JP2023508874A - 燃料補給ツールおよび燃料補給ツール組み込みシステム - Google Patents
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Abstract
本開示は、適応可能および調整可能な機構一式を操作するために視覚ベースのフィードバックおよび燃料補給ツールに埋め込まれているセンサからのフィードバックを使用して、クイック接続安全バルブを設置することを通して、本来は軌道上での整備のために準備されていない衛星の様々な設計および寸法の充填／排出バルブの遠隔操作による軌道上での燃料補給を容易にするロボット制御される衛星燃料補給ツールおよび関連するロボット制御されるサポートおよびサイト準備ツールに関連する。燃料補給ツールはオープンアーキテクチャを有して、燃料補給ツール視覚システムが充填／排出バルブおよび充填／排出バルブに係合されている燃料補給ツールのセクションを見ることを可能にする。サポートツールは、ブランケットカッタツール、ブランケットハンドラツール、ワイヤカッタツール、把持ツールを含み、サイト準備ツールは、Ｂナット取り外しツールおよびクラッシュシール取り外しツールを含む。これらのツールのそれぞれは、回転およびトルクを様々なツールに伝達するために、ロボットアームのエンドエフェクタにインターフェース接続されている共通基部構造を含む。【選択図】図２
Description
本開示は、軌道上での推進剤補給作業中に人工衛星の充填／排出バルブに安全にアクセスし、開閉するための方法、システム、およびツールに関する。より具体的には、ツールは、補給のために設計されている衛星だけでなく、本来は補給のために準備されていない衛星の推進剤補給のために設計されている。本開示は、初期の補給中に衛星に残されたコンポーネントが原因で、本来は初期の補給後の補給に備えていない衛星の推進剤補給を容易にするように特に設計されている。
現在、運用中の多く衛星は、有限の量の推進剤を考慮して設計されており、推進剤が補給される可能性に対して設計されていない。その設計思想は、搭載された推進剤の供給を使用し尽くした後の衛星交換に依存していた。衛星を交換する費用を考慮すると、推進剤は終了に近いがその他の点では機能しているか、または投入異常を起こしたことがあるか、または計画通りの稼働のために本来意図されていたよりも機動されたかのいずれかの衛星に推進剤を補給できることは非常に有利であり、結果として、それらの稼働寿命を数年または多数年も延長するだろう。全てのＧＥＯ通信衛星の半分もの数が、それらのサブシステムの全てまたはほとんどがまだ機能的である状態で、それらの１０年から１５年の寿命を終了すると推定されており、慎重に予算組みされた推進剤の積載量が枯渇することのみによって、衛星の廃棄が強いられる。現在の経済モデルを使用すると、１つの任務でこれらの寿命末期の衛星に推進剤を補給する能力は、それらの各耐用年数を３年から５年延長し、その結果、各衛星の差し替えを打ち上げるために非常に高い資本コストを費やす必要性を遅らせるだろう。衛星によっては、打ち上げされた直後に一次推進システムの故障または打ち上げ機の上段に関連する故障に見舞われるものもある。これらの場合、簿価全体は償却されなくてはならず、保険業者によって補償金が運用者に支払われる。衛星は保険業者の資産となり、最終的には墓場軌道または再突入軌道において廃棄されなくてはならない。もしこれらの資産の１つに推進剤を補給して、対地同期軌道の軌道ステーションに移動させることを可能にし、その寿命を５年から１０年ほど延長することができるのならば、宇宙機の価値のほとんどまたは全てが再生可能となる。
加えて、新しい長期持続衛星の概念が提案されており、モジュール式衛星は、発電、誘導、制御、およびペイロードモジュールをサポートする基底構造で構成されており、これらのいくつかまたは全ては、現在の衛星よりも極めて長期になり得る寿命にわたって交換または追加できる。これらの衛星は、推進剤の初期の補給からのみならず、長年の運用にわたる繰り返しの補給任務からも恩恵を受ける。
重要な技術的問題点は、これらの衛星がロボットによる整備のために設計されていないことであり、このような任務が技術的に可能であるとは一般的に認められていない。具体的には、殆どの衛星は、打ち上げ前に一度充填されて、二度と開いたり操作したりすることがないと意図されている、推進剤の充填および排出バルブ（またはＦＤＶ）を考慮して設計されている。このように、遠隔で軌道内でこれらのＦＤＶにアクセスすることは、いくつかの主要な課題を呈し、それぞれがロボット制御で達成することが難しい、以下のいくつかの作業を含むだろう。保護用サーマルブランケットを切断および取り外すこと、バルブの周りに手で巻き付けられたいくつかのロックワイヤを取り外すこと、外側および内側バルブキャップのねじを外して取り外すこと、燃料充填ラインをバルブニップルに結合させること、バルブを機械的に作動さること、および推進剤の補給が完了したら、内側バルブキャップを交換すること。軌道上での整備は、過去３０年にわたって多くの研究の対象となってきた。廃棄および交換ではなく、宇宙資産を維持するという考えは、様々なアイデアやプログラムを惹きつけてきた。これまでのところ、本概念は、ソーラーマックスおよびハッブル宇宙望遠鏡の修理任務、パラパＢ２およびウェスターの救出任務、ならびに国際宇宙ステーションの組み立ておよび整備にそれなりの成功をもたらすことができる有人宇宙計画にしか居場所が見つかっていない。
運用中の静止軌道上の宇宙機のロボットによる捕獲と整備は、これまで実証されたことはない。最近まで、推進剤を保持するステーションに補給する目的で、準備が整っていない衛星の推進システムにアクセスする問題を解決できる技術は開示されていなかった。今日の軌道にある人工衛星の大部分は、軌道推進剤の補給を念頭に置いて設計されておらず、推進システムへのアクセスは、打ち上げ前に地球上で人間によってアクセスされるように設計されている。推進剤を補給する目的でクライアント宇宙機の推進システムにアクセスするために必要な技術は、依然として非常に低い技術成熟度レベルであり、一般的に、整備任務の成功に対する主たる障害であると考えられている。
宇宙機推進システムのために使用される燃料をある供給源から他へと移動させることは、関係する液体の腐食性および爆発性の性質に起因して非常に危険である。例えば、二元推進剤システムにおいて燃料と酸化剤との不用意な混合は即時燃焼を引き起こすので、二元推進剤ベースの燃料のための液体移送システムは、偶発的な混合が確実に起こらないようにする必要がある。準備が整っていない衛星で推進剤補給作業が行われている最中に様々なタイプ／サイズの衛星ＦＤＶを開閉するために設計されているツールのシステムを提供すれば非常に有利となり得、ほんの数例を挙げると、シーリングキャップアセンブリの取り外し、クライアント衛星への推進剤ホースの連結／分断、新しいシーリングキャップアセンブリの設置等が挙げられるが、これらに限定されない。
既存の衛星のＦＤＶは、異なる寸法と動作概念のいくつかの設計形式がある。したがって、このような推進剤補給システムの経済的利益を最大化するためには、単一のツールを使用してＦＤＶの設計の最も幅広い選択肢の補給を可能にするために、最小質量の最小数のツールがいかなる任務にも携行されるべきである。限られたセンサのホストに依存することとは対照的に、もし視覚的手段を使用して燃料補給ツール機能の様々な側面を評価および制御できれば、さらに質量および運用上の利点が生じる。
補給システムが、補給される衛星のＦＤＶの可能な限り最大の配置にうまく関与できれば、さらなる利点を実現でき、このことは、ＦＤＶ間の可能な限り最小の間隔に対応できるということによって例示される。
２０１１年１２月１３日に発行されたグライニュースキーらに発行された米国特許第８０７４９３５号明細書は、ロボットアームと、整備される衛星上の燃料充填バルブへのアクセス、開放および閉鎖に必要とされる、ロボットアームのエンドエフェクタに取り付けることができる適当なツールと、ツールおよび様々な燃料充填バルブキャップが保管されるツール容器の保管および取出しステーションとを含む、サービス側宇宙機から準備が整っていない衛星に燃料補給するためのシステムおよび方法を開示している。燃料補給作業の前に取り外して燃料補給後に戻さなくてはいけない充填排出バルブを構成する異なるサイズのコンポーネントのために、いくつかの目立たないソケットが含まれている。充填排出バルブ（ＦＤＶ）の取り外し可能な機構と係合している間、ソケットは取り外される全体部分を覆う。加えて、この燃料補給ツールは、整備される様々な充填排出バルブの取り外し可能または作動可能な機構の垂直／縦軸位置の変動に対応できなかった。
ロバーツらに発行された米国特許第９５６７１１１号明細書は、サービサ衛星によるクライアント衛星の推進剤補給中に充填／排出バルブにアクセスするためのシステムおよびツールを開示している。この装置は、ＦＤＶにフィットする２つから３つのカムレンチを使用して、１つのレンチは動かすことができない平面に係合し、他方のレンチは取り外し可能なバルブコンポーネントの回転可能機構に係合している。このシステムの利点は、ディファレンシャルギアボックスを使用することを介して、固有のトルクバランスを提供することにある。レンチはまた、広い範囲でトルク機構のサイズおよび形状（反作用平面、六角、平面付きラウンド、四角）に対応できるように構成されており、２倍のトルクマージンを考慮して設計されている。
上記の両方のシステムの欠点は、バルブとツールが一般的に隠されているため、ツールの状態またはバルブの状態が感知されないことである。後者のシステムのカムレンチは、異なるサイズの機構上で２つの高さで動作する２つの対向する対として働き、それぞれが基部のバルブ本体およびより高い位置の作動ナットに向かって閉鎖するにつれてカムの回転接触によって引き起こされる複雑なヒンジ係合に依存している。カムレンチの両方の対の係合は、同時にしか起こることができず、これは、カムレンチの１つの対が他方に対して作用することによってしかトルクを生成できないディファレンシャルを介して反対方向に駆動されるからである。このアプローチの強みは、広範囲のサイズと広範囲の形状に対応する能力と、固有のトルクバランスであるが、このことは、係合が正確にいつ起こり始めたのか、または実際に起こり始めたかどうかを判断することも不可能にするため、ＦＤＶ機構の正確な状態を判断することができない。あるＦＤＶサプライヤからの新しい情報は、作動ナットの開放方向への過度な回転は、作動ナットの保持機構の不具合につながる恐れがあり、続いて、作動ナットが意図しない取り外し、および捕獲されない破片の発生につながる恐れがあることを指摘した。その結果、超過しないように作動ナットの最大回転に関する新しい要求事項が作られた。これは、バルブ状態の感知の強化の必要性に直接的につながる。
本明細書中には、適応可能および調整可能な機構一式を操作するために視覚ベースおよびセンサベースのフィードバックを使用して、クイック接続安全バルブを設置することを通して、本来は軌道上での整備のために準備されていない衛星の様々な設計および寸法のＦＤＶの遠隔操作による軌道上での燃料補給を容易にするシステムおよび装置が開示されている。
サービサ宇宙機からクライアント宇宙機に流体を移送する方法であって、前記クライアント宇宙機は、タンクと前記タンクに連結される充填排出バルブとを含み、前記充填排出バルブは、前記充填排出バルブを開閉するためのバルブ作動ナットを含み、前記流体は、燃料および酸化剤からなる群から選択され、
ａ．前記充填排出バルブのアクセスバルブキャップを取り外すステップと、
ｂ．前記取り外し動作が正常に行われたという感知確認を提供するステップと、
ｃ．前記サービサ宇宙機の安全バルブと推進剤の供給源との間に流体接続を確立するステップと、
ｄ．前記接続が確立されたという感知確認を提供するステップと、
ｅ．流体が前記充填排出バルブへと流入することを許容し、流体が前記充填排出バルブから流出することを許容しない安全な流体カップリングを提供するために、前記安全バルブを前記充填排出バルブに取り付けるステップと、
ｆ．前記安全バルブが設置されたという感知確認を提供するステップと、
ｇ．前記バルブ作動ナットを作動させることで前記充填排出バルブを開放するステップと、
ｈ．前記作動ナットが作動されたという感知確認を提供するステップと、
ｉ．前記安全バルブを通して前記タンクへと流体を移送するステップと、を実行するように前記サービサ宇宙機のロボットアームに指示することを備える方法が提供されている。
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ｉ．前記安全バルブを通して前記タンクへと流体を移送するステップと、を実行するように前記サービサ宇宙機のロボットアームに指示することを備える方法が提供されている。
感知確認を提供するという前記ステップｂ）、ｄ）、ｆ）、およびｈ）は、リアルタイムの視覚的画像によって提供されるフィードバックと、戦略的に配置されるセンサからのフィードバックとの組み合わせを使用して達成され、前記アクセスバルブキャップ、前記安全バルブ、流体ライン、前記充填排出バルブおよびバルブ作動ナットの位置を監視および感知してもよい。
クライアント衛星に配置される１以上の推進剤貯蔵タンクと流体接続している１以上の充填排出バルブにアクセスすることで前記クライアント衛星の燃料補給を行う方法であって、
ａ）１以上の安全バルブと、
ｂ）燃料補給ツールであって、少なくとも１つのカメラと、回転可能レンチと、オープンアーキテクチャ構造とを含む燃料補給ツール視覚システムを有し、前記燃料補給ツールが充填／排出バルブと係合している際に、前記カメラの視野は、係合している前記充填／排出バルブと、前記燃料補給ツールの前記回転可能レンチと、前記充填／排出バルブに設置されている安全バルブのカップリングナットとを包含するようにされ、前記燃料補給ツールの選択される可動コンポーネントに、燃料補給作業中に前記選択される可動コンポーネントの位置を感知するために、戦略的に配置されるセンサを含む、燃料補給ツールと、
ｃ）前記クライアント衛星が前記燃料補給ツールを受け入れる準備をし、前記燃料補給作業において補助するためのサポートツール一式と、を収納しているサービサ宇宙機であって、
ａ）その近位端で前記サービサ宇宙機に取り付けられているロボットアームと、
ｂ）前記クライアント衛星を前記サービサ宇宙機に固定して接続するための係留装置と、
ｃ）前記サービサ宇宙機から前記クライアント衛星へと推進剤を移送するための推進剤移送システムと、
ｄ）推進剤カップリングであって、前記推進剤カップリングを通して前記クライアント衛星に推進剤を移送するための前記推進剤移送システムに接続されているエンドエフェクタに取り付けられている推進剤カップリングと、が取り付けられている前記サービサ宇宙機を使用して前記燃料補給の方法は行われ、
前記燃料補給の方法は、
ａ）サービサ衛星を前記クライアント衛星と近接するように操作し、係留装置を使用して前記クライアント衛星を前記サービサ衛星に固定して係留させるステップと、
ｂ）前記ロボットアームに、前記ツールと前記サポートツールを順番に捕捉して、前記充填／排出バルブを覆っている任意のオブジェクトを緩めて取り外すように指示することで、前記充填／排出バルブを露出させるステップであって、任意のオブジェクトが取り外されると、前記ツールを収納する、前記充填／排出バルブを露出させるステップと、
ｃ）前記充填排出バルブが露出された後、前記サービサ宇宙機の前記安全バルブと推進剤タンクとの間に流体接続が確立されるように構成されている前記燃料補給ツールを捕捉するように前記ロボットアームに指示するステップであって、捕捉されたら、前記ロボットアームに安全バルブを捕捉するように指示し、これにより、前記推進剤移送システムを前記安全バルブに接続する、前記ロボットアームに指示するステップと、
ｄ）前記燃料補給ツール視覚システムによって得られるリアルタイムの視覚的画像と１以上のセンサからのフィードバックに基づいて、前記充填排出バルブの燃料補給ニップルに前記安全バルブを設置するように前記ロボットアームに指示するステップと、
ｅ）推進剤を、前記推進剤が前記ツールおよび安全バルブを通過して、前記クライアント衛星まで移送するステップと、
ｆ）推進剤が移送されたら、前記燃料補給ツールを前記充填／排出バルブから切り離すことで前記推進剤移送システムを切り離すように前記ロボットアームに指示するステップと、
ｇ）前記係留装置を前記クライアント衛星から外すステップと、を備える、燃料補給の方法。
ａ）１以上の安全バルブと、
ｂ）燃料補給ツールであって、少なくとも１つのカメラと、回転可能レンチと、オープンアーキテクチャ構造とを含む燃料補給ツール視覚システムを有し、前記燃料補給ツールが充填／排出バルブと係合している際に、前記カメラの視野は、係合している前記充填／排出バルブと、前記燃料補給ツールの前記回転可能レンチと、前記充填／排出バルブに設置されている安全バルブのカップリングナットとを包含するようにされ、前記燃料補給ツールの選択される可動コンポーネントに、燃料補給作業中に前記選択される可動コンポーネントの位置を感知するために、戦略的に配置されるセンサを含む、燃料補給ツールと、
ｃ）前記クライアント衛星が前記燃料補給ツールを受け入れる準備をし、前記燃料補給作業において補助するためのサポートツール一式と、を収納しているサービサ宇宙機であって、
ａ）その近位端で前記サービサ宇宙機に取り付けられているロボットアームと、
ｂ）前記クライアント衛星を前記サービサ宇宙機に固定して接続するための係留装置と、
ｃ）前記サービサ宇宙機から前記クライアント衛星へと推進剤を移送するための推進剤移送システムと、
ｄ）推進剤カップリングであって、前記推進剤カップリングを通して前記クライアント衛星に推進剤を移送するための前記推進剤移送システムに接続されているエンドエフェクタに取り付けられている推進剤カップリングと、が取り付けられている前記サービサ宇宙機を使用して前記燃料補給の方法は行われ、
前記燃料補給の方法は、
ａ）サービサ衛星を前記クライアント衛星と近接するように操作し、係留装置を使用して前記クライアント衛星を前記サービサ衛星に固定して係留させるステップと、
ｂ）前記ロボットアームに、前記ツールと前記サポートツールを順番に捕捉して、前記充填／排出バルブを覆っている任意のオブジェクトを緩めて取り外すように指示することで、前記充填／排出バルブを露出させるステップであって、任意のオブジェクトが取り外されると、前記ツールを収納する、前記充填／排出バルブを露出させるステップと、
ｃ）前記充填排出バルブが露出された後、前記サービサ宇宙機の前記安全バルブと推進剤タンクとの間に流体接続が確立されるように構成されている前記燃料補給ツールを捕捉するように前記ロボットアームに指示するステップであって、捕捉されたら、前記ロボットアームに安全バルブを捕捉するように指示し、これにより、前記推進剤移送システムを前記安全バルブに接続する、前記ロボットアームに指示するステップと、
ｄ）前記燃料補給ツール視覚システムによって得られるリアルタイムの視覚的画像と１以上のセンサからのフィードバックに基づいて、前記充填排出バルブの燃料補給ニップルに前記安全バルブを設置するように前記ロボットアームに指示するステップと、
ｅ）推進剤を、前記推進剤が前記ツールおよび安全バルブを通過して、前記クライアント衛星まで移送するステップと、
ｆ）推進剤が移送されたら、前記燃料補給ツールを前記充填／排出バルブから切り離すことで前記推進剤移送システムを切り離すように前記ロボットアームに指示するステップと、
ｇ）前記係留装置を前記クライアント衛星から外すステップと、を備える、燃料補給の方法。
前記方法は、前記１以上のセンサの出力を記録することを含んでもよい。
前記センサは、１以上のマイクロスイッチ、および１以上のポテンショメータ、またはそれらの任意の組み合わせであってもよい。
前記センサは、マイクロスイッチであってもよく、１以上のマイクロスイッチからの前記フィードバックは、前記燃料補給作業中のその特定の時間の前記マイクロスイッチの状態である。
前記マイクロスイッチは、捕捉中に前記安全バルブを感知し、燃料補給作業中に前記充填／排出バルブの前記燃料補給ニップルに接触する前記安全バルブの安全バルブカップリングナットを感知するように前記充填／排出バルブに前記安全バルブを設置するタスクが課された機構内に配置されてもよい。
本開示は、流体をクライアント衛星に移送するためにサービス側宇宙機に取り付けられているシステムであって、前記クライアント衛星は、タンクと充填排出バルブとを含み、前記タンクは、前記充填排出バルブに連結され、前記充填排出バルブは、前記充填排出バルブを開閉するための作動ナットと、前記充填排出バルブ上にアクセスバルブキャップとを有し、
ａ．前記サービス側宇宙機の流体タンクから前記クライアント衛星の前記タンクへと流体を移送するための流体移送手段であって、前記流体は、燃料および酸化剤からなる群から選択される、流体移送手段と、
ｂ．前記アクセスバルブキャップを取り外して交換するため、流体ラインを前記充填排出バルブに連結および前記充填排出バルブから分断するため、および前記バルブ作動ナットを作動させて前記流体バルブを開閉するためのツール手段と、
ｃ．前記ツール手段と、前記充填排出バルブとの間の相対的変位を判定するための第１感知手段と、
ｄ．前記充填排出バルブにアクセスして操作し、その後、流体ラインに連結および前記流体ラインから分断する後続のステップ中に前記充填排出バルブの状態を判定するための第２感知手段と、
ｅ．燃料補給中および燃料補給後に漏洩に対する１以上の独立したシールを有する安全バルブとの安全な流体カップリングを提供するための前記充填／排出バルブに取り付け可能な安全バルブと、
ｆ．前記ツール手段を前記充填排出バルブに対して位置付けるための、前記ツール手段に接続可能な位置付け手段と、
ｇ．前記第１および第２感知手段からのフィードバックに基づいて前記位置付け手段および前記ツール手段の作業を制御するための、前記第１および第２感知手段、前記位置付け手段、および前記ツール手段と通信している制御手段と、を備える、システムを提供する。
ａ．前記サービス側宇宙機の流体タンクから前記クライアント衛星の前記タンクへと流体を移送するための流体移送手段であって、前記流体は、燃料および酸化剤からなる群から選択される、流体移送手段と、
ｂ．前記アクセスバルブキャップを取り外して交換するため、流体ラインを前記充填排出バルブに連結および前記充填排出バルブから分断するため、および前記バルブ作動ナットを作動させて前記流体バルブを開閉するためのツール手段と、
ｃ．前記ツール手段と、前記充填排出バルブとの間の相対的変位を判定するための第１感知手段と、
ｄ．前記充填排出バルブにアクセスして操作し、その後、流体ラインに連結および前記流体ラインから分断する後続のステップ中に前記充填排出バルブの状態を判定するための第２感知手段と、
ｅ．燃料補給中および燃料補給後に漏洩に対する１以上の独立したシールを有する安全バルブとの安全な流体カップリングを提供するための前記充填／排出バルブに取り付け可能な安全バルブと、
ｆ．前記ツール手段を前記充填排出バルブに対して位置付けるための、前記ツール手段に接続可能な位置付け手段と、
ｇ．前記第１および第２感知手段からのフィードバックに基づいて前記位置付け手段および前記ツール手段の作業を制御するための、前記第１および第２感知手段、前記位置付け手段、および前記ツール手段と通信している制御手段と、を備える、システムを提供する。
前記ツール手段は、
前記アクセスバルブキャップを緩め、前記バルブ作動ナットを開閉するように作動し、流体ラインを前記充填排出バルブに連結し、前記充填排出バルブから分断するための第１ツールと、
前記アクセスバルブキャップを取り外すための第２ツールと、を含んでもよい。
前記アクセスバルブキャップを緩め、前記バルブ作動ナットを開閉するように作動し、流体ラインを前記充填排出バルブに連結し、前記充填排出バルブから分断するための第１ツールと、
前記アクセスバルブキャップを取り外すための第２ツールと、を含んでもよい。
前記ツール手段は、前記充填排出バルブからクラッシュシールを取り除くための第３ツールを含んでもよい。
前記第１感知手段は、前記ツール手段と前記充填排出バルブとの間の前記相対的変位を監視する視野を有するように配置されている視覚システムであってもよい。
前記第２感知手段は、
前記充填排出バルブと係合している前記第１および第２ツールを含む作業スペースを包含する視野を有するように配置されている視覚システムと、
流体移送作業中に選択される可動コンポーネントの位置を感知して記録する前記ツール手段に埋め込まれている感知手段と、の組み合わせである。
前記充填排出バルブと係合している前記第１および第２ツールを含む作業スペースを包含する視野を有するように配置されている視覚システムと、
流体移送作業中に選択される可動コンポーネントの位置を感知して記録する前記ツール手段に埋め込まれている感知手段と、の組み合わせである。
本開示は、クライアント衛星の燃料タンクと流体接続している１以上の充填／排出バルブで燃料補給される前記クライアント衛星の前記１以上の充填／排出バルブを開閉するためにサービサ宇宙機に取り付けられる燃料補給ツールであって、前記１以上の充填／排出バルブは、第１軸に沿って同軸上に整列している回転可能で静的な機構を有し、前記サービサ宇宙機は、安全バルブおよび前記充填／排出バルブに燃料を通過させる前の燃料補給中に前記充填／排出バルブに設置される、収納される前記安全バルブを含み、さらに、燃料補給作業中に前記安全バルブに結合されるように構成されている燃料補給システムを含み、
ａ）ターゲット充填排出バルブの前記充填排出バルブ本体およびトルク反作用平面に位置合わせおよびクランプするための機構Ａを備える燃料補給ツール構造と、
回転可能レンチであって、
前記回転可能レンチの開閉のための機構Ｂ１と、
前記レンチの回転のための機構Ｂ２であって、前記レンチを開閉するための機構Ｂ１が従属的に取り付けられている機構Ｂ２と、
前記回転可能レンチの高さ調整のための機構Ｃと、を備え、
前記機構Ｂ２は機構Ｃに取り付けられ、必要に応じて、前記機構Ａ、Ｂ１、Ｂ２、およびＣは、前記回転可能レンチを回転させることによって誘導されるトルクが前記トルク反作用平面を介して前記バルブ本体で反作用を受けることを確実にするトルク反作用ループを形成する下部構造を形成する、回転可能レンチと、
ｂ）前記燃料補給システムを、係合している前記ターゲット充填排出バルブの燃料補給ニップルに接続するための機構Ｄであって、前記下部構造と、サイドプレートによって前記下部構造に接続されている上部プレートとに接続されて、燃料補給ツール構造の全体を形成する機構Ｄと、
前記上部プレートに接続され、前記サービサ宇宙機に取り付けられているロボットアームに取り付けられているロボットエンドエフェクタに把持されて結合するように構成されているエンドエフェクタインターフェースと、
捕捉中に前記安全バルブを感知し、燃料補給作業中に前記充填／排出バルブの前記燃料補給ニップルに接触する前記安全バルブの安全バルブカップリングナットを感知する、機構Ｄ内に配置されている１以上のセンサと、
前記燃料補給ツール構造に取り付けられている少なくとも１つのカメラを含むツール視覚システムであって、前記燃料補給ツールが充填／排出バルブと係合する際に、前記少なくとも１つのカメラの視野が、前記燃料補給作業中のように、係合している前記充填／排出バルブと、前記燃料補給ツールの前記回転可能レンチと、前記安全バルブのカップリングナットとを包含するように、前記下部構造はオープンアーキテクチャを有し、前記回転可能レンチ、前記充填／排出バルブ、および前記安全バルブの全ての状態は、マイクロスイッチの状態と、前記少なくとも１つのカメラからのリアルタイムの画像との組み合わせを使用して感知および／または監視することができる視覚システムと、を含むツール燃料補給ツール構造を備える、燃料補給ツールを提供する。
ａ）ターゲット充填排出バルブの前記充填排出バルブ本体およびトルク反作用平面に位置合わせおよびクランプするための機構Ａを備える燃料補給ツール構造と、
回転可能レンチであって、
前記回転可能レンチの開閉のための機構Ｂ１と、
前記レンチの回転のための機構Ｂ２であって、前記レンチを開閉するための機構Ｂ１が従属的に取り付けられている機構Ｂ２と、
前記回転可能レンチの高さ調整のための機構Ｃと、を備え、
前記機構Ｂ２は機構Ｃに取り付けられ、必要に応じて、前記機構Ａ、Ｂ１、Ｂ２、およびＣは、前記回転可能レンチを回転させることによって誘導されるトルクが前記トルク反作用平面を介して前記バルブ本体で反作用を受けることを確実にするトルク反作用ループを形成する下部構造を形成する、回転可能レンチと、
ｂ）前記燃料補給システムを、係合している前記ターゲット充填排出バルブの燃料補給ニップルに接続するための機構Ｄであって、前記下部構造と、サイドプレートによって前記下部構造に接続されている上部プレートとに接続されて、燃料補給ツール構造の全体を形成する機構Ｄと、
前記上部プレートに接続され、前記サービサ宇宙機に取り付けられているロボットアームに取り付けられているロボットエンドエフェクタに把持されて結合するように構成されているエンドエフェクタインターフェースと、
捕捉中に前記安全バルブを感知し、燃料補給作業中に前記充填／排出バルブの前記燃料補給ニップルに接触する前記安全バルブの安全バルブカップリングナットを感知する、機構Ｄ内に配置されている１以上のセンサと、
前記燃料補給ツール構造に取り付けられている少なくとも１つのカメラを含むツール視覚システムであって、前記燃料補給ツールが充填／排出バルブと係合する際に、前記少なくとも１つのカメラの視野が、前記燃料補給作業中のように、係合している前記充填／排出バルブと、前記燃料補給ツールの前記回転可能レンチと、前記安全バルブのカップリングナットとを包含するように、前記下部構造はオープンアーキテクチャを有し、前記回転可能レンチ、前記充填／排出バルブ、および前記安全バルブの全ての状態は、マイクロスイッチの状態と、前記少なくとも１つのカメラからのリアルタイムの画像との組み合わせを使用して感知および／または監視することができる視覚システムと、を含むツール燃料補給ツール構造を備える、燃料補給ツールを提供する。
前記センサは、マイクロスイッチであってもよく、１以上のマイクロスイッチからのフィードバックは、前記燃料補給作業中のその特定の時間の前記マイクロスイッチの状態である。
前記センサは、１以上のマイクロスイッチ、１以上のポテンショメータ、またはそれらの任意の組み合わせであってもよい。
本開示は、クライアント衛星に燃料補給するためのシステムであって、
ａ）サービサ宇宙機であって、
その近位端で前記サービサ宇宙機に取り付けられているロボットアームと、前記ロボットアームの遠位端に取り付けられているエンドエフェクタと、
