JP2005082092A - Deployment space structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、小さく折り畳んでロケットに収納し、宇宙空間で展開して使用することができる展開宇宙構造物に関する。 The present invention relates to a deployable space structure that can be folded in a small space and stored in a rocket and deployed and used in outer space.
宇宙空間にアンテナ反射鏡などの大型の構造物を構築する方法として、構造物を小さく折り畳んで打ち上げロケットに収納し、宇宙空間で再び展開するものが知られている。この方法では、構造物を構成する骨組構造として、収納時に折り畳みやすく、構築時に展開しやすい、展開トラスを用いることが多い。 As a method for constructing a large structure such as an antenna reflector in outer space, a structure in which the structure is folded in a small size and stored in a launch rocket and deployed again in outer space is known. In this method, a deployment truss that is easy to fold during storage and easy to deploy during construction is often used as the frame structure that constitutes the structure.
図12は従来の展開宇宙構造物に骨組構造として用いられていた展開トラスの構成を示す斜視図である。 FIG. 12 is a perspective view showing a configuration of a deployment truss used as a framework structure in a conventional deployment space structure.
図12に示すように、この展開トラスは、6つの平面機構100から構成されている。これら平面機構100は、回転可能に連結された上部材101、下部材102、縦部材103、斜め部材104、及び中心部材105を有している。
As shown in FIG. 12, this deployment truss is composed of six
各平面機構100は、中心部材105を共有することで、その周囲に放射状に等配されており、上記中心部材105をその軸心線に沿って摺動させることで、収納、展開されるようになっている。
Each
また、展開トラスとして、軸心線方向に伸縮可能な6つの平面リンク機構を放射状に配置した構成も知られている。この構成では、上記複数の平面リンク機構を伸縮駆動することで、展開トラスを収納、展開を行っている。 A configuration in which six flat link mechanisms that can expand and contract in the axial direction are radially arranged as a deployment truss is also known. In this configuration, the development truss is stored and deployed by driving the plurality of planar link mechanisms to extend and contract.
平面リンク機構の伸縮駆動には、展開トラスの周囲に配設された環状のケーブルを用いている。このケーブルは、各平面リンク機構の先端部に移動自在に接続されており、モータの回転によってケーブルの巻き取り量を調整することで、平面リンク機構を同期して伸縮させている。(例えば、非特許文献1参照。)。
しかしながら、従来構成の展開トラスでは、複雑な骨組み構造であるため、小さく折り畳むことができなかった。そのため、展開宇宙構造物の大型化は打ち上げロケットの収納空間のサイズによって制限されていた。 However, the unfolded truss with the conventional configuration has a complicated frame structure and cannot be folded small. For this reason, the size of the deployment space structure has been limited by the size of the launch rocket storage space.
本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、打ち上げロケットの収納空間のサイズに制限されない大型の展開宇宙構造物を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a large deployment space structure that is not limited by the size of the launch rocket storage space.
上記課題を解決し目的を達成するために、本発明の展開宇宙構造物は次のように構成されている。 In order to solve the above problems and achieve the object, the deployable space structure of the present invention is configured as follows.
(1)展開トラスを備えた展開宇宙構造物において、上記展開トラスは、少なくとも2本の梁を互いの中途部で回転可能に連結してなる複数の伸縮素子を一列に並設し、隣り合う伸縮素子の梁の両端部同士をそれぞれ連結手段によって回転可能に連結することで、上記伸縮素子の並設方向に対して伸縮可能とした平面リンク機構を具備することを特徴とする。 (1) In a deployable space structure provided with a deployable truss, the deployable truss has a plurality of extendable elements formed by connecting at least two beams so as to be rotatable in the middle of each other in a row and adjacent to each other. A planar link mechanism is provided which is capable of expanding and contracting in the direction in which the expansion and contraction elements are juxtaposed by connecting both ends of the beams of the expansion and contraction elements in a rotatable manner by connecting means.
