JPH02160493A - スペースロボット用エンドエフェクタ - Google Patents

スペースロボット用エンドエフェクタ

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JPH02160493A
JPH02160493A JP63309678A JP30967888A JPH02160493A JP H02160493 A JPH02160493 A JP H02160493A JP 63309678 A JP63309678 A JP 63309678A JP 30967888 A JP30967888 A JP 30967888A JP H02160493 A JPH02160493 A JP H02160493A
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JP
Japan
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catching
nut
rod
claws
claw
Prior art date
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Pending
Application number
JP63309678A
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English (en)
Inventor
Jun Nakagawa
潤 中川
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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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】 〔産業上の利用分舒〕 この発明は捕捉用ロッドを有する被捕捉物に対し、広い
初期捕捉領域と、やわらかな初期捕捉性及び剛性の高い
保持性を有し、宇宙空間での被捕捉物を捕捉、保持する
スペースロボット用エンドエフェクタに関するものであ
る。
〔従来の技術〕
第6図〜第9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エンドエフェクタを示す図であ
る。
第6図は捕捉用ロッドを有する被捕捉物の初期捕捉状態
を示し、第8図はそれを被捕捉物方向から見た図である
。第7図は被捕捉物の引込み、保持後の状態を示し、第
9図はそれを被捕捉物方向から見た図である。
図中、(1)は被捕捉動作用の第1の回転駆動装置。
(2)は引込み保持動作用の第2の回転駆動装置、(3
)は上記第1の回転駆動装置(1)の動力を伝達する伝
達機構、(4)は上記第2の回転駆動装置(2)の動力
を伝達する歯車列、(5)は歯車列(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)と組合わされたナツトを内蔵
するアウタリング、(7)は上記アウタリング(6)の
内側に押入された大径軸受、(8)は上記大径軸受(7
)の内側に取付けられ上記伝達機構(3)より回転動力
を伝えられるインナリング、(9)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tこ可撓
性を有する3本の線材、 QOIは図には示していない
被捕捉物に取付けられた捕捉用ロッドである。
次に図には示していない被捕捉物の近接初期捕捉、引込
み、保持の一連の動作について説明する。
第6図では図には示していないロボットアームによって
その先端に取付けられたエンドエフェクタが捕捉用ロッ
ド叫に対して大まかな位置、姿勢を制御されながら近づ
き、3本の線材(9)で囲まれた中に捕捉用ロッドα0
)を導く。この状態は第8図に示した状態でありエンド
エフェクタの被捕捉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(11の運動が伝達機構(
3)によってインナリング(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9図の矢印
の方向に回転し、第9図に示した様に線材(9)で捕捉
