JPH01292230A - ２次元無重力模擬装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は宇宙用マニピュレータの２次元無重力模擬装置
に関する。

〔従来の技術〕

宇宙用マニピュレータは無重力環境下で作動するように
設計されるため、各関節の駆動力は極めて弱く、地上で
はマニピュレータ自身を持ち上げる力も無い、したがっ
て、マニピュレータの試験を行う際にはマニピュレータ
の動作を２次元面内に限定し、これを低摩擦の荷重支持
装置で支えて２次元模擬無重力状態をつくり出す必要が
ある。

このような例として、カナダの５ＰＡＲ社のテストリン
グがある。これは第２図及び第３図に示すような構造に
なっている。

第２図に示すように、テストリングは上腕支持部１．前
腕支持部２．先端支持部３で構成され、それぞれの間は
エア配管で結合されている。上腕支持部１及び前腕支持
部２の構造は、第３図に示すように、エアプレナムを兼
ねたパイプ４に３つのエアパッド５を装着し、パイプ４
の両端にコイルバネを用いた定荷重支持装置６を装備し
たちのである、定荷重支持装置６はマニピュレータのブ
ームを支えている。先端支持部３は定荷重支持部［６に
直接３つのエアパッドを装置している。この定荷重支持
装置はエンドエフェクタの基部を支えている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は長大なパイプや複雑で大型の定荷重支持
装置を用いているため、テストリグの慣性質量が大きい
、宇宙用マニピュレータはロケットによる打上げ重量を
極力減らさなければならないので、軽量化のため柔構造
にできており、しかも前述のように駆動力は小さい、従
って、テストリグの慣性力はマニピュレータの運動に悪
影響を及ぼし、正確な２次元無重力模擬ができないとい
う問題があった。

本発明の目的は、低慣性で小型の２次元無重力模擬装置
を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕 上記目的はマニピュレータの関節を支えるようにするこ
とによりパイプを不要にして軽量化し、定荷重支持装置
の数を減じ、定荷重支持装置を板巻きバネを用いて小型
化するなどして軽量化し、低慣性化することにより、達
成される。

〔作用〕

関節を直接支持したことにより定荷重支持装置の数は従
来の５個から肘関節と手首関節に配置する２個に減する
。また、定荷重支持装置間を連結していたパイプは不要
に゛なり、ばね力が一定の板巻きばねの使用により定荷
重化するためのリンク構造が不要になり小型化できるの
で、全体として低慣性化が図れる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図により説明する。

第１図に本発明の一実施例を示す１本実施例はエア浮上
機構部７と定荷重支持部８とから構成される。エア浮上
機構部７には３個のエアベアリング要素９が取付けられ
ている。このエアベアリング要：Ｊｉ４９の定盤１０に
接する面にはエアポケット１１が形成されており、エア
入口１２より流入した圧縮空気が絞り１３を通ってエア
ポケット内に充満することにより浮上刃を発生させ、定
盤１０よりわずかに浮上する。エアベアリング要ｉ９は
３個あるので定盤に対しエア浮上機構部７を安定に支持
できる。

定荷重支持部８はマニピュレータアームからのモーメン
ト荷重を逃がすため、鋼球１４と弱いばね１５及びボル
ト１６により傾動自在にエア浮上機構部７に結合されて
いる。定荷重支持部８には引出し長さによってばね力が
一定の板巻きばね１７の中心部が支持されており、ばね
１７の一端は梁１８に固定されている。梁１８には長穴
があり、可動支点部材１９に支えられたビン２０が貫通
している。可動支点部材１９はブラケット２１に設けら
れた長穴にボルト２２で固定されている。

梁１８の他端はスライド部材２３にピン２４を介して結
合されている。下板２５の中心にはコラム２６が直立し
ており、スライド部材２３との間にはボールリニアガイ
ド２７が配置されている。スライド部材２３の上にはマ
ニピュレータの関節部構造に結合するためのアダプタ２
８が取付けられ−でいる。

マニピュレータの関節の重量はスライダ２３を押し下げ
る。スライダは梁１８を介して板巻きばねにより押上げ
られており、関節の重量とばね力が梁１８を介してバラ
ンスするよう可動支点部材１９の位置を調整しておく、
板巻きばね１７は引出し長さによらず一定のばね力を出
すことができるので、マニピュレータの関節の位置が多
少変動してもマニピュレータに無理な力がかかることが
ない、また、剛球１４のｍ＋きにより、マニピュレータ
の関節にかかる不要なモーメント荷重を逃がすことがで
きるので、マニピュレータの関節に無理なモーメントが
かかることを避けることができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、マニピュレータアームの荷重を無理な
く支え、２次元平面内で自由に滑動できる小型で軽量な
２次元無重力模擬装置を提供できるので、慣性力により
マニピュレータの運動に与える悪影響を少くできる効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の部分縦断面図、第２図およ
び第３図は従来の技術を示す外観図である。 ９・・・エアベアリング要素、１０・・・定盤、１１・
・・エアポケット、１３・・・絞り、１４・・・鋼球、
１５・・・ばね、１７・・・板巻きばね、１８・・・梁
、１９・・・可動支点部材、２０．２４・・・ピン、２
１・・・ブラケット、２３・・・スライド部材、２６・
・・コラム、２７・・・ボールリニアガイド、２８・・
・アダプタ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、エア浮上装置と荷重支持機構を備えたマニピュレー
   タの２次元無重力模擬装置において、前記エア浮上装置
   が定盤に対し安定な浮上ができるよう１つの部材に３個
   のエアポケットを配してあり、前記荷重支持機構がばね
   力が一定のばね要素と、梁と可動支持点とスライド機構
   で構成され、前記梁の一端には板巻きばねが結合され、
   他の端にはスライド機構のスライド部材が結合され、か
   つ梁の略中央を可動支持点で支え、前記エアポケットを
   配置した部材と前記荷重支持機構との間に剛球を介在さ
   せ、前記荷重支持機構でマニピュレータの関節を支える
   ための結合構造を有したことを特徴とするマニピュレー
   タの２次元無重力模擬装置。