JPH02227400A - 宇宙構造物制振装置 - 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、宇宙空間に常駐する各種宇宙構造物、例えば
恒久的有人宇宙ステーション、各種ＩＩＩ測実験プラッ
トホーム、宇宙工場などの結合、連結部に設け、内外か
ら受ける揺動を素早く抑制する宇宙構造物制振装置に関
する。

（従来の技術） 現在の宇宙施設は単体カプセル方式であり、また太陽電
池パドルも小規模であるので、制振装置を使用しなけれ
ばならない大規模な宇宙構造物はまだ実現してなく、大
規模な宇宙構造物における制振技術は未開発の分野で実
用化した技術はない。

しかしながら、今後本格的な宇宙ステーション等の大規
模宇宙構造物の建設が開始されると、宇宙構造物を宇宙
で組み立てる際のソフトドツキング技術と共に、宇宙構
造物の揺動を抑制する制振技術が大きな課題となる。即
ち、宇宙構造物は熱歪みや地球往還機等のドツキング時
の刺激等、内外の刺激によって揺動する状態下にあり・
、構造物の規模が大きくなればなる程その影響も大きく
なる。宇宙構造物の揺動け、微小重力状態下での実験や
製造、又は一定姿勢での天体観測に悪影響を及ぼし、そ
れらを良好に遂行するには、宇宙構造物の揺動を抑制し
てその姿勢を確保することが不可欠である。

宇宙構造物の制振技術は、各国ともまだ研究室レベルで
あるが、宇宙の大型構造物の揺動を押える手段として、
スパンの長い柔軟構造部材にエポキシ樹脂等の免振材を
貼り合わせた免振方式と、構造物の結合、連結部に制振
アクチュエータを設けて揺れを強制的に押える強制制振
方式の２つの方式が考えられている。その中、後者の方
式として、従来の各種シングルアクチュエータを、例え
ば並進のみ、回転のみ、又は並進と回転を行うように適
宜組合わせることによって、揺動を押えるようにしたも
のが提案されている。

（発明が解決しようとする問題点） 前記後者の方式において、宇宙構造要素間の結合部に、
スパンの長い柔軟構造部材の自由揺動の達成を絶ち切る
ために冗長な自由度を与え、全ての自由度（６方向酸分
）に対してアクチュエータ。

を設ければ、宇宙構造物の制振は、非常にやり易くなる
と考えられる。しかし、６方向酸分の動きを従来方式の
アクチュエータの組合せで補うには、装置が大型化し、
さらにはアクチュエータの性能上動きに制限があるため
、互いに干渉し、多モードの複雑な大きな揺れに対応す
るには制御則も複雑になる欠点がある。

本発明は、上記実情に鑑み創案されたものであって、そ
の第１の目的は、宇宙構造物の構造要素間の結合部・連
結部に設けて、構造要素間の結合と共に、宇宙構造物の
揺動を検知して素早くその揺れを抑制することができる
構造がコンパクトで、且つ微細な動きが可能で、応答性
、確実性に優れた宇宙構造物制振装置を提供することに
ある。

第２の目的は、宇宙構造物の揺れに応じて被結合構造要
素を３次元面内の移動と軸回転を電動直接駆動により素
早く行わせることができる宇宙構造物制振装置を提供す
ることにある。

また第３の目的は、結合する被結合構造要素を容易に且
つ確実に捕捉して結合させることができる捕捉機能を有
する宇宙構造物制振装置を提供することにある。

さらに第４の目的は、構造要素間の連通通路を構成する
ことができる宇宙構造物制振装置を提供することにある
。

（問題点を解決するための手段） 上記第１の目的は、一方の宇宙構造要素の結合部に設け
られ、他方の被結合構造要素の結合部と係合するラッチ
機構を有する結合部材、該結合部材を支持し、それを軸
回転と軸方向並進及び軸方向と垂直な平面内で自在に移
動させて位置決めする結合部材位置決め装置、被結合構
造要素の振動を検出する振動検出手段、該振動検出手段
の出方信号によって前記結合部材を前記被結合構造要素
の振動を抑制する方向に移動させるように前記結合部材
位置決め装置を制御する制御手段からなる構成によって
達成できる。