(2)(1)に記載された展開宇宙構造物であって、上記展開トラスの周囲に索条体を配設するとともに、この索条体を上記各梁の端部に移動自在に接続し、上記索条体の長さを調整手段によって調整することで、上記展開トラスを上記伸縮素子の並設方向に伸縮させることを特徴とする。 (2) The deployable space structure described in (1), wherein a rope body is disposed around the deployable truss, and the rope body is movably connected to the ends of the beams. The length of the striated body is adjusted by an adjusting means, so that the expansion truss is expanded and contracted in the direction in which the expansion and contraction elements are arranged.
(3)(2)に記載された展開宇宙構造物であって、上記調整手段は、モータと、このモータにより回転して上記索条体を長手方向に進退させる回転体とによって構成されていることを特徴とする。 (3) The deployable space structure described in (2), wherein the adjusting means includes a motor and a rotating body that is rotated by the motor and advances and retracts the strip in the longitudinal direction. It is characterized by that.
(3)(1)に記載された展開宇宙構造物であって、上記連結手段により連結された上記梁の連結部間を上記展開トラスの軸心線側に向かって折れ曲がる折れ曲がり部材で連結したことを特徴とする。 (3) The expanded space structure described in (1), wherein the connecting portions of the beams connected by the connecting means are connected by a bending member that is bent toward the axial center line side of the expanding truss. It is characterized by.
本発明によれば、大型の展開宇宙構造物を収納空間の高さに制限されることなく、打ち上げロケットに収容することができる。 According to the present invention, a large deployment space structure can be accommodated in a launch vehicle without being limited by the height of the storage space.
以下、図面を参照しながら本発明を実施するための最良の形態について説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
まず、図1〜図4を用いて本発明の第1の実施の形態について説明する。 First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1は本発明の第1の実施の形態に係る第1の平面リンク機構の構成を示す概略図、図2は同実施の形態に係る第1の平面リンク機構を伸ばした状態を示す概略図、図3は同実施の形態に係る第1の平面リンク機構を縮めた状態を示す概略図である。 FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a first planar link mechanism according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic diagram showing a state in which the first planar link mechanism according to the embodiment is extended. FIG. 3 is a schematic view showing a state in which the first planar link mechanism according to the embodiment is contracted.
図1に示すように、各第1の平面リンク機構1は、一列に並べられた複数の伸縮素子2によって構成されている。各伸縮素子2は同じ長さからなる2本の梁材2aを有しており、これら梁材2aは互いの中心部で回転可能に連結されている。隣接する伸縮素子2の梁材2aの端部同士はヒンジ(図示せず)によって回転可能に連結されており、伸縮素子2の並設方向と直交する方向に対する長さaを変化させることで、図2や図3に示すように、第1の平面リンク機構1を上記並設方向に伸縮できるようになっている。
As shown in FIG. 1, each first planar link mechanism 1 is composed of a plurality of
図4は同実施の形態に係る第1の平面リンク機構により構成された展開トラスの構成を示す斜視図である。 FIG. 4 is a perspective view showing a configuration of a deployment truss configured by the first planar link mechanism according to the embodiment.
図4に示すように、上記構成の第1の平面リンク機構1を複数、本実施の形態では6つ組み合わせることで、展開アンテナ等の展開宇宙構造物を支持する展開トラスTを構成することができる。これら第1の平面リンク機構1は、一端部が連結体10に連結されることで、連結体10を中心として放射状に等配されている。 As shown in FIG. 4, a deployment truss T that supports a deployment space structure such as a deployment antenna can be configured by combining a plurality of the first planar link mechanisms 1 configured as described above, six in the present embodiment. it can. These first planar link mechanisms 1 are equally distributed radially around the connecting body 10 by connecting one end portion thereof to the connecting body 10.
