JP2894073B2 - Space Structure Coupling Device - Google Patents

Space Structure Coupling Device

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JP2894073B2
JP2894073B2 JP4052992A JP5299292A JP2894073B2 JP 2894073 B2 JP2894073 B2 JP 2894073B2 JP 4052992 A JP4052992 A JP 4052992A JP 5299292 A JP5299292 A JP 5299292A JP 2894073 B2 JP2894073 B2 JP 2894073B2
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Japan
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pair
trunnion
claw pieces
base plate
groove
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克徳 寺内
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Nissan Motor Co Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64GCOSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
    • B64G1/00Cosmonautic vehicles
    • B64G1/22Parts of, or equipment specially adapted for fitting in or to, cosmonautic vehicles
    • B64G1/64Systems for coupling or separating cosmonautic vehicles or parts thereof, e.g. docking arrangements
    • B64G1/646Docking or rendezvous systems
    • B64G1/6462Docking or rendezvous systems characterised by the means for engaging other vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、宇宙空間で結合される
二つの構造物のうち一方の構造物に設けられて、他方の
構造物に設けられたトラニオンを捕獲して引き込むこと
により二つの構造物同士を結合する結合装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to two structures which are provided in one of two structures connected in outer space, and which captures and retracts a trunnion provided in the other structure. The present invention relates to a coupling device for coupling structures.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば宇宙ステーションの建設にあた
り、宇宙ステーションの骨格となるトラス構造体に予め
スペースロボット(宇宙ロボット)と称されるマニピュ
レータを搭載しておき、このマニピュレータを使って宇
宙往還機(スペースシャトル)から実験機器等のペイロ
ードをトラス構造体側に移載することが試みられてい
る。この場合、例えば図5に示すように、宇宙ステーシ
ョンの骨格となるトラス構造体Tには複数のラフガイド
51と結合装置1とを予め設けておき、図示外のマニピ
ュレータでペイロードPのドローグロッド52をつかん
でペイロードPをトラス構造体T側に移載することにな
るのであるが、その際にペイロードPを複数のラフガイ
ド51で規制することによりマニピュレータの位置決め
誤差を吸収しつつペイロードPの一次的な位置精度出し
を行い、最終的にはペイロードP側のトラニオン2を結
合装置1で捕獲して引き込むことによりトラス構造体T
に対してペイロードPが堅固に結合されて固定される。
2. Description of the Related Art For example, when constructing a space station, a manipulator called a space robot (space robot) is mounted in advance on a truss structure serving as a skeleton of the space station, and a space shuttle vehicle (space robot) is mounted using this manipulator. Attempts have been made to transfer payloads such as experimental equipment from the shuttle to the truss structure side. In this case, for example, as shown in FIG. 5, a plurality of rough guides 51 and a coupling device 1 are provided in advance on a truss structure T serving as a skeleton of a space station, and a draw rod 52 of the payload P is provided by a manipulator (not shown). To transfer the payload P to the truss structure T side. At this time, the primary position of the payload P is reduced by absorbing the positioning error of the manipulator by regulating the payload P with a plurality of rough guides 51. The position of the truss structure T is finally determined by capturing the trunnion 2 on the payload P side with the coupling device 1 and pulling it in.
, The payload P is firmly connected and fixed.

【0003】上記の結合装置1は、図6,7,8に示す
ように、V溝部3が形成された二枚のベースプレート4
と、二枚のベースプレート4の間に挾まれてこのベース
プレート4のうち前記V溝部3の両側部分に回転可能に
軸支された一対の爪片5,6と、前記V溝部3の最深部
に設けられたプリロードプリズム7とを中心として構成
されている。そして、一方のベースプレート4には、リ
ンク8を回転させるためのモータ等のアクチュエータ9
が設けられている一方、リンク8は一端がアクチュエー
タ9の出力軸16に、他端がトグル式のリンク機構1
0,11,12を介して一方の爪片6に連結されてい
る。また、各爪片5,6にはその回転軸13と同軸一体
のピニオン14が設けられており、これらのピニオン1
4が同期歯車列15に噛み合っていることで一対の爪片
5,6が互いに同期して開閉動作するようになってい
る。なお、前記プリロードプリズム7は、図9に示すよ
うにその軸部17を回転中心としてわずかな回転自由度
を有していると同時に、図示外の複数の皿ばねによって
同図(A)の上方向に付勢されていて上下方向のわずか
な自由度を有している。
As shown in FIGS. 6, 7, and 8, the coupling device 1 includes two base plates 4 each having a V-shaped groove 3 formed therein.
And a pair of claw pieces 5 and 6 sandwiched between the two base plates 4 and rotatably supported on both sides of the V-groove portion 3 of the base plate 4, and at the deepest portion of the V-groove portion 3. The preload prism 7 is provided as a center. An actuator 9 such as a motor for rotating the link 8 is provided on one base plate 4.
On the other hand, one end of the link 8 is connected to the output shaft 16 of the actuator 9, and the other end of the link 8 is a toggle type link mechanism 1.
It is connected to one claw piece 6 via 0,11,12. Each of the claw pieces 5 and 6 is provided with a pinion 14 coaxially integrated with the rotation shaft 13 thereof.
Since the gear 4 meshes with the synchronous gear train 15, the pair of claw pieces 5, 6 open and close in synchronization with each other. The preload prism 7 has a small degree of freedom about the axis 17 as a center of rotation, as shown in FIG. 9, and has a plurality of disc springs (not shown). And has a slight degree of freedom in the vertical direction.

