JP2635690B2 - 宇宙用マニピュレータの地上模擬試験装置 - Google Patents
宇宙用マニピュレータの地上模擬試験装置Info
- Publication number
- JP2635690B2 JP2635690B2 JP63148254A JP14825488A JP2635690B2 JP 2635690 B2 JP2635690 B2 JP 2635690B2 JP 63148254 A JP63148254 A JP 63148254A JP 14825488 A JP14825488 A JP 14825488A JP 2635690 B2 JP2635690 B2 JP 2635690B2
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- ground
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Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、宇宙空間において使用されるマニピュレ
ータの地上模擬試験装置に関する。
ータの地上模擬試験装置に関する。
（従来の技術） 従来、宇宙用マニピュレータの地上模擬試験装置とし
ては、第３図に示すように、ペイロードと称する被作業
体１及びマニピュレータ２をエアパッド等の浮上機構３
でそれぞれ基板面より浮上させ、これら被作業体１及び
マニピュレータ２の水平面内における摩擦を少なくする
ことにより、宇宙空間と略同様の無重力環境を模擬する
方法が採られていた。
ては、第３図に示すように、ペイロードと称する被作業
体１及びマニピュレータ２をエアパッド等の浮上機構３
でそれぞれ基板面より浮上させ、これら被作業体１及び
マニピュレータ２の水平面内における摩擦を少なくする
ことにより、宇宙空間と略同様の無重力環境を模擬する
方法が採られていた。
しかしながら、上記地上模擬試験装置では、その浮上
機構３により被作業体１及びマニピュレータ２を浮上さ
せて摩擦力を少なくするにより、無重力環境を模擬して
いるために、正確な無重力環境試験が困難で、その信頼
性が低いという問題を有してい。また、これによれば、
被作業体１の質量が大きくなると、その摩擦力が無視で
きなくなるため、適用することが困難となるという問題
も有していた。
機構３により被作業体１及びマニピュレータ２を浮上さ
せて摩擦力を少なくするにより、無重力環境を模擬して
いるために、正確な無重力環境試験が困難で、その信頼
性が低いという問題を有してい。また、これによれば、
被作業体１の質量が大きくなると、その摩擦力が無視で
きなくなるため、適用することが困難となるという問題
も有していた。
（発明が解決しようとする課題） 以上述べたように、従来の宇宙用マニピュレータの地
上模擬試験装置では、正確な無重力環境試験が困難で、
信頼性が低くいと共に、質量が大きいものに適用するこ
とが困難であるという問題を有していた。
上模擬試験装置では、正確な無重力環境試験が困難で、
信頼性が低くいと共に、質量が大きいものに適用するこ
とが困難であるという問題を有していた。
この発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、簡易
な構成で、かつ、信頼性の高い無重力環境試験を実現し
得るようにした宇宙用マニピュレータの無重力の模擬試
験装置を提供することを目的とする。
な構成で、かつ、信頼性の高い無重力環境試験を実現し
得るようにした宇宙用マニピュレータの無重力の模擬試
験装置を提供することを目的とする。
［発明の構成］ （課題を解決するための手段） この発明はマニピュレータを基板面より浮上する第１
の浮上手段と、前記マニピュレータに保持される被作業
体を前記基板面より浮上させる第２の浮上手段と、前記
マニピュレータにより前記被作業体に付与される力・ト
ルクを検出する検出手段と、この検出手段で検出した力
・トルクより前記被作業体の無重力環境における運動を
演算して求める演算手段と、この演算手段で求めた演算
値に対応して前記被作業体を駆動する駆動手段とを備え
て宇宙用マニピュレータの地上模擬試験装置を構成した
ものである。
の浮上手段と、前記マニピュレータに保持される被作業
体を前記基板面より浮上させる第２の浮上手段と、前記
マニピュレータにより前記被作業体に付与される力・ト
ルクを検出する検出手段と、この検出手段で検出した力
・トルクより前記被作業体の無重力環境における運動を