前記クライアント衛星を前記サービサ宇宙機に固定して係留させるための係留装置と、
推進剤移送システムと、
推進剤カップリングであって、前記推進剤カップリングを通して前記クライアント衛星に推進剤を移送するための前記推進剤移送システムに連結されている前記エンドエフェクタに取り付けられている推進剤カップリングと、
センサシステムおよび前記少なくとも１つのカメラからのフィードバックに基づいて前記燃料補給作業を制御するために、前記ロボットアームと、前記エンドエフェクタと、前記推進剤移送システムと、前記燃料補給ツールと通信している制御システムと、
前記サービサ宇宙機と遠隔通信するための通信システムと、
が取り付けられているサービサ宇宙機と、
ｂ）前記サービサ宇宙機であって、
前記燃料補給ツールと、
１以上の安全バルブであって、燃料を前記安全バルブおよび充填／排出バルブに通す前の燃料補給中に前記充填／排出バルブに設置され、前記推進剤カップリングは、前記１以上の安全バルブに結合するように構成されており、前記１以上の安全バルブは、前記エンドエフェクタによってピックアップされ、前記エンドエフェクタに結合されるように構成されている、１以上の安全バルブと、
前記エンドエフェクタによってピックアップされ、前記エンドエフェクタに結合されるように構成されているサイト準備ツール一式であって、前記燃料補給ツールを受け入れるために前記クライアント衛星を準備するために選択されるタスクを行うように構成されているサイト準備ツールと、
前記エンドエフェクタによってピックアップされ、前記エンドエフェクタに結合されるように構成されている燃料補給サポートツール一式であって、前記安全バルブを受け入れるために前記充填／排出バルブを準備するように前記充填／排出バルブと係合するように構成されている燃料補給サポートツールと、
を収納している前記サービサ宇宙機と、
を備えているシステムを提供する。
ａ）サービサ宇宙機であって、
その近位端で前記サービサ宇宙機に取り付けられているロボットアームと、前記ロボットアームの遠位端に取り付けられているエンドエフェクタと、
前記クライアント衛星を前記サービサ宇宙機に固定して係留させるための係留装置と、
推進剤移送システムと、
推進剤カップリングであって、前記推進剤カップリングを通して前記クライアント衛星に推進剤を移送するための前記推進剤移送システムに連結されている前記エンドエフェクタに取り付けられている推進剤カップリングと、
センサシステムおよび前記少なくとも１つのカメラからのフィードバックに基づいて前記燃料補給作業を制御するために、前記ロボットアームと、前記エンドエフェクタと、前記推進剤移送システムと、前記燃料補給ツールと通信している制御システムと、
前記サービサ宇宙機と遠隔通信するための通信システムと、
が取り付けられているサービサ宇宙機と、
ｂ）前記サービサ宇宙機であって、
前記燃料補給ツールと、
１以上の安全バルブであって、燃料を前記安全バルブおよび充填／排出バルブに通す前の燃料補給中に前記充填／排出バルブに設置され、前記推進剤カップリングは、前記１以上の安全バルブに結合するように構成されており、前記１以上の安全バルブは、前記エンドエフェクタによってピックアップされ、前記エンドエフェクタに結合されるように構成されている、１以上の安全バルブと、
前記エンドエフェクタによってピックアップされ、前記エンドエフェクタに結合されるように構成されているサイト準備ツール一式であって、前記燃料補給ツールを受け入れるために前記クライアント衛星を準備するために選択されるタスクを行うように構成されているサイト準備ツールと、
前記エンドエフェクタによってピックアップされ、前記エンドエフェクタに結合されるように構成されている燃料補給サポートツール一式であって、前記安全バルブを受け入れるために前記充填／排出バルブを準備するように前記充填／排出バルブと係合するように構成されている燃料補給サポートツールと、
を収納している前記サービサ宇宙機と、
を備えているシステムを提供する。
本開示は、クライアント衛星の燃料補給を準備するためのサポートツール一式であって、
それぞれが特定の機能を有するツール一式であって、各ツールは、駆動軸と、その特定の機能のために構成されているツールセクションとを有するツール一式と、
前記ツール先端部一式のそれぞれが恒久的に取り付けられている共通ツール基部であって、
サービス側衛星に取り付けられているロボットアームの遠位端に取り付けられているエンドエフェクタによるロボット把持のために構成されている、その片側に把持インターフェースを有する筐体であって、前記把持インターフェースは、グラプル固定具を含み、前記筐体の他方側には、ツールが取り付けられて、前記ツールの前記駆動軸を受け入れるように構成されている筐体と、
前記ロボットアームの前記エンドエフェクタに配置されている駆動アクチュエータ機構を介して、任意のツール先端部の機能を実行するために使用される２つのツール機構駆動インターフェースであって、前記２つのツール機構駆動インターフェースのうちの１つは、前記サポートツールのそれぞれの特定のツール先端部を駆動するために使用され、第２の方は、前記ロボットアームによって把持されていない場合、前記共通基部を保持するための拘束収納機構を駆動するために使用される、２つのツール機構駆動インターフェースと、
ツール機能の作動のために、前記ツール機構駆動入力インターフェースの１つから前記ツール駆動軸にツール機構ギアトレインインターフェースを介して回転およびトルクを伝達する、前記筐体内に配置されているツール機構ギアトレインと、
拘束機構「能動的半部」であって、使用されておらず、前記エンドエフェクタから分離されている場合、前記拘束機構に前記共通基部を保持する際に使用するための前記第２ツール機構駆動インターフェースに連結されて駆動される拘束機構「能動的半部」と、を含む共通ツール基部と、を備えるサポートツール一式を提供する。
それぞれが特定の機能を有するツール一式であって、各ツールは、駆動軸と、その特定の機能のために構成されているツールセクションとを有するツール一式と、
前記ツール先端部一式のそれぞれが恒久的に取り付けられている共通ツール基部であって、
サービス側衛星に取り付けられているロボットアームの遠位端に取り付けられているエンドエフェクタによるロボット把持のために構成されている、その片側に把持インターフェースを有する筐体であって、前記把持インターフェースは、グラプル固定具を含み、前記筐体の他方側には、ツールが取り付けられて、前記ツールの前記駆動軸を受け入れるように構成されている筐体と、
前記ロボットアームの前記エンドエフェクタに配置されている駆動アクチュエータ機構を介して、任意のツール先端部の機能を実行するために使用される２つのツール機構駆動インターフェースであって、前記２つのツール機構駆動インターフェースのうちの１つは、前記サポートツールのそれぞれの特定のツール先端部を駆動するために使用され、第２の方は、前記ロボットアームによって把持されていない場合、前記共通基部を保持するための拘束収納機構を駆動するために使用される、２つのツール機構駆動インターフェースと、
ツール機能の作動のために、前記ツール機構駆動入力インターフェースの１つから前記ツール駆動軸にツール機構ギアトレインインターフェースを介して回転およびトルクを伝達する、前記筐体内に配置されているツール機構ギアトレインと、
拘束機構「能動的半部」であって、使用されておらず、前記エンドエフェクタから分離されている場合、前記拘束機構に前記共通基部を保持する際に使用するための前記第２ツール機構駆動インターフェースに連結されて駆動される拘束機構「能動的半部」と、を含む共通ツール基部と、を備えるサポートツール一式を提供する。
前記拘束機構は、前記共通基部に保持されている前記ツールを受け入れ、前記共通基部の前記拘束機構「能動的半部」と係合してロックするように構成されている受動的ロック機構を有する、前記サービス側宇宙機に固定されているレセプタクル筐体を備える。
前記共通基部および前記レセプタクル筐体は、前記レセプタクル筐体に前記共通基部を挿入してロックする作業中に、前記ロボットアームが前記共通基部を前記レセプタクル筐体に整列させることを視覚的に支援する視覚的手がかりを含む。
前記サポートツール一式は、それぞれが共通基部およびそれに取り付けられているツール先端部を含み、各ツール先端部は、特定の装置動作を有するサイト準備ツールを含んでもよく、前記ツール先端部共通構造は、前記共通基部にボルト固定されるように構成されているインターフェースを有する筐体と、前記２つの機構駆動インターフェースのうちの１つと係合するために前記共通基部に挿入される、前記筐体から延び出る部分を有する雌ねじ付き駆動軸と、前記筐体の内側に配置されている前記駆動軸の部分にねじ込み式に設置されている前進雄ねじ付きロッドと、前記共通構造の遠位端に配置されている一連の入力リンケージおよび一連の出力リンケージと、を含み、前記駆動軸の回転により、前記前進ねじ付きロッドの直線移動を引き起こし、これは次に一連の入力リンケージを動かし、これは次に前記装置の動作機構の一部を形成するピボット接続されている出力リンケージを任意のツール先端部の特定の点を中心に旋回させて、運動の方向に応じて、前記装置の動作機構を開閉させる。
前記装置の動作機構が、切断作用を提供するために前記出力ピボット接続出力リンケージの遠位端と一体的に形成されている一対の切断剪断機であるように、前記サポートツールは、サーマルブランケット剪断装置であってもよい。
前記装置の動作機構が、サーマルブランケット片を把持して取り除くための把持動作を提供するために前記出力ピボット接続出力リンケージの遠位端と一体的に形成されている一対のブランケットパドルであるように、前記サポートツールは、サーマルブランケットハンドリング装置であってもよい。
前記装置の動作機構が、ワイヤを把持して切断するための把持動作を提供するために前記出力ピボット接続出力リンケージの遠位端と一体的に形成されているワイヤリング把持機構を有する一対のワイヤカッタ剪断機であるように、前記サポートツールは、ワイヤカッタおよび把持ツールであってもよい。
前記サポートツール一式は、充填／排出バルブＢナットが取り外される際に生成されるクラッシュされたシールを取り除くためのクラッシュシール取り外しツールを含んでもよく、前記クラッシュシール取り外しツールは、前記共通基部とそれに取り付けられているクラッシュシール取り外しツール先端部とを含み、それに取り付けられているクラッシュシール取り外しツール先端部は、前記共通基部にボルト固定されるように構成されているインターフェースと、前記２つの機構駆動インターフェースのうちの１つを係合するように前記共通基部に挿入される部分を有する雌ねじ付き回転可能駆動軸と、前記雌ねじ付き駆動軸に部分的に入り、その中で相互に移動可能な雄ねじ付きプランジャとを含み、前記プランジャは、ピボット点と共にピボット接続されている一対のフレックスジョーリンケージを含む、遠位プランジャ面を有し、前記フレックスジョーリンケージは、それぞれ遠位フレックスジョー先端部を有し、前記フレックスジョーリンケージは、ツール先端基部構造に固定して取り付けられているケージの開口部を通って延び、前記駆動軸が回転すると、プランジャは後方へ移動して前記駆動軸に入り、前記プランジャが移動している間、前記フレックスジョーリンケージの前記ピボット点は前記プランジャと共に動き、前記フレックスジョー先端部を閉鎖および後退させ、前記充填／排出バルブのバルブ軸と接触し、前記充填／排出バルブ軸に沿って引き込み、前記フレックスジョー先端部は、前記充填／排出バルブ軸に対してプリロードされ、前記クラッシュシールに引っ掛かり、前記フレックスジョー先端部と前記遠位プランジャ面との間の前記ケージに閉じ込められているところで力によって緩められるまで引き込まれ、前記駆動軸の逆方向への回転は、前記フレックスジョー先端部を開き、前記プランジャ面を前方に押して前記クラッシュシールを前記ケージから押し出すことにより、前記ツール先端部から前記クラッシュシールを排出する。
前記サポートツール一式は、Ｂナット取り外しツールを含んでもよく、前記Ｂナット取り外しツールは、前記共通基部と、それに恒久的に取り付けられているＢナット取り外しツール先端部とを含み、前記Ｂナット取り外しツール先端部は、前記共通基部に恒久的に取り付けられているツール先端基部構造と、前記２つの機構駆動インターフェースのうちの１つと係合するための前記共通基部に挿入される部分を有する駆動軸と、前記駆動軸の遠位端に連結されているばねレンチフィンガと、前記ばねフィンガの近位端で前記ばねレンチフィンガへのキー接続を有して、前記駆動軸の回転軸に沿った運動のみを可能にするコレットと、を含み、前記コレットは、前記コレットの外径にスロットを有し、ピンキャリア筺体に包囲され、前記スロット内を延びる前記ピンキャリア筺体に取り付けられているカムピンを含み、前記ピンキャリア筺体は、ラチェットディスクと前記先端基部構造との間のキー機構によって前記ラチェットディスクの回転が制限されている、プリロードばねによってラチェットディスクインターフェースにて前記ピンキャリア筐体に対してプリロードをかけることを介して前記ラチェットディスクによる回転から遅延し、前記ピンキャリア筺体が前記駆動軸とともに回転するために、前記ピンスロットの端部が前記コレットに強制的に前記ばねフィンガを前記Ｂナット上で前記Ｂナットの六角機構に抗して閉鎖させ、継続的な駆動軸の回転が前記ピンキャリア筺体の回転を引き起こすまで、前記コレットは、前記ピンスロットの前記カムピンによって駆動されながら軸方向前方へと動かなければならず、前記ラチェットディスクインターフェースのプリロードばねのプリロード力が克服されて、ランプ機構を有する前記ピンキャリア筐体表面がランプ機構を有する前記ラチェットディスク表面上で繰り返し摺動することを可能にしながら、前記コレットは前記ばねフィンガおよびＢナットを取り囲んでおり、これにより、ＦＤＶから前記Ｂナットのねじを外し、前記駆動軸の回転を逆転させることにより前記コレットを後退させ、前記ばねフィンガが開くことを可能にして、前記Ｂナットはもはや含まれなくなり、廃棄できるようになる。
ここで、衛星ＦＤＶの遠隔操作のための機構の実施形態を、ほんの一例として、以下の図面を参照して説明する。
ＦＤＶブラケット５２上のＦＤＶ５４の典型的な配置を示している。
機構Ａ１２を介してＦＤＶの位置合わせが発生する領域である、トルク反作用平面５８を含む領域におけるＦＤＶの下側本体５６を通る断面図である。
ＦＤＶ５４の側面図を示している。
ＦＤＶの個々の機構を示している。
バルブをキャップするコンポーネントを示している。
燃料補給準備中の、ＦＤＶ５４に整列し、位置合わせされている燃料補給ツール１０の斜視図である。
燃料補給準備中の、ＦＤＶ５４に整列し、位置合わせされている燃料補給ツール１０の斜視図である。
機構Ａ１２の斜視図である。
顎部１２１、ローラ１２３、および把持部１２５の配置を示すために部分的に断面化されている下面の図である。
張力アセンブリ１１３および駆動リンク１１６、ロッカ１１７および接続リンク１１８を含む、機構Ａ１２の断面図である。
張力アセンブリ１１３および駆動リンク１１６、ロッカ１１７および接続リンク１１８を含む、機構Ａ１２の断面図である。
張力アセンブリ１１３および駆動リンク１１６、ロッカ１１７および接続リンク１１８を含む、機構Ａ１２の断面図である。
機構Ａ１２の適合性を集合的に実証しており、機構Ａに固有のセルフセンタリング動作を示す一連の画像であり、バルブ本体３２およびトルク反作用平面３４への接触指１２６の最終着座前の初期の大きい横方向のオフセットが修正されている。
機構Ａ１２の適合性を集合的に実証しており、平行および鉛直の向きの両方で小さなバルブ本体３２での閉鎖構成を示している。
機構Ａ１２の適合性を集合的に実証しており、平行および鉛直の向きの両方で小さなバルブ本体３２での閉鎖構成を示している。
機構Ａ１２の適合性を集合的に実証しており、大きなバルブ本体３２での閉鎖構成を示している。
機構Ａ１２の適合性を集合的に実証しており、大きなバルブ本体３２での閉鎖構成を示している。
平行および鉛直の構成の両方でより大きなバルブ本体での閉鎖構成を示している。
平行および鉛直の構成の両方でより大きなバルブ本体での閉鎖構成を示している。
機構Ｂ１１４の斜視図である。
機構Ｂ１１４の斜視図である。
Ｂ１アクチュエータ取り付け配置の詳細を示す分解組立図である。
機構Ｂ１１４の正射影図である。
全ての回転中心を通る折り畳み断面である。
レンチ閉鎖の自動停止機構に関連するばねプランジャを示す機構Ｂ１の断面図である。
レンチ閉鎖の自動停止機構に関連するばねプランジャを示す機構Ｂ１の断面図である。
レンチ閉鎖の自動停止機構に関連するばねプランジャを示す機構Ｂ１の断面図である。
機構Ｂ１のギアトレインを示している。
コンプライアンス機構１６の斜視図である。
機構Ｂ１１４との関係を含むコンプライアンス機構１６の斜視図である。
コンプライアンス機構１６の正射影図である。
コンプライアンス機構１６の正射影図である。
コンプライアンス機構１６の正射影図である。
機構Ｂ２１８の斜視図である。
コンプライアンス機構１６との関係を含む機構Ｂ２１８の斜視図である。
機構Ｂ２１８の正射影図である。
機構Ｂ２１８の正射影図である。
機構Ｂ２１８の断面図である。
機構Ｂ２１８の断面図である。
時計回りおよび反時計回りの移動限界でのコンプライアンス機構１６および機構Ｂ１１４を有する機構Ｂ２１８を示している。
時計回りおよび反時計回りの移動限界でのコンプライアンス機構１６および機構Ｂ１１４を有する機構Ｂ２１８を示している。
機構Ｃ２０の斜視図である。
機構Ｂ２１８との関係を含む機構Ｃ２０の斜視図である。
機構Ａ１２が機構Ｃ２０に付設している領域を表す機構Ｃ２０の異なる斜視図を示している。
安全バルブを示している。
安全バルブの内部コンポーネントを概念的に示している。
機構Ｄ２２の斜視図を示している。
機構Ｃ２０との関係を含む機構Ｄ２２の異なる斜視図を示している。
機構Ｄ２２の分解組立図である。
機構Ｄ２２の分解組立図である。
トランスミッション２６の分解組立図である。
入力ギアスタックを通る断面を示す図２２Ｂを有する、トランスミッション２６の上面図である。
トランスミッション２６内の４層のギアのそれぞれを示している。
トランスミッション２６内の４層のギアのそれぞれを示している。
トランスミッション２６内の４層のギアのそれぞれを示している。
トランスミッション２６内の４層のギアのそれぞれを示している。
上部プレート４７９の下の燃料補給ツール１０の断面図である。
燃料補給ツール１０の上面図であり、破断面が第１回転入力軸５０２のためのトランスファギア５０８を見せている。
入力ギア４５４およびクイル軸５０９を見せているトランスミッション２６の断面図であり、さらなる破断面が、トランスミッションリードねじ４８４を示している。
本明細書に記載の全ての整備タスクを実行するために適切に装備されているロボットエンドエフェクタの概念を示している。
燃料補給のためにクライアント衛星を準備するため、サービサ宇宙機によって使用される様々な独立したサポートツールの斜視および断面図を示している。
燃料補給のためにクライアント衛星を準備するため、サービサ宇宙機によって使用される様々な独立したサポートツールの斜視および断面図を示している。
燃料補給のためにクライアント衛星を準備するため、サービサ宇宙機によって使用される様々な独立したサポートツールの斜視および断面図を示している。
燃料補給のためにクライアント衛星を準備するため、サービサ宇宙機によって使用される様々な独立したサポートツールの斜視および断面図を示している。
燃料補給のためにクライアント衛星を準備するため、サービサ宇宙機によって使用される様々な独立したサポートツールの斜視および断面図を示している。
燃料補給のためにクライアント衛星を準備するため、サービサ宇宙機によって使用される様々な独立したサポートツールの斜視および断面図を示している。
燃料補給のためにクライアント衛星を準備するため、サービサ宇宙機によって使用される様々な独立したサポートツールの斜視および断面図を示している。
燃料補給のためにクライアント衛星を準備するため、サービサ宇宙機によって使用される様々な独立したサポートツールの斜視および断面図を示している。
燃料補給のためにクライアント衛星を準備するため、サービサ宇宙機によって使用される様々な独立したサポートツールの斜視および断面図を示している。
左側パネルに斜視図を示し、右側のパネルにブランケットカッタツール６５０を含むサイト準備ツール先端部の断面図を示している。
左側パネルに斜視図を示し、右側のパネルにブランケットハンドリングツール６５２を含むサイト準備ツール先端部の断面図を示している。
左側パネルに斜視図を示し、右側のパネルにワイヤカッタツール６５４を含むサイト準備ツール先端部の断面図を示している。
燃料補給前にＦＤＶのＢナットを取り外すために使用されるＢナット取り外しツール先端部の斜視図を示し、左側パネルは完全に組み立てられたツールを示し、右側パネルは部分的に分解されたツールを示して内部コンポーネントのいくつかを示している。
左側パネルに部分的な斜視図を示し、ＦＤＶと係合する前のＢナット取り外しツール先端部の斜視図から取られた全断面図を示している。
左側パネルに部分的な斜視図を示し、一旦ＦＤＶ上のＢナットと係合してからの運動の段階中のＢナット取り外しツール６０８の斜視図から取られた全断面図を示している。
左側パネルに部分的な斜視図を示し、一旦ＦＤＶ上のＢナットと係合してからの運動の段階中のＢナット取り外しツール６０８の斜視図から取られた全断面図を示している。
左側パネルに部分的な斜視図を示し、一旦ＦＤＶ上のＢナットと係合してからの運動の段階中のＢナット取り外しツール６０８の斜視図から取られた全断面図を示している。
左側パネルに部分的な斜視図を示し、一旦ＦＤＶ上のＢナットと係合してからの運動の段階中のＢナット取り外しツール６０８の斜視図から取られた全断面図を示している。
クラッシュシールの取り外しのためのクラッシュシール取り外しツール先端部７００の斜視図である。
クラッシュシール取り外しツール先端部７００の様々な立面図（上側パネル）および断面線に沿って取られた関連する断面図（下側パネル）を示している。
クラッシュシール取り外しツール先端部７００の様々な立面図（上側パネル）および断面線に沿って取られた関連する断面図（下側パネル）を示している。
クラッシュシール取り外しツール先端部７００の様々な立面図（上側パネル）および断面線に沿って取られた関連する断面図（下側パネル）を示している。
クラッシュシール取り外しツール先端部７００の様々な立面図（上側パネル）および断面線に沿って取られた関連する断面図（下側パネル）を示している。
関連するツール拘束レセプタクルの上に配置されているツール拘束機構の実施形態の斜視図である。
ツール拘束機構の図５１からの断面図である。
ツール拘束機構の図５１からの断面図である。
燃料補給されるクライアント衛星に係留しているサービサ衛星を示す系統図であり、サービサ衛星に隔離されているＦＤＶにアクセスするために必要な様々なサポートツールを示している。
ロボットツールの動作を制御するために使用されてもよいコンピュータ制御システムの非限定的な例示的な例を示している。
燃料補給作業中にサービサ宇宙機８０がクライアント衛星８１と係合している際にサービサ宇宙機８０によって取られるステップを詳細に説明するブロックフローチャートである。
燃料補給作業中にサービサ宇宙機８０がクライアント衛星８１と係合している際にサービサ宇宙機８０によって取られるステップを詳細に説明するブロックフローチャートである。
本開示の様々な実施形態および態様が、以下で論じる詳細を参照して説明される。以下の説明および図面は、本開示の例示であり、本開示を限定するものとして解釈されるものではない。図面は、必ずしも縮尺通りではない。本開示の様々な実施形態の十分な理解を提供するために、多数の特定の詳細が説明されている。しかしながら、特定の例において、本開示の実施形態の簡潔な議論を提供するために、周知のまたは従来の詳細は記載されていない。
本明細書で使用される場合、「comprises（備える）」および「comprising（備える）」という用語は、包括的で制限がなく、排他的ではないと解釈されるものである。具体的には、特許請求の範囲を含む本明細書で使用される場合、「comprises（備える）」および「comprising（備える）」という用語およびそれらの変形態様は、特定の機構、ステップ、またはコンポーネントが含まれることを意味する。これらの用語は、他の機構、ステップ、またはコンポーネントの存在を除外するものと解釈されるものではない。
本明細書で使用される場合、「exemplary（例示的）」という用語は、「例、実例、または図として機能すること」を意味し、本明細書に開示される他の構成よりも好ましいまたは有利であると解釈されるべきではない。
本明細書で使用される場合、「about（約）」および「approximately（およそ）」という用語は、粒子、混合物の組成、または他の物理的特質または特徴の寸法範囲と併せて使用されると、平均してほとんどの寸法が満たされているが、統計的には寸法がこの領域外に存在し得る実施形態を除外しないように、寸法の範囲の上限および下限に存在し得るわずかな変動をカバーすることを意味する。これらのような実施形態を本開示から除外することは意図していない。
ＦＤＶ作業現場、５０
図１、図１Ａ、および図１Ｂは、最小間隔でのＦＤＶ５４の典型的な幾何学的配置を示している。図１Ａには配置が示されており、ＦＤＶの第１対は垂直に整列して２．２５インチ離れ、ＦＤＶの第２対も垂直に整列して２．２５インチ離れている。第１および第２の垂直に整列した対は、対称的な千鳥状パターンで水平に２インチ間隔を空けている。各ＦＤＶバルブ本体５６の基部および取り付けねじ頭のレベルより上に、一対のトルク反作用平面５８があり、平面間の中央平面が３つの取り付けねじのうちの１つと整列していることに留意する。図１Ａに示すように、充填排出バルブ５８の狭い間隔は、制限されたアクセスエンベロープを作り出し、これを通して、ＦＤＶ５８の機構にアクセスするためにサービスロボットアームの燃料補給ツールを位置付けることができる。図１Ｃは、ＦＤＶ５４の関連機構、すなわちＢナット６４（バルブアクセスキャップとも知られている）、作動ナット６２、トルク反作用平面５８を有するバルブ本体５６、取り付けフランジ６６、および設置時に完成する溶接接続６８の要点を示している。図１Ｄは、ＦＤＶニップル７０と、バルブ、Ｂナット６４、およびクラッシュシール７０２をキャップするコンポーネントとを示すＦＤＶの分解図である。
図１、図１Ａ、および図１Ｂは、最小間隔でのＦＤＶ５４の典型的な幾何学的配置を示している。図１Ａには配置が示されており、ＦＤＶの第１対は垂直に整列して２．２５インチ離れ、ＦＤＶの第２対も垂直に整列して２．２５インチ離れている。第１および第２の垂直に整列した対は、対称的な千鳥状パターンで水平に２インチ間隔を空けている。各ＦＤＶバルブ本体５６の基部および取り付けねじ頭のレベルより上に、一対のトルク反作用平面５８があり、平面間の中央平面が３つの取り付けねじのうちの１つと整列していることに留意する。図１Ａに示すように、充填排出バルブ５８の狭い間隔は、制限されたアクセスエンベロープを作り出し、これを通して、ＦＤＶ５８の機構にアクセスするためにサービスロボットアームの燃料補給ツールを位置付けることができる。図１Ｃは、ＦＤＶ５４の関連機構、すなわちＢナット６４（バルブアクセスキャップとも知られている）、作動ナット６２、トルク反作用平面５８を有するバルブ本体５６、取り付けフランジ６６、および設置時に完成する溶接接続６８の要点を示している。図１Ｄは、ＦＤＶニップル７０と、バルブ、Ｂナット６４、およびクラッシュシール７０２をキャップするコンポーネントとを示すＦＤＶの分解図である。
取付穴のパターンは等間隔で配置されているため、各ＦＤＶは３つの可能性のある向きのうちの１つで取り付けられることができ、最終的な取り付け構成は記録事項ではない。その結果、各バルブ例においてトルク反作用平面の３つの可能性のある向きが存在する。３つの可能性のある向きのそれぞれは、初期設置時の技術者にとっては満足のいくものであるだろうが、一部は他よりも扱いにくいこともあるため、可能性が低いとはいえ、可能である。４つの場所のそれぞれにおける可能性のある各向きを詳細に調べると、自動システムは、燃料補給ツールの接近方向に平行か垂直かいずれかであるトルク反作用平面に適応できなくてはならないことを明らかにする。いずれかの可能性ではなく、これら２つの相対的な向きの一方のみに頼ると、結果的に、システムは、可能性のあるいかなる設置構成におけるいかなるバルブのトルク反作用平面も確実に把持することができなくなる。
また、示されている配置には２つの別々の設計のバルブがあり、バルブ本体の径と平面を横切る寸法の両方が２つの設計間で異なるということに留意する。これは、異なるサイズのねじ山接続を採用することによって、２つのバルブサイズによって実際に燃料回路と酸化剤回路とが区別される二元推進剤システムの典型であり、このような区別は、発射台で燃料注入の際に、酸化剤回路に燃料ラインを取り付けること、またはその逆によって、偶発的な混合のわずかな危険性をさらに減少させるものである。これは、機構Ａ１２にさらなる課題を提示し、機構Ａ１２の機能は、バルブ本体と位置合わせアライメントを行い、バルブ本体および反作用平面にクランプすることであり、そうすることで、レンチ回転機構によってかけられるトルクは、バルブ本体で反作用を受けることができ、ＦＤＶ取り付けブラケットまたは溶接チューブ接続６８への伝達を防止できるようになる。
燃料補給ツール視覚システムベースオープンアーキテクチャ、４０
保険可能とするためには、単一の障害点によって任務の成功が妨げられないことが必要である。そのため、燃料補給ペイロードのロボットオペレータは、各タスクが正常に完了したことを確認できること、または劣化状態下で任務を継続する能力を持つことができなくてはならない。
保険可能とするためには、単一の障害点によって任務の成功が妨げられないことが必要である。そのため、燃料補給ペイロードのロボットオペレータは、各タスクが正常に完了したことを確認できること、または劣化状態下で任務を継続する能力を持つことができなくてはならない。
燃料補給作業は、以下の２つのシナリオに分類できる。
１．例えば以下のようなＦＤＶへの燃料補給ツール（ＲＴ）１０の初期アライメント。
・外部カメラを使用することで、遠隔オペレータまたは自動制御システムが、ＲＴを保持しているロボットアームの運動を作業現場での開始状態、すなわちＲＴが宇宙機デッキにタッチダウンすることへと導く手助けをするように支援すること。
２．例えば以下のようなＦＤＶ上にある状態でのツールの作業。