また、上記結合部材位置決め装置として、結合部に固定
して形成された固定基筒、該固定基筒とＺ軸ローターの
間に順次偏心して多段に設けられた複数の偏心ローター
からなるＸ−Ｙ面並進ローター、該Ｘ−７面並進ロータ
ーの最終段の偏心ロータに設けられた２軸回転ローター
、該２軸回転ローターに支持されたＺ軸並進手段を有し
、前記各ローターは、電動直接駆動モータにより各々独
立して回転制御される手段からなるものを採用すること
によって、結合部材を揺動に応じて瞬時に、高精度且つ
高トルクで移動することがき、第２の目的を達成するこ
とができる。

さらに、前記結合部材を、前記Ｚ軸並進手段に支持され
た中空円筒と、該中空円筒の外側端部に歪センサーを介
して取り付けられ、ドローグ結合面、アンビリカル結合
部及びドローグラツチを有する結合ヘッドと、前記中空
円筒内に着脱自在に固定されたプローブ伸展部によって
前端に開閉駆動されるドローグ捕獲用ラッチを有するプ
ローブとから構成することによって、水制振装置が被結
合宇宙構成要素を捕獲してドツキングさ、せることがで
き、且つドツキング後該結合部を介して結合宇宙構造要
素間を連通させることができ、上記第３及び第４の目的
が達成できる。

一方、結合部材をＺ軸並進手段に支持されたプローブで
構成することによって、制振装置を小型にコンパクトに
構成することができ、小構造物要素の結合部に設けるの
に適する。

（作用） 結合部材に設けられたラッチ機構により、被結合構造要
素を係止して面構造要素を結合する。宇宙構造物の揺れ
を宇宙構造物の結合部材及び又は被結合部材に設けられ
た揺動検呂手段により、歪、加速度、変位等として検出
し、その検出信号から揺れを抑制するために被結合部材
に与える動きをｘ−ｙ−ｚ−ｅの４方向成分に分析し、
結合部材位置決め装置の各電動直接駆動モータ及びＺ軸
並進手段に与え、宇宙構造物の揺れに応じて結合部材位
置決め装置を駆動する。

結合部材位置決め装置は、該位置制御データーから２次
元面内の並進位置を規定するための各偏心ローターの回
転パルス数（回転角）が演算され、電動直接駆動モータ
により電動直接駆動される。

各偏心ローターの回転により、各偏心ローターの回転角
度における偏心量が合成され、ｘ−ｙ面内の並進移動が
できる。又、２軸回転ローターが回転することによって
、結合部材が回転して結合されたパッシブ側構造要素を
その軸回りに回転させる。さらに、Ｚ軸並進手段が作動
することによって、結合部材が前後に移動し、結合され
た構造要素間の距離を変化させる。各ローターは電動直
接駆動されるので、極めて高い分解能を有し、微細な動
きを制御することができ、結合部材の高精度な位置決め
ができる。前記の各変位の組合せにより、パッシブ側構
造要素のロール、ピッチ、ヨーの揺れを効果的に抑制す
ることができる。

さらに、結合部材にプローブを有する捕獲装置を設ける
ことによって、プローブにＸ、Ｙ、Ｚ軸方向の移動及び
Ｚ軸の回転θの４方向成分の動きを与えることができ、
被結合構造要素を捕獲するときのアライメント機能が飛
躍的に向上する。

また、結合後、捕獲装置を結合部材から除去することに
よって、結合された面構造要素間が連通状態となり、物
資や人間の移動が可能となる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

