JP2574919B2 - 捕獲装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は，宇宙用自動組立設備等において任意の位
置に置かれた任意の物体を捕獲する装置に関するもので
ある。

［従来の技術］ 第５図〜第８図は米国航空宇宙局（NASA）にて採用さ
れている従来の宇宙用捕獲機構を示す図である。

第５図は捕獲用ロッドを有する被捕獲物の初期捕獲状
態を示し，第７図はそれを被捕獲物の方向から見た図で
ある。第６図は被捕獲物の引き込み，保持後の状態を示
し，第８図は被捕獲物方向から見た図である。

図中，（１）は捕獲用の第１の回転駆動装置，（２）
は保持動作用の第２の回転駆動装置，（３）は上記第１
に回転駆動装置（１）の動力を伝達する伝達機構，
（４）は上記第２の回転駆動機構（２）の動力を伝達す
る歯者列，（５）は歯者列（４）から伝えられた回転運
動を直線運動に変換する回転送り機構，（６）は上記回
転送り機構（５）と組み合わされたナットを内蔵するア
ウタリング，（７）は上記アウタリング（６）内側に挿
入された大径軸受，（８）（２）は上記大径軸受（７）
の内側に取り付けられ上記伝達機構（３）より回転運動
を伝えられるインナリング，（9a）は上記アウタリング
（６）とインナリング（８）に両端を固定された可撓性
を有する３本の線材，（10）は図には示していない被捕
獲物に取り付けら得た捕獲用ロッドである。

次に，図には示していない被捕獲物の近傍，初期捕
獲，引き込み，保持の一連の動作について説明する。

第５では図に示していないロボットアーム等によつて
その先端に取り付けられた捕獲機構が捕獲用ロッド（1
0）に対して大まかな位置，姿勢を制御されながら近付
き,3本の線材（9a）で囲まれた中に捕獲用ロッド（10）
を導く。この状態は第７図に示した状態であり捕獲機構
の被捕獲物に対する近接が終了した状態である。次に，
第１の回転駆動装置（１）の運動が伝達機構（３）によ
つてインナリング（８）に伝えられ，インナリング
（８）はアウタリング（６）に対して第８図の矢印の方
向に回転し第８図に示したように線材（9a）で捕獲用ロ
ッド（10）をセンタリングし，かつ締め付ける。この状
態が初期捕獲が終了した状態である。

次に，第６図に示すように第２図の回転駆動装置
（２）の運動歯車列（４），回転送り機構（５）を介し
てアウタリング（６）に伝えられ，アウタリング（６）
は大径軸受（７），インナリング（８），線材（9a），
捕獲用ロッドと共に第６図中左方向に移動し，引き込み
動作が行われる。捕獲用ロッド（10）は引き込み途中で
止まるが，アウタリング（６）等は更に引き込まれ，結
果的に線材（9a）を介して捕獲用ロッド（10）は捕獲機
構自身に保持される。従来の捕獲機構の特徴は，線材
（9a）が可撓性を有しているため宇宙のような微小重力
環境下でも初期捕獲時に捕獲ロッド（10）を介して被捕
獲物に与える衝撃が非常に小さくできるというものであ
つた。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の装置は，以上のように構成されているので，第
５図に示すように捕獲ロッド（10）の保持力はすべて剛
性を高くできない線材から与えられており，捕獲用ロッ
ド（10）を強固に固定できない構造となつている。更
に，第８図の示すように線材（9a）から捕獲用ロッド
（10）に保持力を伝える点で線材（9a）が上下に重なつ
ているため，線材（9a）の曲げ半径が局所的に非常に小
さくなり，線材（9a）の寿命を長くとれない等の課題が
あつた。

この発明は，上記のような課題を解決するためになさ
れたもので，捕獲時の柔軟性を維持したまま高い保持力
を有し，かつ長寿命の捕獲装置を得ることを目的とす
る。

［課題を解決するための手段］ この発明に係わる捕獲装置は，被捕獲物に取り付けら
れた捕獲用ロッドの初期捕獲のための強度・剛性の高い
捕獲棒とこれらの動力源となる一組の回転駆動装置，送
り機構，直線運動するナットを備え，捕獲棒が捕獲装置
の両端から中心に移動することで初期捕獲を実現し，さ
らに捕獲棒の一部が90度回転することで被捕獲物に取り
付けられた捕獲用ロッドの平面内の位置を決めを行い，
捕獲機構の中心部に位置する保持板とこの駆動源である
一組の回転駆動装置，送り機構，直線運動するナットに
より保持板が捕獲用ロッドの頭を押えつけることで捕獲
用ロッドに回転自由度を残し過大な力の発生なく捕獲用
ロッドを保持できるようにしたものである。