【0004】したがって、上記の結合装置1は、図9の
(A)に示すようにトラニオン2が一対の爪片5,6の
捕獲領域aに入ると爪片5,6がアクチュエータ9の起
動により閉動作を開始し、同図(B)に示すように一対
の爪片5,6の先端部が互いに交差することでトラニオ
ン2を捕獲する。一対の爪片5,6により捕獲されたト
ラニオン2は、同図(C)に示すように爪片5,6に拘
束されながら徐々にベースプレート4のV溝部3に引き
込まれ、最終的には同図(D)に示すように一対の爪片
5,6とプリロードプリズム7との間にトラニオン2が
挾まれて拘束されることにより、図5に示したトラス構
造体TとペイロードPとが結合される。
Accordingly, when the trunnion 2 enters the capture area a of the pair of claw pieces 5 and 6 as shown in FIG. The closing operation is started, and the trunnion 2 is captured when the tips of the pair of claw pieces 5 and 6 cross each other as shown in FIG. The trunnion 2 captured by the pair of claw pieces 5 and 6 is gradually drawn into the V-groove portion 3 of the base plate 4 while being restrained by the claw pieces 5 and 6, as shown in FIG. As shown in FIG. 5D, the trunnion 2 is sandwiched between the pair of claw pieces 5, 6 and the preload prism 7 and restrained, so that the truss structure T and the payload P shown in FIG. Is done.

【0005】なお、ペイロードPが結合装置1によって
トラス構造体Tと結合される前の三方向の状態を図10
に、結合が完了した三方向の状態を図11にそれぞれ示
してある。
FIG. 10 shows a state in three directions before the payload P is coupled to the truss structure T by the coupling device 1.
FIG. 11 shows three states in which the connection is completed.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の結
合装置1を採用したトラス構造体TとペイロードPとの
結合方式においては、結合装置1とは別に複数のラフガ
イド51を必要とすることから、結合のための機構の総
重量と占有スペースが大きくなって好ましくない。
In the method of connecting the truss structure T and the payload P employing the conventional connecting device 1 as described above, a plurality of rough guides 51 are required in addition to the connecting device 1. Therefore, the total weight and the occupied space of the coupling mechanism are undesirably increased.

【0007】また、上記のようなトラス構造体Tとペイ
ロードPとの結合においては、単に両者が機械的に結合
されるだけでは必ずしも十分でなく、例えばトラス構造
体TとペイロードPとの間の電力供給や各種の信号授受
のためにアンビリカル・コネクタを用いて両者をアンビ
リカル結合する必要がある。しかしながら従来の結合装
置1を用いた場合、仮にペイロードPがラフガイド51
によって位置規制され、かつトラニオン2が図9の
(B)に示すように一対の爪片5,6によって捕獲され
たとしても、トラニオン2は爪片5,6とベースプレー
ト4のV溝部3とで形成される空間bの範囲内で移動す
ることが可能である。したがって、前記結合装置1によ
るペイロードPの引込動作を利用してアンビリカル・コ
ネクタのプラグとソケット(トラス構造体Tとペイロー
ドPのうちいずれか一方にプラグが設けられ、他方にソ
ケットが設けられる)とを結合しようとしても両者を確
実に結合することができない。
In the connection between the truss structure T and the payload P, it is not always sufficient that the two are mechanically connected. For example, the connection between the truss structure T and the payload P is not sufficient. It is necessary to use an umbilical connector for umbilical connection for power supply and transmission / reception of various signals. However, when the conventional coupling device 1 is used, if the payload P is temporarily
9, and the trunnion 2 is captured by the pair of claw pieces 5 and 6 and the V-groove 3 of the base plate 4 even if the trunnion 2 is captured by the pair of claw pieces 5 and 6 as shown in FIG. It is possible to move within the space b formed. Therefore, the plug and the socket of the umbilical connector (the plug is provided on one of the truss structure T and the payload P and the socket is provided on the other) by utilizing the retracting operation of the payload P by the coupling device 1. Cannot be reliably connected to each other.

