JP2010285057A - Spacecraft motion simulator - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To simulate a large-angle attitude motion of a satellite and a wide-band microdisturbance environment. <P>SOLUTION: A spacecraft motion simulator includes an attitude simulation part, a disturbance simulation part mounted with mounting equipment, and a mounted-system simulator that operates the simulation parts. The attitude simulation part is driven by an attitude command value from the mounted-system simulator. The disturbance simulation part is driven by a disturbance command value generated by a disturbance command generator. The disturbance command generator generates the disturbance command value so as to cancel the effects of disturbances, caused by the attitude simulation part, on the basis of each attitude of the attitude simulation part and the disturbance simulation part by a disturbance generation command value from the mounted-system simulator. Consequently, it is possible to simulate a wide-band microdisturbance environment having a wide movable range. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

この発明は宇宙機運動模擬装置に関するものであり、特に回転駆動される宇宙機姿勢模擬部と、6自由度の並進駆動および回転駆動される宇宙機擾乱模擬部とを備えた宇宙機運動模擬装置に関するものである。   BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a spacecraft motion simulation device, and in particular, a spacecraft motion simulation device including a rotationally driven spacecraft attitude simulation unit and a 6-DOF translational drive and rotationally driven spacecraft disturbance simulation unit. It is about.

従来の宇宙機運動模擬装置では、二つのリンクがユニバーサルジョイントで接続され一端にはボールジョイントが、他端には回転型アクチュエータが装着してある複数の2リンクアームを備えており、アッパープレートとベースプレートを6つの2リンクアームによって結合し、ベースプレートと2リンクアームとの各結合部分に回転型アクチュエータを配置し、各回転型アクチュエータを駆動することでアッパープレートの位置および姿勢を自由に変化させる構成としている(例えば特許文献1参照)。   In a conventional spacecraft motion simulation device, two links are connected by a universal joint, one end is provided with a ball joint, and the other end is provided with a plurality of two link arms mounted with a rotary actuator. A configuration in which the base plate is coupled by six two-link arms, a rotary actuator is arranged at each coupling portion of the base plate and the two link arms, and each rotary actuator is driven to freely change the position and posture of the upper plate. (For example, refer to Patent Document 1).

特開平07−187100号公報JP 07-187100 A

このような宇宙機運動模擬装置にあっては、2リンク機構による並進可動範囲が小さいため、宇宙機の姿勢運動を模擬する場合には、2リンクアームの長さを大きくする必要があり、宇宙機運動模擬装置機構部が大型化するという問題点があった。また、リンク機構のため、姿勢運動を模擬する角度範囲が限定され、衛星の大角度での姿勢運動を模擬しながらかつ衛星の広帯域な微小擾乱環境を模擬することができないという問題点があった。   In such a spacecraft motion simulation device, since the translational movable range by the two-link mechanism is small, it is necessary to increase the length of the two-link arm when simulating the attitude motion of the spacecraft. There was a problem that the machine motion simulation device mechanism was enlarged. In addition, because of the link mechanism, the angle range for simulating attitude movement is limited, and there is a problem that it is not possible to simulate the wide-band micro disturbance environment of the satellite while simulating attitude movement at a large angle of the satellite. .

従ってこの発明の目的は、回転可動範囲が広く、かつ衛星の広帯域な微小擾乱環境を模擬できる宇宙機運動模擬装置を得ることを目的としている。   Accordingly, an object of the present invention is to obtain a spacecraft motion simulation device that can simulate a wide-range minute disturbance environment of a satellite with a wide rotational movable range.