用ロッド叫をセンタリングし、かつ締めつける。この状
態が初期捕捉が終了した状態である。次に°第7図に示
すように第2の回転駆動装w(2)の運動が歯車列(4
)2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(9)、捕捉用ロッドQO+と共に第7図中左方向
に移動し、引込み動作が行われろ。捕捉用ロッドθωは
引込み途中で止まるが、、アウタリング(6)等は更に
引込まれ、結果的に線材(9)を介して捕捉用ロッドQ
OIはエンドエフェクタ自身に保持される。
従来のエンドエフェクタの特徴は、線材(9)が可撓性
を有しているため宇宙のような微少動環境下でも初期捕
捉時に捕捉用ロッドa〔を介して被捕捉物に与える衝撃
が非常に小さくできるというものであった。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら従来のエンドエフェクタでは第7図に示す
ように、捕捉用ロッド(101の保持力は総て剛性を高
くてきない線材(9)から与えられており。
捕捉用ロッドQO+を強固に固定できない構造となって
いる。さらに第9図に示すように、線材(9)から捕捉
用ロッド0υに保持力を伝える点で、131材(9)が
上下に重なっているため、!s材(9)の曲げ半径が極
所的に非常に小さくなり、R材の寿命を長くとれないな
どの課題があった。
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、捕捉用ロッドQOIの高い保持力が実現できる
とともに、可撓性を有する線材(9)の寿命に影響を与
えないで衝撃の小さな初期捕捉が実現可能なスペースロ
ボット用エンドエフェクタを得ることを目的としたもの
である。
〔課題を解決するための手段〕
この発明に係るスペースロボット用エンドエフェクタは
、被捕捉物に取付けられた捕捉用ロッドの初期捕捉、引
込み、保持動作の動力源となる1組の回転駆動装置2回
転送り機構、直線連動するナツトをエンドエフェクタの
中心に備え、上記ナツト外周に捕捉用ロッドの球形の先
端部を引掛け引込むことにより高い保持力を得るための
上記ナツトに回転軸結合された複数個の捕捉用ツメと。
上記ナツトの往復直線運動にあわせて前後する上記複数
個の捕捉用ツメ先端部の運動をそれが開いた状態から同
期させて閉じ(初期捕捉動作)、閉じたまま引込み保持
するという動作に変換するシャフトを備えろとともに、
初期捕捉時にエンドエフェクタの中心からずれている捕
捉用ロッドを円周状に囲み上記捕捉用ツメの捕捉位置で
あるエンドエフェクタの中心部まで衝撃力を与えること
なく捕捉用ロッドの位置決めをする可撓性と適度な曲げ
剛性を有した線材を備え、上記線材の両端を上記ナツト
に取付けられたブラケットに固定し上記捕捉用ツメの先
端部に設けた穴あるいは溝に通すことによって捕捉用ツ
メの開閉動作に連動して円形になった複数の線材を開閉
させ、線材に初期捕捉時、保持時を通じて過大な張力が
加わらないようにしたものである。
〔作 用〕
この発明におけるスペースロボット用エンドエフェクタ
は、はぼ円形に配置され上記捕捉用ツメの開閉動作に連
動して開閉する複数の可撓性を有する線材には、上記捕
捉用ロッドを衝撃力を与えろことなくエンドエフェクタ
の中心部まで誘導する初期捕捉機能のみを持たせ、上記
捕捉用ツメに初期捕捉された捕捉用ロッドの引込機能と
強い保持機能を持たせろことにより2両者の機能分離を
行ったため、衝撃力の小さな初期捕捉機能と高い保持力
の実現及び線材の長寿命化が容易となる。
〔実施例〕
以下、この発明の一実施例を図について説明する。
第1図はスペースロボット用エンドエフェクタが捕捉用
ロッドを保持している状態を示す図であり。
図において、 (IOlは図に示されていない被捕捉物
に取付けられた捕捉用ロッド、01)は上記捕捉用ロッ
ド0〔の初期捕捉、引込み、保持動作の動力源となる回
転駆動装置、■は一端を上記回転駆動装置(11)に取
付けられたカップリング、(5)は一端を上記カップリ
ング@に固定され、さらにその内側と他端を2個の軸受
(13a) (13b)により支持された回転送り機構
、(ロ)は上記回転送り機構(5)に組込まれ第1図中
左右に動くナツト、 (15a)は上記ナツト(4)の