第１図は本発明の宇宙構造物制振装置の１実施例を示し
、例えば第７図に示すような宇宙構造物の構造要素間の
結合部、連結部のアクティブ側に設けられる。図中、１
が被結合構造要素の結合部を固定するラッチ３を有する
結合ヘッド２が設けられた結合軸であり結合部材を構成
する。本発明は、該結合軸１がｘｙｚ軸方向及びθの４
成分を有する動きができ、パッシブ側の揺動の発生に応
じて揺動を抑制する方向に、パッシブ側の構造要素を結
合軸１によって移動制御できるようになっている。結合
軸１を保持してその動きを与える装置として、以下に説
明するような結合部材位置決め装置５を採用しである。

位置決め装置５は、実験モジュール等アクテイブ側構造
要素の結合側基盤６に形成された固定基筒７、該固定基
筒７に嵌合する円筒外壁８を有し。

その軸心から偏心した位置に円筒内壁９が形成された第
１偏心ローター１０、該第１偏心ローター１０の円筒内
壁９に嵌合する円筒外壁１１を有し、その軸心と偏心し
た位置に円筒内壁１２が形成された第２偏心ローター１
３、該第２偏心ローダ−１３の円筒内壁１２に嵌合する
円筒外壁１４を有する中空のＺ軸回転ローター１５から
なり、それらがボールベヤリング等の軸受１６を介して
順次嵌合して回転自在に組立られている。そして、各嵌
合部には固定基筒７に対して第１偏心ローター９を、第
１偏心ローター１０に対して第２偏心ローター１３を、
第２偏心ローター１３に対してＺ軸回転ローター１５を
夫々独立して正逆回転させる直接駆動モーター１７が設
けられている。１８が該モータを構成する永久磁石であ
り、１９が電機子巻線である。第１偏心ローター１０及
び第２偏心ローター１５は、それぞれの回転角における
偏心量に応じてその軸心はＸ−Ｙ平面内を並進し、Ｘ−
Ｙ面並進ローターを構成する。

前記結合軸１は、位置決め装置５の２軸回転ローター１
５に軸受２０で回転自在且つその軸心方向（Ｚ軸方向）
に移動可能に嵌合されている。結合軸の軸心方向への移
動機構として、リニヤモータ等適宜の直線闘動機構、が
採用できるが、本実施例では、ボールネジ機構を採用し
、である、結合軸の後部に第１図に示すように、ボール
２０が嵌合するネジ２１が切られ、一方Ｚ軸回転ロータ
ーの後端部には内周面にボール２ｏが嵌合したボールネ
ジ駆動リングである２軸並進ローター２３が直接能動モ
ーター１７を介して設けられている。従って、結合軸１
は、第１偏心ローター及び第２偏心ローターを夫々の直
接駆動モータで回転させることにより、その偏心量に応
じてＸ−Ｙ平面内を移動し、Ｚ軸回転ローター１５を回
転させることによりその軸心回りの回転θを行い、Ｚ軸
並進ローター２３を回転させることによりＺ軸方向に並
進運動を行う。

結合軸１は、内部に第２図に示すように、被結合構造要
素を捕捉する捕捉装置３５を収納するため、及び結合後
構造要素間の物品や人間の移動を可能にするため、中空
円筒に形成され、その内側側端部に結合完了以前は該中
空部を封鎖し構造要素内の気密を確保するための気密蓋
２６を取り付けるためのフランジ２７が形成されている
。また、結合軸の外側端部には、結合ヘッド２を取付け
る結合ヘッド取付部２８が形成されている。結合ヘッド
２は、中央部に被結合構造要素のドローグの円錐凹部に
係合する円錐凸部３０が形成され、外周平面適宜位置に
結合後構造要素間での信号やエネルギー等の伝達を可能
にするために、それらの信号線やエネルギー伝達線を着
脱自在に結合するアクチュエータ−を有するアンビリカ
ルコネクター３１が設けられている。またその外周部に
は、複数個のドローグラッチ３を有し、被結合構造要素
を捕獲後該ド、ローグラッチのアクチュエータが作動し
て両者結合する。結合ヘッド２は結合軸１の結合ヘッド
取付部２８に歪みセンサーからなる制振センサー３２を
介して取付けられている。制振センサー３２は、結合さ
れた２つの構造要素間に相対的な揺動が生じた場合に発
生するモーメントにより生じる結合部の歪応力を検出す
るものである。全方向のモーメントの発生を検出するに
は、結合部の全周にわたる一体型又は全周にわたって密
に配列された分散型を採用するのが望ましいが、実用上
第６図に示すように、９０°間隔で４個設配列された分
散型で十分である。なお、３３は、結合ヘッドと結合側
基盤間を気密的に遮蔽し、構造要素内部を気密に保つた
めの気密用ジャバラであり、結合ヘッド又は基盤６に対
して回転可能に取り付けられている。３４は結合部を気
密に保つためのシールリングである。