・ＦＤＶのＢナットまたは作動ナットを使用してツール反作用機構の垂直アライメントを識別すること。
・ツール反作用機構がＦＤＶのＢナットまたは作動ナットと係合している時を識別し、ＦＤＶ機構が実際に回転したことを確認すること。
１．例えば以下のようなＦＤＶへの燃料補給ツール（ＲＴ）１０の初期アライメント。
・外部カメラを使用することで、遠隔オペレータまたは自動制御システムが、ＲＴを保持しているロボットアームの運動を作業現場での開始状態、すなわちＲＴが宇宙機デッキにタッチダウンすることへと導く手助けをするように支援すること。
２．例えば以下のようなＦＤＶ上にある状態でのツールの作業。
・ＦＤＶのＢナットまたは作動ナットを使用してツール反作用機構の垂直アライメントを識別すること。
・ツール反作用機構がＦＤＶのＢナットまたは作動ナットと係合している時を識別し、ＦＤＶ機構が実際に回転したことを確認すること。
オペレータは、各タスクを感知するために最少で２つの選択肢を常に有するべきであり、これにより、以下が実現される。
・カメラビューで見たものが二次的情報源、すなわち、トルク測定値、回転数、スイッチ、ロボットアームフォースモーメントセンサ（ＦＭＳ）出力等、によってサポートされているという信頼性をオペレータに提供する。
・規準外状態（照明、障害、カメラ異常、反射）において、追加情報がすぐに利用可能となる。
・カメラビューで見たものが二次的情報源、すなわち、トルク測定値、回転数、スイッチ、ロボットアームフォースモーメントセンサ（ＦＭＳ）出力等、によってサポートされているという信頼性をオペレータに提供する。
・規準外状態（照明、障害、カメラ異常、反射）において、追加情報がすぐに利用可能となる。
実施されたトレード研究に基づくと、ターゲットＦＤＶへのアライメントを確認する唯一の信頼できる方法は視覚的表示を通してであるため、アライメント作業中の基本的な主要感知はカメラであると明らかになった。これは、オープンアーキテクチャソリューションへと導き、これにおいてはＦＤＶの周囲のツールボリュームはオープンなままとされて、カメラビューのアクセスを可能とする。補完的ツールで適切に実装された場合、ＦＤＶへの燃料補給ツールの初期アライメントを確実にするための同じ燃料補給ツール視覚システムベースのソリューションは、ＦＤＶの状態を継続的に監視するために理想的である。
本開示は、燃料補給ツールの様々なアクセス、アライメント、クランプ動作、およびＦＤＶのＢナットおよび作動ナットの回転状態を実証できることを実証するためのオペレータフィードバックの主な情報源としての燃料補給ツール視覚システムベース感知のための主要要求事項を中心に設計されており、初期の粗いアライメントおよび位置合わせの準備、バルブ本体とトルク反作用平面への位置合わせの成功、回転と高さの両方での六角形機構への初期レンチ位置合わせ、六角機構の回転の成功、安全バルブ捕捉の確認、安全バルブカップリングナットのＦＤＶへの初期アライメント、接触確認の包含、およびＦＤＶねじ山接続での安全バルブカップリングナットの前進の確認を含むが、これらに限定されない。
対地同期軌道での燃料補給ツール視覚システムベース感知の実施には、タスク、環境、および軌道への旅程に適したカメラが必要となる。ビデオ装置は、極端な温度範囲、放射線被曝、および環境の他の側面に対して敏感である傾向にあり、本用途への適合性を実証するために広範囲に及ぶ品質保証試験を必要とする。ほとんどのビデオ装置は、民生用または産業用用途向けに設計されており、対地同期環境の要求事項を満たすために、追加のシールドおよび／または材料置換のための再パッケージングまたは再加工が必要となる。つまり、設計に使用できる適格なビデオ装置の範囲は限られており、特にハンドヘルドコンピュータにおいて一般に存在している高度に小型化されたビデオ装置は、現在でも、予測できる将来でも、対地同期軌道での使用に適しそうにない。適格な装置は、消費者市場におけるそれらに同等の対応するものと比べて大きくなる傾向にある。
複数のビデオストリームを管理することもその環境内では難易度が高く、そのタスクのために特別に作られたビデオ切り替え装置を必要とし、その結果、多数のカメラを伴ういかなるアプローチに対しても他のオーバーヘッドとなる。このように、この設計は単一動作カメラビューに基づいており、単一カメラビューが完全冗長バックアップを有する必要があるという重大な特質を持っている。
カメラビューの動作を設計することは、ＦＤＶ機構をいつでも見ることができ、ビューが遮られたり、過度に影になったりすることがないように、ターゲットＦＤＶに対してほぼ完全に画像のバックグラウンドで動作しなくてはならない装置へと直接的に導かれる。この理由から、例えば、カメラビューの奥側からオープンエンドレンチを使用してねじると、ソケットを使用して上からねじるよりも有利である。
本開示は、図２および図２Ａに示されている。典型的なＦＤＶブラケット５２上に対称的なパターンで配置されている４つのＦＤＶ５４のうちの１つを整備するプロセスにおいて燃料補給ツール１０が描かれている。４つのＦＤＶ５４のうちの１つは、燃料補給作業の途中で示され、Ｂナットが取り外され、安全バルブ３５０が取り付けられようとしているところであることに留意する。カメラシールド４６の下のカメラ４２は、各カメラが作業現場および燃料補給ツールとターゲットＦＤＶとの間の全ての相互作用の全景を有するように、カメラブラケット４４に配置されている。代替的には、主要および冗長カメラの対を単レンズとビームスプリッタで実装することもでき、このようにして、各カメラが他のカメラのために妥協したビューを持つというよりも、各カメラに理想的なビューを提供する。
示されているカメラは、より広い意味での視覚システムを表している。燃料補給ツール視覚システムの全体は、人間のオペレータを対象とした単一カメラのように単純であってもよいし、自動化機械視覚基部システムにより適したカメラ、ライダー、およびレーザ距離計を含むがこれらに限定されない光学センサ一式を備えてもよい。加えて、単一カメラを、ロボットアーム上の他のツールまたは装置によって行われる詳細な光学的調査と併せて使用されてもよく、そのようにして、カメラビューは、コンピュータ生成３Ｄレンダリング内のターゲットＦＤＶにツール位置を関連付ける。この意味で、燃料補給ツール視覚システムベースアーキテクチャは、燃料補給作業の連続的な状態を実証するために人間または機械のオペレータと併せて使用される任意の光学システムを包含している。
また、図２で見られるのは、４つの接触球４９０であり、２つのタッチダウンロッド４９１および２つのタッチダウンアーム４９２に１つずつあり、タッチダウンロッドの１つはカメラブラケット４４に取り付けられ、もう一方はタッチダウンブラケット４９３に取り付けられており、接触球の目的はロボットアーム８４内の力／モーメントの感知および制御または他の手段を介して、燃料補給ツールとＦＤＶブラケット５２との間の接触を示すためである。示されている接触球、タッチダウンロッドおよびアームは、タッチダウン感知の手段を表すものであり、代替的には、近接感知および直接または間接手段のいずれかによるスイッチの機械的作動による感知を含むがこれらに限定されない他の技術を採用することもできる。
図２Ａは、燃料補給ツールエンドエフェクタインターフェース５００の要素、すなわち、把持固定具５０１、第１回転入力軸５０２、第２回転入力軸５０３、電気コネクタ５０４、およびクイック接続ニップル５０５も示している。燃料補給ツールは、基本的に、それぞれが特定の機能を有する機構の集合、すなわち、バルブ本体５６とトルク反作用平面５８に位置合わせおよびクランプするための機構Ａ１２、レンチを開閉するための機構Ｂ１１４、レンチの回転のための機構Ｂ２１８、回転レンチの高さ調整のための機構Ｃ２０、および燃料補給システムをターゲットＦＤＶのニップルに接続するための機構Ｄ２２で構成されている。各機構は１つの独立した作動を必要とするが、機構Ｄは例外で２つ必要とする。
レンチを開閉するための機構Ｂ１は、レンチを回転させるための機構Ｂ２に従属的に取り付けられており、これは、次に、レンチを上昇させるための機構Ｃに取り付けられている。バルブ本体への位置合わせとクランプのための機構Ａも機構Ｃに取り付けられている。この下部構造はトルク反作用ループを形成し、レンチを回転させることによって誘発されるトルクが、必要に応じてトルク反作用平面を介してバルブ本体で反作用を受けることを確実にする。この下部構造は、燃料補給送達システムおよび燃料補給ツール上部プレート４７９を含む機構Ｄに接続され、サイドプレート４８３へのボルトおよびピン接続によるエンドエフェクタインターフェースを含み、このようにして、燃料補給ツールアセンブリの全体または構造を形成する。
多数の別々に制御される作動を必要とすることは、特に、それぞれが個別のアクチュエータを必要とする場合、個別のアクチュエータのドライブエレクトロニクスがロボットアームにあり、関連する相互接続がロボットアームおよび燃料補給ツールのエンドエフェクタの電気コネクタを個別に通過し得るため、この設計アプローチにとって不利とみなされることもある。
ロボットアームのエンドエフェクタは、全燃料補給運用概念で使用されるツールの大部分が収納と収納解除のために１つのツール駆動入力と、機構の動作のために第２ツール駆動入力とが必要となる受動的な外部駆動装置であるため、最適には２つの外部ツール駆動部を有しており、受動ツール（以下で説明されるサイト準備および燃料補給サポートツール）は、サーマルブランケットの切断および操作、ロックワイヤの切断および除去、ならびにＢナットおよびクラッシュシールの除去をするものを含むが、これらに限定されない。
個別のアクチュエータ、関連するドライブエレクトロニクス、および分離可能な電気的相互接続の数を最小限にするために、燃料補給ツールエンドエフェクタインターフェースに隣接して移動可能に配置されているトランスミッション２６を使用して、第１エンドエフェクタ回転駆動軸５０２を、機構Ａ、機構Ｂ２、機構Ｃ、および機構Ｄに１つずつである４つの個別出力の１つに対して選択的に向ける。第２エンドエフェクタ回転駆動軸５０３は、伝達装置を作動させるために使用され、この作動は、第１ツール駆動入力に接続する機構をどれにするかを選択するためのものである。動力伝達装置は、任意選択で、燃料補給ツールの収納および収納解除等の燃料補給ツール内での追加の作動を行うための追加の機構を含んでもよい。
前述の各機構、および本開示の他の要素は、以下の段落でさらに説明される。
機構Ａ、位置合わせおよびクランプ、１２
図３Ａ、図３Ｂ、ならびに図４Ａおよび図４Ｂを参照すると、機構Ａは、下側スラスト玉軸受１０３と上側スラスト針状ころ軸受１０４との間にサポートされている入力軸１０２の時計回りの回転によって閉鎖運動で駆動され、前者はクランプする機構Ａによって誘発される高いスラスト負荷のために選択され、後者は自由空間を通じて完全な開放位置に機構を駆動することに関与する比較的低いスラスト負荷のために選択されている。時計回りの回転は、張力筺体１０５、リードナット１０６、クロスピン１０８を有するピストン１０７、ばね１０９、スペーサ１１０および１１１、エンドキャップ１１２、およびリニア軸受レール１１４を備える張力アセンブリ１１３の上向き運動を誘発する。クロスピン１０８は、張力筺体１０５の両側のスロットを通過する。機構Ａフレーム１２８に取り付けられているリニア軸受ブロック１１５は、張力アセンブリ１１３の運動をガイドし、入力軸１０２とのアライメントを維持する。エンドキャップ１１２とピストン１０７との間に配置されているばね１０９は、機構の残部がバルブ本体に接触して動きが停止した後、張力アセンブリの継続的な上向き運動を可能にし、このような継続的な運動は、ばねを圧縮して所定のレベルのクランプ負荷を生み出すために使用される。
図３Ａ、図３Ｂ、ならびに図４Ａおよび図４Ｂを参照すると、機構Ａは、下側スラスト玉軸受１０３と上側スラスト針状ころ軸受１０４との間にサポートされている入力軸１０２の時計回りの回転によって閉鎖運動で駆動され、前者はクランプする機構Ａによって誘発される高いスラスト負荷のために選択され、後者は自由空間を通じて完全な開放位置に機構を駆動することに関与する比較的低いスラスト負荷のために選択されている。時計回りの回転は、張力筺体１０５、リードナット１０６、クロスピン１０８を有するピストン１０７、ばね１０９、スペーサ１１０および１１１、エンドキャップ１１２、およびリニア軸受レール１１４を備える張力アセンブリ１１３の上向き運動を誘発する。クロスピン１０８は、張力筺体１０５の両側のスロットを通過する。機構Ａフレーム１２８に取り付けられているリニア軸受ブロック１１５は、張力アセンブリ１１３の運動をガイドし、入力軸１０２とのアライメントを維持する。エンドキャップ１１２とピストン１０７との間に配置されているばね１０９は、機構の残部がバルブ本体に接触して動きが停止した後、張力アセンブリの継続的な上向き運動を可能にし、このような継続的な運動は、ばねを圧縮して所定のレベルのクランプ負荷を生み出すために使用される。
張力アセンブリの垂直の運動は、駆動リンク１１６、ロッカアーム１１７、および接続リンク１１８を介してプッシュロッド１１９の水平運動を誘発し、駆動リンク１１６は、クロスピン１０８に接続されている。プッシュロッド１１９は、機構Ａフレーム１２８内に含まれるブッシング１２０内へとガイドされる。機構Ａフレーム１２８は、機構Ａ取り付けインターフェース１２９を介して燃料補給ツール１０をＦＤＶ軸６０に整列させるための構造的フレームワークを形成する。
機構Ａ顎部１２１は、本体１２８内に収容されているピボット１２２を中心に回転し、プッシュロッド１１９への接続によってローラブラケットがターゲットＦＤＶに向かって前方へと駆動されるため、ローラブラケット１２４内に含まれるローラ１２３によって対称的に閉じるように駆動される。ローラ１２３は、ローラが顎部を閉鎖方向および開放方向の両方に駆動するように、顎部１２１内の閉鎖スロットの中で転がり、閉鎖スロットは、センタリングに分配されたストローク領域で高速で、その後クランプすることに費やされるストローク領域内でははるかにゆっくりとなる閉鎖運動を生み出すように形作られ、この後者の領域は、様々なサイズと向きのＦＤＶ本体に対応するように設計されている。クランプすることに費やされるこのストローク領域内でのゆっくりとなる閉鎖運動は、ローラブラケット１２４により良好な機械的メリットを提供する。
顎部１２１はそれぞれ、およそ１０度の間を自由に回転する２つの把持部１２５を備えている。各把持部は２つの接触指１２６を有し、顎部がＦＤＶ５４の基部の周辺で閉じると、各把持部の１つの指が円筒面に接触し、もう一方がバルブ本体５６のトルク反作用平面５８に接触する。この配置は、把持部が２つの異なる向きでバルブ本体の径の範囲周辺で閉じることを可能にし、図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃ、図５Ｄ、図５Ｅ、図５Ｆ、および図５Ｇに描かれているように、トルク反作用平面は機構Ａプッシュロッドに平行で、トルク反作用平面は機構Ａプッシュロッドに垂直な状態となる。
張力アセンブリ１１３に取り付けられている主要および冗長マイクロスイッチ１２７は、ばね１０９が所望の圧縮に達したら、状態を閉鎖から開放に変化させ、スイッチは、ラッチされた状態をオペレータに通知する。
機構Ｂ１、レンチ閉鎖／開放、１４
図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃ、図７Ａ、図７Ｂ、図８Ａ、および図８Ｂを参照すると、機構Ｂ１は、平行ねじクランプ配置において、対向する端部に右ねじと左ねじとを有するツインリードねじ１５０に基づくレンチ開閉装置であり、同様の方向のねじ山がアセンブリの各側にあり、アクチュエータ側に右ねじがあるようになっている。それぞれが２つの同様の方向のリードナット１５５を収容する２つのレンチ顎部１５４が、機構Ｂ１の各側の対応するリードねじのねじ山に取り付けられており、レンチ顎部がＦＤＶ軸６０と交差する位置がリードねじの中心によって形成される線上にあるようにレンチ顎部は構成されている。各リードナット１５５は、ナットクランプ１５６によって保持され、リードナットは、レンチ顎部の平行配置を確立するために、初期設定中にレンチ顎部およびナットクランプ内で自由に回転する。その後、リードナットは、ナットクランプ、リードナット、およびレンチ顎部を通る穴をドリルで開け、ロッキングピン１５７を取り付けることにより、回転がロックされる。
図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃ、図７Ａ、図７Ｂ、図８Ａ、および図８Ｂを参照すると、機構Ｂ１は、平行ねじクランプ配置において、対向する端部に右ねじと左ねじとを有するツインリードねじ１５０に基づくレンチ開閉装置であり、同様の方向のねじ山がアセンブリの各側にあり、アクチュエータ側に右ねじがあるようになっている。それぞれが２つの同様の方向のリードナット１５５を収容する２つのレンチ顎部１５４が、機構Ｂ１の各側の対応するリードねじのねじ山に取り付けられており、レンチ顎部がＦＤＶ軸６０と交差する位置がリードねじの中心によって形成される線上にあるようにレンチ顎部は構成されている。各リードナット１５５は、ナットクランプ１５６によって保持され、リードナットは、レンチ顎部の平行配置を確立するために、初期設定中にレンチ顎部およびナットクランプ内で自由に回転する。その後、リードナットは、ナットクランプ、リードナット、およびレンチ顎部を通る穴をドリルで開け、ロッキングピン１５７を取り付けることにより、回転がロックされる。
Ｂ１の作動が他の機構の運動から、最も注目すべきは、レンチの回転から独立する必要があることは、Ｂ１作動軸の運動の複雑性と相まって、この機構の個別のアクチュエータに十分な正当性を提供する。
機構Ｂ１筺体１５２およびＢ１カバー１５３は、軸受１７２を介して各リードねじの中央ギア１５１を各筐体およびカバーに１つずつ取り囲んで配置し、アイドラ軸１７３およびアイドラ軸受１７４を介して２つのアイドラギア１５８を取り囲んで配置する。Ｂ１駆動入力ギア１５９は、カバー内で隣り合って配置されている一対の軸受１７２を介してサポートされ、その結果、駆動入力ギアの軸がＢ１筐体の開口部を通して露出可能にしている。図７Ａを参照すると、Ｂ１駆動入力ギアは、露出した駆動軸上に、Ｂ１駆動アクチュエータ１６０のトルク反作用軸１７６を受け入れるように正確に製造されたトルク反作用凹部１７５を有し、本実施形態におけるトルク反作用凹部は、平面を有する軸の形態である。機構Ｂ１筐体１５２は、自己潤滑性材料製のパック形状のアダプタ１６１に同軸に取り付けられているＢ１駆動アクチュエータ１６０のための固有の取り付け構成を提供する。このアダプタは、機構Ｂ１筐体１５２内の対応する凹部１６２内に配置されて包含され、２つの保持クリップ１６３によってその中に保持される。アダプタには、ピンが同軸になるように、アダプタの反対側に放射状に配向されている２つのピン１６４が装着されている。Ｂ１筺体アクチュエータ凹部１６２は、半径方向に対向するピンを収容し、ピンによるアクチュエータアダプタの回転を１５度ほど可能にするための切り欠きを有する。取り付け後プランジャガイド１６５、圧縮ばね１６６、および分岐ヘッド１６８を有するプランジャ１６７をそれぞれ備える２つのばねプランジャアセンブリは、分岐が半径方向に対向するピンにまたがる状態でＢ１筐体アクチュエータ凹部１６２に対して接線方向に配置されて、両方のばねプランジャアセンブリが、アクチュエータ軸の反対側のアクチュエータの端部から見て、アクチュエータアダプタに反時計回りのトルクを与えるようにする。レンチ顎部が対象物上で閉鎖したまたは閉鎖方向での移動終端に達した際、トルクは、半径方向に対向するピンがＢ１アクチュエータ凹部切欠きの一端に着座するように強制し、Ｂ１アクチュエータ凹部内のアクチュエータアダプタの集合的な嵌合および保持は、ばねプランジャアセンブリの配置と併せて、半径方向に対向するピンでアダプタに取り付けられているアクチュエータが、接線方向に配置されているばねプランジャに反してＢ１筺体アクチュエータ凹部内で時計回りに回転することを可能にする。
分岐ヘッド１６８を有するばねプランジャの１つは、一対のマイクロスイッチ１６９と相互作用し、ばねプランジャが完全に伸長するとスイッチは閉じ、ばねプランジャが圧縮されると開くようになり、マイクロスイッチが開放状態に変化するとアクチュエータは停止するように命令される。この配置は、機構ストローク内の位置に関係なく、アクチュエータを所定のトルク値で停止させ、トルク値は、ばねプランジャのばねの選択によって決定される。
レンチ顎部を通してＢ１筐体およびＢ１カバーに取り付けられている肩部ボルト１７１は、レンチ顎部の閉鎖方向への移動限界を画定する。
Ｂ１筐体１５２上の２つの取り付け突起１７０は、取り付けのための手段を提供する。
コンプライアンス機構、１６
ＦＤＶ本体にクランプした後の燃料補給ツールレンチ回転軸とＦＤＶ軸との間の残りのミスアライメントは、レンチがＦＤＶにクランプされる際、およびレンチが回転する際にもＦＤＶに側面荷重を誘発するおそれがある。側面荷重を最小限にするために、コンプライアンス機構によって、半径方向と接線方向との両方に、ばね中心コンプライアンスの狭い範囲が提供される。
ＦＤＶ本体にクランプした後の燃料補給ツールレンチ回転軸とＦＤＶ軸との間の残りのミスアライメントは、レンチがＦＤＶにクランプされる際、およびレンチが回転する際にもＦＤＶに側面荷重を誘発するおそれがある。側面荷重を最小限にするために、コンプライアンス機構によって、半径方向と接線方向との両方に、ばね中心コンプライアンスの狭い範囲が提供される。
図９Ａ、図９Ｂ、図１０Ａ、図１０Ｂ、および図１０Ｃを参照すると、矩形カップリングプラットフォーム２０４は、各突起がプラットフォームの角部の周辺にあるように、プラットフォームの上側の２つの平行な第１縁部のそれぞれに沿って突出突起２０５の同軸対を特徴としている。突出突起２０５の同軸対の同様の配置は、第１縁部に垂直な２つの縁部に沿ってプラットフォームの下側に同様に置かれ、第１縁部はＦＤＶの作業場に対して放射状に向けられ、第２縁部は作業場に対して接線方向に向けられる。ボールブッシング２０６は、プラットフォームの両側の突出突起に取り付けられ、ブッシングは、ボールブッシングの両端に置かれているブッシングサークリップ２０７によって突出突起に固定され、サークリップは、突出突起にまたがっている。
精密軸２０８の第１対は、軸の少なくとも３ｍｍが、ブッシングの同軸対の外端を越えて延びるように、プラットフォームの上側でボールブッシング内にブッシングの同軸対の対ごとに１つの軸がサポートされている。カップリングブラケット２０２は、カップリングブラケットの２つの側面のそれぞれに対称的に配置されている一対のダウンスイープ突起部２０３を介して、プラットフォームの上側で精密軸の第１対に取り付けられてまたがっており、一対のダウンスイープ突起部は、それらの間にある長さ調節可能なロッキング軸カラー２１０を収容するために間隔を空けており、軸カラーは、カップリングブラケットを一対のボールブッシングの間の精密軸に中央に固定するために使用されており、長さ調整可能なロッキング軸カラーの調整は、カップリングブラケットと精密軸の第１対との間の遊びをなくすために使用されている。プラットフォームの上側で精密軸の第１対のそれぞれに配置されている一対の圧縮ばね２１１は、それぞれがボールブッシング２０６とダウンスイープ突起部２０３との間に配置され、圧縮ばねのそれぞれは取り付け時に部分的に圧縮されるが、精密軸の第１対の軸に平行に、カップリングプラットフォームに対して、カップリングブラケット、軸、および軸カラーの、制限されたばね中心の両側性の運動を可能にする。
精密軸２０９の第２対は、軸の少なくとも３ｍｍが、ブッシングの同軸対の外端を越えて延びるように、プラットフォームの下側でボールブッシング内にブッシングの同軸対の対ごとに１つの軸がサポートされている。機構Ｂ１１４は、Ｂ１取り付け突起１７０を介して精密軸の第２対に取り付けられて、またがっている。取り付け突起は、軸ごとに２つの長さ調整可能なロッキング軸カラー２１０を介して、精密軸の第２対のそれぞれに、各取り付け突起のいずれかの側に１つ、軸の中央位置で固定され、長さ調整可能なロッキング軸カラーの調整は、機構Ｂ１と精密軸の第２対との間の遊びをなくすために使用されている。プラットフォームの下側で精密軸の第２対のそれぞれに配置されている一対の圧縮ばね２１１は、それぞれがボールブッシング２０６と長さ調整可能なロッキング軸カラー２１０との間に配置され、圧縮ばねのそれぞれは取り付け時に部分的に圧縮されるが、精密軸の第２対の軸に平行に、カップリングプラットフォームに対して、機構Ｂ１、軸、および軸カラーの、制限されたばね中心の両側性の運動を可能にする。トルクセル２０１は、カップリングブラケット２０２とトルクセルプレート２００との間に取り付けられ、トルクセルプレートは、機構Ｂ２へのコンプライアンス機構の取り付けインターフェース２１２を含む。
機構Ｂ２、レンチ回転、１８
機構Ｂ２は、レンチ開閉機構Ｂ１を、時計回りまたは反時計回りのいずれかの方向に７０度のハードストップ制限アークを通して回転させるように設計されているレンチ回転装置であり、このようにして、６０度の前後回転に合わせてＢ１機構を繰り返し開閉することにより、六角形の機構の完全な１回転を６段階の漸増で達成する。余分な１０度は、命令された運動と移動終端との間のバッファ分である。漸増的な回転は、機構はＦＤＶ軸を囲むボリュームの片側を主に占めることを可能にし、このようにして、ボリュームの反対側に位置しているカメラを介して全体的な操作の鮮明なビューを可能にする。
機構Ｂ２は、レンチ開閉機構Ｂ１を、時計回りまたは反時計回りのいずれかの方向に７０度のハードストップ制限アークを通して回転させるように設計されているレンチ回転装置であり、このようにして、６０度の前後回転に合わせてＢ１機構を繰り返し開閉することにより、六角形の機構の完全な１回転を６段階の漸増で達成する。余分な１０度は、命令された運動と移動終端との間のバッファ分である。漸増的な回転は、機構はＦＤＶ軸を囲むボリュームの片側を主に占めることを可能にし、このようにして、ボリュームの反対側に位置しているカメラを介して全体的な操作の鮮明なビューを可能にする。
図１１Ａおよび図１１Ｂ、図１２Ａから図１２Ｄ、ならびに図１３Ａおよび図１３Ｂを参照して、セグメントギア２５７と、移動終端ピン２６０と、セグメントギアキャリア２５８と、トラックローラの第１対２５９と、それ自体がトラックローラの第２対２６３、テンショナヨーク２６２、張力ねじ２６４、およびディスクばね２６５を備えるテンショナアセンブリ２６１とを備えるセグメントギアアセンブリ２５６は、回転トラックプレート２５０の精密圧延面２６８と、トラックローラの第１対および第２対との間の接触およびプリロードとを介して、レンチ回転軸２７０を中心として回転するように拘束され、前者は外側精密圧延面に接触し、後者は内側に接触し、精密圧延面は、中央位置を中心にセグメントギアアセンブリのプラスマイナス３５度の回転を可能にするために十分にアーク型で、精密圧延面によって形成されているリムの肥厚はアーク形成トラベルストップを超えた状態であり、レンチ回転軸は、精密圧延面によって画定される。
機構Ｂ２駆動筺体２５３は、リードナット１５５およびナットクランプ１５６をサポートし、リードナットは、ロッキングピン１５７によって、Ｂ２駆動筺体およびナットクランプ内で回転に抗してロックされる。内部スプライン付きハブ２５２を有するＢ２駆動ギア２５１は、Ｂ２駆動筺体および回転トラックプレートに収容されている軸受２５４を介してサポートされている。セグメントギアアセンブリは、セグメントギアバンパ２６９およびスラストパッド２５５によってレンチ回転軸に沿って拘束され、前者は回転トラックプレートに取り付けられ、後者はＢ２駆動筺体に取り付けられている。
マイクロスイッチスペーサ２６７によって分離されているマイクロスイッチ２６６の対は、セグメントギア内に取り付けられている移動終端ピンの可動域の各端近くの回転トラックプレートのスロットを介して積み重ねられた構成で取り付けられており、スロットは、マイクロスイッチの積み重ねられた対の調整を可能にし、そのようにして、それらは、自由状態から動作状態に変化し、精密圧延面によって形成されているリムの移動制限肥厚よりも前に、回転の終了を知らせる。エレベーション移動インジケータ２７１が回転トラックプレートに取り付けられている。
機構Ｃ、レンチ上昇、２０
機構Ｃは、レンチ回転機構Ｂ２のエレベーションステージであり、機構として機能するために機構Ｂ２の存在を必要とする。それ故、図１４Ａは、機構Ｃの部分のみを描いているが、図１４Ｂは、同じ観点から、明確にする目的で機構Ｂ２を含んでいる。
機構Ｃは、レンチ回転機構Ｂ２のエレベーションステージであり、機構として機能するために機構Ｂ２の存在を必要とする。それ故、図１４Ａは、機構Ｃの部分のみを描いているが、図１４Ｂは、同じ観点から、明確にする目的で機構Ｂ２を含んでいる。
これらの図面、および別の観点から図１５を参照すると、機構Ａ１２９へのインターフェースを含む背面プレート３００および中間プレート３０１が共に固定され、ＲＴ構造フレームの基礎を形成している。一対のリニア軸受レール３０３は、垂直に向けられ、背面プレート上に広く間隔を空けている背面プレートの内向き側に固定されている。一対のリニア軸受ブロック３０４は、各リニア軸受レール上で正確にガイドされる。直角ブラケット３０５は、ブロックごとに１つずつリニア軸受ブロックに取り付けられ、ブックエンドのように配置されて、ブラケットの各対が機構Ｂ２１８の回転トラックプレート２５０にまたがってサポートする。各リニア軸受レールの各端の背面プレートに取り付けられている一対の非金属バンパ３０６は、移動限界を画定する。
一対の後退マイクロスイッチ３０７は、機構Ｂ２１８のエレベーション移動インジケータ２７１の移動上端近くで、背面プレートのスロットを介して取り付けられており、スロットは、非金属バンパと接触する前に、自由状態から動作状態に変化して、機構Ｃの上方向への運動の終了を知らせるように、後退マイクロスイッチの調整を可能にする。一対の拡張マイクロスイッチ３１１は、エレベーション移動インジケータ２７１の移動下端近くで、背面プレートのスロットを介して同様に取り付けられており、スロットは、非金属バンパと接触する前に、機構Ｃの下方向への運動の終了を同様に知らせるように、拡張マイクロスイッチの調整を可能にする。本システムおよびツールは、マイクロスイッチである感知手段を使用することが理解されるだろうが、他のタイプのセンサが使用されてもよいことが理解され、非限定的な例としては、ポテンショメータがある。