【0008】そのため、トラス構造体TとペイロードP
とを確実にアンビリカル結合しようとすると、例えば図
12に示すようにトラス構造体TとペイロードPとが前
記結合装置1によって結合されたのちに、トラス構造体
T側に設けられたアンビリカル・コネクタ53のプラグ
54をアクチュエータ56を有する所定の駆動機構57
により押し上げてペイロードP側のソケット55に結合
するか、もしくは図13に示すようにアンビリカル・コ
ネクタ53のプラグ54およびソケット55の双方にフ
ローティングマウント機構58もしくは59を持たせる
とともに、一方にはコネクタガード60を、他方にはガ
イドコーン61をそれぞれに装着し、コネクタガード6
0とガイドコーン61との摺接により両者をセンタリン
グしながらアンビリカル結合する必要がある。
Therefore, the truss structure T and the payload P
When the truss structure T and the payload P are coupled by the coupling device 1 as shown in FIG. 12, the umbilical connector 53 provided on the truss structure T side, for example, as shown in FIG. A predetermined drive mechanism 57 having an actuator 56
To connect to the socket 55 on the payload P side, or as shown in FIG. 13, both the plug 54 and the socket 55 of the umbilical connector 53 are provided with a floating mount mechanism 58 or 59, and one of them is provided with a connector guard. 60 and a guide cone 61 on the other side.
It is necessary to perform umbilical connection while centering both by sliding contact between the guide cone 61 and the guide cone 61.

【0009】その結果、上記の結合装置1のためのラフ
ガイド51とは別に、アンビリカル結合部においても駆
動機構57もしくはフローティングマウント機構58,
59やコネクタガード60およびガイドコーン61を設
けなければならず、システム全体の重量および占有スペ
ースの増加と複雑化を招くこととなって好ましくない。
As a result, apart from the rough guide 51 for the coupling device 1, the drive mechanism 57 or the floating mount mechanism 58,
Since it is necessary to provide the connector 59, the connector guard 60 and the guide cone 61, the weight and the occupied space of the entire system are increased and complicated, which is not preferable.

【0010】本発明は以上のような課題に着目してなさ
れたもので、結合装置そのものに改良を加えて、トラニ
オンが一対の爪片によって捕獲されたならばその早い時
期からトラニオンの動き(可動範囲)を著しく制限する
ことによって、結合装置のためのラフガイドやアンビリ
カル結合のためのガイド機構を不要にした構造を提供し
ようとするものである。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and by improving the coupling device itself, if the trunnion is captured by a pair of claw pieces, the movement of the trunnion (movable The present invention seeks to provide a structure that does not require a rough guide for the coupling device or a guide mechanism for the umbilical coupling by significantly limiting the range.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、宇宙
空間で結合される二つの構造物のうち一方の構造物に設
けられ、他方の構造物に設けられたトラニオンを捕獲し
て引き込むことにより二つの構造物同士を結合する結合
装置において、前記一方の構造物に固定されて、V溝部
が形成されたベースプレートと、前記V溝部をはさんで
ベースプレートの両側部に回転可能に支持されるととも
に回転駆動手段によって開閉駆動され、その閉動作によ
り互いに交差して前記トラニオンを捕獲した上でこのト
ラニオンをベースプレートのV溝部の最深部に引き込む
一対の爪片と、前記V溝部をはさんでベースプレートの
両側部に回転可能に支持されるとともに、前記一対の爪
片で捕獲されるべきトラニオンよりも前記V溝部の最深
部側で互いにX字状に交差し、前記一対の爪片が捕獲し
たトラニオンをその一対の爪片との間に挾み込みながら
前記爪片の動きに応じてトラニオンを前記V溝部の最深
部に案内する一対のアライメントアームとから構成され
ていることを特徴としている。
According to a first aspect of the present invention, a trunnion provided on one of two structures connected in outer space and captured on the other structure is captured and drawn. Thus, in the coupling device that couples the two structures, the base plate is fixed to the one structure and has a V-groove portion, and is rotatably supported on both sides of the base plate with the V-groove portion interposed therebetween. And a pair of claw pieces that intersect each other by capturing the trunnions and pull the trunnions into the deepest portion of the V-groove portion of the base plate, and sandwich the V-groove portion. It is rotatably supported on both sides of the base plate, and has an X-shape with each other on the deepest side of the V-groove portion than the trunnion to be captured by the pair of claw pieces. Intersect, while narrowing sandwiched a trunnion which the pair of pawls are captured between the pair of nail pieces
It is characterized by comprising a pair of alignment arms for guiding the trunnion to the deepest part of the V groove according to the movement of the claw .

【0012】また請求項2の発明は、請求項1の構成に
加えて、一対のアライメントアームの先端部が互いに内
側に中折れ可能に構成されている一方、ベースプレート
には、一対の爪片によるV溝部へのトラニオンの引き込
み動作の進行に応じて前記一対のアライメントアームを
中折れさせるアーム規制部材が設けられていることを特
徴としている。
According to a second aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first aspect, the distal ends of the pair of alignment arms are configured to be able to bend inward to each other, while the base plate is provided with a pair of claw pieces. An arm restricting member is provided for bending the pair of alignment arms in accordance with the progress of the operation of pulling the trunnion into the V-groove portion.