第２図及び第３図は≧上記制振装置において結合軸内に
プローブを有する捕捉装置３５を設けて。

例えば、宇宙構造物本体に補給モジュールや地球往還機
をドツキングする等、構造要素を捕獲し結合する状態を
図示している。

捕捉装置３５は、結合軸１の内側開口端を密閉するハツ
チカバー兼ねる気密蓋２６にプローブ伸農機構部３６を
固定し、プローブ３７を外方（Ｚ軸方向）に伸展駆動す
る。プローブ３７の外側先端には、ドローグ４１に設け
られたラッチ係合部材４５に係合する爪型ラッチ３８が
、ラッチアクチュエータ３９で駆動されるリンク機構に
よって開閉可能に設けられている。前記プローブ伸展機
構部３６は、ボール螺子機構または、リニヤ−モータ等
適宜の機構が採用できる。一方、被結合構造要素４０に
は、その結合側にハツチを兼ねるドローグ４１が形成さ
れ、その間口端壁４２の中央部には、前記結合ヘッド２
の円錐凸部３０に係合する円錐凹部４３が形成されてい
る。また、ドローグ４１には、ドローグハッチドアを兼
ねる気密蓋４４が開閉自在に設けられ、該気密蓋４４の
中央部から外側に向けてラッチ係合部材４５が突出して
設けられ、その先端部４６は半円球状になっており、前
記プローブの爪型ラッチ３８が係合するようになってい
る。なお、図示されていないが、被結合構造要素をドツ
キング時、被結合構造要素の位置や状態を検知する為に
、結合へクド２又はプローブ先端部に必要によりテレビ
カメラ等の検知装置を取付ける。

以上のように構成された本実施例の宇宙構造物制振装置
は、被結合構造要素を捕捉して結合する機能と、結合後
の制振機能との２つの機能を有しているので、まず前段
階の結合機能について説明する。

例えば、第２図において宇宙構造物本体である実験モジ
ュールをアクティブ側として、補給モジュールをパッシ
ブ側として結合するものとする。

アクティブ側には、上記実施例の制振装置を有し、パッ
シブ側はドローグ４１を有している。補給モジュールが
実験モジュールに接近すると、プローブ伸展機構３６が
作動してプローブ３７が位置決め装置５から前方（Ｚ軸
方向）に伸展する。同時に結合ヘッド２に設けられてい
る検知装置により、ドローグの位置を検出し、プローブ
３７の位置制御データーを得る。該位置制御データーが
らプローブ３７の２次元面内の並進位置を規定するため
の各偏心ローター１０．１３の回転パルス数（回転角）
が演算され、各偏心ローターを駆動する電動直接駆動モ
ータ１７のコントローラに入力され。

各偏心ローターが電動直接駆動される。各偏心ローター
の回転により、各偏心ローターの偏心量が合成され、例
えば、第１偏心ローター１０の中心が固定基筒７の中心
からしいだけ偏心し、且つ第２偏心ローター１３の中心
が第１偏心ローター１０の中心からＬ２だけ偏心してい
るとすると、その２軸回転ローター１５の軸心は、固定
基筒７の中心点を中心とする半径Ｌｉ＋Ｌ、の円内を範
囲として移動することができ、プローブ３７をＸ−Ｙ面
の所望の位置に位置決めができる。又、ドローグ４１の
回転角度に応じてＺ軸回転ローター１５が回転して、プ
ローブ３７をその軸回りに回転させて、結合面を完全に
一致させる。各ローターは電動直接駆動されるので、極
めて高い分解能を有し、０．１ミクロンオーダーの微細
な動きを制御することができ、高精度の位置決めができ
る。従って、ドツキング時ドローグ４１の位置を検出し
ながら、その位置に合わせて、プローブ３７を２次元面
内での並進移動及び回転させてその位置を微細に制御し
ながらドローグ４１に接近することができ、ドローグ４
１を確実に捕捉することができる。