中間プレート３０１内に取り付けられている軸受３０８は、機構Ｂ２スプライン軸３０９および機構Ｃリードねじ３１０をサポートし、スプライン軸は、Ｂ２駆動ギア２５１の内部スプライン付きハブ２５２に整列およびインターフェース接続し、このようにして、機構Ｃの位置にかかわらず、トルクをＢ２駆動ギアに伝達し、その可動域を通して機構Ｃを駆動するために、リードねじが機構Ｂ２１８のリードナット１５５と整列およびインターフェース接続する。
機構Ｄ、ＦＤＶ接続、２２
機構Ｄ２２は、安全バルブ３５０の取り付けを介して燃料補給システムをＦＤＶニップル７０に接続するために使用される。安全バルブ３５０は、二次逆止バルブを有する非ラッチ式クイック接続装置であり、Ｂナットが取り外された後、Ｂナットの代わりに恒久的にＦＤＶに取り付けられるように設計されている。一旦取り付けられると、燃料または酸化剤を、ＦＤＶを通してクライアント宇宙機に通す安全な流体カップリングとして機能し、ＦＤＶの作動ナットのシートを超えた漏洩に対する２つの独立したシールを提供し、これは、それ自体がラインの主要なシールである。図１６Ａおよび図１６Ｂを参照すると、安全バルブ３５０は、外部捕獲溝３５２、カップリングナット３５３、およびばね３５４を有するバルブ本体３５１を備え、バルブ本体は、完全に独立した逆止バルブ３５６と、カップリングの作用によって、またはカップリング後に流れるガスまたは液体を介して圧力をかけることによってのいずれかによって強制的に開かれる、本質的に別の逆止バルブである、クイック接続ニップル３５５とを特徴とする。
機構Ｄ２２は、安全バルブ３５０の取り付けを介して燃料補給システムをＦＤＶニップル７０に接続するために使用される。安全バルブ３５０は、二次逆止バルブを有する非ラッチ式クイック接続装置であり、Ｂナットが取り外された後、Ｂナットの代わりに恒久的にＦＤＶに取り付けられるように設計されている。一旦取り付けられると、燃料または酸化剤を、ＦＤＶを通してクライアント宇宙機に通す安全な流体カップリングとして機能し、ＦＤＶの作動ナットのシートを超えた漏洩に対する２つの独立したシールを提供し、これは、それ自体がラインの主要なシールである。図１６Ａおよび図１６Ｂを参照すると、安全バルブ３５０は、外部捕獲溝３５２、カップリングナット３５３、およびばね３５４を有するバルブ本体３５１を備え、バルブ本体は、完全に独立した逆止バルブ３５６と、カップリングの作用によって、またはカップリング後に流れるガスまたは液体を介して圧力をかけることによってのいずれかによって強制的に開かれる、本質的に別の逆止バルブである、クイック接続ニップル３５５とを特徴とする。
クイック接続カップリングおよびニップルは非ラッチ型である。具体的には、戻り止めボールと溝との相互作用を介して共にラッチする、ラッチ式クイック接続として知られている、一般用途の圧倒的多数のクイック接続システムとは異なり、ロック動作は、ばね荷重式外部ロッキングカラーの軸方向の動きによって解放され、非ラッチ式クイック接続カップリングとニップルは、カップリングとニップルとの接続を維持するために外部からかけられる力を必要とする。他の実施形態では、ラッチ式クイック接続カップリングの設計を採用することもあり得るが、ここに提示されるように燃料補給ツールと共に使用される場合、ラッチ機能は余分である。
安全バルブ３５５は、Ｂナットを取り外した後、燃料または酸化剤を通過させる前にＦＤＶに取り付けるように設計されている。燃料または酸化剤が安全バルブ３５５を通って移送されると、安全バルブ３５５はクライアントバルブに残される。安全バルブ３５５のクイック接続カップリングは、後の時点でのクライアント衛星８１のその後の燃料補給作業がより迅速かつ安全に行なわれることを可能にするとともに、燃料補給作業は、Ｂナットの取り外しもしくは再取り付け、または開放もしくは閉鎖のためのバルブ作動ナットの作動の必要がなくなり、バルブ作動ナットの機外への漏洩が逆止バルブとクイック切断カップリングとを通して軽減されているという追加の利点を有する。
図１７から図２０に示すように、機構Ｄ２２は、２つのキャリッジの２つの独立した同軸作動を特徴とし、以下、Ｄ１作動およびＤ２作動と呼ぶ。機構Ｄ２の作動は、安全バルブを捕獲して保持することに特化し、その後、カップリングおよびニップルを強制的に一緒にするために、クイック接続カップリング３８５の作動を介して、ロボットアームの推進剤送達システムを安全バルブに結合および分離する能力に特化する。機構Ｄ１の作動は、安全バルブを保管場所から取り外してＦＤＶに取り付けるために、ＦＤＶ軸に沿って安全バルブを捕捉して操作することに特化し、ＦＤＶの高さは、アクセスされるＦＤＶの型による。Ｄ２作動は、結合／分離キャリッジアセンブリ３８０と安全バルブキャリッジアセンブリ３６７との間の運動を結果としてもたらす。機構Ｄ１の作動は、安全バルブキャリッジアセンブリと機構Ｄ基部プレート３６０との間の運動を結果としてもたらし、安全バルブキャリッジアセンブリはＤ２作動の全てのコンポーネントを持ち、Ｄ１とＤ２の作動は、第１方向と第２方向の両方のＦＤＶ軸に沿い、第１方向はＦＤＶに向かい、第２方向は第１方向と反対である。
本実施形態は、Ｄ２作動のために個別のアクチュエータを使用する。任意選択で、Ｄ２作動は、トランスミッション２６内の追加の機構によって行われ得る。
図１９および図２０を参照し、リニアガイドレール３６２の第１セットは、４つの調整可能な端部止め３６３および２つの二重マイクロスイッチアセンブリ３６４とともに、機構Ｄ基部プレート３６０に取り付けられ、マイクロスイッチアセンブリは、安全バルブキャリッジアセンブリの命令された運動を制限するように動作する。各二重マイクロスイッチアセンブリは、前進マイクロスイッチ４１７および後退マイクロスイッチ４１８を含む。
安全バルブキャリッジアセンブリは、ＦＤＶに最も近く、ＦＤＶ軸を中心に対称的に間隔を空けている安全バルブキャリッジの縁部に沿った２つのロッキングアームポスト３７０を有する安全バルブキャリッジ３６８を含み、ポストは、フランジ付きブッシング３７１に取り付けられている２つの対称的な安全バルブロッキングアーム３７２の短ストローク回転中心を形成し、ロッキングアームの遠位端は、安全バルブ本体の外部捕獲溝と適合性のある径を集合的に形成するように形作られており、ロッキングアームはそれぞれ、結合／分離キャリッジアセンブリに隣接する側に正確に形作られた作動スロット３７３を含む。リニアガイドブロック３６９、安全バルブセンサアセンブリ３７４、コンプライアントカップリングアセンブリ３７５、第１作動アクチュエータ３７６、マイクロスイッチストライカ３７７、およびリニアガイドレール３７８の第２セットは、全て安全バルブキャリッジに取り付けられ、リニアガイドブロックは、リニアガイドの第１セットを介して機構Ｄ基部プレートへの正確なアライメントを維持する。
結合／分離キャリッジ３８１は、結合／分離キャリッジアセンブリのためのプラットフォームを形成し、ＦＤＶに最も近い縁部に沿ってＦＤＶ軸を中心に対称的に間隔を空けている２つのトラックローラ３８３を含み、トラックローラは、結合／分離キャリッジアセンブリと安全バルブキャリッジアセンブリとの間の第１方向の相対運動により、ロッキングアームが互いに向かって揺動し、安全バルブの外部ロック溝内に正確に嵌合させるように、ロッキングアームの作動スロットに存在し、精密スロットは、最初に閉鎖位置への迅速な閉鎖運動を生み出し、その後、結合／分離キャリッジアセンブリの継続的な運動を可能にしながら、ロッキングアームを閉鎖位置に維持するように形作られており、クイック接続カップリングとニップルとを完全に結合させようと試みる場合にのみ、継続的な運動が任意選択で実行される。
また、結合／分離キャリッジには、リニアガイドブロック３８２、リードナット３８４、クイック接続カップリング３８５、トラベルストップ３８８を有するマニホールド３８６、および二重マイクロスイッチアセンブリ３８７が取り付けられており、リニアガイドブロックは、リニアガイドの第２セットを介して結合／分離キャリッジアセンブリと安全バルブキャリッジアセンブリとの間の正確なアライメントを確保し、リードナットは、機構Ｄ２アクチュエータへの接続を完了し、二重マイクロスイッチアセンブリは、マイクロスイッチストライカと相互作用して、第１方向の移動の終了を知らせる。
安全バルブキャリッジアセンブリに対する第２方向への結合／分離キャリッジアセンブリの相対運動は、対応して、結合した場合にクイック接続カップリングおよびニップルを分離し、その後、安全バルブを完全に解放する。
ロッキングアームの作動スロットの形状は、安全バルブキャリッジに対する結合／分離キャリッジの命令された運動が、ロッキングアームの形作られた端部が安全バルブの外部ロック溝に一致する場合のみ、完了できるようにされており、安全バルブの外部ロック溝は、アライメントを補助するために十分なリードインを有して形作られている。過度のミスアライメントは、ロックアームを外部ロック溝の代わりに安全バルブの外径周辺で閉鎖させ、Ｄ２作動を失速させ、結合／分離キャリッジが命令された運動を完了することを防止し、命令された運動は、Ｄ２作動の電流制限によって中止される。
ロックアームの安全バルブの外部ロック溝とのアライメントをさらに補助するため、Ｄ２作動は、両方とも自己潤滑性材料のセンサ筺体４０５およびセンサ基部４０６、トリガプレート４０７、プライムおよび冗長ラッチ準備済みマイクロスイッチ４０８、圧縮ばね４０９、ならびに制限ピン４１０を備える安全バルブセンサアセンブリ３７４によって引き起こされ、圧縮ばねは、ロボットアームの性能、力モーメント感知能力および／または技術（ある場合）、ならびにＦＤＶ負荷制限を考慮して選択されたプリロードおよび最終荷重を有して取り付けられるように選ばれ、制限ピンは筐体内のスロット内で作用し、スロットはマイクロスイッチストロークと長さにおいて等しい。トリガプレートの片側に接触しているマイクロスイッチは、トリガプレートの反対側と安全バルブの上面との接触がインジケーションに十分なトリガプレートの運動を結果的にもたらす場合に状態が変化する。
フレキシブルホース３６５はまた、図１９および機構Ｄ基部プレート３６０の反対側に示され、基部プレートのスロットを通過してマニホールド３８６との接続を形成する直角フィッティングを含む。
機構Ｄ基部プレート３８０と安全バルブキャリッジアセンブリ３６７との間のＤ１作動は、駆動ブラケット３９１内に収容されているギア３９２および軸受３９３を介して安全バルブリードねじ３９４を駆動するスプライン付き入力軸３９０の回転を介して達成され、駆動ブラケットは機構Ｄ基部プレートに固定して取り付けられている。リードねじの回転は、ガイド筐体３９６、筐体サポートガイドピン３９７、および接続ピン３９８内に含まれるリードナット３９５の直線運動を誘発し、コンプライアントカップリングアセンブリ３７５への接続を形成するガイドピンと接続ピンは、安全バルブキャリッジとＤ１作動との間の制限された両側性のばね中心コンプライアンスを可能にし、コンプライアンスは、両方とも自己潤滑性材料製のコンプライアンス筐体４００およびコンプライアンス基部４０１内に含まれるシャトル４０２およびばね４０３の作用によって提供される。
ガイド筺体に取り付けられ、安全バルブキャリッジに取り付けられているコンプライアンスストライカ４１６と相互作用するコンプライアンスマイクロスイッチ４１５は、安全バルブとＦＤＶとの間の接触によって第１方向への安全バルブキャリッジアセンブリの運動が阻まれると状態が変わり、状態の変化は前進運動の終了を知らせる。このようにして、コンプライアンスマイクロスイッチは、安全バルブの取り付け準備ができていることを示すタッチセンサとして効果的に機能する。
トランスミッション、２６
トランスミッション２６は、第１エンドエフェクタツール駆動入力を４つの駆動出力４５６のうちの１つに選択的に向けるために使用され、各ドライブ出力は、内部スプライン付きハブ４５７を有する回転ギアであり、内部スプライン付きハブは、機構Ａ、Ｂ２、Ｃ、およびＤのスプライン付き入力軸とサイズおよび相対位置に適合性がある。
トランスミッション２６は、第１エンドエフェクタツール駆動入力を４つの駆動出力４５６のうちの１つに選択的に向けるために使用され、各ドライブ出力は、内部スプライン付きハブ４５７を有する回転ギアであり、内部スプライン付きハブは、機構Ａ、Ｂ２、Ｃ、およびＤのスプライン付き入力軸とサイズおよび相対位置に適合性がある。
図２１を参照すると、トランスミッション筐体４５０、上部カバー４５１、および下部カバー４５２は、４つの個別の層に配置されているトランスミッションギア４５３を取り囲み、サポートし、各層は、入力ギア４５４から出力ギア４５６にトルクを伝達するように設計されており、各層の入力ギアは、共通軸４５５上に配置されている。各入力ギアは、内部スプライン付きハブ４５７を特徴とし、サポート筐体４５９内の軸受４５８でサポートされている。それぞれ軸受とサポート筐体と有する入力ギアおよびスラストワッシャ４６０は、トランスミッション筐体内に積み重ねられて配置されて、上部および下部カバーに含まれており、そのようにして、スラストワッシャの１つは、積み重ね内の下部ギアと下部カバーとの間にあり、スラストワッシャの１つは、連続する各ギアとその下のサポート筐体との間にあり、スラストワッシャの１つは、上部ギアのサポート筐体と上部カバーとの間にある。出力ギアを含む残りのギアは、２つの軸受４５８にまたがって取り付けられており、１つの軸受はトランスミッション筺体に、もう１つは上部および下部カバーの１つにある。
トランスミッションは、取り付けブラケットインターフェース４６７を介して移動可能に取り付けられる。トランスミッション筐体に取り付けられているリードナット４６８とナットクランプ４６９は、トランスミッションが作動するインターフェースを形成する。
図２２は、入力ギア、軸受、およびサポート筐体の積み重ねの断面図を含み、各サポート筐体は、中心穴を有するディスクの形態を有し、内径に全体リム４６１と、外径におよそ３００度の円弧である部分リム４６２とを有しており、完全内側リムは、軸受用中空軸を形成し、部分的外側リムは、欠落しているセグメントを除いて、入力ギアのギア歯を覆うカバーを形成し、サポート筺体の外側リムの欠落しているセグメントは、入力ギアが他のギアと噛み合うことを可能にする。図２１に見られるように、サポート筐体の部分的外側リムの外径は、３つの円筒溝４６３によって中断される。外径を介してサポート筐体を正確に位置付けるトランスミッション筺体内のボア４６４はまた、トランスミッション筺体ボアの軸に平行であり、ボアの円筒壁を打ち抜く穴４６５によって遮断されて、そのようにして、トランスミッション筺体ボア内でサポート筺体を回転させることにより、サポート筺体の外径上の各溝の軸をトランスミッション筺体の穴の軸と整列させることができるようになっている。トランスミッション筺体の穴内に嵌められている位置決めピン４６６は、ボアの全長に沿って位置決め機構を形成し、そのようにして、サポート筺体は、３つの回転配向のうちの１つにのみ設置できるようになっており、３つの配向のそれぞれは、３つの円筒溝の１つによって決定され、このようにして、入力ギアのサポート筺体の外側リム開口部が、各層の次のギアとアライメントを維持することができる。現在の実施形態では、２つの非隣接層が同様の出力方向を共有していることのみを理由として、ギアリングの４層には３つの溝で十分である。別の実施形態では、ギアリングの層ごとに１つの溝が必要であってもよい。加えて、全てのサポート筺体に全ての溝を含める唯一の理由は、適合性の１つである。代替的には、各サポート筐体は、対応して配置されている単一の溝を有して、特定の層のために作られ得る。
図２３Ａから図２３Ｄまでのそれぞれは、ギアリングの４層のうちの１つを通るトランスミッションの断面図を示している。各層には、入力ギアの１つ、１つまたは２つのアイドラギア、および出力ギアの１つが含まれる。
図２４は、リニアガイドブロック４７２およびトランスミッションブラケット４７０を介して２つのリニアガイドレール４７１に取り付けられているトランスミッション２６を示している燃料補給ツール上部プレート４７９の直下の断面図である。リニアガイドレールはトランスミッションサポートプレート４７３に取り付けられ、サポートプレートは上部プレート４７９と中間プレート３０１との間にボルトおよびピン接続で位置付けおよびサポートされている。
また図２４には、リニアポテンショメータ４７６、ポテンショメータブラケット４７７、およびポテンショメータロッドブラケット４７６も示されている。トランスミッション２６に取り付けられているポテンショメータロッドブラケットがトランスミッションとともに動き、その結果、その可動域内のトランスミッションの位置を報告する間、ポテンショメータブラケットを介して燃料補給ツール中間プレート３０１に取り付けられているリニアポテンショメータの本体は静止したままである。
図２５は、燃料補給ツールエンドエフェクタインターフェース５００の要素、すなわち、把持固定具５０１、第１回転駆動入力５０２、第２回転駆動入力５０３、電気コネクタ５０４、およびクイック接続ニップル５０５を示している燃料補給ツール１０の上面図である。クイック接続ニップルは、燃料チャネル５１３に取り付けられ、燃料チャネルは、機構Ｄ２２のフレキシブルホース３６５への密封送達通路を提供する。図２５の破断面は、第１回転駆動入力ギア５０７が、伝達ギア５０８およびクイル軸駆動ギア５１４を介して第１回転駆動入力をクイル軸５０９へと伝達することを明らかにし、ギアは伝達筺体５１５内にサポートおよび包囲されている。
図２６は、クイル軸５０９、クイル軸駆動ギア５１４、およびトランスミッション入力ギア４５４の積み重ねの断面図である。クイル軸は、中間プレート３０１の軸受５１０および軸受けリテーナ５１１によって下端に位置付けおよびサポートされている。クイル軸の上端は、クイル軸駆動ギア５１４の対応する内部スプラインに係合するクイル軸外部スプライン５１２によってサポートされている。クイル軸の長さに沿って略中間にある外部スプライン５１２の第２セットは、トランスミッションがトランスミッション可動域４８５の上端にある際、積み重ねの中の最も低いトランスミッション入力ギア４５４と係合するようにサイズ決めおよび位置決めされ、可動域は、第２外部スプラインが４つのトランスミッション入力ギアのそれぞれと係合を可能にするために十分である。図２６の破断面は、第２回転入力５０３のトランスミッションリードねじ４８４およびトランスミッションに取り付けられているリードナット４７４を明らかにし、第２回転入力は可動域にわたってリニアガイド上でトランスミッションを駆動するために使用できるようになっている。
図２７は、燃料補給作業に必要なコンポーネント、すなわち、把持機構５５１、第１回転駆動ソケット５５２、第２回転駆動ソケット５５３、ロボット制御結合可能電力およびデータ信号コネクタ駆動電気コネクタ５５４、可動式クイック接続推進剤カップリング５５５、およびカメラ５５６を有する器用な精巧エンドエフェクタ５５０を概念的に示している。推進剤カップリング５５５は、ホースを介して推進剤移送システム９６０に上流に接続されている。カメラ５５６は、エンドエフェクタ５５０によって把持する前の燃料補給ツール１０上の把持固定具５０１、および同様に、燃料補給サポートツール（６０８、６０９）またはサイト準備ツール（６０５、６０６、６０７）のいずれかをエンドエフェクタ５５０によって把持する前のグラプル固定具６１０の拡大図を提供する。燃料補給システムの一実施形態では、基準マークまたはマシンビジョンターゲット（不図示）が、上部プレート４７９上の把持固定具５０１に隣接して置かれている。このことは、コンピュータ制御システム８００のプロセッサ８３０は、カメラ５５６から得られるターゲットのビデオストリーム画像に基づいて、把持固定具６１０の位置を計算することを可能にする。この位置は、自動制御システム８３０によるロボットアーム８４の運動を、グラプルまたは把持固定具の把持準備のできている位置に導くために使用できる。代替的に、その基準マークのビデオ表示を人間の遠隔オペレータに表示することができ、ロボットアーム８４の運動を把持準備のできている位置に導く。燃料補給サポートツール（６０８、６０９）およびサイト準備ツール（６０５、６０６、６０７）は、グラプル固定具６１０に隣接する共通ツール基部構造６２０上に基準マークまたはターゲットを同様に装備できる。これらのカメラ５５６はまた、ブランケットカッタツール６０５、ブランケットハンドリングツール６０６、ワイヤカッタツール６０７、Ｂナット取り外しツール６０８、およびクラッシュシール取り外しツール６０９のツール先端部の動作を監視するためにも使用され得る。
運用中、サービサ宇宙機８０が係留装置９５０でクライアント衛星８１を捕獲した後、およびＦＤＶ５４を露出するための一連の作業でロボットアーム８４およびサポートツールを使用してＦＤＶ作業現場５０が準備された後、ロボットアーム８４は、次に、燃料補給ツール１０をＦＤＶ作業現場５０に移動させ、選択されるＦＤＶ５４軸と整列させ、その後、ＦＤＶ軸に沿って近付き、燃料補給ツール１０をＦＤＶブラケット５２上に効果的に下ろす。燃料補給ツール１０の燃料補給ツール視覚システム４０は、燃料補給ツール１０のＦＤＶ５４への正しいアライメントを感知し、タッチダウン感知システムの接触球４９０とＦＤＶブラケット５２との間の接触が、ロボットアーム８４またはツール内の力／モーメント感知または他の手段によって感知されるまで、ＦＤＶブラケット５２への接近を監視するための主要手段を提供する。
その後、機構Ａ１２の作動は、機構Ａ１２がバルブ本体５６およびトルク反作用平面５８の周辺で対称的に閉鎖するようにして、燃料補給ツール１０およびＦＤＶ５４を最終アライメント状態にし、その結果、バルブ本体５６およびトルク反作用平面５８にクランプさせる。主にカメラ４２からのビューを使用するオペレータは、最初にカメラ４２からのビューを通して、機構Ｂ１１４がレンチの開閉のために十分に開いていることを確認してから、機構Ｃ２０を使用して、レンチ顎部１５４を作動ナット６２の中間高さ付近の位置へと下げる。レンチ回転のための機構Ｂ２１８は、その後、レンチ顎部１５４が、レンチ回転可動域の中間に最も近い作動ナット６２の一対の平面と平行になるように調整される。その後、機構Ｂ１１４が閉鎖方向へと命令される。レンチ顎部１５４が閉じると、オペレータは、それぞれ機構Ｂ２１８および機構Ｃ２０を使用して、レンチの回転またはレンチの高さをより正確なアライメントへとさらに調整するために中断してもよい。
カメラ４２からのビューを確認して、レンチ顎部１５４と作動ナット６２との間のアライメントが良好であることが満たされたら、オペレータは、レンチ顎部１５４に完全に閉鎖するように命令し、ここで、機構Ｂ１１４が機構Ｂ１１４のプリロードマイクロスイッチ１６９によって決定されたプリセットレベルのトルクに達すると、閉鎖動作は自動的に停止する。一旦、作動ナット６２がレンチ顎部１５４内に入ると、オペレータは、作動ナットが確実に閉鎖されるようにするために、あらかじめ設定されたレベルのトルクで時計回りの回転を命令する。これらの活動は、ＦＤＶ５４でのその後の任意の動作の前に、作動ナット６２が完全に閉鎖されていることを確実にして、燃料補給のために準備する。あらかじめ設定されたレベルのトルクが加えられた後、作動ナット６２が回転したかどうかにかかわらず、レンチの開閉、レンチの回転、およびレンチの上昇それぞれのための機構Ｂ１１４、機構Ｂ２１８、および機構Ｃ２０を使用して、作動ナットが解放され、レンチ顎部１５４は、ＦＤＶ５４の上部にあるＢナット６４と同様のアライメントへと再構成される。作動ナット６２について説明されたことと同じ方法論を使用して、Ｂナット５４と整列して閉じた後、機構Ｂ２１８は反時計回り方向に作動される。作動ナット６２とは異なり、Ｂナット６４は、このステップを正常に完了するために回転しなくてはならない。燃料補給ツール１０によるＢナット６４の十分な緩みを確保するために約４分の１回転の回転が必要であり、これは、レンチ顎部１５４の閉鎖、次にＣＣＷ回転、次に開放、そしてＣＷ回転を繰り返すことによって達成される。
次に、燃料補給ツール１０は、Ｂナット取り外しツール６０８およびクラッシュシール取り外しツール６０９を使用して、Ｂナット６４およびクラッシュシール７０２をそれぞれＦＤＶ５４から取り外すために、サービサ宇宙機８０に収納される。Ｂナット取り外しツール６０８およびクラッシュシール取り外しツール６０９を使用してサービサ宇宙機８０上でＢナット６４およびクラッシュシール７０２が安全に取り外され、廃棄された後、ロボットアーム８４は、サービサ宇宙機８０上のその収納場所から再び燃料補給ツール１０を捕捉し、これを使用して、同じくサービサ宇宙機８０上の収納場所から安全バルブ３５０を捕捉する。安全バルブ収納場所で同じアプローチ方法を使用して、および同様に安全バルブ収納場所の基部の周辺を閉鎖させる機構Ａ１２を使用して、機構Ｄ２２の安全バルブキャリッジアセンブリ３６７は、トリガプレート４０７が安全バルブ肩部３５７に接触するまで前進するように命令され、ラッチ準備済みマイクロスイッチ４０８を作動させる。
結合／分離キャリッジアセンブリ３８０が、その後、前進することで、カメラ４２からのビューからやって来る閉鎖動作の確認を伴って、ロッキングアーム３７２を安全バルブアセンブリ３５０の周辺で閉鎖させ、安全バルブアセンブリ３５０の外部ロック溝３５２にロックさせる。結合／分離キャリッジアセンブリ３８０はさらに前進して、安全バルブアセンブリ３５０のクイック接続３５５を燃料補給ツール１０のクイック接続カップリング３８５に完全に結合し、二重マイクロスイッチアセンブリ３８７によって確認される。
その後、機構Ｂ１１４、機構Ｂ２１８、および機構Ｃ２０を使用して、安全バルブアセンブリ３５０を収納場所から解放するために、レンチ顎部１５４を安全バルブアセンブリ３５０のカップリングナット３５３の平面に整列させて、カップリングナット３５３で閉じ、所定の回転数でカップリングナット３５３を緩めて回転させ、ここで、カップリングナット３５３を緩めることは、安全バルブアセンブリ３５０のばね３５４によって提供されるカップリングナット３５３の軸方向運動によって調整される。安全バルブアセンブリ３５０は、その後、安全バルブキャリッジアセンブリ３６７を後退させることによって機構Ｄ２２へと完全に後退し、安全バルブキャリッジアセンブリ３６７の後退マイクロスイッチ４１８によって確認される。安全バルブアセンブリ３５０をＦＤＶ作業現場５０に戻し、再位置合わせを行い、ＦＤＶバルブ本体５６およびトルク反作用平面５８に再クランプした後、安全バルブアセンブリ３５０を有する安全バルブキャリッジアセンブリ３６７は、カップリングナット３５３がＦＤＶ５４と接触するまで、ＦＤＶ５４に向かうように命令され、接触は、安全バルブばね３５４の圧縮によってカメラビューにおいて明白であるだけでなく、機構Ｄ２２のコンプライアンスマイクロスイッチ４１５によっても示される。
その後、機構Ｂ１１４、機構Ｂ２１８、および機構Ｃ２０を使用して、レンチ顎部１５４をカップリングナット３５３の位置へと操作し、カップリングナット３５３で閉じ、進行のためにカメラ４２からビューを監視しながらカップリングナット３５３をＣＷ方向に繰り返し回転させる。安全バルブカップリングナット３５３とＦＤＶニップル７０との間の接触を示すためにコンプライアンスマイクロスイッチ４１５を作動させた同一のばね抵抗運動は、カップリングナット３５３およびＦＤＶニップルのねじ山を共に押すように作用する小さな力が常に存在することを可能にする。
一旦、安全バルブアセンブリ３５０がＦＤＶ５４に取り付けられると、その後、機構Ｂ１１４、機構Ｂ２１８、および機構Ｃ２０を使用して、その後の流体移送のために作動ナット６２を完全に開くため、レンチ顎部１５４を作動ナット６２に整列させ、所定の回転数で作動ナット６２を緩めて回転させる。サービサ宇宙機８０から燃料補給ツール１０を通して、安全バルブアセンブリ３５０の逆止バルブ３５６を通してＦＤＶ５４へ、そして、このようにしてクライアント宇宙機８１へと流体移送が完了すると、その後、オペレータは、レンチ顎部１５４が作動ナット６２に整列していることを確認し、必要に応じて、その後、機構Ｂ１１４、機構Ｂ２１８、および機構Ｃ２０を使用して、レンチ顎部１５４を作動ナット６２に整列させる。レンチ顎部１５４は、その後、流体移送の完了後に作動ナット６２を完全に閉じるために、所定の回転数で作動ナット６２を回転させるように命令される。その後、安全バルブアセンブリ３５０のクイック接続３５５が、燃料補給ツール１０のクイック接続カップリング３８５から分離され、二重マイクロスイッチアセンブリ３８７によって確認されるまで、結合／分離キャリッジアセンブリ３８０は後退させられる。
結合／分離キャリッジアセンブリ３８０を、その後、さらに後退させて、カメラ４２からのビューからの開放動作を確認しながら、安全バルブアセンブリ３５０の外部ロック溝３５２からロッキングアーム３７２を完全に開放する。安全バルブアセンブリ３５０は、燃料補給が完了した後、クライアント宇宙機８１上に残され、燃料補給ツール１０は、続いて、サービサ宇宙機８０上の安全バルブ固定具８３に結合されて、サービサ宇宙機８０に燃料補給ツール１０を収納する前に安全バルブ固定具８３を通して推進剤ホース９８０および燃料補給ツール１０をパージする。
サポートツール
図２８から図３６を参照し、燃料補給用サポートツール６０１は、燃料補給フローの特定ステップのために使用される独立ツールである。これらのツール６０１のそれぞれは、共通のツール基部構造６０３およびツールが必要とされる特定タスクのために設計されている特定のツール先端部を有する。共通のツール基部６０３は、いくつかのタスクの達成を可能にしつつ、特定の「アーム端部アセンブリ」を有するマニピュレーターシステムへの単一のロボットインターフェースを可能にする。共通の基部構造６０３は、サービサ宇宙機８０に取り付けられているロボットアーム８４のエンドエフェクタ５５０に位置している「アーム端部アセンブリ」によるロボットによる把持のために設計されたツールための把持インターフェースであるグラプル固定具６１０で構成されている（図５４参照）。基部構造６０３は、「アーム端部アセンブリ」上にある駆動アクチュエータ機構を介して任意のツールの機能を実行するために使用されるツール機構駆動インターフェース６１２および６１３をさらに含む。本明細書中に記載の実施形態では、２つのツール機構駆動入力があり、そのうちの１つは各サポートツールの特定のツール先端部を駆動するために使用され、第２のものは、マニピュレーターシステムによって把握されていない場合に、ツールを保持するための「拘束」機構を駆動するためである。基部６０３は、回転およびトルクをツール機構駆動入力インターフェースの１つからツール機構ギアトレインインターフェース６３２を介してツール先端駆動軸６３４に伝達し、その先端部を作動させるためのツール機構ギアトレイン６１４を含む。基部６０３は、直接、または代替の実施形態では、代替の拘束機構の位置への他のギアトレイントランスミッションを通してのいずれかで、第２ツール機構駆動６１３インターフェースによって駆動される拘束機構「能動的半部」６１８を含む。基部６０３は、共通の基部６０３の構成コンポーネントを共に保持する構造６２０を含む。