【0013】[0013]

【作用】請求項1の発明によると、一対の爪片によって
捕獲されたトラニオンがX字状に交差しているアライメ
ントアームに当接するようになると、トラニオンは一対
の爪片とアライメントアームとによって形成される菱形
状の空間に挾み込まれて拘束され、トラニオンはその拘
束された位置からV溝部の最深部に向かう最短の直線的
な動き以外の動きが不可能になる。したがって、一対の
爪片の全開状態において、相互に結合される構造物同士
の最大相対位置誤差を吸収し得るだけの開度を一対の爪
片が有してさえいれば、結合装置だけでラフガイドを必
要とすることなしに構造物同士を確実に結合することが
できるとともに、例えばアンビリカル結合部においても
従来のような大型の駆動機構やガイド機構を必要とする
ことなしに上記の結合装置による引き込み動作を利用し
てアンビリカル結合することができる。
According to the first aspect of the present invention, when the trunnion captured by the pair of claw pieces comes into contact with the alignment arm crossing in an X shape, the trunnion is formed by the pair of claw pieces and the alignment arm. The trunnion is pinched and constrained by the diamond-shaped space, and the trunnion cannot move except for the shortest linear motion from the constrained position toward the deepest portion of the V-groove. Therefore, in the fully opened state of the pair of claw pieces, if the pair of claw pieces only have an opening degree capable of absorbing the maximum relative position error between the structures connected to each other, the roughing can be performed only by the coupling device. Structures can be securely connected to each other without the need for a guide, and the above-described connecting device can be used without the need for a conventional large drive mechanism or guide mechanism at the umbilical connection part, for example. Umbilical coupling can be performed using the retracting operation.

【0014】また請求項2の発明によると、トラニオン
が一対の爪片とアライメントアームによって拘束された
のちになおも一対の爪片によるトラニオンの引き込みが
進行すると、アライメントアームはトラニオンを拘束し
つつアーム規制部材との当接により徐々に内側に中折れ
する。したがって、アライメントアームを長尺化して
も、アライメントアームが中折れ式で折り畳み可能な構
造であるが故にスペース的に不利になることがなく、ア
ライメントアームの長尺化によって、結合装置がトラニ
オンを捕獲する際の捕獲領域を請求項1のものよりも大
きく確保することができ、結果的には、より早い時期か
ら結合装置でトラニオンを拘束することができるように
なる。
According to the second aspect of the present invention, when the trunnion is further retracted by the pair of claw pieces after the trunnion is restrained by the pair of claw pieces and the alignment arm, the alignment arm is restrained by the arm while the trunnion is restrained. It gradually bends inward by contact with the regulating member. Therefore, even if the length of the alignment arm is long, the alignment arm has a structure that can be folded and folded in the middle, so that there is no disadvantage in terms of space. The long alignment arm allows the coupling device to capture the trunnion. In this case, a larger trapping area can be secured than that of the first aspect, and as a result, the trunnion can be restrained by the coupling device from an earlier time.

【0015】[0015]

【実施例】図1の(A)〜(D)は本発明の一実施例を
示す図で、図5に示したように宇宙ステーションの骨格
となるトラス構造体TとペイロードPとの結合に用いら
れる結合装置1の例を示しており、結合装置1の基本構
造部分は図6,7,8に示したものと同様であるので、
図6,7,8のピニオン14や同期歯車列15等は図示
省略してある。
1A to 1D show an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 5, a truss structure T serving as a skeleton of a space station and a payload P are connected to each other. An example of the coupling device 1 used is shown, and the basic structure of the coupling device 1 is the same as that shown in FIGS.
6, 7, and 8, the pinion 14, the synchronous gear train 15, and the like are not shown.

【0016】図1の(A)は一対の爪片5,6が全開状
態にあって、かつその爪片5,6がトラニオン2を捕獲
する前の状態を示しており、ベースプレート4のうちV
溝部3をはさんだその両側部分には、一対のアライメン
トアーム18,19が軸20を介して回転可能に設けら
れている。これら一対のアライメントアーム18,19
は、爪片5,6で捕獲すべきトラニオン2よりもV溝部
3の最深部側で互いに交差しているとともに、爪片5,
6による捕獲領域aを阻害しないようにその開き角が調
整されている。そして、各アライメントアーム18,1
9は軸20に組み込まれた図示外のトーションスプリン
グによってそれぞれ矢印e1方向に付勢されているもの
の、図1の(A)の状態から矢印e1方向への回転動作
はストッパー21によって阻止されている。
FIG. 1A shows a state in which the pair of claw pieces 5 and 6 are fully opened and before the claw pieces 5 and 6 capture the trunnion 2.
A pair of alignment arms 18 and 19 are rotatably provided via a shaft 20 on both sides of the groove 3. The pair of alignment arms 18 and 19
Cross each other on the deepest side of the V-groove portion 3 with respect to the trunnion 2 to be captured by the claw pieces 5 and 6, and
6 is adjusted so as not to disturb the capture area a. Then, each alignment arm 18, 1
Although 9 is urged in the direction of arrow e1 by a torsion spring (not shown) incorporated in the shaft 20, the rotation operation in the direction of arrow e1 from the state of FIG. .

