JPH02274700A - 展開試験装置の模擬試験方法 - Google Patents
展開試験装置の模擬試験方法Info
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- JPH02274700A JPH02274700A JP1093771A JP9377189A JPH02274700A JP H02274700 A JPH02274700 A JP H02274700A JP 1093771 A JP1093771 A JP 1093771A JP 9377189 A JP9377189 A JP 9377189A JP H02274700 A JPH02274700 A JP H02274700A
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- 238000004088 simulation Methods 0.000 title abstract description 7
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 22
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- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 1
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Landscapes
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
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。
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〕
この発明は人工［や宇宙基地のように無重力の環境に置
かれる装置に搭載されろ展開構造物において、その展開
機能ｉ認試験を重力下の地上環境で行う為の展開試験装
置の模擬試験方法に関するものである。
かれる装置に搭載されろ展開構造物において、その展開
機能ｉ認試験を重力下の地上環境で行う為の展開試験装
置の模擬試験方法に関するものである。
周知のように宇宙空間は無重力であることから。
構造物の展開運動は時間的制約が無ければ運動に必要な
エネルギーは極限まで小さくてすむ。しかしながら、地
上の重力環境はこの展開運動エネルギーに対して極めて
大きい影響力を持ち、展開機能確認試験の実施を不可能
とし、摺潰物の軽量最適化設計の妨げとなっている。こ
の為２重力の影響を最小限１こ留める試験方法の開発が
必要である。
エネルギーは極限まで小さくてすむ。しかしながら、地
上の重力環境はこの展開運動エネルギーに対して極めて
大きい影響力を持ち、展開機能確認試験の実施を不可能
とし、摺潰物の軽量最適化設計の妨げとなっている。こ
の為２重力の影響を最小限１こ留める試験方法の開発が
必要である。
ところで上記のような展開試験装置の模擬試験方法とし
て（よ第４図に示すような方法が知られている。第４図
において（１）は人工衛星、（２）は展開運動を行う供
試体、（３）は供試体を重力方向に吊っているワイヤ、
（４）は供試体の運動する部分と同等の質量を有するバ
ランスウェイト、（５）はレール、（６）はレール上を
自由に動きワイヤを吊り下げている滑車であ’Ｊ 、
ｆ７１は供試体の運動方向を示している。
て（よ第４図に示すような方法が知られている。第４図
において（１）は人工衛星、（２）は展開運動を行う供
試体、（３）は供試体を重力方向に吊っているワイヤ、
（４）は供試体の運動する部分と同等の質量を有するバ
ランスウェイト、（５）はレール、（６）はレール上を
自由に動きワイヤを吊り下げている滑車であ’Ｊ 、
ｆ７１は供試体の運動方向を示している。
次に動作について説明する。人工衛星（１）との固定部
（図示せず）を切り離すことにより供試体（２］は矢印
（７）のように展開運動を行う。このときワイヤ（３）
ｌよ供試体（２）の重心を重力と反対方向にバランスウ
ェイト（４）の質量に等しい力で吊っており、供試体に
加わる重力方向の力をキャンセルする。また滑車（６）
は供試体（２）の水平方向の運動成分を受けてワイヤ（
３）をなるべく垂直に保つようにレール（５）の上を最
小限の摩擦力で自由に動き供試体（２）の水平運動を妨
げないように工夫されている。
（図示せず）を切り離すことにより供試体（２］は矢印
（７）のように展開運動を行う。このときワイヤ（３）
ｌよ供試体（２）の重心を重力と反対方向にバランスウ
ェイト（４）の質量に等しい力で吊っており、供試体に