図２８から図３６を参照し、燃料補給用サポートツール６０１は、燃料補給フローの特定ステップのために使用される独立ツールである。これらのツール６０１のそれぞれは、共通のツール基部構造６０３およびツールが必要とされる特定タスクのために設計されている特定のツール先端部を有する。共通のツール基部６０３は、いくつかのタスクの達成を可能にしつつ、特定の「アーム端部アセンブリ」を有するマニピュレーターシステムへの単一のロボットインターフェースを可能にする。共通の基部構造６０３は、サービサ宇宙機８０に取り付けられているロボットアーム８４のエンドエフェクタ５５０に位置している「アーム端部アセンブリ」によるロボットによる把持のために設計されたツールための把持インターフェースであるグラプル固定具６１０で構成されている（図５４参照）。基部構造６０３は、「アーム端部アセンブリ」上にある駆動アクチュエータ機構を介して任意のツールの機能を実行するために使用されるツール機構駆動インターフェース６１２および６１３をさらに含む。本明細書中に記載の実施形態では、２つのツール機構駆動入力があり、そのうちの１つは各サポートツールの特定のツール先端部を駆動するために使用され、第２のものは、マニピュレーターシステムによって把握されていない場合に、ツールを保持するための「拘束」機構を駆動するためである。基部６０３は、回転およびトルクをツール機構駆動入力インターフェースの１つからツール機構ギアトレインインターフェース６３２を介してツール先端駆動軸６３４に伝達し、その先端部を作動させるためのツール機構ギアトレイン６１４を含む。基部６０３は、直接、または代替の実施形態では、代替の拘束機構の位置への他のギアトレイントランスミッションを通してのいずれかで、第２ツール機構駆動６１３インターフェースによって駆動される拘束機構「能動的半部」６１８を含む。基部６０３は、共通の基部６０３の構成コンポーネントを共に保持する構造６２０を含む。
共通のツール基部６０３は、ツール先端部６３０へのインターフェースを有し、ツール先端部６３０は、ツール先端部からツール基部へのギアトレインインターフェース６３２およびツール先端部ボルト固定インターフェース６３８において、共通の基部ツール６０３の実例に恒久的に取り付けられている。このインターフェースは、ツール機構ギアトレインインターフェース６３２からツール先端駆動軸６３４への回転機械動力の伝達を可能にする機構を含む。ツール先端部の主構造６３６は、この実施形態では、ボルト固定インターフェース６３８を使用することによって、共通のツール基部６０３に固定して接続されている。
燃料補給作業には、サポートツールに割り当てられているいくつかの機能がある。これらは、ブランケットカッタツール６０５、ブランケットハンドリングツール６０６、およびワイヤカッタツール６０７を含むサイト準備ツールを含む。３つのサイト準備ツールのツール先端部６３０はすべて同様に設計されており、それによって、それらは全て、それらの機能を実行するために単純なシザー作用リンケージを必要とする。燃料補給サポートツールは、Ｂナット取り外しツール６０８およびクラッシュシール取り外しツール６０９を含む。これらはそれぞれ下記で説明される。
サイト準備ツール
図３７から図３９を参照すると、サイト準備ツール先端部、ブランケットカッタ６５０と、ブランケットハンドラ６５２と、ワイヤカッタ６５４とのそれぞれにおいて、ツール先端駆動軸６３４に雌ねじが切られており、駆動軸６３４に前進ねじ付きロッド６４０が取り付けられている。駆動軸６３４の回転は、前進ねじ付きロッド６４０のリニア運動を引き起こし、このことは、次に、一組の短い入力リンケージ６４２を動かし、このことは、次に、出力リンケージ６４４を、任意のツール先端部の特定の点を中心に旋回させて、運動の方向に応じて、装置の動作機構の開閉を引き起こす。これらの動作機構は、ブランケットカッタ６５０の切断剪断機６４５、ブランケットハンドラ６５２のピンセットグリップパドル６４６、およびワイヤカッタ６５４の把持機構６４７である。
図３７から図３９を参照すると、サイト準備ツール先端部、ブランケットカッタ６５０と、ブランケットハンドラ６５２と、ワイヤカッタ６５４とのそれぞれにおいて、ツール先端駆動軸６３４に雌ねじが切られており、駆動軸６３４に前進ねじ付きロッド６４０が取り付けられている。駆動軸６３４の回転は、前進ねじ付きロッド６４０のリニア運動を引き起こし、このことは、次に、一組の短い入力リンケージ６４２を動かし、このことは、次に、出力リンケージ６４４を、任意のツール先端部の特定の点を中心に旋回させて、運動の方向に応じて、装置の動作機構の開閉を引き起こす。これらの動作機構は、ブランケットカッタ６５０の切断剪断機６４５、ブランケットハンドラ６５２のピンセットグリップパドル６４６、およびワイヤカッタ６５４の把持機構６４７である。
Ｂナット取り外しツール先端部
図４０から図４５を参照すると、Ｂナット取り外しツール先端部６６０は、動きを２つに段階分けする。最初に、コレット６６２は、ばねレンチフィンガ６７０がＢナット六角６７２に接触するおよび／またはカムピン６６６がコレットスロット６６８の端部に到達するまで、コレット６６２のスロット６６８内を走るカムピン６６６に起因する駆動軸６６４の回転によって前方に駆動される。駆動軸６６４は、その後、回転を続けて、ラチェットディスク６７４のインターフェースを強制的に分離させ、ピンキャリア筺体６７６をコレット６６２とばねフィンガ６７０と共に回転させ、そうすることで、閉じたばねフィンガ６７０の形状によって捕獲されているＢナット６４は、ＦＤＶ５４からねじが外れる。Ｂナット６４を廃棄するには、前述とは反対の方向に駆動軸６６４が回転される。ラチェットディスク６７８は、ピンキャリア６７６のこの方向の運動を制限し、コレット６６２を強制的に後退させ、レンチばねフィンガ６７０が開くことを可能にして、このようにして、Ｂナット６４を解放する。
図４０から図４５を参照すると、Ｂナット取り外しツール先端部６６０は、動きを２つに段階分けする。最初に、コレット６６２は、ばねレンチフィンガ６７０がＢナット六角６７２に接触するおよび／またはカムピン６６６がコレットスロット６６８の端部に到達するまで、コレット６６２のスロット６６８内を走るカムピン６６６に起因する駆動軸６６４の回転によって前方に駆動される。駆動軸６６４は、その後、回転を続けて、ラチェットディスク６７４のインターフェースを強制的に分離させ、ピンキャリア筺体６７６をコレット６６２とばねフィンガ６７０と共に回転させ、そうすることで、閉じたばねフィンガ６７０の形状によって捕獲されているＢナット６４は、ＦＤＶ５４からねじが外れる。Ｂナット６４を廃棄するには、前述とは反対の方向に駆動軸６６４が回転される。ラチェットディスク６７８は、ピンキャリア６７６のこの方向の運動を制限し、コレット６６２を強制的に後退させ、レンチばねフィンガ６７０が開くことを可能にして、このようにして、Ｂナット６４を解放する。
ラチェットディスク６７８は、プリロードばね６８４でピンキャリア筺体６７６に対してプリロードがかけられている間、ツール先端基部構造６８０に対する回転に対してキー６８２付けされることによって、ピンキャリア筺体６７６の回転運動を制御する。ピンキャリア筺体６７６のラチェットディスク表面６８６および結合面６８８は、結合ランプ機構を有する。ラチェットディスク６７８をピンキャリア筐体６７６に対して押し付けるプリロードねじ６８４のプリロード下にありながら、入力トルクがランプを互いに摺動させるのに十分な場合のみ、ランプの浅い角度の表面が互いに対して摺動する一方向では、運動が可能であり、これは、Ｂナット６４を取り外すためのツールの回転である。他方の方向では、ランプの急勾配な側面が係合し、その方向での相対運動が抑制されて、コレット６６２が動いてＢナット６４を解放することを可能にする。ラチェットディスクインターフェース６７４の抗力は、コレット６６２の軸方向運動が回転運動の前に発生することを可能にする。
クラッシュシール取り外しツール
図４６から図５０を参照すると、クラッシュシール７０２は、ＦＤＶバルブ軸７１６に接着されてもよく、新しいクラッシュシール７０２を有する安全バルブ３５０を設置する前に取り外されなくてはならない。クラッシュシール取り外しツール先端部７００を操作するには、駆動軸７０４が回転され、このことは、プランジャ７０６を後方へと駆動軸７０４内に平行移動させる。駆動軸７０４は雌ねじを有し、一方、プランジャ７０６は、それらがインターフェース７０８となる雄ねじを有する。プランジャ７０６が平行移動する間、フレックスジョーリンケージ７１２のピボット点７１０はプランジャ７０６と共に動き、フレックスジョー先端部７１４を閉鎖および後退させて、ＦＤＶバルブ軸７１６と接触させ、ＦＤＶバルブ軸７１６に沿って引き込む。フレックスジョー先端部７１４は、ＦＤＶバルブ軸７１６に対してプリロードがかけられ、それらがクラッシュシール７０２に引っ掛かり、クラッシュシール７０２が力ずくで緩められるまで一緒に引き込まれる。フレックスジョー先端部７１４がＦＤＶバルブ軸７１６から自由になると、クラッシュシール７０２は、ツール先端基部構造７１９に接続され、次に、共通基部６０３に接続されるケージ７１８内に保持される。駆動軸７０４を逆方向に回転させると、フレックスジョー先端部７１４が開き、クラッシュシール７０２がツール先端部７００から押し出されるが、プランジャ面７２０を前方に押し、クラッシュシール７０２がケージ７１８から押し出される。
図４６から図５０を参照すると、クラッシュシール７０２は、ＦＤＶバルブ軸７１６に接着されてもよく、新しいクラッシュシール７０２を有する安全バルブ３５０を設置する前に取り外されなくてはならない。クラッシュシール取り外しツール先端部７００を操作するには、駆動軸７０４が回転され、このことは、プランジャ７０６を後方へと駆動軸７０４内に平行移動させる。駆動軸７０４は雌ねじを有し、一方、プランジャ７０６は、それらがインターフェース７０８となる雄ねじを有する。プランジャ７０６が平行移動する間、フレックスジョーリンケージ７１２のピボット点７１０はプランジャ７０６と共に動き、フレックスジョー先端部７１４を閉鎖および後退させて、ＦＤＶバルブ軸７１６と接触させ、ＦＤＶバルブ軸７１６に沿って引き込む。フレックスジョー先端部７１４は、ＦＤＶバルブ軸７１６に対してプリロードがかけられ、それらがクラッシュシール７０２に引っ掛かり、クラッシュシール７０２が力ずくで緩められるまで一緒に引き込まれる。フレックスジョー先端部７１４がＦＤＶバルブ軸７１６から自由になると、クラッシュシール７０２は、ツール先端基部構造７１９に接続され、次に、共通基部６０３に接続されるケージ７１８内に保持される。駆動軸７０４を逆方向に回転させると、フレックスジョー先端部７１４が開き、クラッシュシール７０２がツール先端部７００から押し出されるが、プランジャ面７２０を前方に押し、クラッシュシール７０２がケージ７１８から押し出される。
ツール拘束
図５１から図５３を参照すると、ツール拘束方法の実施形態は、ボールロック、クイック切り離し機構を使用することである。これは、エンドエフェクタからの入力機械運動を使用して、ツールの拘束ごとに能動的な機構を有する必要がなく、宇宙機での拘束と保持とを可能にする拘束である。サービサデッキ上の全てのツールで能動的な拘束機構が実行可能でない場合、このツール拘束方法では、サポートツールが第１ロボットアーム８４によって保持されている間にサポートツールを拘束するための作動を提供する第２ロボットアームの必要性がなくなる。この機構では、ツール７３０の拘束体が、宇宙機７３２のロッキングインターフェース内に完全に係合するように、ロボットアームがツールを配置すると、ツールおよびサービス宇宙機の適切な視覚的手がかり７３４およびアーム制御ソフトウェアによって導かれて、第２ツール機構駆動６１３がツール上で回転する。この回転は、拘束体７４０内のアクチュエータースプラインによって、宇宙機側レセプタクル７３２内のリードねじ駆動軸７３８上のスプライン７３６に伝達される。駆動軸７３８を回転させると、ボールロックスリーブ７４２が前進させられ、宇宙機側レセプタクル７３２内の複数のボール７４４を拘束体７４８の刻み目７４６内へと強制的に前進させ、このようにして、拘束体７４８および取り付けられたツール拘束半部７３０を宇宙機側レセプタクル７３２内に保持する。ツールの拘束の視覚的な確認を提供するために、視覚的手がかりインジケータ７５２が提供される。ボールロックスリーブ７４２が前進すると、ボールロックスリーブ７５０上の突起が同時にツール内のばね荷重式インジケータ７５２を押し、このようにして、ボールロックスリーブ７４２が前進するにつれて、ばね荷重式インジケータ７５２をどんどん露出させる。ボールロックスリーブ７４２が拘束体７４８と完全に係合したときに視覚的表示がはっきりと見えるように、ばね荷重式インジケータ７５２はわかりやすくマークされている。拘束の切り離しは、第２トルク駆動部６１３の反対方向への回転を通して行われる。ブリーチロック式を含む、拘束の代替的な実施形態が可能である。
図５１から図５３を参照すると、ツール拘束方法の実施形態は、ボールロック、クイック切り離し機構を使用することである。これは、エンドエフェクタからの入力機械運動を使用して、ツールの拘束ごとに能動的な機構を有する必要がなく、宇宙機での拘束と保持とを可能にする拘束である。サービサデッキ上の全てのツールで能動的な拘束機構が実行可能でない場合、このツール拘束方法では、サポートツールが第１ロボットアーム８４によって保持されている間にサポートツールを拘束するための作動を提供する第２ロボットアームの必要性がなくなる。この機構では、ツール７３０の拘束体が、宇宙機７３２のロッキングインターフェース内に完全に係合するように、ロボットアームがツールを配置すると、ツールおよびサービス宇宙機の適切な視覚的手がかり７３４およびアーム制御ソフトウェアによって導かれて、第２ツール機構駆動６１３がツール上で回転する。この回転は、拘束体７４０内のアクチュエータースプラインによって、宇宙機側レセプタクル７３２内のリードねじ駆動軸７３８上のスプライン７３６に伝達される。駆動軸７３８を回転させると、ボールロックスリーブ７４２が前進させられ、宇宙機側レセプタクル７３２内の複数のボール７４４を拘束体７４８の刻み目７４６内へと強制的に前進させ、このようにして、拘束体７４８および取り付けられたツール拘束半部７３０を宇宙機側レセプタクル７３２内に保持する。ツールの拘束の視覚的な確認を提供するために、視覚的手がかりインジケータ７５２が提供される。ボールロックスリーブ７４２が前進すると、ボールロックスリーブ７５０上の突起が同時にツール内のばね荷重式インジケータ７５２を押し、このようにして、ボールロックスリーブ７４２が前進するにつれて、ばね荷重式インジケータ７５２をどんどん露出させる。ボールロックスリーブ７４２が拘束体７４８と完全に係合したときに視覚的表示がはっきりと見えるように、ばね荷重式インジケータ７５２はわかりやすくマークされている。拘束の切り離しは、第２トルク駆動部６１３の反対方向への回転を通して行われる。ブリーチロック式を含む、拘束の代替的な実施形態が可能である。
燃料補給ツール（ＲＴ）での作業の詳細
図５４は、サービサ宇宙機８０およびサービサ宇宙機８０によって燃料補給されるクライアント衛星８１を示している。図５５は、燃料補給ツール１０の動作を制御するために使用されてもよいコンピュータ制御システムの非限定的な例示的例を示している。
図５４は、サービサ宇宙機８０およびサービサ宇宙機８０によって燃料補給されるクライアント衛星８１を示している。図５５は、燃料補給ツール１０の動作を制御するために使用されてもよいコンピュータ制御システムの非限定的な例示的例を示している。
クライアント衛星８１上の充填／排出バルブ５４にアクセスするための本明細書中に開示されているツール１０は、地球から直接発射される専用の燃料補給またはサービサ宇宙機８０に取り付けられてもよい。
システムはまた、（本明細書中にその全体が参照によって組み込まれている）２０１４年１２月２日に発行された米国特許第８８９９５２７号明細書に記載されている二元または単元推進剤をサービス側衛星８０からクライアント衛星８１に移送するための推進剤移送システム９６０を含み、その目的は、遠隔オペレータとコンピュータ制御との組み合わせ下での推進剤を移送するための推進剤移送システム９６０（図５４）を提供することである。このような専用のサービサ宇宙機８０は、本明細書中にその特許のその全体が参照によって組み込まれている、２００５年１１月２９日に発行された米国特許第６９６９０３０号明細書に記載されているような宇宙機ドッキング機構を含んでもよい。
図５４は、燃料補給ツール１０に加えて、クライアント衛星８１の燃料補給に関連する項目を示している。これらは、サービサ宇宙機８０に加え、クライアント充填／排出バルブ５４、ロボットアーム８４、ロボットアーム８４に接続されているエンドエフェクタ５５０、エンドエフェクタ５５０により解放可能に把持可能な燃料補給ツール１０、推進剤移送システム９６０、エンドエフェクタ５５０に取り付けられている可動式クイック接続推進剤カップリング５５５、アーム８４に沿って延びる推進剤出口ホース９８０、および地球９４０（またはスペースステーションまたは母船、いずれも遠隔操作制御の場所）に双方向無線リンク９３４を提供する通信システム９３０を含む。燃料補給ツール１０、安全バルブ固定具８３、安全バルブアセンブリ３５０のための収納ポスト８２、ブランケットカッタツール６０５、ブランケットハンドリングツール６０６、ワイヤカッタツール６０７、Ｂナット取り外しツール６０８、およびクラッシュシール取り外しツール６０９を含むサポートツールのために収納ポイントが示されている。
図５４は、その近位端がサービス側宇宙機８０に固定して取り付けられ、その遠位端がクライアント宇宙機８１に解放可能に取り付けられている係留装置９５０を示している。一実施形態では、係留装置９５０は、係留装置９５０による把持と適合性がある、クライアント宇宙機８１の外部に取り付けられているグラプル固定具５０１（図５４には不図示）を有するロボットアーム８４およびエンドエフェクタ５５０と同等の機能および性能のマニピュレーターアームからなる。第２実施形態では、係留装置は、米国特許第６９６９０３０号明細書に開示されているような宇宙機ドッキング機構からなり、この特許に記載されたドッキングインターフェースはクライアント宇宙機の外部に取り付けられる。係留装置は、図５６Ａおよび図５６Ｂに記載されている燃料補給作業の開始前に、サービス側宇宙機８０とクライアント衛星８１との間に十分に堅固で耐荷重性の構造的接続を確立する必要がある。ロボットアーム８４およびエンドエフェクタ５５０および整備ツールと、クライアント宇宙機８１の表面または機構との相互作用が、クライアント宇宙機８１のサービサ宇宙機８０に対する相対位置および配向において材料変化を引き起こす負荷を生成しないように、十分な剛性がなければならない。
加えて、サービサ宇宙機８０は、８６２で示される推進剤フロー制御システムに加えて、ツール１０とインターフェースされてもよい内蔵コンピュータ制御システム８００（図５５）を含んで、クライアント衛星８１の推進剤タンク内の圧力に基づいてどの推進剤移送のモードが選択されたか応じて、選択された順序で推進剤移送作業中に開閉されるすべてのコンポーネントを駆動できるようになる。推進剤フロー制御システムとインターフェースしているコンピュータ制御システム８００の存在により、推進剤移送プロセスは、ローカルミッションマネージャーによって自律的に制御されてもよいし、純粋な遠隔操作下にあることに加えて、混合遠隔操作／監視された自律性があってもよいように、ある程度のレベルの監視された自律性を含んでもよい。
推進剤補給システムの一部を形成する例示的なコンピューターシステム８００が示されている（図５５）。システムは、図５６Ａおよび図５６Ｂに示されているタスクの整備順序を通して、整備ツール（１０、６０５、６０６、６０７、６０８、および６０９）および安全バルブアセンブリ３５０の取り扱いおよび操作することをはじめとした、ロボットアーム８４の動きを制御するように構成およびプログラムされているコンピュータ制御システム８２５を含む。
命令および制御システム８００はまた、燃料補給ツール１０およびサポートツールの動作を制御するために、ロボットアーム８４およびそれに取り付けられているエンドエフェクタ５５０の動きを制御するように構成されている。これは、フロー制御システム、例えば、クライアント衛星８１とのアプローチ、捕獲／ドッキング、および燃料補給作業中にサービサ宇宙機８０によって行われる必要のある全ての作業を実施するための指示でプログラムされているサービサ宇宙機８０に取り付けられているコンピュータとインターフェースされる上記と同じ命令および制御システムであってもよい。また、分離しているコンピューターシステムであってもよい。
衛星燃料補給システムは、充填排出バルブでの燃料補給ツール操作の動作を見るための燃料補給ツール視覚システム４０を含む。また、それは、一般的なロボットの状態認識およびブランケットカッタツール６０５、ブランケットハンドリングツール６０６、ワイヤカッタツール６０７、Ｂナット取り外しツール６０８、およびクラッシュシール取り外しツール６０９のツール先端部の動作を監視する目的のためのロボット視覚システム８５０を含む。また、それは、作業現場の位置合わせにも使用できる。この最後の機能には、ロボット視覚システムが、エンドエフェクタ５５０上の基準の命令フレームに対して、一般的な作業場内のオブジェクトの位置を決定するために使用される。この位置は、エンドエフェクタ５５０での基準のフレームに対する対象のオブジェクトの位置および配向として決定される。対象のオブジェクトは、サービサ宇宙機上のそれらの収納場所での燃料補給ツール１０、燃料補給サポートツール（６０８、６０９）、およびサイト準備ツール（６０５、６０６、６０７）のいずれかの位置を含む。他の対象のオブジェクトは、クライアント宇宙機８１上のＦＤＶ５４の位置を含む。
通信システム９３０は、ロボットアーム８４とインターフェースされ、ロボット視覚システム８５０、燃料補給ツール視覚システム４０、ロボットアーム８４、ならびにしたがって、燃料補給およびサポートツールの（地球９４０またはその他の適切な場所からの）遠隔操作を可能にするように構成されている。視覚システムは、流体移送システム貯蔵タンクおよび配管システムをクライアント衛星８１の充填／排出バルブに接続するために使用される流体移送カップリングに取り付けられている別個のマーカーと、流体移送作業に関連する全てのツール上のマーキングとを含んでもよい。
これらのカメラは、遠隔操作型ロボット制御モード内で使用されてもよく、このモードでは、地球上の整備動作を制御するオペレータが、命令および制御コンソールの表示画面で作業現場の明確なビューを見る。代替モードでは、充填排出バルブのような要素の位置は、３Ｄポイントを抽出し、充填排出バルブまたはそこからロボットアーム保持ツール（多機能ツール、燃料補給ツール）が感知された６自由度座標にしたがってこれらの位置へと駆動できる作業現場の他の関連機構の位置と配向を決定するステレオカメラおよび視覚システムのいずれかによって決定されてもよい。
ステレオカメラは、測定された３Ｄ点群を取得し、燃料補給作業現場の所望の機構または形状の保存されているＣＡＤモデルに基づいて所望のオブジェクトの姿勢を推定することによって、所望の６自由度座標がそこから取得できる、スキャンまたはフラッシュライダーシステムに置き換えることもできる。宇宙機が整備されることを意図して設計されたこれらの用途には、オギルビーら（オギルビー、Ａ、ジャスティン・オールポート、マイケル・ハンナ、ジョン・ライマー、「軌道エクスプレス実証マニピュレーターシステム使用の自律衛星整備」、第９回宇宙における人工知能、ロボット工学、および自動化に関する国際シンポジウムの議事録（ｉ－ＳＡＩＲＡＳ‘０８）、カリフォルニア州ロサンゼルス、２００８年２月２５日～２９日）に記載されたような単純なターゲットが、整備ロボットで単眼カメラと組み合わせて使用されて、充填排出バルブ５４等の対象のアイテムの位置を特定し得る。最終的に、装置を位置決めするために使用されるロボットアームまたは装置８４は、ツールと作業現場（例えば、充填排出弁５４）との間の反力を測定することが可能なセンサまたは複数のセンサを含んでもよい。これらは、オペレータが遠隔操作制御することを支援するためにオペレータに対して表示できる、または自動力モーメント調整制御モードで使用でき、どちらも遠隔オペレータを支援、または監視下の自律制御モードで使用できる。
上述のように、コンピュータ制御システム８２５は、ロボット視覚システム８５０、燃料補給ツール視覚システム４０、推進剤移送システムのフロー制御システム８６２、およびロボットアーム８４とインターフェースされている。ロボットアーム８４とインターフェースされ、（エンドエフェクタ５５０にカメラ５５６を含むこともできる）ロボット視覚システム８５０、燃料補給ツール視覚システム４０、ロボットアーム８４、ロボットエンドエフェクタ５５０、ブランケットカッタツール６０５、ブランケットハンドリングツール６０６、ワイヤカッタツール６０７、Ｂナット取り外しツール６０８、クラッシュシール取り外しツール６０９、燃料補給ツール１０、およびフロー制御システム８６２（図５５）の（地球４０８からまたは他の任意の適切な場所からの）遠隔操作を可能にするように構成されている前述の通信システム９３０が提供される。このタイプのシステムは、特に遠隔制御が必要な宇宙ベースのシステムに非常に有利である。
エンドエフェクタ５５０は、（ロボットアーム８４と同様に）それ自体の埋め込まれているプロセッサを持ち、サービス側宇宙機のコンピュータから命令を受信する。エンドエフェクタ５５０はまた、電力およびデータを中央コンピュータから燃料補給ツール１０へと渡す。燃料補給ツール１０は、埋め込まれているコンピュータ／マイクロコントローラを持たないため、アクチュエータ命令はエンドエフェクタ５５０を介してコンピュータ制御システム８２５上流から受信する。エンドエフェクタ５５０埋め込みプロセッサはまた、燃料補給ツールカメラ４０からのビデオ信号と、リニアポテンショメータ４７６およびマイクロスイッチ（１２７、１６９、２６６、３０７、３１１、３６４、３８７、４０８、４１５、４１７、および４１８）を含むがこれらに限定されないツールセンサーからのテレメトリーとを受信する。これらの感知された値は、エンドエフェクタ内の閉ループ制御システム機能で使用できる。それらはまた、全体的な軌道上制御のために命令および制御システム８００に渡され、また、地球上または他の宇宙機内の人間の遠隔オペレータに対して表示することができる。
本開示のいくつかの態様は、少なくとも部分的に、ソフトウェアにて具現化することができる。すなわち、本技術は、ＲＯＭ、揮発性ＲＡＭ、不揮発性メモリ、キャッシュ、磁気および光学ディスク、または遠隔ストレージ装置等のメモリに含まれる指示のシーケンスを実行する、コンピューターシステムまたはマイクロプロセッサー等のそのプロセッサに対応する他のデータ処理システムで行われることができる。さらに、指示は、コンパイルおよびリンクされたバージョン形式で、データネットワークによってコンピューティングデバイスにダウンロードすることができる。代替的に、上記のプロセスを行うためのロジックは、追加のコンピュータおよび／または大規模集積回路（ＬＳＩ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、または電気的消去可能なプログラム可能な読み取り専用メモリー（ＥＥＰＲＯＭ）等のファームウェアのような個別のハードウェアコンポーネント等の機械可読媒体に実装され得る。
上述のように、図５５は、１以上のプロセッサ８３０（例えば、ＣＰＵ／マイクロプロセッサー）、バス８０２、ランダムアクセスメモリー（ＲＡＭ）および／または読み取り専用メモリー（ＲＯＭ）を含んでもよいメモリ８３５、１以上の内部ストレージ装置８４０（例えば、ハードディスクドライブ、コンパクトディスクドライブ、または内部フラッシュメモリー）、電源８４５、１以上の通信インターフェース８１３、ならびに様々な入力／出力装置および／またはインターフェース８６０を含む、命令および制御システムの一部を形成する、コンピュータ制御システム８２５の例示的な非限定的な実装を提供する。
図５５には、各コンポーネントのうちの１つのみが示されているが、コンピュータ制御システム８２５に任意の数の各コンポーネントを含めることが可能である。例えば、コンピュータは典型的に、異なるデータストレージ媒体を含む。さらに、バス８０２は、全てのコンポーネント間で単体接続として示されているが、バス８０２は、２以上のコンポーネントをリンクする１以上の回路、装置、または通信チャネルを表してもよいことが理解されるだろう。例えば、パーソナルコンピューターでは、バス８０２は、多くの場合、マザーボードを含む、またはマザーボードである。
一実施形態では、コンピュータ制御システム８００は、宇宙で動作するように構成されている汎用コンピュータまたは任意の他のハードウェア等価物であってもよいし、またはそれらを含んでもよい。コンピュータ制御システム８００はまた、１以上の通信チャネルまたはインターフェースの１つを通してプロセッサ５３０に接続されている１以上の物理的装置として実装されてもよい。例えば、コンピュータ制御システム８００は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）を使用して実装されることができる。代替的には、コンピュータ制御システム８００は、ハードウェアとソフトウェアとの組み合わせとして実装されることができ、ここで、ソフトウェアは、メモリから、またはネットワーク接続によってプロセッサにロードされる。
コンピュータ制御システム８００は、プロセッサで実行されると、システムに本開示で説明されている１以上の方法を行わせる一連の指示でプログラムされてもよい。コンピュータ制御システム８００は、示されているものよりもはるかに多いまたは少ないコンポーネントを含んでもよい。
完全に機能するコンピュータおよびコンピューターシステムの文脈でいくつかの実施形態が説明されてきたが、当業者は、様々な実施形態が様々な形態のプログラム製品として流通されることができ、実際に流通を行うために使用される特定のタイプの機械またはコンピュータ可読媒体にかかわらず適用できることを理解するであろう。
