JP2022504219A

JP2022504219A - 展開装置

Info

Publication number: JP2022504219A
Application number: JP2021518530A
Authority: JP
Inventors: ラバルト，ジュリアン; テキシエ，エマニュエル
Original assignee: タレス
Priority date: 2018-10-04
Filing date: 2019-09-30
Publication date: 2022-01-13
Also published as: EP3860915B1; US12091198B2; US20210387751A1; FR3086927B1; CN112805222A; WO2020070058A1; FR3086927A1; EP3860915A1; EP3860915C0; ES2952934T3

Abstract

本発明は、支持構造（８０）上に配置されるように意図される展開装置（２０）において、第１の器具（１１）及び第２の器具（１２）、展開機構であって、○一方で第１の取付点において支持構造（８０）の面（８１）に接続され、且つ他方で第１の器具（１１）に接続されるメインアーム（１４）であって、第２の器具（１２）は、メインアーム（１４）に接続される、メインアーム（１４）、○面（８１）に対してメインアーム（１４）を作動させるように構成されるメインモーター（１５）、○メインアーム（１４）に対して第２の器具（１２）を作動させるように構成される二次モーター（１６）を含む展開機構を含むことと、２つの器具（１１、１２）は、支持構造（８０）の面（８１）上で互いに重なり合う収納構成から、２つの器具（１１、１２）が互いから且つ支持構造（８０）から離れている展開構成に且つ／又はその逆に移行するのに適していることとを特徴とする展開装置（２０）に関する。

Description

本発明は、２つの器具を展開するための装置に関する。本発明は、とりわけ、軌道内に展開する必要がある宇宙機器、より具体的にはアンテナ、ミラー又は他の器具等の衛星のための宇宙機器の分野に適用される。しかし、本発明は、支持構造から少なくとも２つの器具のアセンブリを展開することが望ましい任意の他の分野に適用される。

本発明にはアンテナが特に関連するため、本特許出願では、本発明は、本発明の主たる器具の例をアンテナとして宇宙分野で説明される。それでもなお、本発明は、他の器具及び／又は宇宙以外に関連して同様に適用され得る。

地球に帯域幅を伝送するために衛星上にアンテナを配置することは、一般的な習慣である。既存の解決策は、衛星上にアンテナを収納するためのシングル又はダブルスタック機構と、各アンテナを展開するために各アンテナに割り当てられるモーターのアセンブリを有するアームのアセンブリとを使用することを含む。かかる解決策は、衛星の各面上のアンテナの数を制限する。更に、複数のアンテナを展開できるようにするために、従来技術の解決策は、多数のアーム及びモーターを含む。これは、衛星の外部構成にマイナスの結果を有し、展開の運動学を複雑にする。最後に、多数のアーム及びモーターを運ばなければならないことは、アンテナの展開に関連する機構のアセンブリの質量が大きいことも意味し、それは、望ましいことではない。

本発明は、衛星上の空間及び搭載質量を節約し、外部構成を単純化できるようにする、コンパクトである利点を有する展開装置を提案することにより、上記の問題の全て又は一部を是正することを目的とする。

そのために、本発明は、支持構造上に配置されるように設計される展開装置であって、
・第１の器具及び第２の器具、
・展開機構であって、
○一方で第１の取付点において支持構造の面に接続され、且つ他方で第１の器具に接続されるメインアームであって、第２の器具は、メインアームに接続される、メインアーム、
○面に対してメインアームを作動させるように構成されるメインモーター、
○メインアームに対して第２の器具を作動させるように構成される二次モーター
を含む展開機構
を含み、２つの器具は、支持構造の面上で互いに重なり合う収納構成から、２つの器具が互いから且つ支持構造から離れている展開構成に且つ／又はその逆に移行することができる、展開装置に関する。

有利には、この展開機構は、一方で第２の取付点においてメインアームに接続され、且つ他方で第２の器具に接続される二次アームを含む。

有利には、メインモーターは、主回転軸を中心とした支持構造の面に対する回転において、メインアームを作動させるように構成される。

有利には、支持構造の面は、第１の軸Ｘによって且つ第１の軸Ｘと実質的に垂直な第２の軸Ｙによって画定される面ＸＹに沿って広がり、及び主軸は、面ＸＹと平行である。

有利には、主軸は、面ＸＹと交差する。

有利には、主軸は、面ＸＹと垂直である。

一実施形態によれば、Ｎは、１以上の整数であり、少なくともメインアーム及び／又は存在する場合には二次アームは、器具に接続され、器具には、アームがＮ個のアームセクション及びＮ個のモーターによって接続され、各モーターは、前記アームが接続されている器具を２つの器具の他方に対して配置するために、アームセクションに関連し、且つ関連するアームセクションを作動させるように構成される。