加わる重力方向の力をキャンセルする。また滑車（６）
は供試体（２）の水平方向の運動成分を受けてワイヤ（
３）をなるべく垂直に保つようにレール（５）の上を最
小限の摩擦力で自由に動き供試体（２）の水平運動を妨
げないように工夫されている。
しかしながら、バランスウェイト（４）は供試体（２）
の重力方向のｆ［：！ＩＪきに対応して上下運動をする
のでバランスウェイト（４）の運動エネルギーの変化が
生じ、これが供試体（２）の重力方向の純粋な連動を妨
げている。また滑車（６）はワイヤ（３）が傾くことで
動き始めること自体から既に供試体（２）の水平方向の
運動を妨げている。一方、レール（５）を前もって傾け
ておく方法もあるが供試体（２）の運動予測が困難であ
ることから、有効な手段とはなっていない。
の重力方向のｆ［：！ＩＪきに対応して上下運動をする
のでバランスウェイト（４）の運動エネルギーの変化が
生じ、これが供試体（２）の重力方向の純粋な連動を妨
げている。また滑車（６）はワイヤ（３）が傾くことで
動き始めること自体から既に供試体（２）の水平方向の
運動を妨げている。一方、レール（５）を前もって傾け
ておく方法もあるが供試体（２）の運動予測が困難であ
ることから、有効な手段とはなっていない。
従来の展開試験装置の模擬試験は以上のように構成され
ているので、バランスウェイトの連動と滑車の影響を試
験結果から除去して供試体の運動を評価し、無重力環境
下での展開機能を証明しなければならないという難かし
い課題があった。
ているので、バランスウェイトの連動と滑車の影響を試
験結果から除去して供試体の運動を評価し、無重力環境
下での展開機能を証明しなければならないという難かし
い課題があった。
この発明は上記のような課題を解消するためになされた
もので、バランスウェイトの運動による供試体の垂直方
向運動への影響を無くすることが出来ろとともに、滑車
等による供試体の水平方向運動への影響をも無くするこ
とができる展開試験装置の模擬試験方法を提供すること
を目的とするものである。
もので、バランスウェイトの運動による供試体の垂直方
向運動への影響を無くすることが出来ろとともに、滑車
等による供試体の水平方向運動への影響をも無くするこ
とができる展開試験装置の模擬試験方法を提供すること
を目的とするものである。
すなわちこの発明は、供試体の質量に対応した吊り上げ
力をサーボモータの力で発生させ、供試体の重力方向の
運動を供試体を吊したワイヤの張力変動として張力計で
検知し、張力計の出力に基づいてサーボモータをコント
ロールして、吊り上げ力を常に一定に保つとともに、さ
らに供試体を吊ったワイヤの途中に位置センサーを設け
２位置センサーの出力に基づいてさらに別のサーボモー
タをコントロールしてワイヤを常に垂直に保つようにし
たことを特徴とするものである。
力をサーボモータの力で発生させ、供試体の重力方向の
運動を供試体を吊したワイヤの張力変動として張力計で
検知し、張力計の出力に基づいてサーボモータをコント
ロールして、吊り上げ力を常に一定に保つとともに、さ
らに供試体を吊ったワイヤの途中に位置センサーを設け
２位置センサーの出力に基づいてさらに別のサーボモー
タをコントロールしてワイヤを常に垂直に保つようにし
たことを特徴とするものである。
この発明における張力計や位置センサーは、供試体を吊
したワイヤの張力変動やワイヤの垂直からの傾きにより
出力を発生し、供試体を吊るワイヤをからめたサーボモ
ータや、ワイヤの吊り位置を動かすように配置したワイ
ヤをからめたサーボモータを動かし、ワイヤの張力変動
やワイヤの垂直からの傾きを零とするようにする。
したワイヤの張力変動やワイヤの垂直からの傾きにより
出力を発生し、供試体を吊るワイヤをからめたサーボモ
ータや、ワイヤの吊り位置を動かすように配置したワイ
ヤをからめたサーボモータを動かし、ワイヤの張力変動
やワイヤの垂直からの傾きを零とするようにする。
以下この発明の実施例を図について説明する。
第１図において（１）は人工衛星、（２）は展開運動を
行う供試体、（３）は供試体を重力方向に吊っているワ
イヤ、（７）は供試体の運動方向、（８）は滑車、（９
）は張力計、ＯＯ）は重力方向用サーボモータ、（ＩＩ
）ｌよ位置センサーを内蔵するセンサーボックス（２）
と水平方向用サーボモータ（■を連接するワイヤ、（１
勺はレールである。第２図は重力方向の張力制御を示す
図で。
行う供試体、（３）は供試体を重力方向に吊っているワ
イヤ、（７）は供試体の運動方向、（８）は滑車、（９
）は張力計、ＯＯ）は重力方向用サーボモータ、（ＩＩ
）ｌよ位置センサーを内蔵するセンサーボックス（２）
と水平方向用サーボモータ（■を連接するワイヤ、（１
勺はレールである。第２図は重力方向の張力制御を示す