データ処理システムによって実行されると、システムに様々な方法を行わせる、ソフトウェアおよびデータを記憶するために、コンピュータ可読媒体を使用できる。実行可能なソフトウェアおよびデータは、例えば、ＲＯＭ、揮発性ＲＡＭ、不揮発性メモリ、および／またはキャッシュを含む様々な場所に記憶することができる。このソフトウェアおよび／またはデータの一部は、これらのストレージ装置のいずれか１つに記憶できる。概して、機械可読媒体には、機械（例えば、コンピュータ、ネットワーク装置、パーソナルデジタルアシスタント、製造ツール、１以上のプロセッサのセットを有する任意の装置など）によってアクセス可能な形態で情報を提供（すなわち、記憶および／または送信）する任意の機構を含む。コンピュータ可読媒体の例としては、とりわけ、揮発性および不揮発性メモリ装置、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリー（ＲＡＭ）、フラッシュメモリー装置、フロッピーおよびその他のリムーバブルディスク、磁気ディスク記憶媒体、光記憶媒体（例えば、コンパクトディスク（ＣＤ））、デジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）等の記録可能および記録不可能なタイプの媒体が挙げられるが、これらに限定されない。指示は、搬送波、赤外線信号、デジタル信号等の、電気的、光学的、音響的、または他の形態の伝搬信号のためのデジタルおよびアナログ通信リンクで具現化できる。
現在のシステムも、完全な自律動作のために構成されている。完全自律システムとは、その外部環境を測定して対応するシステムであり、完全自律性は、外部条件に対してシステム状態を非常に高い応答性で変化させることを必要とする条件下、または危険な状態を制御するための迅速な意思決定を必要とする条件のために、しばしば追求される。完全自律性の実装は、多くの場合、コストがかかり、しばしば予期されないまたは非常に不確実な環境を取り扱うことができない。人間のオペレータがシステム内で自律状態を開始できる監視された自律性は、人間の遠隔オペレータによって提供される柔軟性を有する、応答性のある自律型ローカルコントローラの利点を提供する。
図５６Ａおよび図５６Ｂに示されるブロックフローチャートは、燃料補給作業中に、クライアント衛星８１と係合する際にサービサ宇宙機８０によって取られるステップを詳細に説明している。
４．３ 作動ナットの締付け／閉鎖
ａ． 接触球４９０をＦＤＶブラケット５２にタッチダウンさせ、カメラ４２からのビューを使用して、燃料補給ツール１０が下がっていることと、機構Ａの顎部１２１、中央およびクランプ１２が完全に開いていることとの両方を確認する。
ｂ． 機構Ａ、中央およびクランプ１２をトランスミッション２６で選択し、リニアポテンショメータ４７７の読み出しを使用して選択されたことを確認する。
ｃ． ＦＤＶトルク反作用平面５８を機構Ａ、中央およびクランプ１２でクランプし、クランプされたマイクロスイッチ１２７を使用して、クランプ荷重が充填／排出バルブ、ＦＤＶ５４にかけられたことを確認する。
ｄ． 機構Ｃ、レンチ上昇２０をトランスミッション２６で選択し、リニアポテンショメータ４７７の読み出しを使用して選択されたことを確認する。
ｅ． カメラ４２からのビューを使用して、レンチ顎部１５４が作動ナット６２と一直線になるように、機構Ｃ、レンチ上昇２０を調整する。運動中に移動終端マイクロスイッチ３０７を監視する。
ｆ． 機構Ｂ１、レンチ閉鎖／開放１４を使用して作動ナット６２のレンチ顎部１５４を閉じ、カメラ４２からのビューを監視しながら、プリロードマイクロスイッチ１６９を使用して状態を確認する。
ｇ． 機構Ｂ２、レンチ回転１８をトランスミッション２６で選択し、リニアポテンショメータ４７７の読み出しを使用して選択されたことを確認する。
ｈ． 機構Ｂ２、レンチ回転１８を使用して作動ナット６２を回転させる。回転中のカメラ４２からのビューと、機構移動の終端におけるＣＷ／ＣＣＷマイクロスイッチ２６６およびトルクセル２０１からの読み出しとを監視する。
ｉ． 機構Ｂ１、レンチ閉鎖／開放１４を使用してレンチ顎部１５４を作動ナット６２から開き、カメラ４２からのビューを監視しながら、プリロードマイクロスイッチ１６９を使用して状態を確認する。
ａ． 接触球４９０をＦＤＶブラケット５２にタッチダウンさせ、カメラ４２からのビューを使用して、燃料補給ツール１０が下がっていることと、機構Ａの顎部１２１、中央およびクランプ１２が完全に開いていることとの両方を確認する。
ｂ． 機構Ａ、中央およびクランプ１２をトランスミッション２６で選択し、リニアポテンショメータ４７７の読み出しを使用して選択されたことを確認する。
ｃ． ＦＤＶトルク反作用平面５８を機構Ａ、中央およびクランプ１２でクランプし、クランプされたマイクロスイッチ１２７を使用して、クランプ荷重が充填／排出バルブ、ＦＤＶ５４にかけられたことを確認する。
ｄ． 機構Ｃ、レンチ上昇２０をトランスミッション２６で選択し、リニアポテンショメータ４７７の読み出しを使用して選択されたことを確認する。
ｅ． カメラ４２からのビューを使用して、レンチ顎部１５４が作動ナット６２と一直線になるように、機構Ｃ、レンチ上昇２０を調整する。運動中に移動終端マイクロスイッチ３０７を監視する。
ｆ． 機構Ｂ１、レンチ閉鎖／開放１４を使用して作動ナット６２のレンチ顎部１５４を閉じ、カメラ４２からのビューを監視しながら、プリロードマイクロスイッチ１６９を使用して状態を確認する。
ｇ． 機構Ｂ２、レンチ回転１８をトランスミッション２６で選択し、リニアポテンショメータ４７７の読み出しを使用して選択されたことを確認する。
ｈ． 機構Ｂ２、レンチ回転１８を使用して作動ナット６２を回転させる。回転中のカメラ４２からのビューと、機構移動の終端におけるＣＷ／ＣＣＷマイクロスイッチ２６６およびトルクセル２０１からの読み出しとを監視する。
ｉ． 機構Ｂ１、レンチ閉鎖／開放１４を使用してレンチ顎部１５４を作動ナット６２から開き、カメラ４２からのビューを監視しながら、プリロードマイクロスイッチ１６９を使用して状態を確認する。
４．４ ＦＤＶのＢナットシールを緩める
ａ． 機構Ｃ、レンチ上昇２０をトランスミッション２６で選択し、リニアポテンショメータ４７７の読み出しを使用して選択されたことを確認する。
ｂ． カメラ４２からのビューを使用して、レンチ顎部１５４がＢナット６４と一直線になるように、機構Ｃ、レンチ上昇２０を調整する。運動中に移動終端マイクロスイッチ３０７を監視する。
ｃ． 機構Ｂ１、レンチ閉鎖／開放１４を使用してＢナット６４のレンチ顎部１５４を閉じ、カメラ４２からのビューを監視しながら、プリロードマイクロスイッチ１６９を使用して状態を確認する。
ｄ． 機構Ｂ２、レンチ回転１８をトランスミッション２６で選択し、リニアポテンショメータ４７７の読み出しを使用して選択されたことを確認する。
ｅ． 機構Ｂ２、レンチ回転１８を使用してＢナット６４を回転させる。回転中のカメラ４２からのビューと、機構移動の終端におけるＣＷ／ＣＣＷマイクロスイッチ２６６およびトルクセル２０１からの読み出しとを監視する。
ｆ． 機構Ｂ１、レンチ閉鎖／開放１４を使用してレンチ顎部１５４を作動ナット６２から開き、カメラ４２からのビューを監視しながら、プリロードマイクロスイッチ１６９を使用して状態を確認する。
ｇ． 機構Ａ、中央およびクランプ１２をトランスミッション２６で選択し、リニアポテンショメータ４７７の読み出しを使用して選択されたことを確認する。
ｈ． ＦＤＶトルク反作用平面５８から機構Ａ、中央およびクランプ１２のクランプを解除し、クランプされたマイクロスイッチ１２７を使用して、充填／排出バルブ、ＦＤＶ５４からクランプ荷重が取り除かれたことを確認する。
ａ． 機構Ｃ、レンチ上昇２０をトランスミッション２６で選択し、リニアポテンショメータ４７７の読み出しを使用して選択されたことを確認する。
ｂ． カメラ４２からのビューを使用して、レンチ顎部１５４がＢナット６４と一直線になるように、機構Ｃ、レンチ上昇２０を調整する。運動中に移動終端マイクロスイッチ３０７を監視する。
ｃ． 機構Ｂ１、レンチ閉鎖／開放１４を使用してＢナット６４のレンチ顎部１５４を閉じ、カメラ４２からのビューを監視しながら、プリロードマイクロスイッチ１６９を使用して状態を確認する。
ｄ． 機構Ｂ２、レンチ回転１８をトランスミッション２６で選択し、リニアポテンショメータ４７７の読み出しを使用して選択されたことを確認する。
ｅ． 機構Ｂ２、レンチ回転１８を使用してＢナット６４を回転させる。回転中のカメラ４２からのビューと、機構移動の終端におけるＣＷ／ＣＣＷマイクロスイッチ２６６およびトルクセル２０１からの読み出しとを監視する。
ｆ． 機構Ｂ１、レンチ閉鎖／開放１４を使用してレンチ顎部１５４を作動ナット６２から開き、カメラ４２からのビューを監視しながら、プリロードマイクロスイッチ１６９を使用して状態を確認する。
ｇ． 機構Ａ、中央およびクランプ１２をトランスミッション２６で選択し、リニアポテンショメータ４７７の読み出しを使用して選択されたことを確認する。
ｈ． ＦＤＶトルク反作用平面５８から機構Ａ、中央およびクランプ１２のクランプを解除し、クランプされたマイクロスイッチ１２７を使用して、充填／排出バルブ、ＦＤＶ５４からクランプ荷重が取り除かれたことを確認する。
７．２ 宇宙機（Ｓ／Ｃ）の安全バルブ（ＳＶ）を捕捉する－クイック接続（ＱＣ）を結合する、フィッティングナットを解除する
ａ． 接触球４９０をサービサ宇宙機８０にタッチダウンし、カメラ４２からのビューを使用して、燃料補給ツール１０が下がっていることと、機構Ａの顎部１２１、中央およびクランプ１２が完全に開いていることとを確認する。
ｂ． 機構Ａ、中央およびクランプ１２をトランスミッション２６で選択し、リニアポテンショメータ４７７の読み出しを使用して選択されたことを確認する。
ｃ． 機構Ａ、中央およびクランプ１２で収納ポスト８２をクランプし、クランプされたマイクロスイッチ１２７を使用して、クランプ荷重が収納ポスト８２にかけられたことを確認する。
ｄ． 機構Ｄ、ＦＤＶ接続２２をトランスミッション２６で選択し、リニアポテンショメータ４７７の読み出しを使用して選択されたことを確認する。
ｅ． ラッチ準備済みマイクロスイッチ４０８によって確認されるように、トリガプレート４０７が安全バルブ本体３５１の肩部３５７に接触するまで、安全バルブキャリッジアセンブリ３６７を前進させる。
ｆ． 結合／分離キャリッジアセンブリ３８０の駆動を開始して、外部ロック溝３５２で完全に閉じるまでロッキングアーム３７２を閉じ、カメラ４２からのビューを使用して、ロッキングアーム３７２が安全バルブアセンブリ３５０を固定したことを確認する。
ｇ． 安全バルブアセンブリ３５０のクイック接続ニップル３５５がクイック接続カップリング３８５に完全に結合し、二重マイクロスイッチアセンブリ３８７によって確認されるまで、結合／分離キャリッジアセンブリ３８０を駆動し続ける。
ｈ． 機構Ｃ、レンチ上昇２０をトランスミッション２６で選択し、リニアポテンショメータ４７７の読み出しを使用して選択されたことを確認する。
ｉ． カメラ４２からのビューを使用して、レンチ顎部１５４がカップリングナット３５３と一直線になるように、機構Ｃ、レンチ上昇２０を調整する。運動中に移動終端マイクロスイッチ３０７を監視する。
ｊ． 機構Ｂ１、レンチ閉鎖／開放１４を使用して、カップリングナット３５３のレンチ顎部１５４を閉じ、カメラ４２からのビューを監視しながら、プリロードマイクロスイッチ１６９を使用して状態を確認する。
ｋ． 機構Ｂ２、レンチ回転１８をトランスミッション２６で選択し、リニアポテンショメータ４７７の読み出しを使用して選択されたことを確認する。
ｌ． 機構Ｂ２、レンチ回転１８でカップリングナット３５３を回転させる。回転中のカメラ４２からのビューと、機構移動の終端におけるＣＷ／ＣＣＷマイクロスイッチ２６６およびトルクセル２０１からの読み出しとを監視する。
ｍ． 機構Ｂ１、レンチ閉鎖／開放１４を使用してレンチ顎部１５４をカップリングナット３５３から開き、カメラ４２からのビューを監視しながら、プリロードマイクロスイッチ１６９を使用して状態を確認する。
ｎ． 機構Ｂ２、レンチ回転１８をトランスミッション２６で選択し、リニアポテンショメータ４７７の読み出しを使用して選択されたことを確認する。
ｏ． カメラ４２からのビューを使用して、機構Ｂ２、レンチ回転１８をカップリングナット３５３上の新しい位置へと回転させる。
ｐ． 安全バルブアセンブリ３５０が収納ポスト８２から外れるまでステップｊ．からｏ．を繰り返す。
ｑ． 機構Ｂ１、レンチ閉鎖／開放１４を使用してレンチ顎部１５４をカップリングナット３５３から開き、カメラ４２からのビューを監視しながら、プリロードマイクロスイッチ１６９を使用して状態を確認する。
ｒ． 機構Ｄ、ＦＤＶ接続２２をトランスミッション２６で選択し、リニアポテンショメータ４７７の読み出しを使用して選択されたことを確認する。
ｓ． クライアント衛星８１への移動のために安全バルブアセンブリ３５０が燃料補給ツール１０の内部に収納されるように安全バルブキャリッジアセンブリ３６７を後退させ、安全バルブキャリッジアセンブリ３６７の後退マイクロスイッチ４１８を使用して確認する。
ｔ． 機構Ａ、中央およびクランプ１２をトランスミッション２６で選択し、リニアポテンショメータ４７７の読み出しを使用して選択されたことを確認する。
ｕ． 収納ポスト８２から機構Ａのクランプを解除し、クランプされたマイクロスイッチ１２７を使用して、クランプ荷重が収納ポスト８２から取り除かれたことを確認する。
ａ． 接触球４９０をサービサ宇宙機８０にタッチダウンし、カメラ４２からのビューを使用して、燃料補給ツール１０が下がっていることと、機構Ａの顎部１２１、中央およびクランプ１２が完全に開いていることとを確認する。
ｂ． 機構Ａ、中央およびクランプ１２をトランスミッション２６で選択し、リニアポテンショメータ４７７の読み出しを使用して選択されたことを確認する。
ｃ． 機構Ａ、中央およびクランプ１２で収納ポスト８２をクランプし、クランプされたマイクロスイッチ１２７を使用して、クランプ荷重が収納ポスト８２にかけられたことを確認する。
ｄ． 機構Ｄ、ＦＤＶ接続２２をトランスミッション２６で選択し、リニアポテンショメータ４７７の読み出しを使用して選択されたことを確認する。
ｅ． ラッチ準備済みマイクロスイッチ４０８によって確認されるように、トリガプレート４０７が安全バルブ本体３５１の肩部３５７に接触するまで、安全バルブキャリッジアセンブリ３６７を前進させる。
ｆ． 結合／分離キャリッジアセンブリ３８０の駆動を開始して、外部ロック溝３５２で完全に閉じるまでロッキングアーム３７２を閉じ、カメラ４２からのビューを使用して、ロッキングアーム３７２が安全バルブアセンブリ３５０を固定したことを確認する。
ｇ． 安全バルブアセンブリ３５０のクイック接続ニップル３５５がクイック接続カップリング３８５に完全に結合し、二重マイクロスイッチアセンブリ３８７によって確認されるまで、結合／分離キャリッジアセンブリ３８０を駆動し続ける。
ｈ． 機構Ｃ、レンチ上昇２０をトランスミッション２６で選択し、リニアポテンショメータ４７７の読み出しを使用して選択されたことを確認する。
ｉ． カメラ４２からのビューを使用して、レンチ顎部１５４がカップリングナット３５３と一直線になるように、機構Ｃ、レンチ上昇２０を調整する。運動中に移動終端マイクロスイッチ３０７を監視する。
ｊ． 機構Ｂ１、レンチ閉鎖／開放１４を使用して、カップリングナット３５３のレンチ顎部１５４を閉じ、カメラ４２からのビューを監視しながら、プリロードマイクロスイッチ１６９を使用して状態を確認する。
ｋ． 機構Ｂ２、レンチ回転１８をトランスミッション２６で選択し、リニアポテンショメータ４７７の読み出しを使用して選択されたことを確認する。
ｌ． 機構Ｂ２、レンチ回転１８でカップリングナット３５３を回転させる。回転中のカメラ４２からのビューと、機構移動の終端におけるＣＷ／ＣＣＷマイクロスイッチ２６６およびトルクセル２０１からの読み出しとを監視する。
ｍ． 機構Ｂ１、レンチ閉鎖／開放１４を使用してレンチ顎部１５４をカップリングナット３５３から開き、カメラ４２からのビューを監視しながら、プリロードマイクロスイッチ１６９を使用して状態を確認する。
ｎ． 機構Ｂ２、レンチ回転１８をトランスミッション２６で選択し、リニアポテンショメータ４７７の読み出しを使用して選択されたことを確認する。
ｏ． カメラ４２からのビューを使用して、機構Ｂ２、レンチ回転１８をカップリングナット３５３上の新しい位置へと回転させる。
ｐ． 安全バルブアセンブリ３５０が収納ポスト８２から外れるまでステップｊ．からｏ．を繰り返す。
ｑ． 機構Ｂ１、レンチ閉鎖／開放１４を使用してレンチ顎部１５４をカップリングナット３５３から開き、カメラ４２からのビューを監視しながら、プリロードマイクロスイッチ１６９を使用して状態を確認する。
ｒ． 機構Ｄ、ＦＤＶ接続２２をトランスミッション２６で選択し、リニアポテンショメータ４７７の読み出しを使用して選択されたことを確認する。
ｓ． クライアント衛星８１への移動のために安全バルブアセンブリ３５０が燃料補給ツール１０の内部に収納されるように安全バルブキャリッジアセンブリ３６７を後退させ、安全バルブキャリッジアセンブリ３６７の後退マイクロスイッチ４１８を使用して確認する。
ｔ． 機構Ａ、中央およびクランプ１２をトランスミッション２６で選択し、リニアポテンショメータ４７７の読み出しを使用して選択されたことを確認する。
ｕ． 収納ポスト８２から機構Ａのクランプを解除し、クランプされたマイクロスイッチ１２７を使用して、クランプ荷重が収納ポスト８２から取り除かれたことを確認する。
７．４ クライアントＳ／ＣにＳＶを取り付け‐ＳＶフィッティングナットをクライアントＦＤＶに締結
ａ． ＦＤＶブラケット５２に接触球４９０をタッチダウンし、カメラ４２からのビューを使用して、燃料補給ツール１０が下がっていることと、機構Ａの顎部１２１、中央およびクランプ１２が完全に開いていることとの両方を確認する。
ｂ． 機構Ａ、中央およびクランプ１２をトランスミッション２６で選択し、リニアポテンショメータ４７７の読み出しを使用して選択されたことを確認する。
ｃ． 機構Ａ、中央およびクランプ１２でＦＤＶ反作用平面５８をクランプし、クランプされたマイクロスイッチ１２７を使用して、クランプ荷重が充填／排出バルブ、ＦＤＶ５４にかけられたことを確認する。
ｄ． 機構Ｄ、ＦＤＶ接続２２をトランスミッション２６で選択し、リニアポテンショメータ４７７の読み出しを使用して選択されたことを確認する。
ｅ． カップリングナット３５３が充填／排出バルブ、ＦＤＶ５４に接触して、コンプライアンスマイクロスイッチ４１５によって確認されるまで安全バルブキャリッジアセンブリ３６７を前進させる。
ｆ． 機構Ｃ、レンチ上昇２０をトランスミッション２６で選択し、リニアポテンショメータ４７７の読み出しを使用して選択されたことを確認する。
ｇ． カメラ４２からのビューを使用して、レンチ顎部１５４がカップリングナット３５３と一直線になるように、機構Ｃ、レンチ上昇２０を調整する。運動中に移動終端マイクロスイッチ３０７を監視する。
ｈ． 機構Ｂ１、レンチ閉鎖／開放１４を使用してカップリングナット３５３上でレンチ顎部１５４を閉じ、カメラ４２からのビューを監視しながら、プリロードマイクロスイッチ１６９を使用して状態を確認する。
ｉ． 機構Ｂ２、レンチ回転１８をトランスミッション２６で選択し、リニアポテンショメータ４７７の読み出しを使用して選択されたことを確認する。
ｊ． 機構Ｂ２、レンチ回転１８でカップリングナット３５３を回転させる。回転中のカメラ４２からのビューと、機構移動の終端におけるＣＷ／ＣＣＷマイクロスイッチ２６６およびトルクセル２０１からの読み出しとを監視する。
ｋ． 機構Ｂ１、レンチ閉鎖／開放１４を使用してレンチ顎部１５４をカップリングナット３５３から開き、カメラ４２からのビューを監視しながら、プリロードマイクロスイッチ１６９を使用して状態を確認する。
ｌ． 機構Ｂ２、レンチ回転１８をトランスミッション２６で選択し、リニアポテンショメータ４７７の読み出しを使用して選択されたことを確認する。
ｍ． カメラ４２からのビューを使用して、機構Ｂ２、レンチ回転１８をカップリングナット３５３上の新しい位置へと回転させる。
ｎ． 安全バルブアセンブリ３５０が充填／排出バルブ、ＦＤＶ５４に締結されるまでステップｈ．からｍ．を繰り返す。
ａ． ＦＤＶブラケット５２に接触球４９０をタッチダウンし、カメラ４２からのビューを使用して、燃料補給ツール１０が下がっていることと、機構Ａの顎部１２１、中央およびクランプ１２が完全に開いていることとの両方を確認する。
ｂ． 機構Ａ、中央およびクランプ１２をトランスミッション２６で選択し、リニアポテンショメータ４７７の読み出しを使用して選択されたことを確認する。
ｃ． 機構Ａ、中央およびクランプ１２でＦＤＶ反作用平面５８をクランプし、クランプされたマイクロスイッチ１２７を使用して、クランプ荷重が充填／排出バルブ、ＦＤＶ５４にかけられたことを確認する。
ｄ． 機構Ｄ、ＦＤＶ接続２２をトランスミッション２６で選択し、リニアポテンショメータ４７７の読み出しを使用して選択されたことを確認する。
ｅ． カップリングナット３５３が充填／排出バルブ、ＦＤＶ５４に接触して、コンプライアンスマイクロスイッチ４１５によって確認されるまで安全バルブキャリッジアセンブリ３６７を前進させる。
ｆ． 機構Ｃ、レンチ上昇２０をトランスミッション２６で選択し、リニアポテンショメータ４７７の読み出しを使用して選択されたことを確認する。
ｇ． カメラ４２からのビューを使用して、レンチ顎部１５４がカップリングナット３５３と一直線になるように、機構Ｃ、レンチ上昇２０を調整する。運動中に移動終端マイクロスイッチ３０７を監視する。
ｈ． 機構Ｂ１、レンチ閉鎖／開放１４を使用してカップリングナット３５３上でレンチ顎部１５４を閉じ、カメラ４２からのビューを監視しながら、プリロードマイクロスイッチ１６９を使用して状態を確認する。
ｉ． 機構Ｂ２、レンチ回転１８をトランスミッション２６で選択し、リニアポテンショメータ４７７の読み出しを使用して選択されたことを確認する。
ｊ． 機構Ｂ２、レンチ回転１８でカップリングナット３５３を回転させる。回転中のカメラ４２からのビューと、機構移動の終端におけるＣＷ／ＣＣＷマイクロスイッチ２６６およびトルクセル２０１からの読み出しとを監視する。
ｋ． 機構Ｂ１、レンチ閉鎖／開放１４を使用してレンチ顎部１５４をカップリングナット３５３から開き、カメラ４２からのビューを監視しながら、プリロードマイクロスイッチ１６９を使用して状態を確認する。
ｌ． 機構Ｂ２、レンチ回転１８をトランスミッション２６で選択し、リニアポテンショメータ４７７の読み出しを使用して選択されたことを確認する。
ｍ． カメラ４２からのビューを使用して、機構Ｂ２、レンチ回転１８をカップリングナット３５３上の新しい位置へと回転させる。
ｎ． 安全バルブアセンブリ３５０が充填／排出バルブ、ＦＤＶ５４に締結されるまでステップｈ．からｍ．を繰り返す。
７．７ 燃料移送のためにバルブ作動ナットを開く
ａ． 機構Ｃ、レンチ上昇２０をトランスミッション２６で選択し、リニアポテンショメータ４７７の読み出しを使用して選択されたことを確認する。
ｂ． カメラ４２からのビューを使用して、作動ナット６２がレンチ顎部１５４と一直線になるように機構Ｃ、レンチ上昇２０を調整する。運動中に移動終端マイクロスイッチ３０７を監視する。
ｃ． 機構Ｂ１、レンチ閉鎖／開放１４を使用して作動ナット６２上でレンチ顎部１５４を閉じ、カメラ４２からのビューを監視しながら、プリロードマイクロスイッチ１６９を使用して状態を確認する。
ｄ． 機構Ｂ２、レンチ回転１８をトランスミッション２６で選択し、リニアポテンショメータ４７７の読み出しを使用して選択されたことを確認する。
ｅ． 機構Ｂ２、レンチ回転１８を使用して作動ナット６２を回転させ、燃料移送のために開く。回転中のカメラ４２からのビューと、機構移動の終端におけるＣＷ／ＣＣＷマイクロスイッチ２６６およびトルクセル２０１からの読み出しとを監視する。
ａ． 機構Ｃ、レンチ上昇２０をトランスミッション２６で選択し、リニアポテンショメータ４７７の読み出しを使用して選択されたことを確認する。
ｂ． カメラ４２からのビューを使用して、作動ナット６２がレンチ顎部１５４と一直線になるように機構Ｃ、レンチ上昇２０を調整する。運動中に移動終端マイクロスイッチ３０７を監視する。
ｃ． 機構Ｂ１、レンチ閉鎖／開放１４を使用して作動ナット６２上でレンチ顎部１５４を閉じ、カメラ４２からのビューを監視しながら、プリロードマイクロスイッチ１６９を使用して状態を確認する。
ｄ． 機構Ｂ２、レンチ回転１８をトランスミッション２６で選択し、リニアポテンショメータ４７７の読み出しを使用して選択されたことを確認する。
ｅ． 機構Ｂ２、レンチ回転１８を使用して作動ナット６２を回転させ、燃料移送のために開く。回転中のカメラ４２からのビューと、機構移動の終端におけるＣＷ／ＣＣＷマイクロスイッチ２６６およびトルクセル２０１からの読み出しとを監視する。
７．９ 燃料移送後に作動ナットを閉じる
ａ． カメラ４２からのビューを使用して、レンチ顎部１５４がまだ作動ナット６２と一直線になっているかを確認する。
ｂ． 機構Ｂ２、レンチ回転１８を使用して作動ナット６２を回転させる。回転中のカメラ４２からのビューと、機構移動の終端におけるＣＷ／ＣＣＷマイクロスイッチ２６６およびトルクセル２０１からの読み出しとを監視する。
ｃ． 機構Ｂ１、レンチ閉鎖／開放１４を使用してレンチ顎部１５４を作動ナット６２から開き、カメラ４２からのビューを監視しながら、プリロードマイクロスイッチ１６９を使用して状態を確認する。
ａ． カメラ４２からのビューを使用して、レンチ顎部１５４がまだ作動ナット６２と一直線になっているかを確認する。
ｂ． 機構Ｂ２、レンチ回転１８を使用して作動ナット６２を回転させる。回転中のカメラ４２からのビューと、機構移動の終端におけるＣＷ／ＣＣＷマイクロスイッチ２６６およびトルクセル２０１からの読み出しとを監視する。
ｃ． 機構Ｂ１、レンチ閉鎖／開放１４を使用してレンチ顎部１５４を作動ナット６２から開き、カメラ４２からのビューを監視しながら、プリロードマイクロスイッチ１６９を使用して状態を確認する。
８．３ ＳＶクイック接続から燃料補給ツール（ＲＴ）クイック接続を分離させて、クライアントバルブからＲＴを取り外す
ａ． 安全バルブアセンブリ３５０のクイック接続ニップル３５５がクイック接続カップリング３８５から完全に分離され、二重マイクロスイッチアセンブリ３８７によって確認されるまで、結合／分離キャリッジアセンブリ３８０の駆動を開始する。
ｂ． 結合／分離キャリッジアセンブリ３８０を駆動し続けて外部ロック溝３５２からロッキングアーム３７２を開き、カメラ４２からのビューを使用して、ロッキングアーム３７２が完全に開くことを確認する。
ｃ． 機構Ｄ、ＦＤＶ接続２２をトランスミッション２６で選択し、リニアポテンショメータ４７７の読み出しを使用して選択されたことを確認する。
ｄ． 完全に後退するまで安全バルブキャリッジアセンブリ３６７を後退させ、安全バルブキャリッジアセンブリ３６７の後退マイクロスイッチ４１８を使用して確認する。
ｅ． 機構Ａ、中央およびクランプ１２をトランスミッション２６で選択し、リニアポテンショメータ４７７の読み出しを使用して選択されたことを確認する。
ｆ． ＦＤＶトルク反作用平面５８から機構Ａ、中央およびクランプ１２のクランプを解除し、クランプされたマイクロスイッチ１２７を使用して、充填／排出バルブ、ＦＤＶ５４から クランプ荷重が取り除かれたことを確認する。
ａ． 安全バルブアセンブリ３５０のクイック接続ニップル３５５がクイック接続カップリング３８５から完全に分離され、二重マイクロスイッチアセンブリ３８７によって確認されるまで、結合／分離キャリッジアセンブリ３８０の駆動を開始する。
ｂ． 結合／分離キャリッジアセンブリ３８０を駆動し続けて外部ロック溝３５２からロッキングアーム３７２を開き、カメラ４２からのビューを使用して、ロッキングアーム３７２が完全に開くことを確認する。
ｃ． 機構Ｄ、ＦＤＶ接続２２をトランスミッション２６で選択し、リニアポテンショメータ４７７の読み出しを使用して選択されたことを確認する。
ｄ． 完全に後退するまで安全バルブキャリッジアセンブリ３６７を後退させ、安全バルブキャリッジアセンブリ３６７の後退マイクロスイッチ４１８を使用して確認する。
ｅ． 機構Ａ、中央およびクランプ１２をトランスミッション２６で選択し、リニアポテンショメータ４７７の読み出しを使用して選択されたことを確認する。
ｆ． ＦＤＶトルク反作用平面５８から機構Ａ、中央およびクランプ１２のクランプを解除し、クランプされたマイクロスイッチ１２７を使用して、充填／排出バルブ、ＦＤＶ５４から クランプ荷重が取り除かれたことを確認する。
９．１ サービサＳ／Ｃの「安全バルブ固定具」のクイック接続にＲＴクイック接続を結合する
ａ． 接触球４９０をサービサ宇宙機８０にタッチダウンし、カメラ４２からのビューを使用して燃料補給ツール１０が下がっていることと、機構Ａの顎部１２１、中央およびクランプ１２が完全に開いていることとを確認する。
ｂ． 機構Ａ、中央およびクランプ１２をトランスミッション２６で選択し、リニアポテンショメータ４７７の読み出しを使用して、選択されたことを確認する。
ｃ． 機構Ａ、中央およびクランプ１２で安全バルブ固定具８３をクランプし、クランプされたマイクロスイッチ１２７を使用して、安全バルブ固定具８３にクランプ荷重がかけられていることを確認する。
ｄ． 機構Ｄ、ＦＤＶ接続２２をトランスミッション２６で選択し、リニアポテンショメータ４７７の読み出しを使用して選択されたことを確認する。
ｅ． トリガプレート４０７が安全バルブ固定具８３の肩部に接触し、ラッチ準備済みマイクロスイッチ４０８により確認されるまで、安全バルブキャリッジアセンブリ３６７を前進させる。
ｆ． 結合／分離キャリッジアセンブリ３８０の駆動を開始して、安全バルブ固定具８３を完全に閉じるまでロッキングアーム３７２を完全に閉じ、カメラ４２からのビューを使用して、ロッキングアーム３７２が安全バルブ固定具８３を固定したことを確認する。
ｇ． 安全バルブ固定具８３のクイック接続ニップルがクイック接続カップリング３８５に完全に結合し、二重マイクロスイッチアセンブリ３８７によって確認されるまで、結合／分離キャリッジアセンブリ３８０の駆動を続ける。
ａ． 接触球４９０をサービサ宇宙機８０にタッチダウンし、カメラ４２からのビューを使用して燃料補給ツール１０が下がっていることと、機構Ａの顎部１２１、中央およびクランプ１２が完全に開いていることとを確認する。
ｂ． 機構Ａ、中央およびクランプ１２をトランスミッション２６で選択し、リニアポテンショメータ４７７の読み出しを使用して、選択されたことを確認する。