外周に取付けられた第1のピン受け、 (1,)は上記
第1のピン受け(15a)にビン(静により その回り
に回転可能なように取付けられた捕捉用ツメ、 (18
a) 、 (18b) 。
(18c)は上記回転駆動装置(11)や上記軸受(1
3a)。
(13b)を支持する2、ウジング、 (15b)は上
記ハウジング(Hlelに取付けられた第2のピン受け
、(ωば上記第2のピン受け(15b)に組込まれ、上
記捕捉用ツメ(1,)を上記回転送り機構(5)側へ押
え込むことにより上記ナツト(ロ)の左右の動きにあわ
せて上記複数の捕捉用ツメ(lを同期させて開閉させる
シャフト。
■は上記ナツト(至)に取付けられたブラケット。
(21)は上記複数の捕捉用ツメの先端にそれぞれ2個
づつ明けられた貫通穴、(9)は両端を上記ブラケット
(至)に固定され上記貫通穴(21)を通された線材で
ある。
第2図は上記第1図を右より見た側面図である。
第3図は引込み動作及び初期捕捉時の状態を示す図であ
り、第4図はエンドエフェクタが捕捉用ロッド001に
近接した状態を示す図である。また、第5図は第4図を
右側から見た側面図である。
上記の様に構成されたスペースロボット用エンドエフェ
クタの動作について以下に説明する。エンドエフェクタ
の捕捉用ロッドQOIの捕捉動作は。
図には示されていないスペースロボットアームの先端に
取付けられたエンドエフェクタが捕捉用ロッド(Ill
と対し近接、初期捕捉、引込み、保持の順で第4図、第
3図、第1図の順で行われる。捕捉用ロッド叫を放す時
は逆順に動作する。、まず近接時には第4図、第5図に
示すように捕捉用ツメ(υがその先端を放射状に開いて
おり、さらに線材(9)が第5図に示すように円形に広
がっている。この内に捕捉用ロッドQOIを導くように
エンドエフェクタは図示されていないスペースロボット
アームにより位置決めされる。次に第3図に示すように
回転駆動装置ODが回転送り機構(5)を回転させ、こ
れによりナツト(2)が図中左方向へ移動する。この時
捕捉用ツメ(lはシャフト(■によって内側に押され閉
じる。これと同時に線材(9)は上記捕捉用ツメ(V先
端の貫通穴(21)内をすべり、線材(9)の作る円形
が挾まるように動作する。この動作によって微少勤王で
の捕捉用ロッド(1Gは線材(9)により微少な力を与
えられエンドエフェクタの中央へ衝撃力なしに導かれ、
捕捉用ツメ[有]によって十分に挾みつけられ初期捕捉
される。さらに、この状態のまま上記ナツト(至)は上
記回転送り機構(5)の回転により。
第3図中左方向へ上記捕捉用ロッドQ(Iを引込む。
この引込み動作は第1図に示すように上記捕捉用ロッド
001の基底部がハウジング(18b)に当るまで行わ
れ2強固な保持力を発生する保持状態に移行する。この
初期捕捉、引込み、保持状態を通じて。
線材(9)には過大な力が加わることはなく、S材の寿
命は問題とはならない。
なお、上記実施例では線材(9)に可撓性と適度な曲げ
剛性を有した線材を用いた例を示したが、線材として上
記捕捉用ロッド0〔に与える衝撃をさらに小さくするた
めに、可撓性と曲げ剛性に加え線方向の伸縮性を持たせ
た素線径よりも大きなピッチで巻いた細いワイヤチュー
ブを用いても良い。
さらに、近接時、上記捕捉用ロッド00)が線材(9)
に近接方向で接触した場合の線材(9)の折れ曲りを防
ぎ、確実に線材(9)が円形を保てるように線材(9)
の代わりに帯状の可撓プレートを用いても良い。
さらに、上記ワイヤチューブと可撓プレートの利点を併
せもった素線径よりも大きなピッチで長方形断面に巻い
た細いワイヤチューブを上記線材として用いても良い。
さらにまた、上記実施例では捕捉用ツメに線材を通す貫
通穴を設けたが2貫通穴の代わりに溝を設けても良い。
〔発明の効果〕
以上のようにこの発明によれば、微少動という宇宙環境
下で被捕捉物に取付けられた捕捉用ロッド叫を捕捉する
際、初期捕捉時に捕捉用ロッドの位置を定める線材と、
捕捉用ロッドを初期捕捉。
引込み、保持する捕捉用ツメを別に設けたことにより、
初期捕捉時に捕捉用ロッドに与える衝撃力を小さくシ、
かつ引込み、保持する力を大きなものとすることが可能
になり、また線材に過大な力が加わらないので長寿命化
をも併せて得られる効果がある。さらに、従来のエンド
エフェクタと比べて1回転駆動装置2回転送り機構は一