この発明に係る宇宙機運動模擬装置は、第1の回転機構部と直結した第1の回転型アクチュエータと、第1の回転機構部に組み込まれた第2の回転型アクチュエータと軸受けにより支持される第2の回転機構部と、第2の回転機構部に組み込まれた第3の回転型アクチュエータと、第3の回転機構部を介して第3の回転型アクチュエータと直結した第1の搭載機器インタフェース部を備えた宇宙機姿勢模擬部と、上記第1の搭載機器インタフェース部上に、パラレルメカニズムにより6自由度の並進駆動および回転駆動されるように支持され、搭載機器を搭載するための第2の搭載機器インタフェース部を備えた宇宙機擾乱模擬部と、上記宇宙機姿勢模擬部および上記宇宙機擾乱模擬部を作動させる宇宙機搭載系模擬装置とを備えた宇宙機運動模擬装置において、上記宇宙機搭載系模擬装置からの姿勢指令値によって上記宇宙機姿勢模擬部を駆動する姿勢模擬部駆動装置と、上記宇宙機搭載系模擬装置からの擾乱生成指令値によって、上記宇宙機姿勢模擬部の姿勢および上記宇宙機擾乱模擬部の姿勢に基づいて、上記宇宙機姿勢模擬部による擾乱の影響を打ち消すように上記宇宙機擾乱指令値に基づいた擾乱指令値を生成して、上記擾乱模擬部駆動装置を作動させる擾乱指令生成装置とを備えたことを特徴とするものである。   The spacecraft motion simulation device according to the present invention is supported by a first rotary actuator that is directly connected to the first rotary mechanism, a second rotary actuator that is incorporated in the first rotary mechanism, and a bearing. The second rotation mechanism unit, the third rotation type actuator incorporated in the second rotation mechanism unit, and the first on-board equipment interface directly connected to the third rotation type actuator via the third rotation mechanism unit A spacecraft attitude simulation unit having a unit and a second on-board device mounted on the first on-board device interface unit are supported by a parallel mechanism so as to be driven to translate and rotate with six degrees of freedom. A spacecraft disturbance simulation section equipped with an onboard equipment interface section, a spacecraft attitude simulation section, and a spacecraft onboard system simulator that operates the spacecraft disturbance simulation section. In the simulator, an attitude simulator driving device that drives the spacecraft attitude simulation unit with an attitude command value from the spacecraft onboard system simulator, and a turbulence generation command value from the spacecraft onboard system simulator, Based on the attitude of the aircraft attitude simulation unit and the attitude of the spacecraft disturbance simulation unit, generate a disturbance command value based on the spacecraft disturbance command value so as to cancel the influence of the disturbance by the spacecraft attitude simulation unit, And a disturbance command generating device for operating the disturbance simulation unit driving device.

この発明によれば、パラレルメカニズムにより6自由度の並進駆動および回転駆動される宇宙機擾乱模擬部を備えたことにより6自由度の高速駆動ができ、回転型アクチュエータにより回転駆動される宇宙機姿勢模擬部を備えたことにより回転可動範囲を大きくでき、宇宙機姿勢模擬部による姿勢情報と宇宙機擾乱模擬部による並進3自由度および回転3自由度の変動情報とから擾乱指令値を生成する擾乱指令生成装置を備えたことにより宇宙機姿勢模擬部による擾乱の影響を抑制して所望の擾乱のみを発生できる、といった従来にない顕著な効果を奏するものである。   According to the present invention, a 6-DOF high-speed drive can be achieved by providing a 6-DOF translational and rotationally driven spacecraft disturbance simulation unit by a parallel mechanism, and the spacecraft attitude can be rotationally driven by a rotary actuator. Disturbance that generates a disturbance command value from the attitude information by the spacecraft attitude simulation section and the translational 3 degrees of freedom and the rotation 3 degrees of freedom fluctuation information by the spacecraft disturbance simulation section by providing the simulation section By providing the command generation device, there is an unprecedented remarkable effect that only the desired disturbance can be generated by suppressing the influence of the disturbance by the spacecraft attitude simulation unit.

本発明の実施の形態1による宇宙機運動模擬装置を示す側面図である。It is a side view which shows the spacecraft motion simulation apparatus by Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態2による宇宙機運動模擬装置を示す側面図である。It is a side view which shows the spacecraft motion simulation apparatus by Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態2による宇宙機擾乱模擬部を示す上面図である。It is a top view which shows the spacecraft disturbance simulation part by Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態3による宇宙機運動模擬装置を示す側面図である。It is a side view which shows the spacecraft motion simulation apparatus by Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態4による宇宙機運動模擬装置を示す側面図である。It is a side view which shows the spacecraft motion simulation apparatus by Embodiment 4 of this invention. 本発明の実施の形態5による宇宙機運動模擬装置を示す側面図である。It is a side view which shows the spacecraft motion simulation apparatus by Embodiment 5 of this invention. 本発明の実施の形態6による宇宙機運動模擬装置を示す側面図である。It is a side view which shows the spacecraft motion simulation apparatus by Embodiment 6 of this invention. 本発明の実施の形態7による宇宙機運動模擬装置を示す側面図である。It is a side view which shows the spacecraft motion simulation apparatus by Embodiment 7 of this invention.

以下、この発明の宇宙機運動模擬装置の実施の形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of the spacecraft motion simulation device of the present invention will be described.

