JP2015516325A5 - - Google Patents

Claims (19)

1. 自由に飛行している宇宙船上の機構を捕獲するためのシステムであって、
   二段階の把持ツールを含む捕獲メカニズムを備え、該捕獲メカニズムが、
   i)ばねで閉じるように構成された締付け顎部を有した迅速把持メカニズムであって、該迅速把持メカニズムはハウジング内で移動するように搭載され、前記締付け顎部は始動メカニズムによって始動された際にばねで迅速かつ十分に閉じ、前記機構が前記締付け顎部から外れることなく、前記機構の緩い捕獲を達成するように構成された、迅速把持メカニズムと、
   ii)前記迅速把持メカニズムとは独立して駆動し、前記機構の緩い捕獲が完了したら、緩く捕獲された前記機構が前記ハウジング内に位置する硬化表面に当接するまで、前記迅速把持メカニズム及び緩く捕獲された機構を前記ハウジングの方に引き込んで、緩く捕獲された前記機構及び宇宙船を前記ハウジングに対して硬化するように構成された、硬化メカニズムと、を含む、システム。
2. a)前記捕獲メカニズムを前記機構の近傍に位置決めして前記迅速把持メカニズムを始動させることができ、前記捕獲メカニズムに解放可能に取付け可能な位置決めメカニズムと、
   b)前記捕獲メカニズム及び前記機構の相対位置を確認する感知システムと、を更に備える、請求項1に記載のシステム。
3. 前記感知システム及び前記位置決めメカニズムに接続され、前記捕獲メカニズムを前記機構の近傍に位置決めして、前記迅速把持メカニズムを始動するようにプログラムされた、コンピュータ制御システムを含む、請求項2に記載のシステム。
4. 前記修理宇宙船と前記クライアント宇宙船との間の全ての捕獲動作の遠隔テレオペレータ制御、指揮下での自律制御、又は完全自律制御のため、前記コンピュータ制御システムと遠隔のオペレータとの間の通信を提供するように構成された、通信システムを更に備える、請求項3に記載のシステム。
5. 前記感知システムが、全ての捕獲及び解放動作のリアルタイム画像を提供するように搭載され構成されたビジョンシステムを含み、該ビジョンシステムは、遠隔操作の間、テレオペレータに対して前記画像を送信するために前記通信システムに接続される、請求項2、3、又は4に記載のシステム。
6. 前記画像を送信し、テレオペレータ、自律制御、又はテレオペレータ及び自律制御の両方の組み合わせによる、遠隔操作の任意の一つ又は組み合わせで使用されるように構成するため、前記感知システムが前記通信システムに接続される、請求項5に記載のシステム。
7. 前記コンピュータ制御システムが、前記迅速把持及び硬化メカニズムの作用を制御するように更にプログラムされる、請求項3、4、5、又は6に記載のシステム。
8. 前記迅速把持及び硬化メカニズムの作用を制御するようにプログラムされた第2のコンピュータ制御システムを含む、請求項3、4、5、又は6に記載のシステム。
9. 前記捕獲メカニズムが、
   前記迅速把持メカニズムが搭載される第1のハウジング区画と、
   前記第1のハウジング区画の前側部分に枢動可能に搭載され、前記第1のハウジング区画の前側から外向きに延在する近位区画を有する締付け顎部と、
   前記第1のハウジング区画に位置する、前記締付け顎部の遠位区画を付勢して離すように構成された付勢メカニズムであって、前記第1のハウジング区画の軸線に沿って往復移動するように搭載された細長いプランジャを含み、前記細長いプランジャに枢動可能に搭載されると共に、前記細長いプランジャが前記第1のハウジング区画の前方に完全に延長されると、前記締付け顎部を係合して、前記締付け顎部の前記遠位区画を付勢して離すカム部分を有するように構成されたカムメカニズムを含み、前記細長いプランジャが宇宙船に搭載されたブラケットに接触すると共に前記第1のハウジング区画内へと内側に移動すると、前記カムメカニズムが前記細長いプランジャに対して枢動して、前記締付け顎部を係合している前記カム部分を前方に移動させて、前記締付け顎部の遠位端を相互に向かって枢動させ、それによって前記ブラケットの一部分を捕獲するように、前記カムメカニズムが構成される、付勢メカニズムと、を含み、