プローブ３７によるドローグ４１の捕捉時、プローブ３
７の爪型ラッチ３８は当初ラッチアクチュエータ３９に
より開いた状態にあり、ドローグ４１のラッチ係合部材
４５の先端部４６位置に達すると、ラッチアクチュエー
タ３９が作動して爪型ラッチ３８が閉じられ、ラッチ係
合部材の先端部４６と係合する状態となる（第２図の状
態）。

この状態から、プローブ伸展機構部３６が作動して、ラ
ッチを引き込むと爪型ラッチ３８の係合によりドローグ
４１が次第に引き込まれ、ドローグ４１軸心がプローブ
３７軸心に対して角度θ傾いていても、ドローグ４１の
円錐凹部４３が結合ヘッド２の円錐凸部３０に案内され
てその姿勢が次第に修正されて、ドローグ４１とプロー
ブ３７の軸心を一致させて結合ヘッド２とドローグ４１
開口端部を完全に一致させる。両者が一致するとドロー
ブラッチ３のアクチュエータが作動してドローグラッチ
３がドローグ４１の開口端部に係合し、両者を気密状態
に一体に結合する。同時に結合ヘッド２とドローグ４１
開口端部に設けられたアンビリカルコネクター３１のア
クチュエータが作動して結合構造要素間の信号線やエネ
ルギー線等のアンビリカル結合が行われる。

両者の結合が終了すると、ラッチアクチュエータ３９を
作動させて爪型ラッチ３８とドローグ４１のラッチ係合
部材４５との係合を解き、プローブ３７を収縮させる。

その状態でプローブラッチ４８を作動させて気密蓋２６
と結合軸端部のフランジ２７との係合を解き、捕捉装置
３５を結合軸から取り外す。また、ドローグ４１側の気
密蓋４４も内側に回動すると、実験モジュールと補給モ
ジュールの両者が中空結合軸１を介して連通し、両者間
の物資の移動や人間の移動が可能状態に結合される。

次に、このようにして結合されて組立られた宇宙構造物
における本実施例装置による制振機能ににＱいて説明す
る。

宇宙構造物は無重力状態下で揺れるため、その制御はパ
ッシブ側とアクティブ側ともに干渉しつつ制振を行うの
が有効である。そのため、第７図に示すような宇宙ステ
ーション等の大型外軌道構造物の内側に有する実験モジ
ュール等の制振対象物構造物に対しては、相対的に微小
な３軸並進運動の変位量ｘ、ｙ、ｚを検出するよりも、
第６図に示すように、３軸モ一メントＭ　ｘ　、　Ｍ　
ｙ　、　Ｍ　Ｚを検出してモーメント制御方式で制御を
行うのが効果的である。そのため本実施例では、結合ヘ
ッドと結合軸との結合部に円周状に９０”間隔で歪みセ
ンサーを配置し、揺れによる生じるモーメントの発生を
円周状の各位置における３軸モ一メントＭｘ　、　Ｍ　
ｙ　、　Ｍ　ｚを歪みセンサーで捕らえ、その出力信号
を高速揺動解析装置で解析して、制振装置にフィードバ
ックして制振を行う。

また、大型外軌道構造物の外側に取付けられる太陽電池
パドル、熱発電ミッション等の大型制振対象構造物の支
持は、片持ち梁のため、大きな揺れによって生じる６軸
の物理量Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｍｘ。

