JPH03118300A - 構造物のアラインメント装置 - 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、構造物のアラインメント装置に関する。とく
に本発明は、一方の構造物に伸縮自在なプローブが設け
られ、他方の構造物に該プローブの先端と係合するソケ
ットを有し、プローブとソケットとが係合した後でアラ
インメント手段によりアラインメント調整が行われるよ
うになった形式のアラインメント装置に関する。

〔従来技術〕

たとえば２個の宇宙航行体のような構造物をドツキング
させたりパージングさせたりするに際して、これら構造
物のアラインメント調整を行うアラインメント装置が米
国特許第４．１７７、９６４号明細書および図面に開示
されている。第５図にこの米国特許によるアラインメン
ト装置の概要を示す。

図において一方の構造物３０には前面に円錐面３２を有
する円筒形のハウジング３１が設けられ、該ハウジング
３１の前部に伸縮自在なプローブ３３が支持される。プ
ローブ３３の後部は半径方向に配置された油圧シリンダ
３５により拘束されている。プローブ３３の先端には球
形の係合部が形成されている。プローブ３３の伸長およ
び収縮は油圧シリンダ４３により制御される。他方の構
造物３７には円錐面３８を有する受は部材３９が設けら
れ、該受は部材３９の円錐面３８の底部にはプローブ３
３の先端の球形係合部３６に係合するソケット４０が形
成されている。また、ハウジング３１上にはセンサー４
１が設けられ、構造物３７上の目標４２を規準する。

この公知の構造においては、構造物３０．３７が接近し
て捕捉可能な状態になったとき、センサー４１からの信
号によりプローブ３３の軸を他方の構造物の中心部と一
致させ、プローブを伸長させてその先端の係合部３６を
ソケット４０に係合させる。次いでプローブ３３を収縮
させることにより構造物３７を構造物３０に引き寄せ円
錐凸面３２を円錐凹面３８に係合させることにより構造
物３０．３７のアラインメントを調整する。

〔発明が解決しようとする課題〕

前述した従来の構造では、一方の構造物を他方の構造物
に引き寄せながらアラインメント調整を行うようになっ
ている。このような調整方法を採用するときは、構造物
の質量が大きいと、アラインメント調整時の引き込み速
度による運動エネルギが大きくなる。したがって、アラ
インメント調整装置には、その運動エネルギを吸収でき
るだけの大きな容量の緩衝装置を設ける必要が生じ、構
造が複雑かつ大型になり重量が増加する。また、緩衝装
置を設けないと、アラインメント調整時の衝撃に耐え得
るだけの構造強度にすることが必要になるので、重量増
加の原因となる。

本発明は、従来の構造の上記した問題を解決するもので
、その目的は、軽量でかつコンパクトに構成できる構造
物のアラインメント装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するため、本発明においては、構造物の
引き込み動作と独立にアラインメント調整を行い得るよ
うに構成する。すなわち、本発明によるアラインメント
装置は、一方の構造物に軸方向伸長および収縮自在なプ
ローブを設け、他方の構造物に前記プローブの先端と係
合するソケットを形成し、該プローブ上には前記他方の
構造物上の凹面に係合して前記一方および他方の構造物
の軸心間のアラインメントを行うアラインメント手段を
設けた構造物のアラインメント装置に関するものであっ
て、プローブには先端に前記ソケットと係合するための
ヘッドを設け、アラインメント手段はプローブ上におい
て該プローブの先端より後方に変位した位置で、かつ該
プローブの軸方向に摺動可能なように配置するとともに
、アラインメント手段をプローブの先端に向けて押し出
す駆動手段をさらに設けたことを特徴とする。

プローブは複数のパイプ部材を同軸に配置した構成とし
、アラインメント手段は最内側のパイプ部材上に摺動自
在に配置し、駆動手段は、プローブが収縮した状態でア
ラインメント手段を最内側のパイプ部材の先端部近傍に
置き、最内側のパイプ部材が伸長させられるにつれてア
ラインメント手段を前記最内側のパイプ部材に沿って後
方に駆動するように制御する。

〔作　用〕

本発明の上記した構成によれば、プローブのヘッドがソ
ケットと係合した後に駆動手段によりアラインメント手
段をプローブの先端方向に押し出して他方の構造物の凹
面に係合させることによりアラインメント調整を行うこ
とができる。したがって、構造物の引き込みによる運動
エネルギを生じることなくアラインメント調整が可能に
なる。