   前記硬化メカニズムが第2のハウジング区画内に搭載され、前記第2のハウジング区画が前記第1のハウジング区画の後ろに搭載され、前記硬化メカニズムが、
   前記細長いプランジャに接続された、前記細長いプランジャ及び前記締付け顎部を前記第1のハウジング区画内に更に引き込むように構成された引っ張りメカニズムであって、前記締付け顎部が前記第1のハウジング区画内へと後退されるにつれて、前記締付け顎部を係合している前記カム部分が付勢されて相互に近付くように、前記第1のハウジング区画及び前記カムメカニズムが構成され、前記ブラケットの一部分が硬化ブラケットに当接するまで、前記締付けメカニズムを前記第1のハウジングに更に引き込み、それによって捕獲された前記宇宙船を前記捕獲メカニズムに硬化するように構成された、引っ張りメカニズムを含む、請求項1から8のいずれか一項に記載のシステム。
10. a)迅速把持メカニズムが中に搭載された第1のハウジング区画であって、前記迅速把持メカニズムが、
    前記第1のハウジング区画の前側部分に枢動可能に搭載され、前記第1のハウジング区画の前側から外側に延在する、近位区画を有する締付け顎部と、
    前記第1のハウジング区画に位置する、前記締付け顎部の遠位区画を付勢して離すように構成された付勢メカニズムであって、前記第1のハウジング区画の軸線に沿って往復移動するように搭載された細長いプランジャを含み、前記細長いプランジャに枢動可能に搭載されると共に、前記細長いプランジャが前記第1のハウジング区画の前方に完全に延長されると、前記締付け顎部を係合して、前記締付け顎部の前記遠位区画を付勢して離すカム部分を有するように構成されたカムメカニズムを含み、前記細長いプランジャが宇宙船に搭載されたブラケットに接触すると共に前記第1のハウジング区画内へと内側に移動すると、前記カムメカニズムが前記細長いプランジャに対して枢動して、前記締付け顎部を係合している前記カム部分を前方に移動させて、前記締付け顎部の遠位端を相互に向かって枢動させ、それによって前記ブラケットの一部分を捕獲するように、前記カムメカニズムが構成される、付勢メカニズムと、を含む、第1のハウジング区画と、
    b)硬化メカニズムが中に搭載された、前記第1のハウジング区画の後ろに搭載された第2のハウジング区画であって、前記硬化メカニズムが、
    前記細長いプランジャに接続された、前記細長いプランジャ及び締付け顎部を前記第1のハウジング区画内に更に引き込むように構成された引っ張りメカニズムであって、前記締付け顎部が前記第1のハウジング区画内へと後退されるにつれて、前記締付け顎部を係合している前記カム部分が付勢されて相互に近付くように、前記第1のハウジング区画及び前記カムメカニズムが構成され、前記ブラケットの一部分が硬化ブラケットに当接するまで、前記締付けメカニズムを前記第1のハウジング内に更に引き込み、それによって捕獲された前記宇宙船を前記捕獲メカニズムに硬化するように構成された、引っ張りメカニズムを含む、第2のハウジング区画と、を備える、宇宙船に搭載されたブラケットを捕獲するための捕獲メカニズム。
11. a)迅速把持メカニズムが中に搭載された第1のハウジング区画であって、前記迅速把持メカニズムが、
    前記第1のハウジング区画の前側部分に枢動可能に搭載され、前記第1のハウジング区画の前側から外側に延在する、近位区画を有する締付け顎部と、