台ですみ。
真空中での潤滑の困難な大径の軸受を使う必要がないと
いう効果もある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例によるスペースロボット用
エンドエフェクタを示す断面図、第2図はその右側面図
、第3図はこの発明による初期捕捉、引込み状態を示す
図、第4図はこの発明による近接状態のスペースロボッ
ト用エンドエフェクタの断面図、第5図は第4図の右側
面図、第6図〜第9図は従来のスペースロボット用エン
ドエフェクタを示す断面図であ椎、第6図は近接状態を
示す図、第7図は保持状態を示す図、第8図は第6図の
右側面図、第9図は第7図の右側面である。 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
。 (団は回転送り機構、(6)はアウタリング、(7)は
大径軸受、(8)はインナリング、(9)は線材、 (
101は捕捉用ロッド、 (II)は回転駆動装置、■
はカップリング。 ■は軸受j()4)はナツト、(1つはピン受け、(I
Oは捕捉用ツメ、 (ri’)はピン、(1υはハウジ
ング、 (1!])はシャフト、(至)はブラケット、
 (21)は貫通穴である。 なお2図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)回転力を発生させる回転駆動装置と、一端を上記
    回転駆動装置に結合された回転送り機構と、上記回転送
    り機構に組込まれたナットと、上記ナット外周に放射状
    に配置されナットと回転軸結合されたその先端に2方向
    の貫通穴又は溝を有する2本以上の捕捉用ツメと、上記
    捕捉用ツメの各々の外側にそれぞれ配置され上記ナット
    の直線運動により前後に動作する上記捕捉用ツメを同期
    させて開閉させるシャフトと、上記ナットに取付けられ
    、ナット及び上記捕捉用ツメと一緒に前後に動作するブ
    ラケットと、上記ブラケットの先端部に両端を固定され
    上記捕捉用ツメの2本の先端部の上記貫通穴もしくは溝
    を通り捕捉用ツメの開閉動作に併せて、その開閉方向に
    円弧状になめらかに各捕捉用ツメの先端部をつなぐ形状
    に開閉する可撓性と適度な曲げ剛性を有した線材とを備
    えたスペースロボット用エンドエフェクタ。
  2. (2)回転力を発生させる回転駆動装置と、一端を上記
    回転駆動装置に結合された回転送り機構と、上記回転送
    り機構に組込まれたナットと、上記ナット外周に放射状
    に配置されナットと回転軸結合されたその先端に2方向
    の貫通穴又は溝を有する2本以上の捕捉用ツメと、上記
    捕捉用ツメの各々の外側にそれぞれ配置され上記ナット
    の直線運動により前後に動作する上記捕捉用ツメを同期
    させて開閉させるシャフトと、上記ナットに取付けられ
    ナット及び上記捕捉用ツメと一緒に前後に動作するブラ
    ケットと、上記ブラケットの先端部に両端を固定され上
    記捕捉用ツメの2本の先端部の上記貫通穴もしくは溝を
    通り捕捉用ツメの開閉動作に併せて、その開閉方向に円
    弧状になめらかに各捕捉用ツメの先端部をつなぐ形状に
    開閉し、その開閉方向と直角方向の曲げ剛性を有する帯
    状の可撓プレートとを備えたスペースロボット用エンド
    エフェクタ。
JP63309678A 1988-12-07 1988-12-07 スペースロボット用エンドエフェクタ Pending JPH02160493A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06206600A (ja) * 1993-01-12 1994-07-26 Natl Space Dev Agency Japan<Nasda> ランデブードッキング機構
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CN110549342A (zh) * 2019-09-26 2019-12-10 清华大学 一种末端执行器及目标物的捕获方法

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