演算して求める演算手段と、この演算手段で求めた演算
値に対応して前記被作業体を駆動する駆動手段とを備え
て宇宙用マニピュレータの地上模擬試験装置を構成した
ものである。
（作用） 上記構成によれば、マニピュレータにより模擬用被作
業体に力・トルクが付与れると、模擬用被作業体は、駆
動手段を介して付与された力・トルクに対応した無重力
環境と略同様の運動が行われる。従って、マニピュレー
タは、その力・トルクに対応した無重力環境と略同様の
駆動状態が模擬用被作業体を介して確保され、正確な地
上模擬試験が実現できる。
業体に力・トルクが付与れると、模擬用被作業体は、駆
動手段を介して付与された力・トルクに対応した無重力
環境と略同様の運動が行われる。従って、マニピュレー
タは、その力・トルクに対応した無重力環境と略同様の
駆動状態が模擬用被作業体を介して確保され、正確な地
上模擬試験が実現できる。
（実施例） 以下、この発明の実施例について、図面を参照して詳
細に説明する。
細に説明する。
第１図はこの発明の一実施例に係る宇宙用マニピュレ
ータの地上模擬試験装置を示すもので、ペイロードと称
する被作業体の模擬用被作業体10は、浮上機構11を介し
て基板上に浮上自在に配置される。この模擬用被作業体
10は、駆動機構部12に着脱自在に装着される。この駆動
機構部12は、例えば回転機構12a、矢印A,B方向駆動用の
第１の並進機構12a及び矢印C,D方向駆動用の第２の並進
機構12bで構成され、模擬用被作業体10を２次元的に駆
動制御する。
ータの地上模擬試験装置を示すもので、ペイロードと称
する被作業体の模擬用被作業体10は、浮上機構11を介し
て基板上に浮上自在に配置される。この模擬用被作業体
10は、駆動機構部12に着脱自在に装着される。この駆動
機構部12は、例えば回転機構12a、矢印A,B方向駆動用の
第１の並進機構12a及び矢印C,D方向駆動用の第２の並進
機構12bで構成され、模擬用被作業体10を２次元的に駆
動制御する。
また、模擬用被作業体10には、マニピュレータ保持用
の被保持部10aが形成され、この被保持部10には力・ト
ルクセンサ13が設けられる。そして、模擬用被作業体10
の被保持部10aには試験用マニピュレータ14が取付けら
れる。このマニピュレータ14は浮上機構15を介して浮上
自在に基板上に設けられ、図示しない操作部により選択
的に駆動される。
の被保持部10aが形成され、この被保持部10には力・ト
ルクセンサ13が設けられる。そして、模擬用被作業体10
の被保持部10aには試験用マニピュレータ14が取付けら
れる。このマニピュレータ14は浮上機構15を介して浮上
自在に基板上に設けられ、図示しない操作部により選択
的に駆動される。
さらに、力・トルクセンサ13の出力端には第２図に示
すように、演算部16に接続される。この演算部16は入力
した力・トルク信号より、予め設定された模擬用被作業
体10のダイナミックスに対応して駆動指令信号を演算し
て求めて駆動制御部17に出力する。この駆動制御部17は
上記駆動機構部12に接続されており、入力した駆動指令
信号に対応した駆動信号を上記駆動機構部12の回転機構
12a、第１及び第２の並進機構12b,12cに出力して模擬用
被作業体10を無重力環境と略同様の運動を行ないせしめ
る。この際、上記駆動制御部17は、その駆動信号の利得
が駆動機構部12の図示しないセンサからの回転角信号、
並進信号に対応して調整される。
すように、演算部16に接続される。この演算部16は入力
した力・トルク信号より、予め設定された模擬用被作業
体10のダイナミックスに対応して駆動指令信号を演算し
て求めて駆動制御部17に出力する。この駆動制御部17は
上記駆動機構部12に接続されており、入力した駆動指令
信号に対応した駆動信号を上記駆動機構部12の回転機構
12a、第１及び第２の並進機構12b,12cに出力して模擬用
被作業体10を無重力環境と略同様の運動を行ないせしめ
る。この際、上記駆動制御部17は、その駆動信号の利得
が駆動機構部12の図示しないセンサからの回転角信号、
並進信号に対応して調整される。
上記構成において、マニピュレータ14の無重力試験を
行なう場合は、先ず、模擬用被作業体10及びマニピュレ
ータ14を浮上機構11及び15を介して浮上させた後、マニ
ピュレータ14が図示しない操作部を介して駆動される。
すると、模擬用被作業体10の力・トルクセンサ13は、マ
ニピュレータ14の作業にともない模擬用被作業体10に付
与される力・トルクを検出して、その力・トルク信号を