【0017】一方、前記トラス構造体TとペイロードP
とのアンビリカル結合部においては、図2に示すように
トラス構造体T側にフローティングマウント機構22を
介してアンビリカル・コネクタ23のプラグ24が設け
られ、プラグ24の外周には先端部がテーパ状に拡がっ
たコネクタガイド26が設けられている。また、前記ペ
イロードP側にはフローティングマウント機構22を受
容する受容凹部27が形成され、この受容凹部27にア
ンビリカル・コネクタ23のソケット25が設けられて
いる。
On the other hand, the truss structure T and the payload P
2, a plug 24 of an umbilical connector 23 is provided on the truss structure T side via a floating mount mechanism 22, as shown in FIG. An extended connector guide 26 is provided. A receiving recess 27 for receiving the floating mount mechanism 22 is formed on the payload P side, and a socket 25 of the umbilical connector 23 is provided in the receiving recess 27.

【0018】したがって本実施例構造によると、図1の
(A)に示すように一対の爪片5,6の全開状態におい
て、その爪片5,6の捕獲領域aにトラニオン2が進入
すると、図6,7,8に示したアクチュエータ9の起動
により爪片5,6が閉動作を開始する。そして、図1の
(B)に示すように爪片5,6の先端部が互いに交差す
るとその一対の爪片5,6によってトラニオン2が捕獲
・拘束され、トラニオン2の可動範囲は一対の爪片5,
6とアライメントアーム18,19とで囲まれた略菱形
状の範囲b内に制限される。
Therefore, according to the structure of this embodiment, as shown in FIG. 1A, when the trunnion 2 enters the capture area a of the pair of claw pieces 5 and 6 with the pair of claw pieces 5 and 6 fully opened, When the actuator 9 shown in FIGS. 6, 7, and 8 is activated, the claw pieces 5, 6 start the closing operation. Then, as shown in FIG. 1B, when the tips of the claw pieces 5 and 6 cross each other, the trunnion 2 is captured and restrained by the pair of claw pieces 5 and 6, and the movable range of the trunnion 2 is limited to the pair of claw pieces. Piece 5,
6 and the alignment arms 18 and 19 are limited to a substantially diamond-shaped range b.

【0019】前記爪片5,6によって捕獲されたトラニ
オン2が爪片5の閉動作によってなおもV溝部3側に引
き込まれると、トラニオン2は一対の爪片5,6やアラ
イメントアーム18,19に案内されながらプリロード
プリズム7の真上まで移動し、同図(C)に示すように
爪片5,6の交差によって生じるV字形状部とアライメ
ントアーム18,19同士の交差によって生じるV字形
状部とで上下から挾み込まれる。したがって、この時点
からはトラニオン2の横方向への動きが阻止され、トラ
ニオン2は同図(C)に示す位置からその真下のV溝部
3の最深部に向かう最短の直進方向の動き、すなわち同
図(C)に斜線で示す範囲c内での動きのみが可能とな
る。
When the trunnion 2 captured by the claw pieces 5, 6 is still drawn into the V-groove portion 3 by the closing operation of the claw piece 5, the trunnion 2 is moved to the pair of claw pieces 5, 6 and the alignment arms 18, 19. Is moved to a position directly above the preload prism 7 while being guided, and as shown in FIG. 4C, a V-shaped portion generated by the intersection of the claw pieces 5 and 6 and a V-shaped portion generated by the intersection of the alignment arms 18 and 19. Between the upper and lower parts. Therefore, from this point on, the lateral movement of the trunnion 2 is prevented, and the trunnion 2 moves in the shortest straight direction from the position shown in FIG. Only movement within a range c indicated by oblique lines in FIG.

【0020】そして、同図(C)の状態から爪片5,6
の閉動作によりなおもトラニオン2が引き込まれると、
同図(D)に示すようにトラニオン2は一対の爪片5,
6とアライメントアーム18,19とによって上下から
挾まれたままアライメントアーム18,19を押し拡げ
ながら真下に移動し、最終的にはトラニオン2がプリロ
ードプリズム7に着座して爪片5,6によってクランプ
されることで前述したトラス構造体TとペイロードPと
が堅固に結合される。
Then, from the state of FIG.
When the trunnion 2 is still pulled in by the closing operation of
As shown in FIG. 3D, the trunnion 2 is a pair of claw pieces 5,
6 and the alignment arms 18 and 19, the alignment arms 18 and 19 are moved downward while pushing and expanding the alignment arms 18 and 19, and finally the trunnion 2 is seated on the preload prism 7 and clamped by the claw pieces 5 and 6. As a result, the truss structure T and the payload P described above are firmly connected.

【0021】また、結合解除時には一対のアライメント
アーム18,19は軸20に組み込まれたトーションス
プリングの力によって図1の(A)に示す初期状態に戻
ることになる。
When the coupling is released, the pair of alignment arms 18 and 19 return to the initial state shown in FIG. 1A by the force of the torsion spring incorporated in the shaft 20.