この連結体21は、対向して配置された2枚の円板22を有しており、これら円板22の間は連結部材23によって連結されている。この連結部材23は、その軸心線方向に対して伸縮可能に構成されており、駆動装置(図示せず)によって上記連結部材23を伸縮させることで、2つの円板22の間の距離を変化できるようになっている。
The connecting
各第1の平面リンク機構1の一端部に配置された2本の梁材2aの端部は、それぞれヒンジ3によって各円板22の外周部に回転可能に連結されており、駆動装置によって円板22間の距離を変えることにより、全ての第1の平面リンク機構1を同期して伸縮できるようになっている。
The ends of the two
宇宙空間に展開アンテナなどのような展開宇宙構造物を構築する場合、図3に示すように、各第1の平面リンク機構1を縮めることで、展開宇宙構造物を小さく折り畳む。そして、この折り畳まれた展開宇宙構造物を打ち上げロケットにより宇宙空間に搬送した後、図2に示すように、各第1の平面リンク機構1を伸ばすことで、展開宇宙構造物を展開する。 When constructing a deployment space structure such as a deployment antenna in outer space, as shown in FIG. 3, the deployment space structure is folded small by contracting each first planar link mechanism 1. Then, after the folded unfolded space structure is launched and transported to space by a rocket, the unfolded space structure is unfolded by extending each first planar link mechanism 1 as shown in FIG.
上記構成の展開宇宙構造物によれば、展開トラスを構成する第1の平面リンク機構1を複数の伸縮素子2によって伸縮可能に構成している。
According to the deployment space structure having the above-described configuration, the first planar link mechanism 1 constituting the deployment truss is configured to be extendable and contractable by the plurality of
そのため、展開宇宙構造物の大きさに関わらず、収納時における展開トラスの高さ寸法を梁材2aの長さ寸法と同程度にまで抑えることができるから、梁材2aの長さ寸法を適当に設定することで、大型の展開宇宙構造物を収容空間の高さに制限されることなく、打ち上げロケットに収容することができる。
Therefore, regardless of the size of the deployed space structure, the height dimension of the deployed truss at the time of storage can be suppressed to the same level as the length dimension of the
また、展開トラスを同じ構成の伸縮素子2によって構成しているため、簡単な構成で大型の展開宇宙構造物を構築することができる。
In addition, since the deployable truss is composed of the expansion and
次に、図5〜図8を用いて本発明の第2の実施の形態について説明する。なお、第1の実施の形態と同じ構成については、同じ符号を付してその説明を省略する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, about the same structure as 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.
図5は本発明の第2の実施の形態に係る第2の平面リンク機構を伸ばした状態を示す概略図、図6は同実施の形態に係る第2の平面リンク機構を伸ばしている途中の状態、或いは縮めている途中の状態を示す概略図、図7は同実施の形態に係る第2の平面リンク機構を縮めた状態を示す概略図、図8は同実施の形態に係るモータとケーブルの構成を示す概略図である。 FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a state in which the second planar link mechanism according to the second embodiment of the present invention is extended, and FIG. 6 is a diagram in the middle of extending the second planar link mechanism according to the same embodiment. FIG. 7 is a schematic diagram showing a state in which the second planar link mechanism according to the embodiment is contracted, and FIG. 8 is a motor and cable according to the embodiment. It is the schematic which shows the structure of these.
図5〜図8に示すように、本実施の形態に係る第2の平面リンク機構11は、第1の実施の形態に係る平面リンク機構1の周囲にケーブル12を掛架したものである。このケーブル12は、各梁材2aの端部に設けられたヒンジ3に移動自在に接続されており、モータ13によってケーブル12を巻き取り、送り出しすることで、平面リンク機構11を伸縮できるようになっている。そのため、人手に頼ることなく、容易かつ迅速に宇宙空間で展開宇宙構造物を展開することができる。
As shown in FIGS. 5 to 8, the second
次に、図9〜図11を用いて本発明の第3の実施の形態について説明する。なお、第1、第2の実施の形態と同じ構成については、同じ符号を付してその説明を省略する。 Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, about the same structure as 1st, 2nd embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.