図で。
（１つは張力計用コントローラである。第３図は水平方
向の位置制御を示す図で、 （Ｌ）は位置センサー（１
？）は位置センサー用コントローラである。
向の位置制御を示す図で、 （Ｌ）は位置センサー（１
？）は位置センサー用コントローラである。
次に動作について説明する。人工衛星（１１との固定部
（図示せず）を切り離すことにより供試体（２）は矢印
（７）のように展開運動を行う。ここで供試体（２）を
吊っているワイヤ（３）には供試体（２）と同等の質量
を吊り下げることが出来る張力がサーボモータ００）に
より与えられており、展開連動を行わない時は供試体（
２）を模］疑無重力の状態に吊すことが出来ろようにな
っている。この時張力計（９）は出力零にセットされて
おりワイヤ（３）の張力変動が生じた場合に出力するよ
うになっている。供試体（２）の展開運動によりワイヤ
（３）にば反力が生じるため張力の変動が発生する。張
力計（９）はこの張力変動を検知し。
（図示せず）を切り離すことにより供試体（２）は矢印
（７）のように展開運動を行う。ここで供試体（２）を
吊っているワイヤ（３）には供試体（２）と同等の質量
を吊り下げることが出来る張力がサーボモータ００）に
より与えられており、展開連動を行わない時は供試体（
２）を模］疑無重力の状態に吊すことが出来ろようにな
っている。この時張力計（９）は出力零にセットされて
おりワイヤ（３）の張力変動が生じた場合に出力するよ
うになっている。供試体（２）の展開運動によりワイヤ
（３）にば反力が生じるため張力の変動が発生する。張
力計（９）はこの張力変動を検知し。
張力変動に比例した出力をコントローラ（１９に送り。
コントローラ（１９はサーボモータＱＯＩに対しこの張
力変動値を零とし、供試体（２］を模擬無重力の状態と
するようにサーボモータ００）の運転の信号をだす。
力変動値を零とし、供試体（２］を模擬無重力の状態と
するようにサーボモータ００）の運転の信号をだす。
すなわち張力が増加した場合はワイヤ（３）を繰り出し
、張力が減少した場合はワイヤ（３）を巻き込む動作を
行うようにサーボモータ００）に信号をだすようになっ
ている。
、張力が減少した場合はワイヤ（３）を巻き込む動作を
行うようにサーボモータ００）に信号をだすようになっ
ている。
またセンサーボックス（１４）にはワイヤ（３）の重力
方向からの傾きを検知する位置センサー（わが設けられ
ており供試体（２）の展開運動により生じたワイヤ（３
）の（Ｒ小な傾きを検知出来るようになっている。
方向からの傾きを検知する位置センサー（わが設けられ
ており供試体（２）の展開運動により生じたワイヤ（３
）の（Ｒ小な傾きを検知出来るようになっている。
位置センサー（０からの出力はコントローラ（Ｉ？）に
送られ、コントローラ（１？）からはワイヤ（３）の重
力方向からの傾きを零とするようにサーボモータ（■の
運転の信号をだす。すなわち供試体（２）の展開運動に
よる張力変動が水平方向の運動成分の力として発生しな
いようにサーボモータ（Φに信号をだすようになってい
る。
送られ、コントローラ（１？）からはワイヤ（３）の重
力方向からの傾きを零とするようにサーボモータ（■の
運転の信号をだす。すなわち供試体（２）の展開運動に
よる張力変動が水平方向の運動成分の力として発生しな
いようにサーボモータ（Φに信号をだすようになってい
る。
なお、上記実施例では人工１＠星に搭載する展開構造物
について説明したが、宇宙ロケット、宇宙基地、宇宙往
環機および宇宙探査機に搭載する展開構造物についても
同様の効果を奏する。
について説明したが、宇宙ロケット、宇宙基地、宇宙往
環機および宇宙探査機に搭載する展開構造物についても
同様の効果を奏する。
以上の説明から明らかなようにこの発明の展開試験装置
の模擬試験方法によれば供試体の重カ質景をサーボモー
タでキャンセルし、供試体の展開運動を吊りワイヤの眼
力変動として張力計で検知し、張力変動を無くするよう
にサーボモータの出力をコントロールするので、供試体
のＲ開運動以外の外力２例えば、バランスウェイトの慣
性力等の外力が発生することが無く、極めて無重力状態
に近い展開運動を行わせることが出来ろ。また。
の模擬試験方法によれば供試体の重カ質景をサーボモー
タでキャンセルし、供試体の展開運動を吊りワイヤの眼
力変動として張力計で検知し、張力変動を無くするよう
にサーボモータの出力をコントロールするので、供試体
のＲ開運動以外の外力２例えば、バランスウェイトの慣
性力等の外力が発生することが無く、極めて無重力状態
に近い展開運動を行わせることが出来ろ。また。
供試体を吊るすワイヤの垂直方向からの傾きを位置セン
サーで検知し、傾きを零とするように吊り位置をサーボ
モータでコントロールする構成としたので、展開連動以