演算部16に出力する。ここで、演算部16は上述したよう
に、予め設定されている所望の被作業体に対応したダイ
ナミックスを演算して模擬用被作業体10の無重力環境に
おける運動を求めて、その運動に対応した駆動指令信号
を駆動制御部17に出力する。この駆動制御部17は、入力
した駆動指令信号に対応した駆動信号を駆動機構部12の
回転機構12a,第１及び第２の並進機構12b,12cに出力し
て駆動制御し、模擬用被作業体10を無重力環境と同様に
駆動させる。これにより、マニピュレータ14は、無重力
環境と同様の動作が模擬される。
行なう場合は、先ず、模擬用被作業体10及びマニピュレ
ータ14を浮上機構11及び15を介して浮上させた後、マニ
ピュレータ14が図示しない操作部を介して駆動される。
すると、模擬用被作業体10の力・トルクセンサ13は、マ
ニピュレータ14の作業にともない模擬用被作業体10に付
与される力・トルクを検出して、その力・トルク信号を
演算部16に出力する。ここで、演算部16は上述したよう
に、予め設定されている所望の被作業体に対応したダイ
ナミックスを演算して模擬用被作業体10の無重力環境に
おける運動を求めて、その運動に対応した駆動指令信号
を駆動制御部17に出力する。この駆動制御部17は、入力
した駆動指令信号に対応した駆動信号を駆動機構部12の
回転機構12a,第１及び第２の並進機構12b,12cに出力し
て駆動制御し、模擬用被作業体10を無重力環境と同様に
駆動させる。これにより、マニピュレータ14は、無重力
環境と同様の動作が模擬される。
なお、上記演算部16は、図示しない切換え手段によ
り、試験をするための被作業体の質量特性パラメータが
可変設定可能に構成され、質量の異なった各種の被作業
体の無重力環境における運動を演算して求め、各種の質
量特性に対応した駆動指令信号を生成する。
り、試験をするための被作業体の質量特性パラメータが
可変設定可能に構成され、質量の異なった各種の被作業
体の無重力環境における運動を演算して求め、各種の質
量特性に対応した駆動指令信号を生成する。
このように、上記宇宙用マニピュレータの地上模擬試
験装置は、マニピュレータ14により模擬用被作業体10に
付与される力・トルクを検出して無重力環境における運
動を演算して求め、その演算値に対応して模擬用被作業
体10を駆動制御して、その力・トルクに対応した無重力
環境におけるマニピュレータ14の運動を模擬用被作業体
10を介して模擬するように構成したことにより、その力
・トルクに対応した無重力環境と略同様の駆動状態が確
保されるため、信頼性の高い地上模擬試験が実現でき
る。また、これによれば、質量の異なる被作業体を演算
部16の質量特性のパラメータを可変設定するだけで、適
用することができることにより、簡便な取扱いも確保す
ることができると共に、質量の大きいものから小さいも
のまでの被作業体を用いたマニピュレータの地上模擬試
験を正確に行なうことができる。
験装置は、マニピュレータ14により模擬用被作業体10に
付与される力・トルクを検出して無重力環境における運
動を演算して求め、その演算値に対応して模擬用被作業
体10を駆動制御して、その力・トルクに対応した無重力
環境におけるマニピュレータ14の運動を模擬用被作業体
10を介して模擬するように構成したことにより、その力
・トルクに対応した無重力環境と略同様の駆動状態が確
保されるため、信頼性の高い地上模擬試験が実現でき
る。また、これによれば、質量の異なる被作業体を演算
部16の質量特性のパラメータを可変設定するだけで、適
用することができることにより、簡便な取扱いも確保す
ることができると共に、質量の大きいものから小さいも
のまでの被作業体を用いたマニピュレータの地上模擬試
験を正確に行なうことができる。
なお、この発明は上記実施例に限ることなく、その
他、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実
施し得ることは勿論のことである。
他、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実
施し得ることは勿論のことである。
［発明の効果］ 以上詳述したように、この発明によれば、簡易な構成
で、かつ、信頼性の高い無重力環境試験を実現し得るよ
うにした宇宙用マニピュレータの無重力模擬試験装置を
提供することができる。
で、かつ、信頼性の高い無重力環境試験を実現し得るよ
うにした宇宙用マニピュレータの無重力模擬試験装置を
提供することができる。