実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1による宇宙機運動模擬装置の側面を示す構成図であり、宇宙機運動模擬装置は、姿勢模擬部架台9にモータ等の第1の回転型アクチュエータ8が取り付けられ、第1の回転機構部7は第1の回転型アクチュエータ8に直結されている。モータ等の第2の回転型アクチュエータ5と軸受け(図示しない)は第1の回転機構部7に組み込まれ、第2の回転機構部4は第2の回転型アクチュエータ5と軸受け(図示しない)により支持されている。モータ等の第3の回転型アクチュエータ3は第2の回転機構部4に組み込まれ、第3の回転機構部2は第3の回転型アクチュエータ3に直結しており、第1の搭載機器インタフェース部1は第3の回転機構部2を介して第3の回転型アクチュエータ3に直結されている。また、第2の回転機構部4のバランスを保つためにカウンタウエイト6が第2の回転機構部4に設けられている。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a configuration diagram showing a side view of a spacecraft motion simulation device according to Embodiment 1 of the present invention. In the spacecraft motion simulation device, a first rotary actuator 8 such as a motor is attached to a posture simulation unit base 9. The first rotation mechanism unit 7 is directly connected to the first rotary actuator 8. A second rotary actuator 5 such as a motor and a bearing (not shown) are incorporated in the first rotary mechanism unit 7, and the second rotary mechanism unit 4 is constituted by the second rotary actuator 5 and a bearing (not shown). It is supported. A third rotary actuator 3 such as a motor is incorporated in the second rotary mechanism unit 4, and the third rotary mechanism unit 2 is directly connected to the third rotary type actuator 3. Reference numeral 1 is directly connected to a third rotary actuator 3 via a third rotary mechanism 2. Further, a counterweight 6 is provided in the second rotation mechanism unit 4 in order to keep the balance of the second rotation mechanism unit 4.

宇宙機搭載系模擬装置11により宇宙機姿勢指令値を生成し、その指令値に基づいて姿勢模擬部駆動装置10により第1の回転型アクチュエータ8、第2の回転型アクチュエータ5および第3の回転型アクチュエータ3を駆動することにより、宇宙機姿勢模擬部17を3自由度で回転駆動し、宇宙機の姿勢を模擬する。なお、宇宙機の搭載機器28として光通信アンテナ等の指向軸回りの回転自由度が不要なものは、第3の回転型アクチュエータ3を固定してもよい。   A spacecraft attitude command value is generated by the spacecraft mounting system simulator 11, and the first rotary actuator 8, the second rotary actuator 5, and the third rotation are generated by the attitude simulator drive device 10 based on the command value. By driving the type actuator 3, the spacecraft attitude simulation unit 17 is rotationally driven with three degrees of freedom to simulate the attitude of the spacecraft. Note that the third rotary actuator 3 may be fixed if the spacecraft mounted device 28 does not require a degree of freedom of rotation around the directional axis, such as an optical communication antenna.

第1の搭載機器インタフェース部1上には、擾乱模擬部架台13に圧電アクチュエータや直動モータなどの6個の並進型アクチュエータ14で構成されるパラレルメカニズム16が取り付けられ、パラレルメカニズム16により支持される第2の搭載機器インタフェース部15上に宇宙機の搭載機器28が搭載されている。搭載機器28は、例えばカメラを内蔵した望遠鏡、光通信アンテナ、電波アンテナである。   On the first mounted device interface unit 1, a parallel mechanism 16 including six translational actuators 14 such as piezoelectric actuators and linear motion motors is attached to the disturbance simulation unit mount 13 and supported by the parallel mechanism 16. A spacecraft mounting device 28 is mounted on the second mounting device interface section 15. The mounted device 28 is, for example, a telescope with a built-in camera, an optical communication antenna, or a radio wave antenna.

宇宙機搭載系模擬装置11からの擾乱指令値、姿勢模擬部姿勢検出器31からの姿勢模擬部の3自由度姿勢情報、および擾乱模擬部変位・姿勢検出器32からの擾乱模擬部の6自由度情報をもとに、擾乱指令生成装置33により宇宙機擾乱発生指令値を生成し、その指令値に基づいて擾乱模擬部駆動装置12により並進型アクチュエータ14を駆動することにより宇宙機擾乱模擬部18を3自由度並進駆動および3自由度回転駆動し、宇宙機の擾乱を模擬する。擾乱指令生成装置は、姿勢模擬部の3自由度姿勢情報をもとにこれを打ち消すように宇宙機擾乱発生指令値を生成し、宇宙機姿勢模擬部17による擾乱の影響を抑制する。   Disturbance command value from the spacecraft on-board simulation device 11, posture freedom unit from the posture simulation unit posture detector 31, three-degree-of-freedom posture information, and six freedoms from the disturbance simulation unit displacement / posture detector 32 On the basis of the degree information, the disturbance command generation device 33 generates a spacecraft disturbance generation command value, and the translation simulator 14 is driven by the disturbance simulation unit driving device 12 based on the command value to thereby generate the spacecraft disturbance simulation unit. 18 is driven in translation with 3 degrees of freedom and rotationally driven with 3 degrees of freedom to simulate the disturbance of the spacecraft. The disturbance command generation device generates a spacecraft disturbance generation command value so as to cancel it based on the three-degree-of-freedom posture information of the posture simulation unit, and suppresses the influence of the disturbance by the spacecraft posture simulation unit 17.