Ｍｙ、Ｍｚを制振装置に設けたセンサーで捕らえると共
に、別に制振対象構造物にその揺れを検出する加速度計
等のセンサーを設けその信号を加え複合的に制御するこ
とにより確実な制振制御が可能となる。

第５図はそのような制御を行う場合のブロック図を示し
ている。咳図では、大型外軌道構造物の外側に取付けら
れる大型制振対象物の代表的な例として、熱発電ミッシ
ョンを取り付ける展開マスト５１、太陽電池パドル５２
、補給モジュール５３、地球往還機５４をアクティブ側
である宇宙構造物本体５０（実験モジュール）に結合し
て組立てられた宇宙構造物に生じる揺動を抑制する場合
の制振装置の制御ブロック図が記載されている。

アクティブ側には、前記した歪を検出する制振センサー
３２、テレビカメラやレーザー装置等の変位センサー４
６が設けられ、一方パッシブ側の各構造物要素には、該
要素の揺動を検知する加速度計等の揺動センサー５７が
設けられている。これらセンサーからの出力は多点計測
高速Ａ／Ｄスキャナー５５で逐次読み取られ、高速多次
元揺動解析装置５８でその時点における揺動モードが解
析されて、制振のためパッシブ側の移動位置をＸ−ｙ−
ｚ−ｅの４軸の制御信号として４軸制御装置５９に与え
、該制御装置５９より位置滲め装置の第１偏心ローター
１０、第２偏心ローター１３、Ｚ軸回転ローター１５．
２軸並進ローターの各電動直接駆動モータ１７の各コン
トローラに信号を与え各電動直接駆動モータ１７の出力
を制御し、結合軸１を変位させて、パッシブ側の構造要
素を制振方向に移動させて揺動を制御する。

第４図は１本発明の制振装置の第２実施例を示す０図中
、６０がアクティブ側の基盤で形成される固定基筒、６
１が第１偏心ローター、６２が第２偏心ローター、６３
がＺ軸回転ローター　６４がプローブ、６５がＺ軸並進
ローターであり、それぞれ前記実施例と同様に電動直接
能動モータ６６によって駆動される。該実施例では、Ｚ
軸回転ローター６３に直接プローブ６４を取り付けて、
結合後プローブ６４のプローブラッチ６７によってドロ
ーグと係合して保持するようになってい、る。

従って、該実施例の制振装置の場合は、小型に形成でき
結合間で物資の搬送や人間の移動が必要のない構造要素
間の結合部や連接部に設けるのに適している。なお、本
実施例では、プローブ６４先端に設けられるプローブラ
ッチ６７は、ドーム状のプローブヘッド６８から突出自
在に形成され、ドローグの係合部に突入することによっ
て自動的に開いてドローグ４１に係合して捕捉するよう
になっている。その他の構成については前記実施例と同
様である。また、図示されていないが、該実施例におい
ても、各種センサー及びアンビリカル結合部を設けであ
る。

第７図は、以上のような本発明の制振装置を適用した実
験モジュールプラットホームの一概念想定図である。宇
宙構造物本体である実験モジュール５０は、与圧部７０
と曝露部７１を有し、与圧部の外部にリング軌道７２が
４本の支持桁７３で支持されている。該リング軌道７２
には、太陽電池パドル５２及び展開マスト５１を介して
熱発電ミッシラン７４が結合され、マニュピユレータ７
５が移動自在に設けられている。また、与圧部７０には
、地球往還機５４の結合ハツチ７６、及び補給モジュー
ル５３の結合ハツチ７７が設けられ。