    前記第1のハウジング区画に位置する、前記締付け顎部を付勢して離すように構成された付勢メカニズムであって、前記第1のハウジング区画の軸線に沿って往復移動するように搭載された細長いプランジャを含み、前記細長いプランジャに枢動可能に搭載されると共に、前記細長いプランジャが前記第1のハウジング区画の前方に完全に延長されると、前記締付け顎部を係合して、前記締付け顎部の遠位区画を付勢して離すカム部分を有するように構成されたカムメカニズムを含み、前記細長いプランジャが宇宙船に搭載されたブラケットに接触すると共に前記第1のハウジング区画内へと内側に移動すると、前記カムメカニズムが前記細長いプランジャに対して枢動して、前記締付け顎部を係合している前記カム部分を前方に移動させて、前記締付け顎部の遠位端を相互に向かって枢動させ、それによって前記ブラケットの一部分を捕獲するように、前記カムメカニズムが構成される、付勢メカニズムと、を含む、第1のハウジング区画と、
    b)硬化メカニズムが中に搭載され、前記第1のハウジング区画の後ろに搭載された第2のハウジング区画であって、前記硬化メカニズムが、
    前記細長いプランジャに接続された、前記細長いプランジャ及び締付け顎部を前記第1のハウジング区画内に更に引き込むように構成された引っ張りメカニズムであって、前記締付け顎部が前記第1のハウジング区画内へと後退されるにつれて、前記締付け顎部を係合している前記カム部分が付勢されて共に近付くように、前記第1のハウジング区画及び前記カムメカニズムが構成され、前記ブラケットの一部分が硬化ブラケットに当接するまで、前記締付けメカニズムを前記第1のハウジング内に更に引き込み、それによって捕獲された前記宇宙船を前記捕獲メカニズムに硬化するように構成された、引っ張りメカニズムを含む、第2のハウジング区画と、
    c)前記第1及び第2のハウジングが第3のハウジングの長手方向軸線に沿って往復移動可能である第3のハウジングであって、
    i)前記第1及び第2のハウジングを前記第3のハウジングから所定距離分逸らして延長するための延長メカニズムと、
    ii)前記第1及び第2のハウジングを前記第3のハウジング内へと引き戻すための格納メカニズムと、
    iii)前記第1及び第2のハウジングを前記第3のハウジング内で係止するための係止メカニズムと、を含む、第3のハウジングと、を備える、宇宙船又は人工衛星に搭載されたブラケットを捕獲するための衛星捕獲メカニズム。
12. 前記第1及び第2のハウジングを前記延長位置で係止する係止メカニズムを更に含む、請求項11に記載のメカニズム。
13. 前記第3のハウジング内で移動するように往復運動可能に搭載され、前記第1及び第2のハウジングが前記第3のハウジングから延長されたときに発生する力を相殺するように構成された釣り合い重りを更に含む、請求項11又は12に記載のメカニズム。
14. 前記延長メカニズムが、一端では前記第3のハウジングに取り付けられ、他端では前記第2のハウジングの後側部分に取り付けられると共に、前記係止を始動させるための始動メカニズムを含み、前記第1及び第2のハウジングを前記第3のハウジングから延長させることを可能にするばねを含む、請求項11、12、又は13に記載のメカニズム。
15. 前記格納メカニズムが、前記第3のハウジングに搭載されたケーブル及びモータシステムを含み、前記ケーブルが前記第1及び第2のハウジングに接続され、前記モータの起動によって前記第1及び第2のハウジングが第3のハウジング内へと後退される、請求項11、12、13、又は14に記載のメカニズム。
16. 前記第3のハウジングに対する前記第1及び第2のハウジングの滑動運動を容易にするため、前記接続された第1及び第2のハウジングと前記第3のハウジングとの間に位置決めされた軸受アセンブリを含む、請求項11、12、13、14、又は15に記載のメカニズム。