なお、ここではパラレルメカニズム16として並進型アクチュエータで駆動する伸縮型パラレルメカニズムの例を示したが、回転型アクチュエータにより駆動する回転型パラレルメカニズム、あるいは並進型アクチュエータで駆動する直動型パラレルメカニズム、あるいは回転型アクチュエータにより駆動するワイヤ駆動型パラレルメカニズムでもよい。   In addition, although the example of the expansion-contraction type parallel mechanism driven with a translation type actuator was shown as the parallel mechanism 16 here, the rotation type parallel mechanism driven with a rotation type actuator, or the linear motion type parallel mechanism driven with a translation type actuator, or A wire-driven parallel mechanism driven by a rotary actuator may be used.

以上説明したように、宇宙機運動模擬装置は、第1の回転機構部7と直結した第1の回転型アクチュエータ8と、第1の回転機構部7に組み込まれた第2の回転型アクチュエータ5と軸受けにより支持される第2の回転機構部4と、第2の回転機構部4に組み込まれた第3の回転型アクチュエータ3と、第3の回転機構部2を介して第3の回転型アクチュエータ3と直結した第1の搭載機器インタフェース部1を備えた宇宙機姿勢模擬部17と、第1の搭載機器インタフェース部1上に、パラレルメカニズム16により6自由度の並進駆動および回転駆動されるように支持され、搭載機器を搭載するための第2の搭載機器インタフェース部15を備えた宇宙機擾乱模擬部18と、宇宙機姿勢模擬部17および宇宙機擾乱模擬部18を作動させる宇宙機搭載系模擬装置11とを備えている。また、宇宙機運動模擬装置は、宇宙機搭載系模擬装置11からの姿勢指令値によって宇宙機姿勢模擬部17を駆動する姿勢模擬部駆動装置10と、宇宙機搭載系模擬装置11からの擾乱生成指令値によって、宇宙機姿勢模擬部17の姿勢および宇宙機擾乱模擬部18の姿勢に基づいて、宇宙機姿勢模擬部17による擾乱の影響を打ち消すように宇宙機擾乱指令値に基づいた擾乱指令値を生成して、擾乱模擬部駆動装置12を作動させる擾乱指令生成装置33とを備えている。宇宙機運動模擬装置はまた、宇宙機姿勢模擬部17の姿勢を検出する姿勢模擬部姿勢検出器31と、宇宙機擾乱模擬部18の姿勢を検出する擾乱模擬部変位・姿勢検出器32とを備えている。   As described above, the spacecraft motion simulation device includes the first rotary actuator 8 directly connected to the first rotary mechanism unit 7 and the second rotary actuator 5 incorporated in the first rotary mechanism unit 7. And the second rotation mechanism unit 4 supported by the bearings, the third rotation type actuator 3 incorporated in the second rotation mechanism unit 4, and the third rotation type via the third rotation mechanism unit 2. The spacecraft attitude simulation unit 17 having the first on-board device interface unit 1 directly connected to the actuator 3 and the parallel mechanism 16 are driven to translate and rotate with six degrees of freedom on the first on-board device interface unit 1. The spacecraft disturbance simulation section 18 provided with the second onboard equipment interface section 15 for mounting the onboard equipment, the spacecraft attitude simulation section 17 and the spacecraft disturbance simulation section 18 are operated. And a spacecraft equipped with system simulation device 11. In addition, the spacecraft motion simulation device includes a posture simulation unit driving device 10 that drives the spacecraft posture simulation unit 17 according to a posture command value from the spacecraft mounting system simulation device 11 and a disturbance generation from the spacecraft mounting system simulation device 11. Based on the command value, the disturbance command value based on the spacecraft disturbance command value so as to cancel the influence of the disturbance by the spacecraft posture simulation unit 17 based on the attitude of the spacecraft posture simulation unit 17 and the attitude of the spacecraft disturbance simulation unit 18. And a disturbance command generation device 33 for operating the disturbance simulation unit drive device 12. The spacecraft motion simulation apparatus also includes a posture simulation unit posture detector 31 that detects the posture of the spacecraft posture simulation unit 17 and a disturbance simulation unit displacement / posture detector 32 that detects the posture of the spacecraft disturbance simulation unit 18. I have.