ｃ． 機構Ａ、中央およびクランプ１２で安全バルブ固定具８３をクランプし、クランプされたマイクロスイッチ１２７を使用して、安全バルブ固定具８３にクランプ荷重がかけられていることを確認する。
ｄ． 機構Ｄ、ＦＤＶ接続２２をトランスミッション２６で選択し、リニアポテンショメータ４７７の読み出しを使用して選択されたことを確認する。
ｅ． トリガプレート４０７が安全バルブ固定具８３の肩部に接触し、ラッチ準備済みマイクロスイッチ４０８により確認されるまで、安全バルブキャリッジアセンブリ３６７を前進させる。
ｆ． 結合／分離キャリッジアセンブリ３８０の駆動を開始して、安全バルブ固定具８３を完全に閉じるまでロッキングアーム３７２を完全に閉じ、カメラ４２からのビューを使用して、ロッキングアーム３７２が安全バルブ固定具８３を固定したことを確認する。
ｇ． 安全バルブ固定具８３のクイック接続ニップルがクイック接続カップリング３８５に完全に結合し、二重マイクロスイッチアセンブリ３８７によって確認されるまで、結合／分離キャリッジアセンブリ３８０の駆動を続ける。
９．３ サービサＳ／Ｃの「安全バルブ固定具」のクイック接続からＲＴクイック接続を分離させる
ａ． 安全バルブ固定具８３のクイック接続ニップルがクイック接続カップリング３８５から完全に分離され、二重マイクロスイッチアセンブリ３８７により確認されるまで、結合／分離キャリッジアセンブリ３８０を駆動し続ける。
ｂ． 安全バルブ固定具８３からロッキングアーム３７２を開くように機構Ｄ２を駆動し続け、カメラ４２からのビューを使用して、ロッキングアーム３７２が完全に開いていることを確認する。
ｃ． 機構Ｄ、ＦＤＶ接続２２をトランスミッション２６で選択し、リニアポテンショメータ４７７の読み出しを使用して選択されたことを確認する。
ｄ． 完全に後退するまで安全バルブキャリッジアセンブリ３６７を後退させ、完全に後退したマイクロスイッチ４１８を使用して確認する。
ｅ． 機構Ａ、中央およびクランプ１２をトランスミッション２６で選択し、リニアポテンショメータ４７７の読み出しを使用して選択されたことを確認する。
ｆ． 安全バルブ固定具８３から機構Ａ、中央およびクランプ１２のクランプを解除し、クランプされたマイクロスイッチ１２７を使用して、クランプ荷重が安全バルブ固定具８３から取り除かれていることを確認する。
ａ． 安全バルブ固定具８３のクイック接続ニップルがクイック接続カップリング３８５から完全に分離され、二重マイクロスイッチアセンブリ３８７により確認されるまで、結合／分離キャリッジアセンブリ３８０を駆動し続ける。
ｂ． 安全バルブ固定具８３からロッキングアーム３７２を開くように機構Ｄ２を駆動し続け、カメラ４２からのビューを使用して、ロッキングアーム３７２が完全に開いていることを確認する。
ｃ． 機構Ｄ、ＦＤＶ接続２２をトランスミッション２６で選択し、リニアポテンショメータ４７７の読み出しを使用して選択されたことを確認する。
ｄ． 完全に後退するまで安全バルブキャリッジアセンブリ３６７を後退させ、完全に後退したマイクロスイッチ４１８を使用して確認する。
ｅ． 機構Ａ、中央およびクランプ１２をトランスミッション２６で選択し、リニアポテンショメータ４７７の読み出しを使用して選択されたことを確認する。
ｆ． 安全バルブ固定具８３から機構Ａ、中央およびクランプ１２のクランプを解除し、クランプされたマイクロスイッチ１２７を使用して、クランプ荷重が安全バルブ固定具８３から取り除かれていることを確認する。
精巧エンドエフェクタ（ＤＥＥ）および整備ツールでの動作の詳細
本方法は、整備ツールを回収するための全体的な運用ＦＦＢＤのステップ１．１、２．１、３．１、５．１、６．１、１０．１で適用できる。
ａ． 収納場所でツール（例えば、Ｂナット取り外しツール６０８、クラッシュシール取り外しツール６０９、ブランケットカッタツール６０５、ブランケットハンドリングツール６０６、またはワイヤカッタツール６０７）のグラプル固定具６１０上に高く浮遊するようにロボットアーム８４に命令する。
ｂ． ツールグラプル固定具６１０の捕獲エンベロープ内に収まるようにロボットアーム８４に命令する。
ｃ． グラプル固定具６１０の遠位端が精巧エンドエフェクタ５５０の捕獲機構５５１の捕獲エンベロープ内に入るまで、アームを前方へと動かす。
ｄ． 精巧エンドエフェクタ、ＤＥＥ５５０の捕獲機構５５１でグラプル固定具６１０をしっかりつかむ。
ｅ． 精巧エンドエフェクタ、ＤＥＥ５５０で、ツールの拘束機構能動的半部６１８を元に戻す。
ｆ． 収納場所から離れるようにアームに命令する。
本方法は、整備ツールを回収するための全体的な運用ＦＦＢＤのステップ１．１、２．１、３．１、５．１、６．１、１０．１で適用できる。
ａ． 収納場所でツール（例えば、Ｂナット取り外しツール６０８、クラッシュシール取り外しツール６０９、ブランケットカッタツール６０５、ブランケットハンドリングツール６０６、またはワイヤカッタツール６０７）のグラプル固定具６１０上に高く浮遊するようにロボットアーム８４に命令する。
ｂ． ツールグラプル固定具６１０の捕獲エンベロープ内に収まるようにロボットアーム８４に命令する。
ｃ． グラプル固定具６１０の遠位端が精巧エンドエフェクタ５５０の捕獲機構５５１の捕獲エンベロープ内に入るまで、アームを前方へと動かす。
ｄ． 精巧エンドエフェクタ、ＤＥＥ５５０の捕獲機構５５１でグラプル固定具６１０をしっかりつかむ。
ｅ． 精巧エンドエフェクタ、ＤＥＥ５５０で、ツールの拘束機構能動的半部６１８を元に戻す。
ｆ． 収納場所から離れるようにアームに命令する。
１．３ クライアントＳ／Ｃ上のブランケットを切断する
ａ． クライアント衛星８１に移る。
ｂ． ブランケットカッタツール６０５をサーマルブランケットに位置付ける。
ｃ． ブランケットカッタツール６０５でブランケットを突き刺す。
ｄ． ブランケットカッタツール６０５でブランケットを切断する。
ｅ． ブランケットが完全に切断されるまでｃおよびｄを繰り返す。
ｆ． クライアント８１衛星から離れるようにアームに命令する。
ａ． クライアント衛星８１に移る。
ｂ． ブランケットカッタツール６０５をサーマルブランケットに位置付ける。
ｃ． ブランケットカッタツール６０５でブランケットを突き刺す。
ｄ． ブランケットカッタツール６０５でブランケットを切断する。
ｅ． ブランケットが完全に切断されるまでｃおよびｄを繰り返す。
ｆ． クライアント８１衛星から離れるようにアームに命令する。
３．２～３．５ クライアントＳ／Ｃ上のＢナットおよび作動ナットロックワイヤを切断する
ａ． クライアント８１衛星に移る。
ｂ． ロックワイヤにワイヤカッタツール６０７を位置付ける。
ｃ． ワイヤカッタツール６０７でロックワイヤを切断する。
ｄ． ワイヤが完全に切断されるまでｂおよびｃを繰り返す。
ｅ． クライアント８１衛星から離れるようにアームに命令する。
ａ． クライアント８１衛星に移る。
ｂ． ロックワイヤにワイヤカッタツール６０７を位置付ける。
ｃ． ワイヤカッタツール６０７でロックワイヤを切断する。
ｄ． ワイヤが完全に切断されるまでｂおよびｃを繰り返す。
ｅ． クライアント８１衛星から離れるようにアームに命令する。
５．２～５．５ クライアントＳ／ＣからＢナットを取り外し、サービサにて廃棄する。
ａ． クライアント８１衛星に移る。
ｂ． Ｂナット取り外しツールワイヤ６０８を、充填／排出バルブ、ＦＤＶ５４に位置付ける。
ｃ． Ｂナット取り外しツールワイヤ６０８をＢナット６４に着座させる。
ｄ． Ｂナット６４を捕獲する。
ｅ． 充填／排出バルブ、ＦＤＶ５４からアームを離す。
ｆ． サービサ８０宇宙機に移る。
ｇ． 廃棄場所にツールを位置付ける。
ｈ． Ｂナット６４を押し出すようにＢナット取り外しツールワイヤ６０８に命令する。
ｉ． 廃棄場所からアームを離す。
ａ． クライアント８１衛星に移る。
ｂ． Ｂナット取り外しツールワイヤ６０８を、充填／排出バルブ、ＦＤＶ５４に位置付ける。
ｃ． Ｂナット取り外しツールワイヤ６０８をＢナット６４に着座させる。
ｄ． Ｂナット６４を捕獲する。
ｅ． 充填／排出バルブ、ＦＤＶ５４からアームを離す。
ｆ． サービサ８０宇宙機に移る。
ｇ． 廃棄場所にツールを位置付ける。
ｈ． Ｂナット６４を押し出すようにＢナット取り外しツールワイヤ６０８に命令する。
ｉ． 廃棄場所からアームを離す。
６．２～６．５ クライアントＳ／Ｃからクラッシュシールを取り外し、サービサにて廃棄する。
ａ． クライアント８１衛星に移る。
ｂ． 充填／排出バルブ、ＦＤＶ５４にクラッシュシール取り外しツール６０９を位置付ける。
ｃ． クラッシュシール７０２にクラッシュシール取り外しツール６０９に着座させる。
ｄ． クラッシュシール７０２を捕獲する。
ｅ． 充填／排出バルブ、ＦＤＶ５４からアームを離す。
ｆ． サービサ８０宇宙機に移る。
ｇ． 廃棄場所にクラッシュシール取り外しツール６０９を位置付ける。
ｈ． クラッシュシール７０２を押し出すようにツールに命令する。
ｉ． 廃棄場所からアームを離す。
ａ． クライアント８１衛星に移る。
ｂ． 充填／排出バルブ、ＦＤＶ５４にクラッシュシール取り外しツール６０９を位置付ける。
ｃ． クラッシュシール７０２にクラッシュシール取り外しツール６０９に着座させる。
ｄ． クラッシュシール７０２を捕獲する。
ｅ． 充填／排出バルブ、ＦＤＶ５４からアームを離す。
ｆ． サービサ８０宇宙機に移る。
ｇ． 廃棄場所にクラッシュシール取り外しツール６０９を位置付ける。
ｈ． クラッシュシール７０２を押し出すようにツールに命令する。
ｉ． 廃棄場所からアームを離す。
本方法は、整備ツールを収納するための全体的な運用ＦＦＢＤのステップ１．５、２．７、３．６、５．６、６．６、１０．５で適用できる。
ａ． サービサ８０宇宙機に移る。
ｂ． 収納場所でツール（例えば、Ｂナット取り外しツール６０８、クラッシュシール取り外しツール６０９、ブランケットカッタツール６０５、ブランケットハンドリングツール６０６、またはワイヤカッタツール６０７）上に高く浮遊するようにアームに命令する。
ｃ． ドッキング場所へとアームに命令する。
ｄ． 精巧エンドエフェクタ、ＤＥＥ５５０で、ツールの拘束機構能動的半部６１８を締結する。
ｅ． ツールのグラプル固定具６１０を浮動化して精巧エンドエフェクタ、ＤＥＥ５５０から解放する。
ｆ． 収納場所から離れるようにアームに命令する。
ａ． サービサ８０宇宙機に移る。
ｂ． 収納場所でツール（例えば、Ｂナット取り外しツール６０８、クラッシュシール取り外しツール６０９、ブランケットカッタツール６０５、ブランケットハンドリングツール６０６、またはワイヤカッタツール６０７）上に高く浮遊するようにアームに命令する。
ｃ． ドッキング場所へとアームに命令する。
ｄ． 精巧エンドエフェクタ、ＤＥＥ５５０で、ツールの拘束機構能動的半部６１８を締結する。
ｅ． ツールのグラプル固定具６１０を浮動化して精巧エンドエフェクタ、ＤＥＥ５５０から解放する。
ｆ． 収納場所から離れるようにアームに命令する。
４．１、７．１ 燃料補給ツールを回収する。
ａ． 収納場所で燃料補給ツール１０上に高く浮遊するようにアームに命令する。
ｂ． 燃料補給ツール１０グラプル固定具６１０の捕獲エンベロープに収まるようにアームに命令する。
ｃ． グラプルプローブがグラプルキャニスターの顎部内に収まるまでアームを前方へ動かす。
ｄ． 精巧エンドエフェクタ、ＤＥＥ５５０でグラプル固定具６１０をしっかりつかむ。
ｅ． 精巧エンドエフェクタ、ＤＥＥ５５０と、燃料補給ツール１０との間で電気伝達を可能にする。
ｆ． 精巧エンドエフェクタ、ＤＥＥ５５０と、燃料補給ツール１０との間で流体伝達を可能にする。
ｇ． 精巧エンドエフェクタ、ＤＥＥ５５０でツールの拘束抑制を元に戻す。
ｈ． 収納場所から離れるようにアームに命令する。
ａ． 収納場所で燃料補給ツール１０上に高く浮遊するようにアームに命令する。
ｂ． 燃料補給ツール１０グラプル固定具６１０の捕獲エンベロープに収まるようにアームに命令する。
ｃ． グラプルプローブがグラプルキャニスターの顎部内に収まるまでアームを前方へ動かす。
ｄ． 精巧エンドエフェクタ、ＤＥＥ５５０でグラプル固定具６１０をしっかりつかむ。
ｅ． 精巧エンドエフェクタ、ＤＥＥ５５０と、燃料補給ツール１０との間で電気伝達を可能にする。
ｆ． 精巧エンドエフェクタ、ＤＥＥ５５０と、燃料補給ツール１０との間で流体伝達を可能にする。
ｇ． 精巧エンドエフェクタ、ＤＥＥ５５０でツールの拘束抑制を元に戻す。
ｈ． 収納場所から離れるようにアームに命令する。
４．７、９．４ 燃料補給ツールを収納する。
ａ． サービサ８０宇宙機に移る。
ｂ． 収納場所で燃料補給ツール１０上に高く浮遊するようにアームに命令する。
ｃ． ドッキング場所へとアームに命令する。
ｄ． 精巧エンドエフェクタ、ＤＥＥ５５０でツールの拘束抑制を締結する。
ｅ． 精巧エンドエフェクタ、ＤＥＥ５５０と、ツールとの間の電気伝達をできなくする。
ｆ． 精巧エンドエフェクタ、ＤＥＥ５５０と、ツールとの間の流体伝達をできなくする。
ｇ． ツールのグラプル固定具６１０を浮動化して精巧エンドエフェクタ、ＤＥＥ５５０から解放する。
ｈ． 収納場所から離れるようにアームに命令する。
ａ． サービサ８０宇宙機に移る。
ｂ． 収納場所で燃料補給ツール１０上に高く浮遊するようにアームに命令する。
ｃ． ドッキング場所へとアームに命令する。
ｄ． 精巧エンドエフェクタ、ＤＥＥ５５０でツールの拘束抑制を締結する。
ｅ． 精巧エンドエフェクタ、ＤＥＥ５５０と、ツールとの間の電気伝達をできなくする。
ｆ． 精巧エンドエフェクタ、ＤＥＥ５５０と、ツールとの間の流体伝達をできなくする。
ｇ． ツールのグラプル固定具６１０を浮動化して精巧エンドエフェクタ、ＤＥＥ５５０から解放する。
ｈ． 収納場所から離れるようにアームに命令する。
本開示は、以下に概説されるように先に開示されたシステムよりも利点を有している。
第１に、視覚システムベースのオープンアーキテクチャは、人間の遠隔オペレータまたは自動制御のいずれかによって命令される燃料補給作業において燃料補給ツール１０によって達成されるＦＤＶの各連続アクセス、クランプおよび回転状態の検証を可能にする。燃料補給作業の一部としてＦＤＶの連続する各操作ステップが正常に完了したことの検証は、任務の要求事項を満たすためには不可欠である。
第２に、視覚システムベースのアーキテクチャーは、任務計画内においてリアルタイムで個々の機構動作の微調整をサポートする。トルク反作用平面の配向または取り付け公差における変動等の、完成時の構成の未知の態様に関連するリスクが軽減され、様々な異なる作業現場を１つのツールで整備できるように、各機構はＦＤＶ作業現場に適応可能である。
第３に、ＦＤＶに位置を合わせてクランプするための手段によって、１つの燃料補給ツールを広い範囲のＦＤＶサイズと可能性のある全ての設置向きに適合させることができる。ＦＤＶ作業現場の詳細な検証により、この適合性は任務の成功を確実にするために不可欠であることが明らかとなった。
第４に、レンチの開閉、回転、高さ調整のためのこれらの機構を構成するレンチ機構は、広い範囲のＦＤＶサイズと可能性のある全ての設置構成に合うように調整でき、操作ステップが正常に達成されたことを検証できるために重要な視覚システムを妨げずにレンチ動作を実行できる。
第５に、クイック接続ニップルを有する安全バルブの使用は、燃料補給作業後にＦＤＶを密閉する２つの独立した手段を提供する。クイック接続ニップルと安全バルブ内の直列の第２の別の逆止バルブとの組み合わせは、整備前に存在していた２つのレベルの密閉を復元する。
第６に、クイック接続ニップルを有する安全バルブの使用は、連続した大幅に簡素化された燃料補給作業を容易にする。より具体的には、最も単純な形態では、クライアント衛星の第２燃料補給作業で、燃料補給作業は図５６Ｂのステップ７．０で開始するだろう。
第７に、クイック接続ニップルを有する安全バルブの使用は、ねじ山接続の上でいかなる回転作動も必要とせずに燃料補給する手段を提供する。これは、例えば、安全バルブが、ＦＤＶへのそのねじ接続の上において回転作動ナットを含む場合に発生し得るような、作動ナットだけでなく、安全バルブ本体全体の回転の可能性を排除することによる、先の開示に対する直接的な改善点である。
第８に、ねじ付きカップリングナットを介する安全バルブの取り付けは、燃料補給ツールと安全バルブを有するロボットアームが位置合わせなしでＦＤＶに接近する先に開示されたシステムとは異なり、燃料補給ツールが正常に位置合わせされ、ターゲットＦＤＶにクランプされた後にのみ行われる。さらに、ＦＤＶへの安全バルブの取り付けは、ねじ係合の成功を確実にするために、コンプライアントカップリングナットと併せて、視覚的およびマイクロスイッチベースの感知の両方を含む。
第９に、全体的な燃料補給システムおよび方法に関して、包括的な一式のツールは、視覚的およびその他のセンサ手段を通じて全てのステップのロバスト性が高く検証可能である手段および方法を提供する。ツール動作は全て、軌道上でリアルタイムに調整されて、機構許容誤差の作業現場での配置の変動に適応できるため、ロバスト性が高い。ブランケット、ロックワイヤ、およびＦＤＶが操作される燃料補給作業の各ステップにおいて、センサ情報は、正常な動作または回復動作を行うために必要な情報の確認を可能にする。
第１０に、サポート整備ツールは、単一のロボットアームとエンドエフェクタの動作を通して、ピックアップ、電源供給、および収納される手段を有する。先行技術は、整備ツールを収納する手段は示したが、発射または輸送のために十分に拘束されていなかった。
燃料補給ツールの実施形態は、図面を参照すると、以下のコンポーネントを備えている。
１０：燃料補給ツール
１２：機構Ａ、センタおよびクランプ
１４：機構Ｂ１、レンチ閉鎖／開放
１６：コンプライアンス機構
１８：機構Ｂ２、レンチ回転
２０：機構Ｃ、レンチ上昇
２２：機構Ｄ、ＦＤＶ接続
２６：トランスミッション
４０：燃料補給ツール視覚システムベースアーキテクチャ
４２：カメラ
４４：カメラブラケット
４６：カメラシールド
５０：ＦＤＶ作業現場
５２：ＦＤＶブラケット
５４：充填／排出バルブ、ＦＤＶ
５６：バルブ本体
５８：トルク反作用平面
６０：ＦＤＶ軸
６２：ＦＤＶ作動ナット
６４：Ｂナット
６６：ＦＤＶフランジ
６８：ＦＤＶ溶接接続部
７０：ＦＤＶニップル
８０：サービサ宇宙機
８１：クライアント
８２：収納ポスト
８３：安全バルブ固定具
８４：ロボットアーム
１０２：機構“Ａ”入力軸
１０３：スラスト玉軸受
１０４：スラスト針状ころ軸受
１０５：張力筺体
１０６：リードナット
１０７：ピストン
１０８：クロスピン
１０９：ばね
１１０：スペーサ
１１１：スペーサ
１１２：エンドキャップ
１１３：張力アセンブリ
１１４：リニア軸受レール
１１５：リニア軸受ブロック
１１６：駆動リンク
１１７：ロッカアーム
１１８：接続リンク
１１９：プッシュロッド
１２０：ブッシング
１２１：顎部
１２２：ピボット
１２３：ローラ
１２４：ローラブラケット
１２５：把持部
１２６：接触指
１２７：マイクロスイッチ
１２８：機構“Ａ”フレーム
１２９：機構Ａ取り付けインターフェース
１５０：Ｂ１リードねじ
１５１：リードねじ駆動ギア
１５２：Ｂ１筺体
１５３：Ｂ１カバー
１５４：レンチ顎部
１５５：リードナット
１５６：ナットクランプ
１５７：ロッキングピン
１５８：アイドラギア
１５９：Ｂ１駆動入力ギア
１６０：Ｂ１駆動アクチュエータ
１６１：Ｂ１アクチュエータアダプタ
１６２：Ｂ１筺体アクチュエータ凹部
１６３：保持クリップ
１６４：アクチュエータアダプタピン
１６５：プランジャガイド
１６６：プランジャばね
１６７：プランジャ
１６８：プランジャ分岐ヘッド
１６９：マイクロスイッチ
１７０：Ｂ１取り付け突起
１７１：肩部ボルト
１７２：軸受
１７３：アイドラ軸
１７４：アイドラ軸受
１７５：トルク反作用凹部
１７６：トルク反作用軸
２００：トルクセルプレート
２０１：トルクセル
２０２：カップリングブラケット
２０３：ダウンスウィープ突出部
２０４：カップリングプラットフォーム
２０５：突出突起
２０６：ボールブッシング
２０７：ブッシングサークリップ
２０８：精密軸の第１対
２０９：精密軸の第２対
２１０：長さ調整可能ロッキング軸カラー
２１１：圧縮ばね
２１２：コンプライアンス機構取り付けインターフェース
２５０：回転トラックプレート
２５１：Ｂ２駆動ギア
２５２：内部スプライン付きハブ
２５３：Ｂ２駆動筺体
２５４：軸受
２５５：スラストパッド
２５６：セグメントギアアセンブリ
２５７：セグメントギア
２５８：セグメントギアキャリア
２５９：トラックローラの第１対
２６０：移動終端ピン
２６１：テンショナアセンブリ
２６２：テンショナヨーク
２６３：トラックローラの第２対
２６４：張力ねじ
２６５：ディスクばね
２６６：マイクロスイッチ
２６７：マイクロスイッチスペーサ
２６８：精密圧延面
２６９：セグメントギアバンパ
２７０：レンチ回転軸
２７１：高さ移動インジケータ
２７２：機構Ａへのインターフェース
３００：燃料補給ツール背面プレート
３０１：燃料補給ツール中間プレート
３０３：リニア軸受レール
３０４：リニア軸受ブロック
３０５：直角ブラケット
３０６：非金属バンパ
３０７：後退マイクロスイッチ
３０８：軸受
３０９：機構Ｂ２スプライン軸
３１０：機構Ｃリードねじ
３１１：拡張マイクロスイッチ
３５０：安全バルブアセンブリ
３５１：安全バルブ本体
３５２：外部ロック溝
３５３：カップリングナット
３５４：ばね
３５５：クイック接続ニップル
３５６：逆止バルブ
３５７：安全バルブ肩部
３６０：機構Ｄ基部プレート
３６１：ホースブラケット
３６２：リニアガイドレールの第１セット
３６３：調整可能端部止め
３６４：二重マイクロスイッチアセンブリ
３６５：フレキシブルホース
３６７：安全バルブキャリッジアセンブリ
３６８：安全バルブキャリッジ
３６９：リニアガイドブロック
３７０：ロッキングアームポスト
３７１：フランジ付きブッシング
３７２：ロッキングアーム
３７３：作動スロット
３７４：安全バルブセンサアセンブリ
３７５：コンプライアントカップリングアセンブリ
３７６：第１作動アクチュエータ
３７７：マイクロスイッチストライカ
３７８：リニアガイドレールの第２セット
３８０：結合／分離キャリッジアセンブリ
３８１：結合／分離キャリッジ
３８２：リニアガイドブロック
３８３：トラックローラ
３８４：リードナット
３８５：クイック接続カップリング
３８６：推進剤マニホールド
３８７：二重マイクロスイッチアセンブリ
３８８：トラベルストップ
３９０：スプライン付き入力軸
３９１：駆動ブラケット
３９２：ギア
３９３：軸受
３９４：安全バルブリードねじ
３９５：リードナット
３９６：ガイド筺体
３９７：ガイドピン
３９８：接続ピン
４００：コンプライアンス筺体
４０１：コンプライアンス基部
４０２：シャトル
４０３：ばね
４０５：センサ筺体
４０６：センサ基部
４０７：トリガプレート
４０８：ラッチ準備済みマイクロスイッチ
４０９：ばね
４１０：制限ピン
４１５：コンプライアンスマイクロスイッチ
４１６：コンプライアンスストライカ
４１７：前進マイクロスイッチ
４１８：後退マイクロスイッチ
４５０：トランスミッション筺体
４５１：上部カバー
４５２：下部カバー
４５３：ギア
４５４：入力ギア
４５５：入力ギア共通軸
４５６：出力ギア
４５７：内部スプライン付きハブ
４５８：軸受
４５９：サポート筺体
４６０：スラストワッシャ
４６１：全体リム
４６２：部分リム
４６３：円筒溝
４６４：筐体ボア
４６５：位置決めピン穴
４６６：位置決めピン
４６７：トランスミッション筺体取り付けインターフェース
４７０：トランスミッションブラケット
４７１：リニアガイドレール
４７２：リニアガイドブロック
４７３：トランスミッションサポートプレート
４７４：リードナット
４７５：ナットクランプ
４７６：リニアポテンショメータ
４７７：ポテンショメータ取り付け具
４７８：ポテンショメータロッドブラケット
４７９：燃料補給ツール上部プレート
４８０：トランスミッションリードねじ
４８１：軸受
４８２：軸受リテーナ
４８３：燃料補給ツール側部プレート
４８４：トランスミッションリードねじ
４８５：トランスミッション可動域
４９０：接触球
４９１：タッチダウンロッド
４９２：タッチダウンアーム
４９３：タッチダウンブラケット
５００：燃料補給ツールエンドエフェクタインターフェース
５０１：把持固定具
５０２：第１回転入力軸
５０３：第２回転入力軸
５０４：電気コネクタ
５０５：クイック接続ニップル
５０６：ターゲット
５０７：第１回転入力ギア
５０８：トランスファギア
５０９：クイル軸
５１０：軸受
５１１：リテーナ
５１２：クイル軸外部スプライン
５１３：燃料チャネル
５１４：クイル軸駆動ギア
５１５：伝達筺体
５１６：グラプル固定具プローブ
５５０：精巧エンドエフェクタ、ＤＥＥ
５５１：捕獲機構
５５２：第１回転入力ソケット
５５３：第２回転入力ソケット
５５４：可動式電気コネクタ
５５５：可動式クイック接続推進剤カップリング
５５６：エンドエフェクタカメラ
６０１：整備サポートツール、汎用
６０３：一般ツール基部
６０５：ブランケットカッタツール
６０６：ブランケットハンドリングツール
６０７：ワイヤカッタツール
６０８：Ｂナット取り外しツール
６０９：クラッシュシール取り外しツール
６１０：グラプル固定具
６１２：ツール機構駆動インターフェース、一次
６１３：ツール機構駆動インターフェース、二次
６１４：ツール機構ギアトレイン
６１８：拘束機構能動的半部
６２０：一般ツール基部構造
６３０：汎用ツール先端部の実施形態
６３２：ツール機構ギアトレインインターフェース
６３４：ツール先端駆動軸
６３６：ツール先端一般構造
６３８：ツール基部からツール先端部のボルト固定インターフェース
６４０：前進ねじ付きロッド
６４２：入力リンケージ
６４４：出力リンケージ
６４５：切断剪断機
６４６：グリップパドル
６４７：ワイヤカッタ剪断機およびワイヤリンググリップ機構
６５０：ブランケットカッタツール先端部
６５２：ブランケットハンドリングツール先端部
６５４：ワイヤカッタツール先端部
６６０：Ｂナット取り外しツール先端部
６６２：コレット
６６４：駆動軸
６６６：カムピン
６６８：カムピン用スロット
６７０：ばねレンチフィンガ
６７２：Ｂナット六角ナット機構
６７４：ラチェットディスクインターフェース
６７６：ピンキャリア筺体
６７８：ラチェットディスク
６８０：ツール先端基部構造
６８２：キー機構
６８４：プリロードばね
６８６：ランプ機構を有するラチェットディスク表面
６８８：ランプ機構を有するピンキャリア筺体表面
７００：クラッシュシール取り外しツール先端部
７０２：クラッシュシール、ＦＤＶの一部
７０４：駆動軸
７０６：プランジャ
７０８：駆動軸からプランジャのねじ付きインターフェース
７１０：ピボット点
７１２：フレックスジョーリンケージ
７１４：フレックスジョー先端部
７１６：ＦＤＶバルブ軸
７１８：ケージ
７１９：ツール先端基部構造
７２０：プランジャ面
７３０：ツール拘束、ツール側
７３２：ツール拘束、レセプタクル
７３４：視覚的手がかり
７３６：スプライン、レセプタクル
７３８：駆動軸
７４０：スプライン、ツール側
７４２：ボールロックスリーブ
７４４：ロックボール
７４６：ボール刻み目
７４８：拘束体
７５０：ボールロックスリーブ突出部
７５２：ばね荷重式インジケータ
８００：命令および制御システム
８０２：バス
８１３：通信インターフェース
８２５：コンピュータ制御システム
８３０：プロセッサ
８３５：メモリ
８４５：電源
８５０：ロボット視覚システム
８６０：Ｉ／Ｏ装置およびインターフェース
８６２：推進剤移送フロー制御システム
９３０：通信システム
９３４：双方向無線リンク
９４０：地球
９５０：係留装置
９６０：推進剤移送システム
９８０：推進剤出口ホース
１０：燃料補給ツール
１２：機構Ａ、センタおよびクランプ
１４：機構Ｂ１、レンチ閉鎖／開放
１６：コンプライアンス機構
１８：機構Ｂ２、レンチ回転
２０：機構Ｃ、レンチ上昇
２２：機構Ｄ、ＦＤＶ接続
２６：トランスミッション
４０：燃料補給ツール視覚システムベースアーキテクチャ
４２：カメラ
４４：カメラブラケット
４６：カメラシールド
５０：ＦＤＶ作業現場
５２：ＦＤＶブラケット
５４：充填／排出バルブ、ＦＤＶ
５６：バルブ本体
５８：トルク反作用平面
６０：ＦＤＶ軸
６２：ＦＤＶ作動ナット
６４：Ｂナット
６６：ＦＤＶフランジ
６８：ＦＤＶ溶接接続部
７０：ＦＤＶニップル
８０：サービサ宇宙機
８１：クライアント
８２：収納ポスト
８３：安全バルブ固定具
８４：ロボットアーム
１０２：機構“Ａ”入力軸
１０３：スラスト玉軸受
１０４：スラスト針状ころ軸受
１０５：張力筺体
１０６：リードナット
１０７：ピストン
１０８：クロスピン
１０９：ばね
１１０：スペーサ
１１１：スペーサ
１１２：エンドキャップ
１１３：張力アセンブリ
１１４：リニア軸受レール
１１５：リニア軸受ブロック
１１６：駆動リンク
１１７：ロッカアーム
１１８：接続リンク
１１９：プッシュロッド
１２０：ブッシング
１２１：顎部
１２２：ピボット
１２３：ローラ
１２４：ローラブラケット
１２５：把持部
１２６：接触指
１２７：マイクロスイッチ
１２８：機構“Ａ”フレーム
１２９：機構Ａ取り付けインターフェース
１５０：Ｂ１リードねじ
１５１：リードねじ駆動ギア
１５２：Ｂ１筺体
１５３：Ｂ１カバー
１５４：レンチ顎部
１５５：リードナット
１５６：ナットクランプ
１５７：ロッキングピン
１５８：アイドラギア
１５９：Ｂ１駆動入力ギア
１６０：Ｂ１駆動アクチュエータ
１６１：Ｂ１アクチュエータアダプタ
１６２：Ｂ１筺体アクチュエータ凹部
１６３：保持クリップ
１６４：アクチュエータアダプタピン
１６５：プランジャガイド
１６６：プランジャばね
１６７：プランジャ
１６８：プランジャ分岐ヘッド
１６９：マイクロスイッチ
１７０：Ｂ１取り付け突起
１７１：肩部ボルト
１７２：軸受
１７３：アイドラ軸
１７４：アイドラ軸受
１７５：トルク反作用凹部
１７６：トルク反作用軸
２００：トルクセルプレート
２０１：トルクセル
２０２：カップリングブラケット
２０３：ダウンスウィープ突出部
２０４：カップリングプラットフォーム
２０５：突出突起
２０６：ボールブッシング
２０７：ブッシングサークリップ
２０８：精密軸の第１対
２０９：精密軸の第２対
２１０：長さ調整可能ロッキング軸カラー
２１１：圧縮ばね
２１２：コンプライアンス機構取り付けインターフェース
２５０：回転トラックプレート
２５１：Ｂ２駆動ギア
２５２：内部スプライン付きハブ
２５３：Ｂ２駆動筺体
２５４：軸受