［作用］ この発明における捕獲装置は，可撓性のある線材でな
く剛性の高い捕獲棒を用いることで，捕獲棒に高い張力
を与えることなしに棒状被捕獲棒の捕獲とミスアライメ
ント吸収を，保持板で捕獲用ロッドの頭を押えることに
より回転自由度を残した過大な力の発生を低減すること
で，捕獲力の向上と高い保持力と衝撃力の低減が容易と
なる。

［実施例］ 以下，この発明の一実施例について説明する。

第１図は，捕獲装置が捕獲用ロッドを保持している状
態を示す図，第２図は，上記第１図を右より見た側面図
である。第３図は初期捕獲状態を示す図，第４図は捕獲
装置が捕獲用ロッドに接近した状態を示す図である。図
において，（１）は第１の回転駆動装置，（２）は第２
の回転駆動装置，（３）は伝達機構，（４）は歯車列，
（５）は回転送り機構，（６）はアウタリング，（７）
は大径軸受，（８）はインナリング，（９）は捕獲棒，
（10）捕獲用ロッド，（11）はナット，（12）はハウジ
ング，（13）は第３の回転駆動装置，（14）は保持板，
（15）は捕獲プレートである。

第１図において,X軸捕獲を司る第１の回転駆動装置
（1a）は回転送り機構（5a）に結合されており，第１の
回転駆動装置（1a）の回転に従い回転送り機構（5a）が
回転する。回転送り機構（5a）に接続するナット（11
a）は回転送り機構（5a）の回転を直進運動に交換する
役割を有しており，ナット（11a）に結合された捕獲棒
（9X）に直進運動を与えている。

Ｙ軸捕獲を司る第１の回転駆動装置（1b）も上記と全
く同じ結合関係により，捕獲棒（9Y）に直進運動を与え
ている。

Ｙ軸捕獲用の捕獲棒（9Y）は，全体を90度回転する必
要から第１の回転駆動装置（1b）と回転送り機構（5a）
とナット（11a）を含めた全体が歯車列（４）に結合さ
れており，この歯車列（４）は伝達機構（３）を介して
第２の回転駆動装置に接続されている。

この第２の回転駆動装置（２）はハウジング（12）と
結合することで固定されているが，このハウジング（1
2）には第３の回転駆動装置（13）が結合され，更に第
３の回転駆動装置（13）に保持板（14）が接続され，捕
獲棒（9a）および捕獲棒（9b）と共に捕獲用ロッド（1
0）を３軸方向に保持する。

なお，捕獲棒（９）の端部における捕獲用ロッド（1
0）の捕獲動作を確実にするために捕獲棒（９）それぞ
れの端部に円弧形状の捕獲プレート（15）が結合されて
いる。

次に動作について説明する。

捕獲装置の捕獲用ロッド（10）の捕獲動作は，図には
示されていない伸展装置等の先端に取り付けられた捕獲
装置が捕獲用ロッド（10）に対し近接，初期捕獲，保持
の順で第４図，第３図，第１図の順で行われる。捕獲用
ロッド（10）を解放する時はこの逆順で行われる。

まず，近接時には第４図に示すように捕獲用の捕獲棒
（９）が両端に離れた状態にある。

次に，第３図に示すように第１の回転駆動装置（１）
が左右両ねじを持つた回転送り機構（５）を回転させ，
これによりナット（11）が図中中心方向へ移動する。上
記ナット（11）に固定された捕獲棒（９）の図中中心方
向へ移動することでＸ軸方向に捕獲用ロッド（10）を大
きな捕獲力で捕獲した後，捕獲用の捕獲棒（9Y）が回転
できるように少し開いた後，ハウジング（12）に支持さ
れた伝達機構（３）を介して第２の回転駆動装置（２）
が回転運動することにより90度回転する。この後第１の
回転駆動装置（1b）が左右両ねじを持つた回転送り機
構，（5b）を回転させ，これによりナット（11b）が図
中中心方向へ移動する。上記ナット（11b）に固定され
た捕獲棒（9Y）も図中中心方向へ移動することでＹ軸方
向に捕獲用ロッド（10）を拘束する。

