保持陽
にパラフィンアクチュエータ(Pin Puller)
を採用したことにより全体をコンパクトにすることがで
きる。 (7)打ち上げ時固定機構と軌道上固定機構を統合化す
ることにより、軌道上固定時に、凸型部品と凹型部品が
再び嵌まり込み、横方向の自由度を拘束できるととも
に、全体をコンパクトにすることができる。
With this configuration, the following effects can be obtained. (1) By combining convex and concave parts, the degree of freedom in each axial direction of the replenishment module (pallet) and transport machine (carrier) can be securely fixed, and even if there is thermal deformation on the track during separation. Can be separated into Moreover, the impact load at the time of separation is also reduced. (2) With the trapping mechanism composed of the paraffin actuator and the link mechanism, the trunnion on the replenishment module (pallet) side can be reliably trapped and pulled in even if there is a positioning error or resistance load of the robot arm. Moreover, the whole can be made compact. (3) Since the captureable state and the capture completed state can be detected, the coordinated operation with the robot arm enables reliable capture. (4) A large fixed holding force can be generated by adopting the toggle link mechanism. When the trapping is completed, the trapping arm is in the over-center state, so that the trapping arm is not reversely driven even if an external force is applied, and the trapping state can be reliably maintained. (5) The preload mechanism and the paraffin actuator can prevent the on-orbit capture mechanism from being damaged / deteriorated in a vibration environment at the time of launch. (6) As an on-orbit fixing mechanism, by driving a pin, it can be surely fixed with a simple mechanism. Moreover, a paraffin actuator (Pin Puller) is used to hold the pin.
By adopting, it is possible to make the whole compact. (7) By integrating the launch-time fixing mechanism and the on-orbit fixing mechanism, when the on-orbit fixing is performed, the convex component and the concave component can be re-engaged, and the lateral freedom can be restricted, and the overall size can be made compact. can do.

【0041】なお、本発明は、上述した実施例に限定さ
れず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々に変更でき
ることは勿論である。
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and it goes without saying that various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.

【0042】[0042]

【発明の効果】上述したように、本発明のモジュールの
固定・分離・捕捉装置は、(1)打ち上げ時に、補給モ
ジュールを宇宙輸送機2(キャリア)にガタなく確実に
固定して打ち上げ時の高Gに耐えることができ、(2)
軌道上で熱変形があっても確実に補給モジュールをキャ
リア2から分離することができ、(3)ロボットアーム
によって補給モジュールを宇宙ステーション3に取り付
け/取り外しができ、かつ使用後にキャリア2内に再挿
入でき、(4)挿入された補給モジュールを捕捉して定
位置まで引き込み、再突入時の高Gに耐えるように確実
に再固定ができる、等の優れた効果を有する。
As described above, the module fixing / separating / capturing device according to the present invention (1) securely fixes the replenishment module to the space transport aircraft 2 (carrier) during launch without any play. Can withstand high G, (2)
The supply module can be reliably separated from the carrier 2 even if there is thermal deformation on the orbit, and (3) the supply module can be attached to / removed from the space station 3 by the robot arm, and it can be re-installed in the carrier 2 after use. It has an excellent effect that it can be inserted, and (4) the inserted replenishment module can be captured, pulled to a fixed position, and securely fixed to withstand the high G at the time of re-entry.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の固定・分離・捕捉装置を備えた宇宙輸
送機の断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a space transport aircraft including a fixing / separating / capturing device according to the present invention.

【図2】本発明を構成する捕捉固定装置の構成図であ
る。
FIG. 2 is a configuration diagram of a trapping and fixing device that constitutes the present invention.

【図3】図2の捕捉固定装置の作動説明図である。FIG. 3 is an operation explanatory view of the capture and fixation device of FIG.

【図4】本発明を構成する分離固定装置の構成図であ
る。
FIG. 4 is a configuration diagram of a separating and fixing device that constitutes the present invention.

【図5】図4の分離固定装置の分離・引抜時の作動説明
図である。
5 is an operation explanatory view of the separation fixing device of FIG. 4 when separating / pulling out.

【図6】図4の分離固定装置の引込・固定時の作動説明
図である。
FIG. 6 is an operation explanatory view of the separating and fixing device of FIG. 4 when retracting / fixing.

【図7】宇宙における補給モジュールの運用を示す概念
図である。
FIG. 7 is a conceptual diagram showing the operation of a supply module in space.

【図8】補給モジュールの全体斜視図である。FIG. 8 is an overall perspective view of a supply module.