【0022】一方、図2に示したアンビリカル結合部で
は、図1の(C)に示した範囲cでの直進ストロークを
利用してそのプラグ24とソケット25のアンビリカル
結合が行われることになるが、図1の(C)に示すよう
にトラニオン2が一対の爪片5,6とアライメントアー
ム18,19とによって拘束された以降はアンビリカル
・コネクタ23のプラグ24とソケット25とが同一軸
線上に位置することになって、トラス構造体Tとペイロ
ードPとの結合完了と同時にプラグ24とソケット25
とがスムーズに結合される。したがって、アンビリカル
結合部には図12に示した駆動機構57も必要でなけれ
ば図13に示した大型のガイドコーン61等のガイド機
構も必要なく、アンビリカル結合部の構造を簡素化でき
ることになる。
On the other hand, in the umbilical connection portion shown in FIG. 2, the umbilical connection between the plug 24 and the socket 25 is performed by utilizing the straight stroke in the range c shown in FIG. 1C. After the trunnion 2 is restrained by the pair of claw pieces 5 and 6 and the alignment arms 18 and 19 as shown in FIG. 1C, the plug 24 and the socket 25 of the umbilical connector 23 are aligned on the same axis. When the truss structure T and the payload P are connected, the plug 24 and the socket 25
And are joined smoothly. Therefore, the umbilical coupling portion does not require the drive mechanism 57 shown in FIG. 12 nor the guide mechanism such as the large guide cone 61 shown in FIG. 13, so that the structure of the umbilical coupling portion can be simplified.

【0023】図3,4は本発明の他の実施例を示す図
で、この実施例では一対のアライメントアーム31,3
2を互いに内側に中折れ可能に構成した点で第1の実施
例と異なっている。すなわち、図3の(A)に示すよう
に、一対のアライメントアーム31,32は軸20によ
り互いに回転可能に結合された根元側の第1アーム31
a,32aと先端部側の第2アーム31b,32bとで
形成され、第1アーム31a,32aは軸20に組み込
まれた図示外のトーションスプリングにより矢印e1方
向に付勢されているものの、図3の(A)の状態から矢
印e1方向への動きがストッパー21によって阻止され
ている。同様に、第2アーム31b,32bは軸33に
組み込まれた図示外のトーションスプリングによって矢
印e2方向に付勢されているものの、図3の(A)の状
態から矢印e2方向への動きがストッパー34によって
阻止され、アライメントアーム31,32としては図3
の(A)の状態から内側への中折れのみが可能となって
いる。そして、図3の(A)に示す爪片5,6の全開状
態においては、一対のアライメントアーム31,32は
真直状態のまま互いに交差した上で、爪片5,6の捕獲
領域aを阻害しないように爪片5,6の上方まで伸びて
静止している。
3 and 4 show another embodiment of the present invention. In this embodiment, a pair of alignment arms 31 and 3 are used.
2 is different from that of the first embodiment in that it can be folded inside inward. That is, as shown in FIG. 3A, the pair of alignment arms 31 and 32 are connected to each other by the shaft 20 so as to be rotatable with each other.
a, 32a and second arms 31b, 32b on the tip end side. The first arms 31a, 32a are urged in the direction of arrow e1 by a torsion spring (not shown) incorporated in the shaft 20. The movement in the direction of arrow e1 from the state of FIG. 3A is prevented by the stopper 21. Similarly, although the second arms 31b and 32b are urged in the direction of arrow e2 by a torsion spring (not shown) incorporated in the shaft 33, the movement in the direction of arrow e2 from the state of FIG. 34, and as alignment arms 31 and 32, FIG.
(A), only the inside can be bent inside. In the fully opened state of the claw pieces 5 and 6 shown in FIG. 3A, the pair of alignment arms 31 and 32 intersect each other while being in a straight state, and obstruct the capture area a of the claw pieces 5 and 6. It extends to above the claw pieces 5 and 6 so as not to be stopped.

【0024】また、ベースプレート4の両側部には中央
部が切り欠かれたアーム規制部材35が設けられてお
り、このアーム規制部材35に第2アーム31b,32
bの根元部分が当接するも、このアーム規制部材35に
よって第1アーム31a,32aの回転運動が阻害され
ないような形状となっている。
On both sides of the base plate 4, there are provided arm restricting members 35 whose central portions are cut out. The arm restricting members 35 include the second arms 31b and 32.
The arm restricting member 35 has such a shape that the rotational movement of the first arms 31a and 32a is not hindered even if the root of b contacts.

【0025】したがって、本実施例の構造によると、図
3の(A)に示すように各アライメントアーム31,3
2の先端部が爪片5,6の上方に伸びている分だけ結合
装置1によるトラニオン2の捕獲領域を大きく確保でき
ることから、トラニオン2が爪片5,6による捕獲領域
aに入る前であっても、トラニオン2と第2アーム31
b,32bとの当接によってトラニオン2を爪片5,6
の捕獲領域aに誘導することができる。
Therefore, according to the structure of the present embodiment, as shown in FIG.
2 can secure a large area for capturing the trunnion 2 by the coupling device 1 by an amount corresponding to the extension of the tip of the trunnion 2 above the claw pieces 5, 6, before the trunnion 2 enters the capture area a by the claw pieces 5, 6. However, the trunnion 2 and the second arm 31
The trunnion 2 is brought into contact with the claw pieces 5 and 6 by contact with the b and 32b.
To the capture region a.