このような構成によれば、パラレルメカニズム16により6自由度の並進駆動および回転駆動される宇宙機擾乱模擬部を備えたことにより6自由度の高速駆動ができ、宇宙機姿勢模擬部17と宇宙機擾乱模擬部18を別のアクチュエータで駆動することにより回転可動範囲を大きくでき、宇宙機姿勢模擬部17による姿勢情報と宇宙機擾乱模擬部18による並進3自由度および回転3自由度の変動情報から擾乱指令値を生成する擾乱指令生成装置33を備えたことにより宇宙機姿勢模擬部17による擾乱の影響を抑制し所望の擾乱のみを発生できる。   According to such a configuration, the space mechanism disturbance simulating unit that is driven and translated and rotated by six degrees of freedom by the parallel mechanism 16 can be used to perform high speed driving of six degrees of freedom. The range of rotational movement can be increased by driving the machine disturbance simulation unit 18 with another actuator, and the attitude information by the spacecraft attitude simulation unit 17 and the fluctuation information of the translational 3 degrees of freedom and the rotation 3 degrees of freedom by the spacecraft disturbance simulation unit 18. By providing the disturbance command generation device 33 that generates a disturbance command value from the above, it is possible to suppress the influence of the disturbance by the spacecraft attitude simulation unit 17 and generate only a desired disturbance.

実施の形態2.
また、図1においては、宇宙機の6自由度の擾乱を模擬するために、宇宙機擾乱模擬部18は6個の並進型アクチュエータ14で構成されるパラレルメカニズムとしている。しかし、例えば並行光を扱う望遠鏡や光通信アンテナなどの搭載機器のように、並進方向の擾乱による影響や光軸周りの回転方向の擾乱による影響がほとんどない場合もある。この場合、図2で示すように、宇宙機擾乱模擬部18は3個の並進型アクチュエータ14で構成される構造としてもよい。宇宙機擾乱模擬部18を上から見た図を図3に示す。図3で示すように、並進型アクチュエータ14を同心円状に120°配置することで、宇宙機擾乱模擬部18は回転2自由度と並進1自由度を有することができる。
Embodiment 2. FIG.
Further, in FIG. 1, the spacecraft disturbance simulation unit 18 has a parallel mechanism composed of six translational actuators 14 in order to simulate a six-degree-of-freedom disturbance of the spacecraft. However, there are cases where there is almost no influence due to the disturbance in the translational direction or the disturbance in the rotational direction around the optical axis, such as a mounted device such as a telescope that handles parallel light and an optical communication antenna. In this case, as shown in FIG. 2, the spacecraft disturbance simulation unit 18 may have a structure including three translational actuators 14. A view of the spacecraft disturbance simulation unit 18 as viewed from above is shown in FIG. As shown in FIG. 3, by arranging the translational actuator 14 concentrically at 120 °, the spacecraft disturbance simulation unit 18 can have two degrees of freedom of rotation and one degree of freedom of translation.

このような構成によれば、並進型アクチュエータ14を減らすことで宇宙機搭載系模擬装置11の駆動演算処理の負荷を小さくでき、宇宙機擾乱模擬部18の低消費電力化ができ、宇宙機擾乱模擬部18の構造を簡単化できる。   According to such a configuration, by reducing the number of translational actuators 14, it is possible to reduce the load of the drive arithmetic processing of the spacecraft mounting system simulation device 11, reduce the power consumption of the spacecraft disturbance simulation section 18, and spacecraft disturbance. The structure of the simulation unit 18 can be simplified.