各々が結合できるようになっている。また、実験モジュ
ールの曝露部７１は、交換ユニット７８が載置できるよ
うになっている 前記リング軌道７２は、第８図及び第９図に示すように
、与圧部外壁にリング軌道面を対称に互いに直角方向に
４個の本発明に係る制振装置８０ａ、８０ｂ、　８０ｃ
、　８０ｄを配置し、その結合軸の結合ヘッドに一端が
結合され、他端がリング軌道に回動可能に結合された４
本の支持桁７３に支持されている。リングをこのような
支持構造にすることによって、リング軌道を挟む支点間
の距離Ｌ′を大きく取ることができ、Ｌ′をモジュール
の直径より大きく取り、モジュールの軸方向長さＬとの
比Ｌ／Ｌ’　を小さくすれば、制振の変位も大きく成り
、大きな揺れにも対応でき、制振が容易ととなる特徴を
有する。例えば、図のように縦揺れが発生した場合、上
下の制振装置８０ａ、８０ｂを。

固定し、結合部に設けたセンサーからの信号により算出
したモーメントを受け、左右の制振装置８０ｃ、８０ｄ
にフィードバックし、該制振の結合軸を上下に動かすこ
とによって、効果的に制振を行うことができる。

展開マスト５１及び太陽電池パドル５２は、それぞれ制
振装置８１．８２を介して結合され、熱発電ミッション
７４及び太陽電池パドル５２が太陽に追尾してその向き
を変えることができると共に、揺れに応じてそれらを変
位させその揺れを抑制することができる。また、太陽電
池パドル５２の各ユニットの結合部の片方のヒンジに、
制振装置８３が適用され、個々のユニット毎にも制振す
ることができる。

展開マスト５１の先端部にも、制振装置８４が設けられ
、そのパッシブ側に熱発電ミッシランのコレクター８５
、レシーバ８６、エンジン８７及び熱交換器８８を取り
付けるベース８９が結合されている。また、前記レシー
バ８６は、ベース８４に制振装置を介して取り付けられ
ており、それによりコレクターの焦点位置とレシーバ位
置との相対位置のアライメントの調整が容易となり、熱
発電システムの性能を一段と高めることができる。

さらに、与圧部の地球往還機用結合ハツチ７６及び補給
モジュール結合用ハツチ７７に、第１実施例に記載され
た制振装置が設けられ、地球往還機や補給モジュールを
捕捉してドラキン・グさせることができると共に、その
揺れを自動的に抑制することができる。

上記各結合部に設けられる各制振装置の制御は、結合す
るパッシブ側毎に、フィードバック制御、フィードフォ
ワード制御により、各種揺動センサーからの信号を用い
て独立した自律制御回路を組み、分散型ＡＩシステムに
より行うと同時に、それらを総括する集中ＡＩシステム
によって宇宙構造物全体の制振制御を行うようになって
いる。

以上のように、宇宙構造物の結合部、達成部に本発明に
係る制振装置が設けられているので、宇宙構造物のドツ
キング・組立時のアライメントが容易であると共に、宇
宙構造物が内外から受は多揺動を素早く抑制し、新素材
や新薬等の実験を行う微小重力状態や、天体観測等を行
う姿勢を確保することができる。

（効果） 本発明の宇宙構造物制振装置は、以上のような構成から
なり、次のような顕著な効果を奏する。

宇宙構造物の揺れに応じて、単一の位置決め装置で被結
合側構造要素をｘ−ｙ−ｚ−θの４方向成分の動きをも
ってすばやく変位させることができるので、微細な振動
から多モードの複雑な大きな揺れまで効果的に制振する
ことができ、且つ装置もコンパクトに構成することがで
き、また従来のアクチュエータの組合せよりも制御則が
比較的単純化できる。

位置決め装置は、各ロータが電動直接駆動されるので、
高トルクが得られると共に極めて高い分解能を有し、微
細な動きを制御することができ、結合部材の高精度な位
置決めができる。

結合部材にプローブを有する捕獲装置を設けることによ
って、プローブにｘ、ｙ、ｚ軸方向の移動及びＺ軸の回
転θの４方向成分の動きを与えることができ、被結合構
造要素を捕獲するときのアライメント機能が飛躍的に向
上する。

結合部材位置決め装置の軸心部を中空の大型に形成する
ことができるので、結合された両構造要素間が水制振装
置を介して連通状態となり、物資や人間の移動が可能と
なる。