アラインメント調整手段を前部において球面軸受けによ
り、また後部において弾性手段からなる緩衝機構により
支持するので、プローブに無理な力を与えることなくア
ラインメント調整を行うことができる。アラインメント
調整手段の駆動のための駆動手段はどのような形式でも
よいが、ラックピニオン機構をプローブ内に収納して構
成することが装置をコンパクトかつ軽量にする観点から
好ましい。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を添付の図に付いて詳細に説明
する。

先ず第１図を参照すると、構造物１にはジンバル機構４
を介してプローブ３が揺動自在に支持されている。プロ
ーブ３は直径の異なる複数のパイプ３ａ、、３ｂ、３ｃ
、３ｄを同軸に、カッ軸方向摺動自在に配置して構成さ
れる。最外方のパイプ３ｄの前端が前述したジンバル機
構４により構造物１に揺動自在に支持され、後端は半径
方向に配置された複数のバネ５により弾性的に構造物１
に支持される。

各パイプ３ａ、３ｂ、３ｃ、３．ｄの間には軸方向の圧
縮バネ１５が配置されて、各パイプを伸長方向に付勢す
る。最内方のパイプ３ａの後端部はケーブル１４に接続
され、このケーブル１４はプローブ３内を軸方向に通っ
てブー！Ｊ１６ａにより向きを変えられ、巻取りドラム
１６に巻取られている。第３図に示すように、ケーブル
１４は、ドラム１６上において該ドラムの軸方向に所定
のピッチで巻取られており、該ドラム１６はケーブル１
４の巻取りおよび繰り出しに応じて、ドラム１６の一回
転に巻取りの一ピッチ分づつ軸方向に移動させられる構
成となっている。この構成によれば、ケーブル１４を常
にブー！１１６ａの溝の中心に位置させることが可能で
あり、ケーブルが重なることな（ドラム１６に巻きとら
れる。ドラム１６はモータ１６ｂにより減速歯車機構１
６ｃを介して駆動され、ケーブル１４の繰り出し量を規
制する。ケーブル１４が繰り出されると、プローブ３の
パイプはバネ１５の作用により伸長方向に移動させられ
る。

プローブ３の最内方のパイプ３ａの先端にはへラド７が
設けられる。このヘッド７は円錐形の先端部７ａと該先
端部から後方に続く円筒形の本体部７ｂとを有し、この
本体部７ｂに複数のフック１８が設けられている。この
フック１８はバネにより半径方向に張出すように付勢さ
れ、該バネの作用に抗して本体部７ｂ内に押し込むこと
ができる。

第２図に示すように、構造物１と結合される構造物２は
、プローブ３の先端のへラド７と係合するソケット６と
アラインメントのための円錐形凹面１７を有する。ソケ
ット６は、ヘッド７の先端１７ａに係合する円錐凹面６
ａとフック１８に係合する肩部６ｂを有する。したがっ
て、結合時にはプローブ３のへラド７を該ソケット６に
押し込むことにより、両者を互いに結合させることがで
きる。

第２図に詳細に示すように、最内方のパイプ３ａの先端
部付近にアラインメント手段を構成する円錐部材８が配
置されている。この円錐部材８はバイブ３ａ上を軸方向
に摺動自在なスリーブ９により支持される。すなわち、
円錐部材８の前端部は球面軸受け１１によりスリーブ９
上に揺動自在に支持されており、後端部は、第４図に示
すように複数のバネ１９により半径方向に支持されてい
る。

最内方のパイプ３ａの内部には、スリーブ９を駆動する
ための駆動機構が組みこまれている。この駆動機構は、
スリーブ９の内周に軸方向に形成されたラック歯９ａに
噛み合い係合する歯車１０を有する。この歯車１０は、
パイプ３ａの内部に配置され、周辺の一部がパイプ３ａ
に形成した軸方向のスロットから外に出てラック歯９ａ
と噛み合う。パイプ３ａの中心部にウオーム歯車１０ａ
が配置され、減速歯車１０ｂを介してモーター１０ｃに
より駆動される。ウオーム歯車１０ａは歯車１０と同軸
かつ一体に形成したウオームホイール１０ｄに噛み合う
。この構成により、モーターＩＯＣを作動させてスリー
ブ９を任意の方向に移動させることができる。第１図に
示すように、構造物ｌには、プローブ３の収縮位置でア
ラインメント用の円錐部材８の外周に係合して該円錐部
材８を揺動しないように拘束する拘束部材１ａが設けら
れている。