本発明の一実施形態によれば、器具は、アンテナである。

本発明は、本願に記載の少なくとも１つの展開装置を含む衛星にも関する。

例として与えられる一実施形態についての詳細な説明を読むと、本発明がよりよく理解され、更なる利点が明らかになり、添付図面によってその説明を示す。

簡潔にするために、同じ要素は、様々な図中で同じ参照指示を有する。

本発明による、収納構成にある展開装置を概略的に示す。本発明による、展開構成にある展開装置を概略的に示す。本発明による展開装置を概略的に示す。収納構成にある、展開中の及び展開構成にある本発明による展開装置を概略的に示す。本発明による展開装置の一実施形態が載る支持構造の面の上方からの図を概略的に示す。本発明による展開装置の別の実施形態が載る支持構造の面の上方からの図を概略的に示す。展開構成にある本発明による展開装置の別の実施形態を概略的に示す。本発明による２つの展開装置の展開の運動学の図を概略的に示す。本発明による少なくとも１つの展開装置を含む衛星を概略的に示す。

図１は、本発明による収納構成にある展開装置１０を概略的に示す。本発明による展開装置１０は、支持構造８０、例えば衛星上に配置されるように設計される。展開装置１０は、第１の器具１１及び第２の器具１２、例えばアンテナ及び展開機構１３を含む。２つの器具１１、１２は、（図１に示すように）支持構造８０の面８１上で互いに重なり合う収納構成から、２つの器具１１、１２が互いから且つ支持構造８０から離れている展開構成に且つ／又はその逆に移行することができる。収納構成では、器具１１、１２が互いに重なり合う。器具１１、１２は、一方の面が他方の面と接触した状態で重ね合わせることができる。但し、器具１１、１２は、物理的接触なしに同様に重ねることもできる。加えて、収納構成で互いに重なり合う器具１１、１２は、必ずしも完全に重なるとは限らない。一方の器具が他方の器具を部分的に覆い得る。

収納構成では、２つのアンテナを互いの方に向けて又は向けないで収納することができる。換言すれば、アンテナの一方の活性面は、別のアンテナの活性面に向く場合も非活性面に向く場合もある。

本発明は、２つのアンテナを用いて説明されるが、収納位置において重ね合わされ、以下で説明するのと同様の方法で展開される３つ以上のアンテナに同じ原理が適用されることが明白であることに留意すべきである。

図２は、本発明による展開構成にある展開装置１０を概略的に示す。展開機構１３は、一方で第１の取付点８２において支持構造８０の面８１に接続され、且つ他方で第１の器具１１に接続されるメインアーム１４を含む。第２の器具１２は、メインアーム１４に接続される。展開機構１３は、面８１に対してメインアーム１４を作動させるように構成されるメインモーター１５及びメインアーム１４に対して第２の器具１２を作動させるように構成される二次モーター１６も含む。メインモーター１５は、有利には、第１の取付点８２に配置される。メインモーター１５は、単一のモーターであり得る。作動要件にもよるが、メインモーター１５は、モーター、例えば２つ又は３つのモーターのアセンブリとして理解すべきである。従って、本発明による展開装置は、２つのモーターアセンブリ（メインモーター及び二次モーター）及び単一のアームのみを使用して２つのアンテナを展開することを可能にする。

図３は、本発明による展開装置１０を概略的に示す。展開装置１０は、第１の器具１１を方向付ける役割を果たす追加のモーター１７も含み得る。

図４は、収納構成にある、展開中の及び展開構成にある本発明による展開装置２０を概略的に示す。

収納構成では、２つの器具１１、１２が互いに重なり合い、支持構造８０の面８１の近くにある。

衛星がそのミッションを実行する適切な位置に入ると、展開構成に移行するために展開装置２０が活性化される。メインモーター１５がメインアーム１４を作動させ、その後、メインアーム１４が支持構造８０に対して動かされる。器具１１、１２は、依然として互いに向き合う位置にある。

展開構成では、メインアーム１４がその展開された位置に達すると、２つの器具が互いに対して動かされる。二次モーター１６が第２の器具１２を作動させ、第２の器具１２を所望の位置に方向付ける。展開の終了時、即ち展開構成において、２つの器具１１、１２は、互いから且つ支持構造８０から離れている。