【図9】補給モジュールを格納した宇宙輸送機の全体斜
視図である。
FIG. 9 is an overall perspective view of a space transportation machine that stores a supply module.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 曝露パレット、1a 曝露カーゴ、2 宇宙輸送機
(キャリア)、2a ロボットアーム、3 宇宙ステー
ション(ISS)、4 把持部材、10 捕捉固定装
置、10a トラニオン、10b トラニオン捕捉固定
装置、12 捕捉アーム、13 予圧機構、14 トグ
ル駆動装置、14a トグルリンク機構、14b 直動
アクチュエータ、16 アーム保持装置、18 トラニ
オン検出装置、20 分離固定装置、20a 分離ユニ
ット、20b 固定ユニット、20c 連結装置、21
垂直分離面、21a,22a 凹孔、22 平行固定
面、23a 突起部、23 本体、24 突出部材、2
4b 突起部、25 固定装置、25a 圧縮バネ、2
5b 保持ピン、25c 直動アクチュエータ、26
ボルト、27 ボルト解除アクチュエータ、28 ボル
ト分離検出装置、29 嵌合検出装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Exposure pallet, 1a Exposed cargo, 2 Space transport (carrier), 2a Robot arm, 3 Space station (ISS), 4 Grasping member, 10 Capture fixing device, 10a trunnion, 10b Trunnion capture fixing device, 12 Capture arm, 13 Preload mechanism, 14 toggle drive device, 14a toggle link mechanism, 14b direct acting actuator, 16 arm holding device, 18 trunnion detecting device, 20 separating and fixing device, 20a separating unit, 20b fixing unit, 20c connecting device, 21
Vertical separation surface, 21a, 22a concave hole, 22 parallel fixing surface, 23a protrusion, 23 main body, 24 protruding member, 2
4b protrusion, 25 fixing device, 25a compression spring, 2
5b Holding pin, 25c Direct acting actuator, 26
Bolt, 27 bolt release actuator, 28 bolt separation detection device, 29 fitting detection device