この後，第３の回転駆動装置（13）を回転させ，保持
板（14）を捕獲用ロッド（10）方向に移動し捕獲用ロッ
ド（10）の，頭を押えることで捕獲用ロッド（10）をそ
の中心方向に拘束することで保持を行う。

これら一連の動作によつて，捕獲ロッド（10）は過大
な衝撃力が加わることなく，また捕獲装置および捕獲ロ
ッド（10）に過大な力が加わることなく捕獲動作とミス
アライメント吸収および高い保持力が実現できる。

つぎに，初期捕獲装置動作について第３図および第２
図を用いて詳しく説明する。第３図は,X軸方向の初期捕
獲であり，捕獲範囲の任意の位置にある捕獲ロッド（1
0）を捕獲棒（９）の移動によりＸ軸方向に本装置の中
心方向への移動まで完了させる。

第２図は，上記Ｘ軸捕獲が終了した後，行われるＹ軸
捕獲動作過程を示したもので，第１の回転駆動装置（1
b）と回転送り機構（5b）とナット（11b）全体を第２の
回転駆動装置（２）で発生する回転力を伝達機構（３）
および歯車列（４）を介して伝えることで90度回転させ
る。この一連の動作において，捕獲用ロッド（10）が捕
獲範囲の端部に位置する場合，捕獲用ロッド（10）にＹ
軸中心方向への力が作用しない状態が発生するため，捕
獲棒（9b）の端部に捕獲プレート（15）が結合されてお
り，捕獲プレート（15）のテーパ部で発生するＹ軸方向
の分力を利用することで捕獲用ロッド（10）の位置に関
係なく確実なＹ軸捕獲動作を行う。

［発明の効果］ 以上のように，この発明によれば棒状被捕獲部の捕獲
を強度・剛性の高い２組の捕獲棒で同時に一方向に行う
ことで確実な一次捕獲を実施し，その後１組の捕獲棒の
みを90度回転することで平面内の位置合わせ，保持板で
棒状被捕獲部の頭を押えることで紙面垂直方向の位置合
わせも確実にできる効果がある。あわせて，棒状被捕獲
部は捕獲装置によつて支持される構成となるため捕獲時
の衝撃力の低減も実現する効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は，この発明による捕獲装置が捕獲用ロッドを保
持している状態を示す図，第２図は上記第１図を右より
見た側面図である。第３図はこの発明による初期捕獲時
の状態を示す図，第４図はこの発明による捕獲装置が捕
獲用ロッドに近接した状態を示す図，第５図〜第８図は
従来の捕獲装置を示す図である。 図において，（１）は第１の回転駆動装置，（２）は第
２の回転駆動装置，（３）は伝達機構，（４）は歯車
列，（５）は回転送り機構，（６）はアウタリング，
（７）は大径軸受，（８）はインナリング，（９）は捕
獲棒，（10）は捕獲用ロッド，（11）はナット，（12）
はハウジング，（13）は第３の回転駆動装置，（14）は
保持板である。 なお，図中，同一符号は同一または相当部分を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岸本 健 神奈川県鎌倉市上町屋325番地 三菱電 機株式会社鎌倉製作所内 (72)発明者 迎 久幸 神奈川県鎌倉市上町屋325番地 三菱電 機株式会社鎌倉製作所内 (56)参考文献 特開 平１−169841（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−7293（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−67500（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】捕獲ロッドを有する任意物体を捕獲する装
   置において，並進移動することで捕獲ロッドの頭を保持
   する一組の弾性体から成る捕獲棒，上記捕獲棒を並進運
   動させる回転駆動装置と逆ねじ構成の回転送り機構およ
   びナットから成り一軸について捕獲棒を中心方向に移動
   させる捕獲棒駆動装置，上記捕獲棒に捕獲ロッドに中心
   方向の分力を付与する円弧状端面を有する捕獲プレート
   を結合した一組の捕獲棒，上記捕獲棒のうち，捕獲プレ
   ートを有する捕獲棒を回転し捕獲棒を他の一軸について
   中心方向に移動させる回転機構，上記捕獲ロッドを残る
   一軸について保持するために捕獲ロッドの頭部を保持す
   る保持板，上記保持板を直進運動させる保持板の駆動装
   置とを備えたことを特徴とする捕獲装置。