【0026】前記トラニオン2が爪片5,6の捕獲領域
aに入ると同図(B)に示すように一対の爪片5,6が
トラニオン2を捕獲し、爪片5,6がトラニオン2をプ
リロードプリズム7側に引き込むことで図4の(A)に
示すようにトラニオン2が爪片5,6とアライメントア
ーム31,32の第1アーム31a,32aとによって
上下から挾み込まれる。この時、一対のアライメントア
ーム31,32は爪片5,6によるトラニオン2の引込
力によって徐々に押し拡げられ、第2アーム31b,3
2bが互いに内側に回転して中折れする。そして、最終
的には同図(B)に示すようにトラニオン2がプリロー
ドプリズム7に着座することで結合が完了する。
When the trunnion 2 enters the catching area a of the nail pieces 5, 6, the pair of nail pieces 5, 6 capture the trunnion 2 as shown in FIG. Is pulled toward the preload prism 7 so that the trunnion 2 is sandwiched from above and below by the claw pieces 5, 6 and the first arms 31a, 32a of the alignment arms 31, 32, as shown in FIG. At this time, the pair of alignment arms 31 and 32 are gradually pushed and expanded by the pulling force of the trunnion 2 by the claw pieces 5 and 6, and the second arms 31b and 3 are extended.
2b rotate inside mutually and bend | fold inside. Finally, the coupling is completed when the trunnion 2 is seated on the preload prism 7 as shown in FIG.

【0027】また、結合解除時には一対のアライメント
アーム31,32は軸20に組み込まれたトーションス
プリングの力によって図3の(A)に示す初期状態に戻
ることになる。
When the coupling is released, the pair of alignment arms 31 and 32 return to the initial state shown in FIG. 3A by the force of the torsion spring incorporated in the shaft 20.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように請求項1
の発明によれば、一対の爪片でトラニオンを捕獲してト
ラニオンの動きを徐々に制限し、最終的にはトラニオン
を一対の爪片とアライメントアームとで上下から挾み込
んで直線的にV溝部の最深部に引き込むようにしたこと
により、従来のように大型のラフガイドを併用すること
なく結合装置単独で二つの構造物を結合することができ
る。その結果、従来のラフガイドが不要になることによ
ってその分だけ重量と占有スペースとを小さくすること
ができる。
As is apparent from the above description, claim 1
According to the invention, the trunnion is captured by the pair of claw pieces and the movement of the trunnion is gradually restricted. Finally, the trunnion is sandwiched between the pair of claw pieces and the alignment arm from above and below to linearly move the trunnion. By drawing the groove into the deepest part of the groove, the two structures can be connected by the connecting device alone without using a large rough guide as in the related art. As a result, the conventional rough guide becomes unnecessary, so that the weight and the occupied space can be reduced accordingly.

【0029】加えて、例えばアンビリカル・コネクタ等
の他の結合対象物がある場合でも、上記のような二つの
構造物の直線的な動きを利用して確実に結合することが
できる。したがって、従来では例えばアンビリカル結合
部に必須とされた駆動機構や大型のガイド機構等を廃止
することができ、これによってもまたシステム全体の重
量および占有スペースを小さくして構造を簡素化でき
る。
In addition, even when there is another connection object such as an umbilical connector, the two structures can be reliably connected by utilizing the linear movement of the two structures. Therefore, for example, a drive mechanism, a large-sized guide mechanism, and the like, which are conventionally required for an umbilical coupling portion, can be eliminated. This also makes it possible to reduce the weight and occupied space of the entire system and simplify the structure.

【0030】また請求項2の発明によれば、上記の効果
に加えて、アライメントアームが中折れする分だけアラ
イメントアームを長くして結合装置によるトラニオンの
捕獲領域を大きく確保できることから、結合されるべき
二つの構造物の間のより大きな相対位置誤差を許容でき
る利点がある。
According to the second aspect of the present invention, in addition to the above effects, the alignment arm can be lengthened by an amount corresponding to the bending of the alignment arm to secure a large trunnion capture area by the coupling device, so that coupling is achieved. There is the advantage that a larger relative position error between the two power structures can be tolerated.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例を示す結合装置の作動説明
図。
FIG. 1 is an operation explanatory view of a coupling device showing one embodiment of the present invention.

【図2】図1の結合装置によって結合される構造物のア
ンビリカル結合部の構成説明図。
FIG. 2 is a configuration explanatory view of an umbilical coupling portion of a structure coupled by the coupling device of FIG. 1;

【図3】本発明の他の実施例を示す図で、(A)はトラ
ニオンの捕獲前の作動説明図、(B)はトラニオンの捕
獲後の作動説明図。
3A and 3B are diagrams showing another embodiment of the present invention, wherein FIG. 3A is an operation explanatory diagram before trunnion capture, and FIG. 3B is an operation explanatory diagram after trunnion capture.

【図4】本発明の他の実施例を示す図で、(A)は捕獲
後のトラニオンの引き込み途中の作動説明図、(B)は
結合完了時の作動説明図。
FIGS. 4A and 4B are diagrams showing another embodiment of the present invention, wherein FIG. 4A is an explanatory diagram of the operation of the trunnion after it is captured, and FIG.

【図5】宇宙用構造物であるトラス構造体とペイロード
との関係を示す斜視図。
FIG. 5 is a perspective view showing a relationship between a truss structure which is a space structure and a payload.