【図面の簡単な説明】 第１図はこの発明の一実施例に係る宇宙用マニピュレー
タの地上模擬試験装置を示す構成図、第２図は第１図の
制御系を示すブロック図、第３図は従来の宇宙用マニピ
ュレータの地上模擬試験装置を示す構成図である。 10…模擬用被作業体、10a…保持部、11,15…浮上機構、
12…駆動機構部、12a…回転機構、12b,12c…第１及び第
２の並進機構、13…力・トルクセンサ、14…マニピュレ
ータ、16…演算部、17…駆動制御部。
タの地上模擬試験装置を示す構成図、第２図は第１図の
制御系を示すブロック図、第３図は従来の宇宙用マニピ
ュレータの地上模擬試験装置を示す構成図である。 10…模擬用被作業体、10a…保持部、11,15…浮上機構、
12…駆動機構部、12a…回転機構、12b,12c…第１及び第
２の並進機構、13…力・トルクセンサ、14…マニピュレ
ータ、16…演算部、17…駆動制御部。
Claims (1)
- 【請求項１】マニピュレータを基板面より浮上する第１
の浮上手段と、前記マニピュレータに保持される被作業
体を前記基板面より浮上させる第２の浮上手段と、前記
マニピュレータにより前記被作業体に付与される力・ト
ルクを検出する検出手段と、この検出手段で検出した力
・トルクより前記被作業体の無重力環境における運動を
演算して求める演算手段と、この演算手段で求めた演算
値に対応して前記被作業体を駆動する駆動手段とを具備
したことを特徴とする宇宙用マニピュレータの地上模擬
試験装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63148254A JP2635690B2 (ja) | 1988-06-17 | 1988-06-17 | 宇宙用マニピュレータの地上模擬試験装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63148254A JP2635690B2 (ja) | 1988-06-17 | 1988-06-17 | 宇宙用マニピュレータの地上模擬試験装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01316186A JPH01316186A (ja) | 1989-12-21 |
| JP2635690B2 true JP2635690B2 (ja) | 1997-07-30 |
Family
ID=15448674
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63148254A Expired - Lifetime JP2635690B2 (ja) | 1988-06-17 | 1988-06-17 | 宇宙用マニピュレータの地上模擬試験装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2635690B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0744560Y2 (ja) * | 1988-08-16 | 1995-10-11 | 三菱重工業株式会社 | マニピュレータの運動シュミレーション装置 |
| JP2716566B2 (ja) * | 1990-04-18 | 1998-02-18 | 川崎重工業株式会社 | 無重力模擬装置 |
| CN103979121B (zh) * | 2014-04-30 | 2016-01-20 | 清华大学 | 一种含谐波传动的空间机械臂模拟装置 |
| CN105675285B (zh) * | 2016-03-23 | 2018-03-02 | 南京航空航天大学 | 一种空间智能柔性机械臂试验装置 |
| CN108423202B (zh) * | 2018-05-11 | 2023-09-22 | 天津航天机电设备研究所 | 一种微低重力模拟装置及模拟试验方法 |
| CN114464070B (zh) * | 2022-01-21 | 2022-09-30 | 燕山大学 | 基于并联调姿的星球车磁悬浮重力补偿实验平台 |
-
1988
- 1988-06-17 JP JP63148254A patent/JP2635690B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01316186A (ja) | 1989-12-21 |
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