実施の形態3.
また、図1においては、宇宙機の3自由度の姿勢を模擬するために、宇宙機姿勢模擬部17は3個の回転型アクチュエータ3、5、8で構成されている。しかし、例えば望遠鏡や光通信アンテナなどの搭載機器のように、光軸周りの回転方向の影響がほとんどない場合もある。さらに、宇宙機の姿勢の模擬は回転1自由度で十分な場合もある。そのような場合、図4で示すように、宇宙機姿勢模擬部17は1個の回転型アクチュエータ8で構成される構造としてもよい。また、図4は地面に対して鉛直軸周りの姿勢の回転を模擬する構成としているが、宇宙機運動模擬装置を90°回転させて地面に設置して、地面に対して平行軸周りの姿勢の回転を模擬する構成としてもよい。この構成により、駆動演算処理の負荷を小さくでき、宇宙機姿勢模擬部の小型化、低消費電力化ができ、宇宙機姿勢模擬部の構造を簡単化できる。
Embodiment 3 FIG.
In FIG. 1, in order to simulate the attitude of the spacecraft with three degrees of freedom, the spacecraft attitude simulation unit 17 includes three rotary actuators 3, 5, and 8. However, there are cases where there is almost no influence of the rotational direction around the optical axis, such as on-board equipment such as a telescope and an optical communication antenna. In addition, one degree of freedom of rotation may be sufficient to simulate the attitude of a spacecraft. In such a case, as shown in FIG. 4, the spacecraft attitude simulation unit 17 may have a structure including a single rotary actuator 8. FIG. 4 is configured to simulate the rotation of the attitude around the vertical axis with respect to the ground, but the spacecraft motion simulator is rotated 90 ° and installed on the ground, and the attitude around the parallel axis with respect to the ground. It is good also as a structure which simulates rotation of this. With this configuration, it is possible to reduce the load of the driving arithmetic processing, to reduce the size and power consumption of the spacecraft attitude simulation section, and to simplify the structure of the spacecraft attitude simulation section.

実施の形態4.
さらには、図4は宇宙機の6自由度の擾乱を模擬するために、宇宙機擾乱模擬部18は6個の並進型アクチュエータ14で構成されるパラレルメカニズムとしているが、図5で示すように宇宙機擾乱模擬部18は3個の並進型アクチュエータ14で構成される構造としてもよい。このような構成によれば、回転型アクチュエータを減らすことで宇宙機搭載系模擬装置11の駆動演算処理の負荷を小さくでき、宇宙機姿勢模擬部17の小型化、低消費電力化ができ、宇宙機姿勢模擬部17の構造を簡単化できる。
Embodiment 4 FIG.
Further, in FIG. 4, in order to simulate a 6-degree-of-freedom disturbance of the spacecraft, the spacecraft disturbance simulation unit 18 has a parallel mechanism including six translational actuators 14, but as shown in FIG. 5. The spacecraft disturbance simulation unit 18 may have a structure including three translational actuators 14. According to such a configuration, the number of rotary actuators can be reduced to reduce the load of the driving arithmetic processing of the spacecraft mounting system simulator 11, the spacecraft attitude simulator 17 can be reduced in size, and the power consumption can be reduced. The structure of the machine posture simulator 17 can be simplified.

実施の形態5.
また、図6で示すように、宇宙機運動模擬装置と相手宇宙機指向模擬部23を正対する構成としてもよい。指向模擬部架台19にモータ等の第4の回転型アクチュエータ20が取り付けられ、第4の回転機構部21は相手宇宙機指向装置インタフェース部22に直結している。
Embodiment 5 FIG.
Moreover, as shown in FIG. 6, it is good also as a structure which faces a spacecraft motion simulation apparatus and the other party spacecraft orientation simulation part 23 directly. A fourth rotary actuator 20 such as a motor is attached to the pointing simulator 19, and the fourth rotating mechanism 21 is directly connected to the counterpart spacecraft pointing device interface 22.

宇宙機搭載系模擬装置11により相手宇宙機指向角指令値を生成し、その指令値に基づいて指向模擬部駆動装置24により第4の回転型アクチュエータ20を駆動することにより相手宇宙機指向模擬部23を1自由度で回転駆動し、相手側宇宙機の指向角を模擬する。図6は地面に対して鉛直軸周りの姿勢の回転を模擬する構成としているが、相手宇宙機指向模擬部23を90°回転させて地面に設置して、地面に対して平行軸周りの指向角の回転を模擬する構成としてもよい。相手宇宙機指向装置インタフェース部22に搭載される機器は、例えばカメラを内蔵した望遠鏡、光通信アンテナ、電波アンテナである。この構成により、相手宇宙機等からのビームなどの指向角度の変動を模擬することができる。   The counterpart spacecraft pointing angle command value is generated by the spacecraft mounting system simulation device 11 and the fourth rotary actuator 20 is driven by the pointing simulation unit driving device 24 based on the command value. 23 is rotated with one degree of freedom to simulate the pointing angle of the counterpart spacecraft. FIG. 6 is configured to simulate the rotation of the posture around the vertical axis with respect to the ground, but the counterpart spacecraft pointing simulator 23 is rotated 90 degrees and installed on the ground, and the pointing around the parallel axis with respect to the ground. It is good also as a structure which simulates rotation of a corner. Devices mounted on the counterpart spacecraft pointing device interface unit 22 are, for example, a telescope with a built-in camera, an optical communication antenna, and a radio wave antenna. With this configuration, it is possible to simulate a change in the pointing angle of a beam or the like from a counterpart spacecraft or the like.