２５５：スラストパッド
２５６：セグメントギアアセンブリ
２５７：セグメントギア
２５８：セグメントギアキャリア
２５９：トラックローラの第１対
２６０：移動終端ピン
２６１：テンショナアセンブリ
２６２：テンショナヨーク
２６３：トラックローラの第２対
２６４：張力ねじ
２６５：ディスクばね
２６６：マイクロスイッチ
２６７：マイクロスイッチスペーサ
２６８：精密圧延面
２６９：セグメントギアバンパ
２７０：レンチ回転軸
２７１：高さ移動インジケータ
２７２：機構Ａへのインターフェース
３００：燃料補給ツール背面プレート
３０１：燃料補給ツール中間プレート
３０３：リニア軸受レール
３０４：リニア軸受ブロック
３０５：直角ブラケット
３０６：非金属バンパ
３０７：後退マイクロスイッチ
３０８：軸受
３０９：機構Ｂ２スプライン軸
３１０：機構Ｃリードねじ
３１１：拡張マイクロスイッチ
３５０：安全バルブアセンブリ
３５１：安全バルブ本体
３５２：外部ロック溝
３５３：カップリングナット
３５４：ばね
３５５：クイック接続ニップル
３５６：逆止バルブ
３５７：安全バルブ肩部
３６０：機構Ｄ基部プレート
３６１：ホースブラケット
３６２：リニアガイドレールの第１セット
３６３：調整可能端部止め
３６４：二重マイクロスイッチアセンブリ
３６５：フレキシブルホース
３６７：安全バルブキャリッジアセンブリ
３６８：安全バルブキャリッジ
３６９：リニアガイドブロック
３７０：ロッキングアームポスト
３７１：フランジ付きブッシング
３７２：ロッキングアーム
３７３：作動スロット
３７４：安全バルブセンサアセンブリ
３７５：コンプライアントカップリングアセンブリ
３７６：第１作動アクチュエータ
３７７：マイクロスイッチストライカ
３７８：リニアガイドレールの第２セット
３８０：結合／分離キャリッジアセンブリ
３８１：結合／分離キャリッジ
３８２：リニアガイドブロック
３８３：トラックローラ
３８４：リードナット
３８５：クイック接続カップリング
３８６：推進剤マニホールド
３８７：二重マイクロスイッチアセンブリ
３８８：トラベルストップ
３９０：スプライン付き入力軸
３９１：駆動ブラケット
３９２：ギア
３９３：軸受
３９４：安全バルブリードねじ
３９５：リードナット
３９６：ガイド筺体
３９７：ガイドピン
３９８：接続ピン
４００：コンプライアンス筺体
４０１：コンプライアンス基部
４０２：シャトル
４０３：ばね
４０５：センサ筺体
４０６：センサ基部
４０７：トリガプレート
４０８：ラッチ準備済みマイクロスイッチ
４０９：ばね
４１０：制限ピン
４１５：コンプライアンスマイクロスイッチ
４１６：コンプライアンスストライカ
４１７：前進マイクロスイッチ
４１８：後退マイクロスイッチ
４５０：トランスミッション筺体
４５１：上部カバー
４５２：下部カバー
４５３：ギア
４５４：入力ギア
４５５：入力ギア共通軸
４５６：出力ギア
４５７：内部スプライン付きハブ
４５８：軸受
４５９：サポート筺体
４６０：スラストワッシャ
４６１：全体リム
４６２：部分リム
４６３：円筒溝
４６４：筐体ボア
４６５：位置決めピン穴
４６６：位置決めピン
４６７：トランスミッション筺体取り付けインターフェース
４７０：トランスミッションブラケット
４７１：リニアガイドレール
４７２：リニアガイドブロック
４７３：トランスミッションサポートプレート
４７４：リードナット
４７５：ナットクランプ
４７６：リニアポテンショメータ
４７７：ポテンショメータ取り付け具
４７８：ポテンショメータロッドブラケット
４７９：燃料補給ツール上部プレート
４８０：トランスミッションリードねじ
４８１：軸受
４８２：軸受リテーナ
４８３：燃料補給ツール側部プレート
４８４：トランスミッションリードねじ
４８５：トランスミッション可動域
４９０：接触球
４９１：タッチダウンロッド
４９２：タッチダウンアーム
４９３：タッチダウンブラケット
５００：燃料補給ツールエンドエフェクタインターフェース
５０１：把持固定具
５０２：第１回転入力軸
５０３：第２回転入力軸
５０４：電気コネクタ
５０５：クイック接続ニップル
５０６：ターゲット
５０７：第１回転入力ギア
５０８：トランスファギア
５０９：クイル軸
５１０：軸受
５１１：リテーナ
５１２：クイル軸外部スプライン
５１３：燃料チャネル
５１４：クイル軸駆動ギア
５１５：伝達筺体
５１６：グラプル固定具プローブ
５５０：精巧エンドエフェクタ、ＤＥＥ
５５１：捕獲機構
５５２：第１回転入力ソケット
５５３：第２回転入力ソケット
５５４：可動式電気コネクタ
５５５：可動式クイック接続推進剤カップリング
５５６：エンドエフェクタカメラ
６０１：整備サポートツール、汎用
６０３：一般ツール基部
６０５：ブランケットカッタツール
６０６：ブランケットハンドリングツール
６０７：ワイヤカッタツール
６０８：Ｂナット取り外しツール
６０９：クラッシュシール取り外しツール
６１０：グラプル固定具
６１２：ツール機構駆動インターフェース、一次
６１３：ツール機構駆動インターフェース、二次
６１４：ツール機構ギアトレイン
６１８：拘束機構能動的半部
６２０：一般ツール基部構造
６３０：汎用ツール先端部の実施形態
６３２：ツール機構ギアトレインインターフェース
６３４：ツール先端駆動軸
６３６：ツール先端一般構造
６３８：ツール基部からツール先端部のボルト固定インターフェース
６４０：前進ねじ付きロッド
６４２：入力リンケージ
６４４：出力リンケージ
６４５：切断剪断機
６４６：グリップパドル
６４７：ワイヤカッタ剪断機およびワイヤリンググリップ機構
６５０：ブランケットカッタツール先端部
６５２：ブランケットハンドリングツール先端部
６５４：ワイヤカッタツール先端部
６６０：Ｂナット取り外しツール先端部
６６２：コレット
６６４：駆動軸
６６６：カムピン
６６８：カムピン用スロット
６７０：ばねレンチフィンガ
６７２：Ｂナット六角ナット機構
６７４：ラチェットディスクインターフェース
６７６：ピンキャリア筺体
６７８：ラチェットディスク
６８０：ツール先端基部構造
６８２：キー機構
６８４：プリロードばね
６８６：ランプ機構を有するラチェットディスク表面
６８８：ランプ機構を有するピンキャリア筺体表面
７００：クラッシュシール取り外しツール先端部
７０２：クラッシュシール、ＦＤＶの一部
７０４：駆動軸
７０６：プランジャ
７０８：駆動軸からプランジャのねじ付きインターフェース
７１０：ピボット点
７１２：フレックスジョーリンケージ
７１４：フレックスジョー先端部
７１６：ＦＤＶバルブ軸
７１８：ケージ
７１９：ツール先端基部構造
７２０：プランジャ面
７３０：ツール拘束、ツール側
７３２：ツール拘束、レセプタクル
７３４：視覚的手がかり
７３６：スプライン、レセプタクル
７３８：駆動軸
７４０：スプライン、ツール側
７４２：ボールロックスリーブ
７４４：ロックボール
７４６：ボール刻み目
７４８：拘束体
７５０：ボールロックスリーブ突出部
７５２：ばね荷重式インジケータ
８００：命令および制御システム
８０２：バス
８１３：通信インターフェース
８２５：コンピュータ制御システム
８３０：プロセッサ
８３５：メモリ
８４５：電源
８５０：ロボット視覚システム
８６０：Ｉ／Ｏ装置およびインターフェース
８６２：推進剤移送フロー制御システム
９３０：通信システム
９３４：双方向無線リンク
９４０：地球
９５０：係留装置
９６０：推進剤移送システム
９８０：推進剤出口ホース
Claims (27)
- サービサ宇宙機からクライアント宇宙機に流体を移送する方法であって、前記クライアント宇宙機は、タンクと前記タンクに連結される充填排出バルブとを含み、前記充填排出バルブは、前記充填排出バルブを開閉するためのバルブ作動ナットを含み、前記流体は、燃料および酸化剤からなる群から選択され、
ｊ．前記充填排出バルブのアクセスバルブキャップを取り外すステップと、
ｋ．前記取り外し動作が正常に行われたという感知確認を提供するステップと、
ｌ．前記サービサ宇宙機の安全バルブと推進剤の供給源との間に流体接続を確立するステップと、
ｍ．前記接続が確立されたという感知確認を提供するステップと、
ｎ．流体が前記充填排出バルブへと流入することを許容し、流体が前記充填排出バルブから流出することを許容しない安全な流体カップリングを提供するために、前記安全バルブを前記充填排出バルブに取り付けるステップと、
ｏ．前記安全バルブが設置されたという感知確認を提供するステップと、
ｐ．前記バルブ作動ナットを作動させることで前記充填排出バルブを開放するステップと、
ｑ．前記作動ナットが作動されたという感知確認を提供するステップと、
ｒ．前記安全バルブを通して前記タンクへと流体を移送するステップと、
を実行するように前記サービサ宇宙機のロボットアームに指示することを備える方法。 - 感知確認を提供するという前記ステップｂ）、ｄ）、ｆ）、およびｈ）は、リアルタイムの視覚的画像によって提供されるフィードバックと、戦略的に配置されるセンサからのフィードバックとの組み合わせを使用して達成され、前記アクセスバルブキャップ、前記安全バルブ、流体ライン、前記充填排出バルブおよびバルブ作動ナットの位置を監視および感知する、請求項１に記載の方法。
- クライアント衛星に配置される１以上の推進剤貯蔵タンクと流体接続している１以上の充填排出バルブにアクセスすることで前記クライアント衛星の燃料補給を行う方法であって、
ａ）１以上の安全バルブと、
ｂ）燃料補給ツールであって、少なくとも１つのカメラと、回転可能レンチと、オープンアーキテクチャ構造とを含む燃料補給ツール視覚システムを有し、前記燃料補給ツールが充填／排出バルブと係合している際に、前記カメラの視野は、係合している前記充填／排出バルブと、前記燃料補給ツールの前記回転可能レンチと、前記充填／排出バルブに設置されている安全バルブのカップリングナットとを包含するようにされ、前記燃料補給ツールの選択される可動コンポーネントに、燃料補給作業中に前記選択される可動コンポーネントの位置を感知するために、戦略的に配置されるセンサを含む、燃料補給ツールと、
ｃ）前記クライアント衛星が前記燃料補給ツールを受け入れる準備をし、前記燃料補給作業において補助するためのサポートツール一式と、を収納しているサービサ宇宙機であって、
ａ）その近位端で前記サービサ宇宙機に取り付けられているロボットアームと、
ｂ）前記クライアント衛星を前記サービサ宇宙機に固定して接続するための係留装置と、
ｃ）前記サービサ宇宙機から前記クライアント衛星へと推進剤を移送するための推進剤移送システムと、
ａ）推進剤カップリングであって、前記推進剤カップリングを通して前記クライアント衛星に推進剤を移送するための前記推進剤移送システムに接続されているエンドエフェクタに取り付けられている推進剤カップリングと、が取り付けられている前記サービサ宇宙機を使用して前記燃料補給の方法は行われ、
前記燃料補給の方法は、
ｈ）サービサ衛星を前記クライアント衛星と近接するように操作し、係留装置を使用して前記クライアント衛星を前記サービサ衛星に固定して係留させるステップと、
ｉ）前記ロボットアームに、前記ツールと前記サポートツールを順番に捕捉して、前記充填／排出バルブを覆っている任意のオブジェクトを緩めて取り外すように指示することで、前記充填／排出バルブを露出させるステップであって、任意のオブジェクトが取り外されると、前記ツールを収納する、前記充填／排出バルブを露出させるステップと、
ｊ）前記充填排出バルブが露出された後、前記サービサ宇宙機の前記安全バルブと推進剤タンクとの間に流体接続が確立されるように構成されている前記燃料補給ツールを捕捉するように前記ロボットアームに指示するステップであって、捕捉されたら、前記ロボットアームに安全バルブを捕捉するように指示し、これにより、前記推進剤移送システムを前記安全バルブに接続する、前記ロボットアームに指示するステップと、
ｋ）前記燃料補給ツール視覚システムによって得られるリアルタイムの視覚的画像と１以上のセンサからのフィードバックに基づいて、前記充填排出バルブの燃料補給ニップルに前記安全バルブを設置するように前記ロボットアームに指示するステップと、
ｌ）推進剤を、前記推進剤が前記ツールおよび安全バルブを通過して、前記クライアント衛星まで移送するステップと、
ｍ）推進剤が移送されたら、ツールを前記充填／排出バルブから切り離すことで前記推進剤移送システムを切り離すように前記ロボットアームに指示するステップと、
ｎ）前記係留装置を前記クライアント衛星から外すステップと、
を備える、燃料補給の方法。 - 前記１以上のセンサの出力を記録することを含む、請求項３に記載の方法。
- 前記センサは、１以上のマイクロスイッチ、および１以上のポテンショメータ、またはそれらの任意の組み合わせである、請求項３に記載の方法。
- 前記センサは、マイクロスイッチであって、１以上のマイクロスイッチからの前記フィードバックは、前記燃料補給作業中のその特定の時間の前記マイクロスイッチの状態である、請求項３に記載の方法。
- 前記マイクロスイッチは、捕捉中に前記安全バルブを感知し、燃料補給作業中に前記充填／排出バルブの前記燃料補給ニップルに接触する前記安全バルブの安全バルブカップリングナットを感知するように前記充填／排出バルブに前記安全バルブを設置するタスクが課された機構内に配置される、請求項６に記載の方法。
- 流体をクライアント衛星に移送するためにサービス側宇宙機に取り付けられているシステムであって、前記クライアント衛星は、タンクと充填排出バルブとを含み、前記タンクは、前記充填排出バルブに連結され、前記充填排出バルブは、前記充填排出バルブを開閉するための作動ナットと、前記充填排出バルブ上にアクセスバルブキャップとを有し、
ｈ）前記サービス側宇宙機の流体タンクから前記クライアント衛星の前記タンクへと流体を移送するための流体移送手段であって、前記流体は、燃料および酸化剤からなる群から選択される、流体移送手段と、
ｉ）前記アクセスバルブキャップを取り外して交換するため、流体ラインを前記充填排出バルブに連結および前記充填排出バルブから分断するため、および前記バルブ作動ナットを作動させて前記流体バルブを開閉するためのツール手段と、
ｊ）前記ツール手段と前記充填排出バルブとの間の相対的変位を判定するための第１感知手段と、
ｋ）前記充填排出バルブにアクセスして操作し、その後、流体ラインに連結および前記流体ラインから分断する後続のステップ中に前記充填排出バルブの状態を判定するための第２感知手段と、
ｌ）燃料補給中および燃料補給後に漏洩に対する１以上の独立したシールを有する安全バルブとの安全な流体カップリングを提供するための、前記充填／排出バルブに取り付け可能な安全バルブと、
ｍ）前記ツール手段を前記充填排出バルブに対して位置付けるための、前記ツール手段に接続可能な位置付け手段と、
ｎ）前記第１および第２感知手段からのフィードバックに基づいて前記位置付け手段および前記ツール手段の作業を制御するための、前記第１および第２感知手段、前記位置付け手段、および前記ツール手段と通信している制御手段と、
を備える、システム。 - 前記ツール手段は、
前記アクセスバルブキャップを緩め、前記バルブ作動ナットを開閉するように作動し、流体ラインを前記充填排出バルブに連結し、前記充填排出バルブから分断するための第１ツールと、
前記アクセスバルブキャップを取り外すための第２ツールと、
を含む、請求項８に記載のシステム。 - 前記ツール手段は、前記充填排出バルブからクラッシュシールを取り除くための第３ツールを含む、請求項８または９に記載のシステム。
- 前記第１感知手段は、前記ツール手段と前記充填排出バルブとの間の前記相対的変位を監視する視野を有するように配置されている視覚システムである、請求項８、９、または１０に記載のシステム。
- 前記第２感知手段は、
前記充填排出バルブと係合している前記第１および第２ツールを含む作業スペースを包含する視野を有するように配置されている視覚システムと、
流体移送作業中に選択される可動コンポーネントの位置を感知して記録する前記ツール手段に埋め込まれている感知手段と、
の組み合わせである、請求項８から１１のいずれか一項に記載のシステム。 - 前記感知手段は、１以上のマイクロスイッチ、１以上のポテンショメータ、またはそれらの任意の組み合わせである、請求項１２に記載のシステム。
- 前記感知手段は、マイクロスイッチであり、１以上のマイクロスイッチからの前記フィードバックは、前記燃料補給作業中のその特定の時間の前記マイクロスイッチの状態である、請求項１２に記載のシステム。
- クライアント衛星の燃料タンクと流体接続している１以上の充填／排出バルブで燃料補給される前記クライアント衛星の前記１以上の充填／排出バルブを開閉するためにサービサ宇宙機に取り付けられる燃料補給ツールであって、前記１以上の充填／排出バルブは、第１軸に沿って同軸上に整列している回転可能で静的な機構を有し、前記サービサ宇宙機は、安全バルブおよび前記充填／排出バルブに燃料を通過させる前の燃料補給中に前記充填／排出バルブに設置される、収納される前記安全バルブを含み、さらに、燃料補給作業中に前記安全バルブに結合されるように構成されている燃料補給システムを含み、
ａ）ターゲット充填排出バルブの前記充填排出バルブ本体およびトルク反作用平面に位置合わせおよびクランプするための機構Ａを備える燃料補給ツール構造と、
回転可能レンチであって、
前記回転可能レンチの開閉のための機構Ｂ１と、
前記レンチの回転のための機構Ｂ２であって、前記レンチを開閉するための機構Ｂ１が従属的に取り付けられている機構Ｂ２と、
前記回転可能レンチの高さ調整のための機構Ｃと、
を備え、
前記機構Ｂ２は機構Ｃに取り付けられ、必要に応じて、前記機構Ａ、Ｂ１、Ｂ２、およびＣは、前記回転可能レンチを回転させることによって誘導されるトルクが前記トルク反作用平面を介して前記バルブ本体で反作用を受けることを確実にするトルク反作用ループを形成する下部構造を形成する、回転可能レンチと、
ｂ）前記燃料補給システムを、係合している前記ターゲット充填排出バルブの燃料補給ニップルに接続するための機構Ｄであって、前記下部構造と、サイドプレートによって前記下部構造に接続されている上部プレートとに接続されて、燃料補給ツール構造の全体を形成する機構Ｄと、
前記上部プレートに接続され、前記サービサ宇宙機に取り付けられているロボットアームに取り付けられているロボットエンドエフェクタに把持されて結合するように構成されているエンドエフェクタインターフェースと、
捕捉中に前記安全バルブを感知し、燃料補給作業中に前記充填／排出バルブの前記燃料補給ニップルに接触する前記安全バルブの安全バルブカップリングナットを感知する、機構Ｄ内に配置されている１以上のセンサと、
前記燃料補給ツール構造に取り付けられている少なくとも１つのカメラを含むツール視覚システムであって、前記燃料補給ツールが充填／排出バルブと係合する際に、前記少なくとも１つのカメラの視野が、前記燃料補給作業中のように、係合している前記充填／排出バルブと、前記燃料補給ツールの前記回転可能レンチと、前記安全バルブのカップリングナットとを包含するように、前記下部構造はオープンアーキテクチャを有し、前記回転可能レンチ、前記充填／排出バルブ、および前記安全バルブの全ての状態は、マイクロスイッチの状態と、前記少なくとも１つのカメラからのリアルタイムの画像との組み合わせを使用して感知および／または監視することができるツール視覚システムと、
を含む燃料補給ツール構造を備える、燃料補給ツール。 - 前記センサは、マイクロスイッチであり、１以上のマイクロスイッチからのフィードバックは、前記燃料補給作業中のその特定の時間の前記マイクロスイッチの状態である、請求項１６に記載のツール。
- 前記センサは、１以上のマイクロスイッチ、１以上のポテンショメータ、またはそれらの任意の組み合わせである、請求項１６に記載のツール。
- クライアント衛星に燃料補給するためのシステムであって、
ａ）サービサ宇宙機であって、
その近位端で前記サービサ宇宙機に取り付けられているロボットアームと、前記ロボットアームの遠位端に取り付けられているエンドエフェクタと、
前記クライアント衛星を前記サービサ宇宙機に固定して係留させるための係留装置と、
推進剤移送システムと、
推進剤カップリングであって、前記推進剤カップリングを通して前記クライアント衛星に推進剤を移送するための前記推進剤移送システムに連結されている前記エンドエフェクタに取り付けられている推進剤カップリングと、
センサシステムおよび前記少なくとも１つのカメラからのフィードバックに基づいて前記燃料補給作業を制御するために、前記ロボットアームと、前記エンドエフェクタと、前記推進剤移送システムと、前記燃料補給ツールと通信している制御システムと、
前記サービサ宇宙機と遠隔通信するための通信システムと、
が取り付けられているサービサ宇宙機と、
ｂ）前記サービサ宇宙機であって、
請求項１３、１４、または１５に記載の前記燃料補給ツールと、
１以上の安全バルブであって、燃料を前記安全バルブおよび充填／排出バルブに通す前の燃料補給中に前記充填／排出バルブに設置され、前記推進剤カップリングは、前記１以上の安全バルブに結合するように構成されており、前記１以上の安全バルブは、前記エンドエフェクタによってピックアップされ、前記エンドエフェクタに結合されるように構成されている、１以上の安全バルブと、
前記エンドエフェクタによってピックアップされ、前記エンドエフェクタに結合されるように構成されているサイト準備ツール一式であって、前記燃料補給ツールを受け入れるために前記クライアント衛星を準備するために選択されるタスクを行うように構成されているサイト準備ツールと、
前記エンドエフェクタによってピックアップされ、前記エンドエフェクタに結合されるように構成されている燃料補給サポートツール一式であって、前記安全バルブを受け入れるために前記充填／排出バルブを準備するように前記充填／排出バルブと係合するように構成されている燃料補給サポートツールと、
を収納している前記サービサ宇宙機と、
を備えているシステム。 - クライアント衛星の燃料補給を準備するためのサポートツール一式であって、
それぞれが特定の機能を有するツール一式であって、各ツールは、駆動軸と、その特定の機能のために構成されているツールセクションとを有するツール一式と、
前記ツール先端部一式のそれぞれが恒久的に取り付けられている共通ツール基部であって、
サービス側衛星に取り付けられているロボットアームの遠位端に取り付けられているエンドエフェクタによるロボット把持のために構成されている、その片側に把持インターフェースを有する筐体であって、前記把持インターフェースは、グラプル固定具を含み、前記筐体の他方側には、ツールが取り付けられて、前記ツールの前記駆動軸を受け入れるように構成されている筐体と、
前記ロボットアームの前記エンドエフェクタに配置されている駆動アクチュエータ機構を介して、任意のツール先端部の機能を実行するために使用される２つのツール機構駆動インターフェースであって、前記２つのツール機構駆動インターフェースのうちの１つは、前記サポートツールのそれぞれの特定のツール先端部を駆動するために使用され、第２の方は、前記ロボットアームによって把持されていない場合、前記共通基部を保持するための拘束収納機構を駆動するために使用される、２つのツール機構駆動インターフェースと、
ツール機能の作動のために、前記ツール機構駆動入力インターフェースの１つから前記ツール駆動軸にツール機構ギアトレインインターフェースを介して回転およびトルクを伝達する、前記筐体内に配置されているツール機構ギアトレインと、
拘束機構「能動的半部」であって、使用されておらず、前記エンドエフェクタから分離されている場合、前記拘束機構に前記共通基部を保持する際に使用するための前記第２ツール機構駆動インターフェースに連結されて駆動される拘束機構「能動的半部」と、を含む共通ツール基部と、を備えるサポートツール一式。 - 前記拘束機構は、前記共通基部に保持されている前記ツールを受け入れ、前記共通基部の前記拘束機構「能動的半部」と係合してロックするように構成されている受動的ロック機構を有する、前記サービス側宇宙機に固定されているレセプタクル筐体を備える、請求項２０に記載のサポートツール一式。
- 前記共通基部および前記レセプタクル筐体は、前記レセプタクル筐体に前記共通基部を挿入してロックする作業中に、前記ロボットアームが前記共通基部を前記レセプタクル筐体に整列させることを視覚的に支援する視覚的手がかりを含む、請求項２０または２１に記載のサポートツール一式。
- 前記サポートツール一式は、それぞれが共通基部およびそれに取り付けられているツール先端部を含み、各ツール先端部は、特定の装置動作を有するサイト準備ツールを含み、前記ツール先端部共通構造は、前記共通基部にボルト固定されるように構成されているインターフェースを有する筐体と、前記２つの機構駆動インターフェースのうちの１つと係合するために前記共通基部に挿入される、前記筐体から延び出る部分を有する雌ねじ付き駆動軸と、前記筐体の内側に配置されている前記駆動軸の部分にねじ込み式に設置されている前進雄ねじ付きロッドと、前記共通構造の遠位端に配置されている一連の入力リンケージおよび一連の出力リンケージと、を含み、前記駆動軸の回転により、前記前進ねじ付きロッドの直線移動を引き起こし、これは次に一連の入力リンケージを動かし、これは次に前記装置の動作機構の一部を形成するピボット接続されている出力リンケージを任意のツール先端部の特定の点を中心に旋回させて、運動の方向に応じて、前記装置の動作機構を開閉させる、請求項２０、２１、または２２に記載のサポートツール一式。
- 前記装置の動作機構が、切断作用を提供するために前記出力ピボット接続出力リンケージの遠位端と一体的に形成されている一対の切断剪断機であるように、前記サポートツールは、サーマルブランケット剪断装置である、請求項２３に記載のサポートツール一式。
- 前記装置の動作機構が、サーマルブランケット片を把持して取り除くための把持動作を提供するために前記出力ピボット接続出力リンケージの遠位端と一体的に形成されている一対のブランケットパドルであるように、前記サポートツールは、サーマルブランケットハンドリング装置である、請求項２３に記載のサポートツール一式。
- 前記装置の動作機構が、ワイヤを把持して切断するための把持動作を提供するために前記出力ピボット接続出力リンケージの遠位端と一体的に形成されているワイヤリング把持機構を有する一対のワイヤカッタ剪断機であるように、前記サポートツールは、ワイヤカッタおよび把持ツールである、請求項２３に記載のサポートツール一式。
- 前記サポートツール一式は、充填／排出バルブＢナットが取り外される際に生成されるクラッシュされたシールを取り除くためのクラッシュシール取り外しツールを含み、前記クラッシュシール取り外しツールは、前記共通基部とそれに取り付けられているクラッシュシール取り外しツール先端部とを含み、それに取り付けられているクラッシュシール取り外しツール先端部は、前記共通基部にボルト固定されるように構成されているインターフェースと、前記２つの機構駆動インターフェースのうちの１つを係合するように前記共通基部に挿入される部分を有する雌ねじ付き回転可能駆動軸と、前記雌ねじ付き駆動軸に部分的に入り、その中で相互に移動可能な雄ねじ付きプランジャとを含み、前記プランジャは、ピボット点と共にピボット接続されている一対のフレックスジョーリンケージを含む、遠位プランジャ面を有し、前記フレックスジョーリンケージは、それぞれ遠位フレックスジョー先端部を有し、前記フレックスジョーリンケージは、ツール先端基部構造に固定して取り付けられているケージの開口部を通って延び、前記駆動軸が回転すると、プランジャは後方へ移動して前記駆動軸に入り、前記プランジャが移動している間、前記フレックスジョーリンケージの前記ピボット点は前記プランジャと共に動き、前記フレックスジョー先端部を閉鎖および後退させ、前記充填／排出バルブのバルブ軸と接触し、前記充填／排出バルブ軸に沿って引き込み、前記フレックスジョー先端部は、前記充填／排出バルブ軸に対してプリロードされ、前記クラッシュシールに引っ掛かり、前記フレックスジョー先端部と前記遠位プランジャ面との間の前記ケージに閉じ込められているところで力によって緩められるまで引き込まれ、前記駆動軸の逆方向への回転は、前記フレックスジョー先端部を開き、前記プランジャ面を前方に押して前記クラッシュシールを前記ケージから押し出すことにより、前記ツール先端部から前記クラッシュシールを排出する、請求項２０、２１、または２２に記載のサポートツール一式。
- 前記サポートツール一式は、Ｂナット取り外しツールを含み、前記Ｂナット取り外しツールは、前記共通基部と、それに恒久的に取り付けられているＢナット取り外しツール先端部とを含み、前記Ｂナット取り外しツール先端部は、前記共通基部に恒久的に取り付けられているツール先端基部構造と、前記２つの機構駆動インターフェースのうちの１つと係合するための前記共通基部に挿入される部分を有する駆動軸と、前記駆動軸の遠位端に連結されているばねレンチフィンガと、前記ばねフィンガの近位端で前記ばねレンチフィンガへのキー接続を有して、前記駆動軸の回転軸に沿った運動のみを可能にするコレットと、を含み、前記コレットは、前記コレットの外径にスロットを有し、ピンキャリア筺体に包囲され、前記スロット内を延びる前記ピンキャリア筺体に取り付けられているカムピンを含み、前記ピンキャリア筺体は、ラチェットディスクと前記先端基部構造との間のキー機構によって前記ラチェットディスクの回転が制限されている、プリロードばねによってラチェットディスクインターフェースにて前記ピンキャリア筐体に対してプリロードをかけることを介して前記ラチェットディスクによる回転から遅延し、前記ピンキャリア筺体が前記駆動軸とともに回転するために、前記ピンスロットの端部が前記コレットに強制的に前記ばねフィンガを前記Ｂナット上で前記Ｂナットの六角機構に抗して閉鎖させ、継続的な駆動軸の回転が前記ピンキャリア筺体の回転を引き起こすまで、前記コレットは、前記ピンスロットの前記カムピンによって駆動されながら軸方向前方へと動かなければならず、前記ラチェットディスクインターフェースのプリロードばねのプリロード力が克服されて、ランプ機構を有する前記ピンキャリア筐体表面がランプ機構を有する前記ラチェットディスク表面上で繰り返し摺動することを可能にしながら、前記コレットは前記ばねフィンガおよびＢナットを取り囲んでおり、これにより、ＦＤＶから前記Ｂナットのねじを外し、前記駆動軸の回転を逆転させることにより前記コレットを後退させ、前記ばねフィンガが開くことを可能にして、前記Ｂナットはもはや含まれなくなり、廃棄できるようになる、請求項２０、２１、または２２に記載のサポートツール一式。
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