以上述べた構造において、構造物１．２が捕捉可能な距
離に接近したとき、プローブ３が伸長方向に繰り出され
る。この繰り出しは、前述したように巻取りドラム１６
をモーター１６ｂにより繰り出し方向に駆動してケーブ
ル１４を繰り出すことにより行われる。ケーブル１４の
繰り出しによりパイプ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄが送り出
される。

プローブ３の先端のへラド７は構造物２のソケット６に
達して該ソケット６に係合する。

この状態で、モーター１０ｃが作動させられてスリーブ
９が軸方向前向きに駆動され、円錐部材８の円錐面が構
造物２０円錐面１７に係合する。

この係合により構造物１．２のアラインメント調整が行
われる。このアラインメント調整は構造物２を構造物ｌ
に引き寄せながら行われるものではないので、構造物２
の運動エネルギによる衝撃は大幅に緩和される。次いで
、プローブ３を収縮方向に駆動することにより、構造物
２を構造物１の方向に引き寄せて、図示しないラッチ機
構により互いに結合して、結合作業を完了する。

〔効　果〕

以上述べたように、本発明においては、伸縮自在なプロ
ーブにアラインメント手段が設けられ、プローブの先端
をソケットに係合させた後、アラインメント手段をプロ
ーブ上で軸方向に駆動してアラインメント調整を行うの
で、構造物の運動エネルギによる衝撃を除去できる。そ
の結果、構造物を軽量に構成でき、緩衝手段も容量の比
較的小さいもので済ますことが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すプローブおよびアライ
ンメント装置の断面図、第２図はプローブ先端部の詳細
を示す断面図、第３図はケーブル巻取り機構の詳細を示
す断面図、第４図はアラインメント調整装置の構造を示
す背面図、第５図は従来の構造を示す断面図である。 １．２・・・・構造物、　　　３・・・・プローブ、３
ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ・−−−パイプ、４・・・・ジン
バル機構、　　６・・・・ソケット、７・・・・ヘッド
、　　　　　８・・・・円錐部材、９・・・・スリーブ
、　　　９ａ・・・・ラック、１０・・・・歯車、　　
　１０ｃ・・・・モーター１７・・・・円錐面。 第３図 第４図 ＼

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）一方の構造物に設けられた軸方向伸長および収縮
   自在なプローブと、他方の構造物に設けられ前記プロー
   ブの先端と係合するソケットと、前記プローブ上に設け
   られ前記他方の構造物上の凹面に係合して前記一方およ
   び他方の構造物の軸心間のアラインメントを行うアライ
   ンメント手段とからなる構造物のアラインメント装置に
   おいて、前記プローブは先端に前記ソケットと係合する
   ためのフックを持ったヘッドを有し、前記アラインメン
   ト手段は前記プローブ上において前記先端より後方に変
   位した位置で、かつ前記プローブの軸方向に摺動可能に
   配置され、前記アラインメント手段を前記プローブの先
   端に向けて押し出す駆動手段が設けられたことを特徴と
   する構造物のアラインメント装置。
2. （２）請求項１に記載したアラインメント装置において
   、前記プローブは複数のパイプ部材を同軸に配置した構
   成を有し、前記アラインメント手段は最内側のパイプ部
   材上に摺動自在に配置され、前記駆動手段は、前記プロ
   ーブが収縮した状態で前記アラインメント手段を前記最
   内側のパイプ部材の先端部近傍に置き、前記最内側のパ
   イプ部材が伸長させられるにつれて前記アラインメント
   手段を前記最内側のパイプ部材に沿って後方に駆動する
   ように制御されるようになったことを特徴とする構造物
   のアラインメント装置。
3. （３）請求項１に記載した構造物のアラインメント装置
   おいて、前記アラインメント手段は、前記プローブの先
   端に近接した側において球面軸受けにより、反対側にお
   いて半径方向の変位を許容する弾性手段により前記プロ
   ーブ上にそれぞれ支持されたことを特徴とする構造物の
   アラインメント装置。
4. （４）請求項１ないし３に記載したアラインメント装置
   において、前記アラインメント手段は円錐状凸面を有し
   、前記凹面は円錐形状である構造物のアラインメント装
   置。