２つの器具の互いに対する動きに関して、２つの可能なシナリオがある。一方の器具、例えば１１の活性面が器具１２の非活性面に向いた（換言すれば、器具１２が器具１１に「背を向けた」）状態で、器具１１が器具１２上に収納される場合、メインアーム１４と実質的に垂直な軸を中心に第２の器具１２を回転させるように二次モーター１６を構成することができる。こうして、オフセット位置にある２つの器具が同じ方向を向く。

一方の器具、例えば１１の活性面が器具１２の活性面に向いた（換言すれば、器具１２が器具１１に向いた）状態で、器具１１が器具１２上に収納される場合、収納位置にある２つの器具間の面の１つの中にある軸を中心に第２の器具を回転させるように二次モーター１６が構成される。こうして、展開位置にある２つの器具が同じ方向を向く。それぞれの非活性面が互いに向き合った状態で収納される２つの器具１１、１２についても同じ展開が行われる。

逆に進めること、即ち第２の器具１２が第１の器具に向くように二次モーター１６が第２の器具１２を作動させ、支持構造８０の面８１の近くにメインアーム１４を戻すようにメインモーター１５がメインアーム１４を作動させることにより、２つの器具１１、１２を展開位置から収納構成に移行させることもできる。

本発明の別の実施形態では、展開機構１３は、一方で第２の取付点２２においてメインアーム１４に接続され、且つ他方で第２の器具１２に接続される二次アーム２１を含み得る。二次アーム２１は、第１の器具１１及び支持構造８０に対する第２の器具１２の向きを決定する役割を果たす。

図５は、本発明による展開装置４０の一実施形態が載る支持構造８０の面８１の上方からの図を概略的に示す。上記で説明したように、メインモーター１５は、メインアーム１４を作動させるように構成される。好ましくは、メインアーム１４の作動は、主回転軸３１を中心とした支持構造８０の面８１に対する回転である。

支持構造８０の面８１が、第１の軸Ｘによって且つ第１の軸Ｘと垂直な又は実質的に垂直な第２の軸Ｙによって画定される面ＸＹに沿って広がるものとして定められる場合、図５に示すように主軸３１は、面ＸＹと平行であり得る。

図６は、本発明による展開装置３０、５０、６０の別の実施形態が載る支持構造８０の面８１の上方からの図を概略的に示す。この実施形態では、主軸３１が面ＸＹと交差し得る。他の図では、主軸３１が展開構成において面８１との角度を作り、その角度は、２０°～４０°、好ましくは約３０°である。図６に示すように、主軸３１は、面ＸＹに対して垂直、即ち９０°であり得る。

図７は、展開構成にある本発明による展開装置７０の別の実施形態を概略的に示す。少なくとも１つのアーム、即ちメインアーム１４及び／又は二次アーム２１を器具１１又は別々に器具１２に接続することができ、それらの器具には、アームが１つ又は複数のアームセクション７１１、７１２及び１つ又は複数のモーター７２１、７２２によって接続され、各モーターは、前記アームが接続されている器具１１又は別々に器具１２を２つの器具の他方に対して配置するために、アームセクションに関連し、且つ関連するアームセクションを作動させるように構成される。図示の例では、衛星の直線部上に配置される展開装置のメインアーム１４は、アームセクション７１１及びアームセクション７１１に関連するモーター７２１であって、メインアーム１４に接続される器具１１を配置するためにアームセクション７１１を作動させることができるモーター７２１によって器具１１に接続される。

同じ原理に基づき、二次アーム２１は、二次アーム２１に接続される器具１２を方向付けるためのモーター７２３を有する別のアームセクション７１３（７１Ｎ及び７２Ｎ、Ｎは、３に等しい）によって器具１２に接続され得る。他のアームセクションも想定され得る。アームが例えば３つのアームセクションによって自らの器具に接続される場合、他の３つのモーターがそれらのアームセクションに関連する。

Ｎは、１以上の整数であり、アーム１４、２１の少なくとも１つを器具１１、１２に接続することができ、器具１１、１２には、アームがＮ個のアームセクション７１Ｎ及びＮ個のモーター７２Ｎによって接続され、各モーターは、前記アームが接続されている器具１１、１２を２つの器具の他方に対して配置するために、アームセクションに関連し、且つ関連するアームセクションを作動させるように構成される。

図８は、本発明による２つの展開装置の展開の運動学の図を概略的に示す。各装置は、第１の器具１１及び第２の器具１２（上記で論じたように３つ以上の器具を含み得る）、一方で支持構造８０の面８１に接続され、且つ他方で第１の器具１１に接続されるメインアーム１４を含む展開機構１３、面８１に対してメインアーム１４を作動させるように構成されるメインモーター及びメインアーム１４に対して第２の器具１２を作動させるように構成される二次モーター１６を含む。