【図6】図5に示す従来の結合装置の拡大正面図。FIG. 6 is an enlarged front view of the conventional coupling device shown in FIG.

【図7】図6の右側面図。FIG. 7 is a right side view of FIG. 6;

【図8】図6の平面図。FIG. 8 is a plan view of FIG. 6;

【図9】図6に示す結合装置の作動説明図。FIG. 9 is an operation explanatory view of the coupling device shown in FIG. 6;

【図10】図5の構造の詳細を示す図で、(A)は正面
図、(B)は同図(A)の平面図、(C)は同図(A)
の左側面図。
10A and 10B are diagrams showing details of the structure of FIG. 5, wherein FIG. 10A is a front view, FIG. 10B is a plan view of FIG. 10A, and FIG. 10C is FIG.
FIG.

【図11】図5の構造の結合後の状態を示す図で、
(A)は正面図、(B)は同図(A)の平面図、(C)
は同図(A)の左側面図。
11 is a diagram showing a state after the structure of FIG. 5 is combined,
(A) is a front view, (B) is a plan view of the same figure (A), (C)
2 is a left side view of FIG.

【図12】図5に示す構造に用いられるアンビリカル結
合部の構成説明図。
FIG. 12 is a configuration explanatory view of an umbilical coupling portion used in the structure shown in FIG. 5;

【図13】図5に示す構造に用いられるアンビリカル結
合部の他の例を示す構成説明図。
FIG. 13 is a structural explanatory view showing another example of the umbilical coupling used in the structure shown in FIG. 5;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…結合装置 2…トラニオン 3…V溝部 4…ベースプレート 5,6…爪片 7…プリロードプリズム 9…アクチュエータ(回転駆動手段) 18,19…アライメントアーム 23…アンビリカル・コネクタ 31,32…アライメントアーム 31a,32a…第1アーム 31b,32b…第2アーム 35…アーム規制部材 P…ペイロード(宇宙用構造物) T…トラス構造体(宇宙用構造物) DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Coupling device 2 ... Trunnion 3 ... V groove part 4 ... Base plate 5, 6 ... Claw piece 7 ... Preload prism 9 ... Actuator (rotation drive means) 18, 19 ... Alignment arm 23 ... Umbilical connector 31, 32 ... Alignment arm 31a , 32a ... first arm 31b, 32b ... second arm 35 ... arm regulating member P ... payload (space structure) T ... truss structure (space structure)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 宇宙空間で結合される二つの構造物のう
ち一方の構造物に設けられ、他方の構造物に設けられた
トラニオンを捕獲して引き込むことにより二つの構造物
同士を結合する結合装置において、 前記一方の構造物に固定されて、V溝部が形成されたベ
ースプレートと、 前記V溝部をはさんでベースプレートの両側部に回転可
能に支持されるとともに回転駆動手段によって開閉駆動
され、その閉動作により互いに交差して前記トラニオン
を捕獲した上でこのトラニオンをベースプレートのV溝
部の最深部に引き込む一対の爪片と、 前記V溝部をはさんでベースプレートの両側部に回転可
能に支持されるとともに、前記一対の爪片で捕獲される
べきトラニオンよりも前記V溝部の最深部側で互いにX
字状に交差し、前記一対の爪片が捕獲したトラニオンを
その一対の爪片との間に挾み込みながら前記爪片の動き
に応じてトラニオンを前記V溝部の最深部に案内する一
対のアライメントアーム、 とから構成されていることを特徴とする宇宙用構造物の
結合装置。
1. A connection that couples two structures provided in one of two structures coupled in outer space by capturing and pulling in a trunnion provided in the other structure. In the apparatus, a base plate fixed to the one structure and having a V-groove formed thereon is rotatably supported on both sides of the base plate with the V-groove interposed therebetween, and is driven to be opened and closed by rotation driving means. A pair of claw pieces that intersect each other by the closing operation to capture the trunnions and then pull the trunnions to the deepest portion of the V-groove portion of the base plate, and are rotatably supported on both sides of the base plate with the V-groove portion interposed therebetween. At the same time, X is closer to the deepest side of the V-groove than the trunnion to be captured by the pair of claw pieces.
Intersects the shape, movement of the pawl while narrowing sandwiched between the pair of nail pieces trunnions which the pair of pawls catches
And a pair of alignment arms for guiding the trunnion to the deepest portion of the V-groove portion according to the following .
【請求項2】 一対のアライメントアームの先端部が互
いに内側に中折れ可能に構成されている一方、ベースプ
レートには、一対の爪片によるV溝部へのトラニオンの
引き込み動作の進行に応じて前記一対のアライメントア
ームを中折れさせるアーム規制部材が設けられているこ
とを特徴とする請求項1記載の宇宙用構造物の結合装
置。
2. A pair of alignment arms are configured such that the distal ends thereof can be bent inward toward each other, while the base plate has a pair of claw pieces which are adapted to bend the trunnion into the V-groove portion in accordance with the progress of the pull-in operation. 2. The space structure coupling apparatus according to claim 1, further comprising an arm regulating member for bending the alignment arm.
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