17. 自由に飛行しているクライアント宇宙船上の機構を捕獲するための方法であって、
    自由に飛行している前記クライアント宇宙船上の前記機構に近接して修理宇宙船に搭載された捕獲メカニズムを操作し、
    前記捕獲メカニズムの一部を構成する、迅速把持メカニズムの締付け顎部を駆動させ、前記機構が前記締付け顎部で締め付けられている範囲内にあるときは前記締付け顎部がばねで閉じ、前記締付け顎部はばねで迅速かつ十分に閉じて、前記機構が前記締付け顎部から外れることなく、前記機構の緩い捕獲を達成し、
    前記機構を緩く捕獲したら、前記捕獲メカニズムの一部を構成して前記迅速把持メカニズムから独立している、硬化メカニズムを駆動し、緩く捕獲された前記機構が前記ハウジング内に位置する硬化表面に当接するまで、前記迅速把持メカニズム及び緩く捕獲された前記機構を前記ハウジングの方に引き込んで、緩く捕獲された前記機構及び自由に飛行しているクライアント宇宙船を前記ハウジングに対して硬化させる、方法。
18. 前記捕獲メカニズムは、位置決めメカニズムに取り付け可能であり、前記捕獲メカニズムを前記機構の近傍に位置決めして前記迅速把持メカニズムを始動するように構成され、前記捕獲メカニズム及び前記機構の相対位置を確認する感知システムを備え、前記感知システム及び前記位置決めメカニズムに接続されたコンピュータ制御システムを備えており、
    前記方法は、遠隔テレオペレータ制御のための遠隔のオペレータとコンピュータ制御システムの間の通信、指揮下での自律制御、前記修理宇宙船とクライアント衛星との間の全ての捕獲動作の自律制御を含む、請求項17に記載の方法。
19. クライアント衛星に搭載された機構を遠隔で解放可能に捕獲する方法であって、
    a)修理宇宙船を軌道に打ち上げ、修理されるべきクライアント衛星に近接させ、ここで、前記修理宇宙船は、
    推進、誘導、および遠隔測定システムと、
    前記クライアント衛星に搭載された前記機構を解放可能に捕獲するように構成され、二段階の把持ツールを含む衛星捕獲メカニズムと、を備え、前記衛星捕獲メカニズムは、
    i)ばねで閉じるように構成された締付け顎部を有した迅速把持メカニズムであって、 該迅速把持メカニズムは、ハウジング内で移動するように搭載され、前記機構が近接しているときに前記機構を締め付け、前記締付け顎部を始動してばねで迅速かつ十分に閉じ、前記機構が前記締付け顎部から外れることなく、前記機構の緩い捕獲を達成するように構成されている、迅速把持メカニズムと、
    ii) 前記迅速把持メカニズムとは独立して駆動し、前記機構の緩い捕獲が完了したら、緩く捕獲された前記機構が前記ハウジング内に位置する硬化表面に当接するまで、前記迅速把持メカニズム及び緩く捕獲された機構を前記ハウジングの方に引き込んで、緩く捕獲された前記機構及び宇宙船を前記ハウジングに対して硬化するように構成された、硬化メカニズムと、を備え、
    解放可能に捕獲された前記クライアント衛星の一部を含む視野を有するように構成されたビジョンシステムと、
    前記捕獲メカニズムとインターフェース接続され、捕獲過程に含まれる全ての構成要素と連携できるように指令によってプログラムされた、コンピュータ制御システムと、
    前記ビジョンシステムを遠隔操作するように構成された通信システムと、を備えており、
    b) 修理衛星を操作して前記クライアント衛星に近接させ、前記衛星捕獲メカニズムを配置し、前記クライアント衛星上の前記機構を解放可能に捕獲し、
    c)前記通信システムは、遠隔テレオペレータ制御のために前記コンピュータ制御システムと通信し、または、テレオペレータおよび前記修理衛星が前記クライアント衛星に近接し、捕獲する指揮下での自律制御の混合と通信する、方法。