実施の形態6.
さらには、図6は相手宇宙機の1自由度の指向角の回転を模擬するために、相手宇宙機指向模擬部23は1個の回転型アクチュエータ20で構成されているが、宇宙機搭載機器として光通信アンテナを搭載する場合等は、図7で示すように相手宇宙機指向模擬部23は2自由度の回転駆動が可能な可動鏡25とレーザ発信器26で構成される構造としてもよい。このような構成によれば、相手宇宙機指向模擬部23を備えたことにより少なくとも1自由度の指向角度の変動を模擬することができる。
Embodiment 6 FIG.
Further, FIG. 6 shows that the counterpart spacecraft pointing simulator 23 is composed of one rotary actuator 20 in order to simulate the rotation of the directivity angle of one degree of freedom of the counterpart spacecraft. When the optical communication antenna is mounted as shown in FIG. 7, the counterpart spacecraft pointing simulator 23 may be configured by a movable mirror 25 and a laser transmitter 26 that can be driven to rotate with two degrees of freedom. . According to such a configuration, it is possible to simulate a change in the directivity angle of at least one degree of freedom by including the counterpart spacecraft directivity simulator 23.

実施の形態7.
また、図8で示すように、宇宙機運動模擬装置を2台正対する構成としてもよい。このような構成によれば、編隊飛行する宇宙機間通信の模擬、あるいは低高度周回軌道宇宙機間通信の模擬、あるいは低高度周回軌道宇宙機−静止宇宙機間通信、あるいは宇宙機−地上局間通信の模擬を実現することができる。
Embodiment 7 FIG.
Moreover, as shown in FIG. 8, it is good also as a structure which faces two spacecraft motion simulation apparatuses directly. According to such a configuration, communication between spacecrafts flying in a formation, simulation of communication between low-altitude orbiting spacecraft, communication between low-altitude orbiting spacecraft and geostationary spacecraft, or spacecraft-ground station It is possible to simulate intercommunication.

以上に図示して説明した宇宙機運動模擬装置は単なる例であって様々な変形が可能であり、またそれぞれの具体例の特徴を全てあるいは選択的に組み合わせて用いることもできる。   The spacecraft motion simulation apparatus illustrated and described above is merely an example, and various modifications can be made, and the features of each specific example can be used altogether or selectively combined.

この発明は宇宙機運動模擬装置に利用できるものである。   The present invention can be used for a spacecraft motion simulation device.

1 第1の搭載機器インタフェース部、2 第3の回転機構部、3 第3の回転型アクチュエータ、4 第2の回転機構部、5 第2の回転型アクチュエータ、6 カウンタウエイト、7 第1の回転機構部、8 第1の回転型アクチュエータ、9 姿勢模擬部架台、10 姿勢模擬部駆動装置、 11 宇宙機搭載系模擬装置、12 擾乱模擬部駆動装置、13 擾乱模擬部架台、14 並進型アクチュエータ、15 第2の搭載機器インタフェース部、16 パラレルメカニズム、17 宇宙機姿勢模擬部、18 宇宙機擾乱模擬部、19 指向模擬部架台、20 第4の回転型アクチュエータ、21 第4の回転機構部、22 相手宇宙機指向装置インタフェース部、23 相手宇宙機指向模擬部、24 指向模擬部駆動装置、25 可動鏡、26 レーザ発信器、27 レーザ光、28 搭載機器、31 姿勢模擬部姿勢検出器、32 擾乱模擬部変位・姿勢検出器、33 擾乱指令生成装置。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st mounted apparatus interface part, 2 3rd rotation mechanism part, 3rd rotation type actuator, 4 2nd rotation mechanism part, 5 2nd rotation type actuator, 6 counterweight, 7 1st rotation Mechanism unit, 8 first rotary actuator, 9 attitude simulation unit platform, 10 attitude simulation unit drive device, 11 spacecraft mounting system simulation device, 12 disturbance simulation unit drive device, 13 disturbance simulation unit mount, 14 translational actuator, DESCRIPTION OF SYMBOLS 15 2nd equipment interface part, 16 Parallel mechanism, 17 Spacecraft attitude | position simulation part, 18 Spacecraft disturbance simulation part, 19 Directional simulation part mount, 20 4th rotation type actuator, 21 4th rotation mechanism part, 22 Counterpart spacecraft pointing device interface part, 23 Counterpart spacecraft pointing simulation part, 24 Directional simulation part drive unit, 25 Movable mirror, 26 Oscillator, 27 a laser beam, 28 mounted device, 31 posture simulating unit posture detector, 32 disturbance simulating unit displacement and posture detector, 33 disturbances command generating device.