図9は本発明の第3の実施の形態に係る第3の平面リンク機構を伸ばした状態を示す概略図、図10は同実施の形態に係る第3の平面リンク機構を伸ばしている途中、或いは縮めている途中の状態を示す概略図、図11は同実施の形態に係る第3の平面リンク機構を縮めた途中の状態を示す概略図である。 FIG. 9 is a schematic view showing a state in which the third planar link mechanism according to the third embodiment of the present invention is extended. FIG. 10 is a diagram in the middle of extending the third planar link mechanism according to the embodiment. Or it is the schematic which shows the state in the middle of shrinking, FIG. 11 is the schematic which shows the state in the middle of shrinking the 3rd plane link mechanism which concerns on the embodiment.
図9〜図11に示すように、本実施の形態に係る第3の平面リンク機構21は、第1の実施の形態に係る伸縮素子2を構成する各梁材2aの先端部間を折れ曲がり部材22によって連結したものである。この折れ曲がり部材22は、その中央部付近で内側に折れ曲がるように構成されており、その両端部は上記梁材2aの先端部に設けられたヒンジ3に回転可能に接続されている。そのため、展開トラスを展開する際に、第3の平面リンク機構21が所定の長さ以上に伸びるのを制限されるから、上述の距離aが所定値より小さくなることで生じる、各第3の平面リンク機構21の剛性の低下を防止することができる。
As shown in FIGS. 9-11, the 3rd
なお、本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. Further, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, you may combine suitably the component covering different embodiment.
1…第1の平面リンク機構、2…伸縮素子、2a…梁材(梁)、3…ヒンジ(連結手段)、11…第2の平面リンク機構、12…ケーブル、13…モータ(調整手段)、21…第3の平面リンク機構、22…折れ曲がり部材。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... 1st plane link mechanism, 2 ... Expansion / contraction element, 2a ... Beam material (beam), 3 ... Hinge (connection means), 11 ... 2nd plane link mechanism, 12 ... Cable, 13 ... Motor (adjustment means) , 21 ... a third planar link mechanism, 22 ... a bent member.
Claims (4)
上記展開トラスは、
少なくとも2本の梁を互いの中途部で回転可能に連結してなる複数の伸縮素子を一列に並設し、隣り合う伸縮素子の梁の両端部同士をそれぞれ連結手段によって回転可能に連結することで、上記伸縮素子の並設方向に対して伸縮可能とした平面リンク機構を具備することを特徴とする展開宇宙構造物。 In a deployable space structure with a deployable truss,
The above deployment truss
A plurality of expansion / contraction elements formed by connecting at least two beams rotatably in the middle of each other are arranged in a line, and both ends of the beams of adjacent expansion / contraction elements are connected to each other by connecting means so as to be rotatable. A deployable space structure comprising a planar link mechanism capable of expanding and contracting in the direction in which the expansion elements are arranged side by side.
モータと、
このモータにより回転して上記索条体を長手方向に進退させる回転体と、
によって構成されていることを特徴とする請求項2記載の展開宇宙構造物。 The adjusting means is
A motor,
A rotating body that is rotated by this motor and advances and retracts the strip body in the longitudinal direction;
The expanded space structure according to claim 2, comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003318846A JP2005082092A (en) | 2003-09-10 | 2003-09-10 | Deployment space structure |
Applications Claiming Priority (1)
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105799950A (en) * | 2016-03-18 | 2016-07-27 | 燕山大学 | Single-degree-of-freedom overconstrained shear-type deployable unit and space deployable mechanisms composed of same |
CN109515753A (en) * | 2018-12-07 | 2019-03-26 | 上海宇航系统工程研究所 | A kind of load plate expansion module of spacecraft |
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2003
- 2003-09-10 JP JP2003318846A patent/JP2005082092A/en active Pending
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CN109515753A (en) * | 2018-12-07 | 2019-03-26 | 上海宇航系统工程研究所 | A kind of load plate expansion module of spacecraft |
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