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 中空円筒形の宇宙輸送機(2)の側面に
開口部が設けられており、曝露パレット(1)と曝露カ
ーゴ(1a)からなる補給モジュールを前記開口部を通
して宇宙輸送機の軸線に垂直に挿入して補給モジュール
を宇宙輸送機に固定し、宇宙空間でこれを分離し、かつ
再挿入時にこれを捕捉し再固定するためのモジュールの
宇宙輸送機への固定・分離・捕捉装置において、 曝露パレット(1)の一端面に取付けられた把持部材
(4)と、該把持部材を把持して曝露パレットを宇宙輸
送機側に引き込みかつ定位置で固定する捕捉固定装置
(10)と、曝露パレットの複数箇所に位置し曝露パレ
ットと宇宙輸送機を分離可能に固定しかつ再固定可能な
複数の分離固定装置(20)と、を備えたことを特徴と
するモジュールの固定・分離・捕捉装置。
1. A hollow cylindrical space transportation machine (2) is provided with an opening on a side surface thereof, and a replenishment module consisting of an exposure pallet (1) and an exposed cargo (1a) is passed through the opening to create a space transportation machine. Fixing / separating / capturing a module to the space transport aircraft by inserting it vertically into the axis, fixing the supply module to the space transport aircraft, separating it in outer space, and capturing and re-fixing it when re-inserting In the apparatus, a gripping member (4) attached to one end surface of the exposure pallet (1), and a catching and fixing device (10) for gripping the gripping member and pulling the exposure pallet to the space transportation side and fixing it at a fixed position. And a plurality of separating / fixing devices (20) located at a plurality of locations on the exposure pallet and capable of fixing and re-separating the exposure pallet and the space transport aircraft in a separable manner. Capture device.
【請求項2】 前記捕捉固定装置(10)は、曝露パレ
ット(1)に取付られた円柱状のトラニオン(10a)
と、宇宙輸送機に取付けられたトラニオン捕捉固定装置
(10b)とからなり、 トラニオン捕捉固定装置(10b)は、トラニオンを定
位置の手前で捕捉し定位置まで移動させる捕捉アーム
(12)と、該捕捉アームを定位置の手前から定位置ま
で旋回させて定位置で固定するトグル駆動装置(14)
と、捕捉アームを待機位置に保持するアーム保持装置
(16)と、捕捉位置と定位置のトラニオンを検出する
トラニオン検出装置(18)とを備える、ことを特徴と
する請求項1に記載の固定・分離・捕捉装置。
2. The trapping and fixing device (10) is a cylindrical trunnion (10a) attached to an exposure pallet (1).
And a trunnion trapping and fixing device (10b) attached to a space transportation vehicle. The trunnion trapping and fixing device (10b) traps a trunnion before a fixed position and moves it to the fixed position (12), Toggle drive device (14) for rotating the capturing arm from a position before the fixed position to the fixed position and fixing the fixed position at the fixed position.
The fixing according to claim 1, further comprising: an arm holding device (16) for holding the capturing arm in the standby position, and a trunnion detecting device (18) for detecting the trunnion in the capturing position and the home position.・ Separation / capture device.
【請求項3】 前記トグル駆動装置(14)は、トグル
リンク機構(14a)とこれを定位置の手前から定位置
まで移動させる直動アクチュエータ(14b)からな
る、ことを特徴とする請求項2に記載の固定・分離・捕
捉装置。
3. The toggle drive device (14) comprises a toggle link mechanism (14a) and a linear actuator (14b) for moving the toggle link mechanism (14a) from a fixed position to a fixed position. The fixing / separating / capturing device described in.
【請求項4】 前記捕捉アーム(12)は、アーム保持
装置(16)に付勢してそのガタをなくす予圧機構(1
3)を内蔵する、ことを特徴とする請求項3に記載の固
定・分離・捕捉装置。
4. The preload mechanism (1) for urging an arm holding device (16) to eliminate the rattling of the capture arm (12).
The fixing / separating / capturing device according to claim 3, wherein the fixing / separating / capturing device has a built-in 3).
【請求項5】 前記分離固定装置(20)は、曝露パレ
ット(1)に取付られた分離ユニット(20a)と、宇
宙輸送機に取付けられた固定ユニット(20b)と、分
離ユニット(20a)と固定ユニット(20b)を連結
する連結装置(20c)とからなり、 分離ユニット(20a)は、曝露パレットの挿入方向に
垂直な垂直分離面(21)とこれに平行な平行固定面
(22)とを有し、該垂直分離面と平行固定面には切頭
円錐形の凹孔(21a,22a)が設けられており、 固定ユニット(20b)は、前記垂直分離面(21)の
凹孔(21a)と嵌合する切頭円錐形の突起部(23
a)を有する本体(23)と、前記平行固定面(22)
の凹孔(22a)と嵌合する切頭円錐形の突起部(24
b)を有する突出部材(24)と、前記突出部(23
a)を凹孔(22a)から外れた状態に保持し、次いで
突出部(23a)を凹孔(22a)に嵌合させて固定す
る固定装置(25)とを有し、 連結装置(20c)は、前記垂直分離面(21)の凹孔
(21a)と本体(23)の突起部(23a)を嵌合し
た状態に保持し、次いでこれを分離させるようになって
いる、ことを特徴とする請求項1に記載の固定・分離・
捕捉装置。
5. The separation fixing device (20) includes a separation unit (20a) attached to an exposure pallet (1), a fixing unit (20b) attached to a space transportation vehicle, and a separation unit (20a). The separation unit (20a) comprises a vertical separation surface (21) perpendicular to the insertion direction of the exposure pallet and a parallel fixed surface (22) parallel to the connection device (20c). The vertical separating surface and the parallel fixing surface are provided with frustoconical concave holes (21a, 22a), and the fixing unit (20b) is a concave hole of the vertical separating surface (21). 21a) is fitted with a frustoconical projection (23
body (23) having a) and said parallel fixing surface (22)
Frustoconical projection (24) that fits into the concave hole (22a) of
b) having a protrusion member (24) and the protrusion (23)
and a fixing device (25) for holding the a) in a state of being disengaged from the concave hole (22a) and then fitting and fixing the protruding portion (23a) in the concave hole (22a), and a coupling device (20c). Holds the concave hole (21a) of the vertical separation surface (21) and the protrusion (23a) of the main body (23) in a fitted state, and then separates them. Fixing / separating according to claim 1.
Capture device.
【請求項6】 前記固定装置(25)は、突出部材(2
4)を嵌合方向に付勢する圧縮バネ(25a)と、突出
部(23a)を凹孔(22a)から外れた状態に保持す
る保持ピン(25b)と、該保持ピンを引き抜く直動ア
クチュエータ(25c)とからなる、ことを特徴とする
請求項5に記載の固定・分離・捕捉装置。
6. The fixing device (25) comprises a protruding member (2).
4) a compression spring (25a) for urging the holding member in the fitting direction, a holding pin (25b) for holding the protruding portion (23a) in a state of being disengaged from the concave hole (22a), and a linear actuator for pulling out the holding pin. The fixing / separating / capturing device according to claim 5, wherein the fixing / separating / capturing device comprises (25c).
【請求項7】 前記連結装置(20c)は、垂直分離面
(21)の凹孔(21a)と本体(23)の突起部(2
3a)を嵌合した状態に連結するボルト(26)と、該
ボルトを緩めて分離させるボルト解除アクチュエータ
(27)とからなる、ことを特徴とする請求項6に記載
の固定・分離・捕捉装置。
7. The coupling device (20c) comprises a recess (21a) in the vertical separating surface (21) and a protrusion (2) in the body (23).
7. The fixing / separating / capturing device according to claim 6, comprising a bolt (26) for connecting the 3a) in a fitted state and a bolt releasing actuator (27) for loosening and separating the bolt. .
【請求項8】 前記ボルト(26)の分離を検出するボ
ルト分離検出装置(28)と、前記突出部(23a)と
凹孔(22a)の嵌合を検出する嵌合検出装置(29)
とを備える、ことを特徴とする請求項7に記載の固定・
分離・捕捉装置。
8. A bolt separation detecting device (28) for detecting separation of the bolt (26), and a fitting detecting device (29) for detecting fitting of the protrusion (23a) and the concave hole (22a).
The fixing according to claim 7, characterized in that
Separation / capture device.
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011506181A (en) * 2007-12-21 2011-03-03 メシエ−ダウティ・インコーポレイテッド Uplock mechanism of landing gear using drive by thermal phase change
JP2016520479A (en) * 2013-06-07 2016-07-14 エアバス ディフェンス アンド スペース エスエーエス Apparatus for detecting a space object comprising a pressure element on the space object and at least two reclosable elements
CN106945852A (en) * 2017-03-09 2017-07-14 兰州空间技术物理研究所 A kind of space load butt-joint locking and emergent unblock interface arrangement
JP2018027798A (en) * 2016-08-18 2018-02-22 Ihi運搬機械株式会社 Cylinder packing method and device
CN107797222A (en) * 2017-11-16 2018-03-13 中国科学院西安光学精密机械研究所 Space splicing positioning and locking regulation integrated mechanism and space segmented mirror
CN108037576A (en) * 2017-12-22 2018-05-15 中国科学院西安光学精密机械研究所 Homologous for space segmented mirror bores rod-type precision splicing body
CN114313319A (en) * 2021-12-06 2022-04-12 北京微纳星空科技有限公司 Docking device and modular satellite
WO2022153619A1 (en) * 2021-01-15 2022-07-21 Astroscale Holdings Inc. Method and system for multi-object space debris removal