結合部材をＺ軸並進手段に直接支持されるプローブで構
成することによって、コンパクトに構成することができ
、小さな構造物要素間の結合部にも適用することができ
る。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の宇宙構造物制振装置の実施例を示し、第
１図はその側断面図、第２図は被結合側構造要素を捕獲
し結合する動作状態を表す側断面図、第３図は被結合側
構造要素と結合した状態を表す側断面図、第４図は他の
実施例の側断面図、第５図はその制御ブロック図、第６
図は制振装置の歪センサーの配置図、第７図は本発明の
制振装置を適用した宇宙構造物の想定概略斜視図、第、
８図は実験モジュール支持側面図、第９図は実験モジュ
ールの制振原理図である。 １：結合軸　　２：結合ヘッド　　３：ラッチ５：結合
部材位置決め装置　　７．６０：固定基筒　　１０，６
１：第１偏心ローター１３．６２：第２偏心ローター　
　１５，６３：Ｚ軸回転ローター　　１７，６６：電動
直接駆動モータ　　２３，６５：Ｚ軸並進ローター２６
．４４：気密蓋　　３１：アンビリカルコネクター　　
３２：制振センサー　　３５：捕捉装置　　３６：プロ
ーブ伸展機構　　３７゜６４ニブローブ　　３８：爪型
ラッチ　　４ｏ：被結合側構造要素　　４１：ドローグ
　　４５：ラッチ係合部材　　４７：変位センサー４８
ニブローブラツチ　　５０：実験モジュール　　５１：
展開マスト　　５２：太陽電池バドル　　５３：補給モ
ジュール　　５４：地球往還機　　５７：振動センサー
　　７２：リング軌道　　７４：熱発電ミッション ８７：本発明に係る制振装置 ８０〜 特許出願人　科学技術庁航空宇宙技術研究所炎長　　洲
　　秀　　夫 （他２名） 出願人代理人　　　　　弁理士　佐藤文男（他２名）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）複数の宇宙構造要素を結合して組立られる宇宙構造
   物の制振装置であって、一方の構造要素の結合部に設け
   られ、他方の被結合構造要素の結合部と係合するラッチ
   機構を有する結合部材、該結合部材を支持し、それを軸
   回転と軸方向並進及び軸方向と垂直な平面内で自在に移
   動させて位置決めする結合部材位置決め装置、被結合構
   造要素の振動を検出する振動検出手段、該振動検出手段
   の出力信号によって前記結合部材を前記被結合構造要素
   の振動を抑制する方向に移動させるように前記結合部材
   位置決め装置を制御する制御手段からなることを特徴と
   する宇宙構造物制振装置。 ２）前記結合部材位置決め装置は、結合する一方の構造
   要素の結合部に固定して形成された固定基筒、該固定基
   筒に順次偏心して多段に設けられた複数の偏心ローター
   からなるＸ−Ｙ面並進ローター、該Ｘ−Ｙ面並進ロータ
   ーの最終段の偏心ローターに設けられたＺ軸回転ロータ
   ー、該Ｚ軸回転ローターに支持されたＺ軸並進手段を有
   し、前記各ローターは、電動直接駆動モータにより各々
   独立して回転制御されることを特徴とする請求項１記載
   の宇宙構造物制振装置。 ３）前記結合部材は、前記Ｚ軸、並進手段に支持された
   中空円筒、該中空円筒の外側端部に歪センサーを介して
   取り付けられ、ドローグ係合面とアンビリカル結合部及
   びドローグラッチを有する結合ヘッド、前端にドローグ
   捕獲用ラッチを有し、前記中空円筒内に着脱自在に固定
   されたプローブ伸展部によってＺ軸方向に進退駆動され
   るプローブとからなる請求項１又は２記載の宇宙構造物
   制振装置。 ４）前記結合部材は、前記Ｚ軸並進手段に支持されたプ
   ローブであり、該プローブの先端にドローグ捕獲用ラッ
   チを有する請求項１又は２記載の宇宙構造物制振装置。