外の外力２例えば、ワイヤの供試体を吊ろす張力の水平
成分の発生による展開阻害力を極めて小さくすることが
でき、上述した張力計による試験方法と同様に極めて無
重力状態に近い展開運動を行わせろことが可能となる。
サーで検知し、傾きを零とするように吊り位置をサーボ
モータでコントロールする構成としたので、展開連動以
外の外力２例えば、ワイヤの供試体を吊ろす張力の水平
成分の発生による展開阻害力を極めて小さくすることが
でき、上述した張力計による試験方法と同様に極めて無
重力状態に近い展開運動を行わせろことが可能となる。
第１図はこの発明の展開試験装置の模擬試験方法の一実
施例を示す図、第２図はその重力方向の張力制御を示す
図、第３図はその水平方向の位置制御を示す図、第４図
は従来の展開試験装置の模擬試験方法を示す図である。 区において、（８）は滑車、（９）は張力計、００）は
重力方向層サーボモータ、０１）はワイヤ、（Ｅは水平
方向用サーボモータ、（１つはレール、 ０４）はセン
サーボックス、（１つは張力計用コントローラ、（υば
位置センサー、（ツは位置センサー用コントローラであ
る。 なお１図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
施例を示す図、第２図はその重力方向の張力制御を示す
図、第３図はその水平方向の位置制御を示す図、第４図
は従来の展開試験装置の模擬試験方法を示す図である。 区において、（８）は滑車、（９）は張力計、００）は
重力方向層サーボモータ、０１）はワイヤ、（Ｅは水平
方向用サーボモータ、（１つはレール、 ０４）はセン
サーボックス、（１つは張力計用コントローラ、（υば
位置センサー、（ツは位置センサー用コントローラであ
る。 なお１図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (2)
- （１）供試体をワイヤで吊し、ワイヤの途中にワイヤの
張力変動を検知する張力計を設け、張力計の出力を読み
取り出力に対応したコントロール信号を出すコントロー
ル装置と、前記ワイヤをからめて前記コントロール信号
に従ってワイヤを巻き込みあるいは繰り出すように動く
サーボモータとを設けて、供試体が重力方向への運動し
ていない時の静止状態でのワイヤ張力を零点とすること
で、その後の供試体の重力方向の運動を重力に影響され
ずに行えるようにしたことを特徴とする展開試験装置の
模擬試験方法。 - （２）供試体をワイヤで吊し、ワイヤの途中にワイヤの
重力方向に対する傾きを検知する位置センサーを設け、
位置センサーの出力を読み取り出力に対応したコントロ
ール信号を出すコントロール装置と、前記ワイヤをから
めて前記コントロール信号に従ってワイヤを巻き込みあ
るいは繰り出すように動くサーボモータを設けて、供試
体が重力方向と直角な方向、すなわち水平な方向に運動
する時にワイヤの重力方向に対する傾きを常に微小に保
ち、重力方向の供試体の運動によって生じるワイヤの張
力の水平方向成分が発生しないようにし、同時に供試体
の水平方向の運動が試験装置等の影響を受けないで行え
るようにしたことを特徴とする展開試験装置の模擬試験
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1093771A JPH02274700A (ja) | 1989-04-13 | 1989-04-13 | 展開試験装置の模擬試験方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1093771A JPH02274700A (ja) | 1989-04-13 | 1989-04-13 | 展開試験装置の模擬試験方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02274700A true JPH02274700A (ja) | 1990-11-08 |
Family
ID=14091691
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1093771A Pending JPH02274700A (ja) | 1989-04-13 | 1989-04-13 | 展開試験装置の模擬試験方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02274700A (ja) |
-
1989
- 1989-04-13 JP JP1093771A patent/JPH02274700A/ja active Pending
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