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011506181A (en) * 2007-12-21 2011-03-03 メシエ−ダウティ・インコーポレイテッド Uplock mechanism of landing gear using drive by thermal phase change
JP2016520479A (en) * 2013-06-07 2016-07-14 エアバス ディフェンス アンド スペース エスエーエス Apparatus for detecting a space object comprising a pressure element on the space object and at least two reclosable elements
JP2018027798A (en) * 2016-08-18 2018-02-22 Ihi運搬機械株式会社 Cylinder packing method and device
CN106945852A (en) * 2017-03-09 2017-07-14 兰州空间技术物理研究所 A kind of space load butt-joint locking and emergent unblock interface arrangement
CN106945852B (en) * 2017-03-09 2019-04-05 兰州空间技术物理研究所 A kind of space load butt-joint locking and unlock interface arrangement of meeting an urgent need
CN107797222A (en) * 2017-11-16 2018-03-13 中国科学院西安光学精密机械研究所 Space splicing positioning and locking regulation integrated mechanism and space segmented mirror
CN107797222B (en) * 2017-11-16 2023-08-15 中国科学院西安光学精密机械研究所 Space splicing, positioning, locking and adjusting integrated mechanism and space splicing reflecting mirror
CN108037576A (en) * 2017-12-22 2018-05-15 中国科学院西安光学精密机械研究所 Homologous for space segmented mirror bores rod-type precision splicing body
WO2022153619A1 (en) * 2021-01-15 2022-07-21 Astroscale Holdings Inc. Method and system for multi-object space debris removal
CN114313319A (en) * 2021-12-06 2022-04-12 北京微纳星空科技有限公司 Docking device and modular satellite

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