各展開装置は、展開時に予め定められた一定の軌道をたどり、この軌道中、展開装置の要素（アーム及び器具）は、同じく予め定められた一定の体積を占める。装置が衝突なしに正しく展開するために、（メイン及び二次）アーム、アームセクション及びモーターは、個々の場合に応じて要件及び構成の制約に従って配置される。

本発明は、衛星面上のアーム及び機構の数を２の倍数で減らすことができる解決策を提供する。この解決策は、搭載質量及びコストも機器に関して減らす。最後に、支持構造８０から距離を置いてメインアーム１４を展開した後、２つの器具を互いに隔てて展開することは、アンテナの構成に関して新たな可能性をもたらす。

図９は、本発明による少なくとも１つの展開装置を含む衛星９０を概略的に示す。図８では、衛星が２つの展開装置１０、２０を含む。衛星は、３つ以上の展開装置を含み得る。上記で示した改変形態に従い、展開装置は、互いに同一であるか又は異なり得る。

ここで示す装置は、２つのアンテナ１１、１２を含むが、各展開装置は、３つ以上の器具を含み得る。

最後に、器具の所望の使用法に応じて、展開装置は、支持構造８０の単一の面上又は支持構造８０の異なる面上にあり得る。

Claims

支持構造（８０）上に配置されるように設計される展開装置（１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０）において、
・第１の器具（１１）及び第２の器具（１２）、
・展開機構（１３）であって、
○一方で第１の取付点（８２）において前記支持構造（８０）の面（８１）に接続され、且つ他方で前記第１の器具（１１）に接続されるメインアーム（１４）であって、前記第２の器具（１２）は、前記メインアーム（１４）に接続される、メインアーム（１４）、
○前記面（８１）に対して前記メインアーム（１４）を作動させるように構成されるメインモーター（１５）、
○前記メインアーム（１４）に対して前記第２の器具（１２）を作動させるように構成される二次モーター（１６）
を含む展開機構（１３）
を含むことと、前記２つの器具（１１、１２）は、前記支持構造（８０）の前記面（８１）上で互いに重なり合う収納構成から、前記２つの器具（１１、１２）が互いから且つ前記支持構造（８０）から離れている展開構成に且つ／又はその逆に移行することができることとを特徴とする展開装置（１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０）。
前記展開機構（１３）は、一方で第２の取付点（２２）において前記メインアーム（１４）に接続され、且つ他方で前記第２の器具（１２）に接続される二次アーム（２１）を含むことを特徴とする、請求項１に記載の展開装置（２０、３０、４０、５０、６０、７０）。
前記メインモーター（１５）は、主回転軸（３１）を中心とした前記支持構造（８０）の前記面（８１）に対する回転において、前記メインアーム（１４）を作動させるように構成されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の展開装置（３０、４０、５０、６０、７０）。
前記支持構造（８０）の前記面（８１）は、第１の軸（Ｘ）によって且つ前記第１の軸（Ｘ）と実質的に垂直な第２の軸（Ｙ）によって画定される面（ＸＹ）に沿って広がることと、前記主軸（３１）は、前記面（ＸＹ）と平行であることとを特徴とする、請求項１～３の何れか一項に記載の展開装置（４０、７０）。
前記支持構造（８０）の前記面（８１）は、第１の軸（Ｘ）によって且つ前記第１の軸（Ｘ）と実質的に垂直な第２の軸（Ｙ）によって画定される面（ＸＹ）に沿って広がることと、前記主軸（３１）は、前記面（ＸＹ）と交差することとを特徴とする、請求項１～３の何れか一項に記載の展開装置（５０、６０、７０）。
前記主軸（３１）は、前記面（ＸＹ）と垂直であることを特徴とする、請求項５に記載の展開装置（６０、７０）。
Ｎは、１以上の整数であり、少なくとも前記メインアーム（１４）及び／又は存在する場合には前記二次アーム（２１）は、前記器具（１１、２１）に接続され、前記器具（１１、２１）には、前記アームがＮ個のアームセクション（７１Ｎ）及びＮ個のモーター（７２Ｎ）によって接続され、各モーターは、前記アームが接続されている前記器具（１１、１２）を前記２つの器具の他方に対して配置するために、アームセクションに関連し、且つ前記関連するアームセクションを作動させるように構成されることを特徴とする、請求項１～６の何れか一項に記載の展開装置（７０）。
前記器具は、アンテナであることを特徴とする、請求項１～７の何れか一項に記載の展開装置（１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０）。
請求項１～８の何れか一項に記載の少なくとも１つの展開装置（１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０）を含むことを特徴とする衛星（９０）。