Claims (6)

第1の回転機構部と直結した第1の回転型アクチュエータと、第1の回転機構部に組み込まれた第2の回転型アクチュエータと軸受けにより支持される第2の回転機構部と、第2の回転機構部に組み込まれた第3の回転型アクチュエータと、第3の回転機構部を介して第3の回転型アクチュエータと直結した第1の搭載機器インタフェース部を備えた宇宙機姿勢模擬部と、
上記第1の搭載機器インタフェース部上に、パラレルメカニズムにより6自由度の並進駆動および回転駆動されるように支持され、搭載機器を搭載するための第2の搭載機器インタフェース部を備えた宇宙機擾乱模擬部と、
上記宇宙機姿勢模擬部および上記宇宙機擾乱模擬部を作動させる宇宙機搭載系模擬装置とを備えた宇宙機運動模擬装置において、
上記宇宙機搭載系模擬装置からの姿勢指令値によって上記宇宙機姿勢模擬部を駆動する姿勢模擬部駆動装置と、
上記宇宙機搭載系模擬装置からの擾乱生成指令値によって、上記宇宙機姿勢模擬部の姿勢および上記宇宙機擾乱模擬部の姿勢に基づいて、上記宇宙機姿勢模擬部による擾乱の影響を打ち消すように上記宇宙機擾乱指令値に基づいた擾乱指令値を生成して、上記擾乱模擬部駆動装置を作動させる擾乱指令生成装置とを備えたことを特徴とする宇宙機運動模擬装置。
A first rotation type actuator directly connected to the first rotation mechanism, a second rotation type actuator incorporated in the first rotation mechanism and a second rotation mechanism supported by the bearing; A spacecraft attitude simulation unit including a third rotary actuator incorporated in the rotation mechanism unit, and a first on-board equipment interface unit directly connected to the third rotation type actuator via the third rotation mechanism unit;
A spacecraft disturbance provided with a second onboard equipment interface section for mounting the onboard equipment supported on the first onboard equipment interface section so as to be translated and rotated with six degrees of freedom by a parallel mechanism. A simulation section,
In the spacecraft motion simulation device comprising the spacecraft attitude simulation unit and the spacecraft onboard system simulation device that operates the spacecraft disturbance simulation unit,
An attitude simulation unit driving device for driving the spacecraft attitude simulation unit according to an attitude command value from the spacecraft on-board simulation device;
Based on the attitude of the spacecraft attitude simulation section and the attitude of the spacecraft disturbance simulation section, the influence of the disturbance by the spacecraft attitude simulation section is canceled based on the disturbance generation command value from the spacecraft onboard system simulator. A spacecraft motion simulation apparatus comprising: a disturbance command generation device that generates a disturbance command value based on the spacecraft disturbance command value and operates the disturbance simulation unit driving device.
上記宇宙機姿勢模擬部の姿勢を検出する姿勢模擬部姿勢検出器と、上記宇宙機擾乱模擬部の姿勢を検出する擾乱模擬部変位・姿勢検出器とを備えたことを特徴とする請求項1に記載の宇宙機運動模擬装置。   2. The attitude simulation unit attitude detector for detecting the attitude of the spacecraft attitude simulation unit, and a disturbance simulation unit displacement / attitude detector for detecting the attitude of the spacecraft disturbance simulation unit. The spacecraft motion simulation device described in 1. 宇宙機擾乱模擬部は3個のアクチュエータで構成したことを特徴とする請求項1あるいは2に記載の宇宙機運動模擬装置。   The spacecraft motion simulation device according to claim 1 or 2, wherein the spacecraft disturbance simulation unit is configured by three actuators. 宇宙機姿勢模擬部は1個の回転型アクチュエータで構成したことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の宇宙機運動模擬装置。   The spacecraft motion simulation device according to any one of claims 1 to 3, wherein the spacecraft attitude simulation unit is configured by a single rotary actuator. 宇宙機姿勢模擬部と宇宙機擾乱模擬部と相手宇宙機指向模擬部で構成したことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の宇宙機運動模擬装置。   The spacecraft motion simulation device according to any one of claims 1 to 4, comprising a spacecraft attitude simulation section, a spacecraft disturbance simulation section, and a counterpart spacecraft-oriented simulation section. 宇宙機運動模擬装置を2台正対する構成としたことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の宇宙機運動模擬装置。   The spacecraft motion simulation device according to any one of claims 1 to 5, wherein two spacecraft motion simulation devices are configured to face each other.
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