JPH03289533A - 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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- JPH03289533A JPH03289533A JP2090973A JP9097390A JPH03289533A JP H03289533 A JPH03289533 A JP H03289533A JP 2090973 A JP2090973 A JP 2090973A JP 9097390 A JP9097390 A JP 9097390A JP H03289533 A JPH03289533 A JP H03289533A
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- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims abstract description 21
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 4
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 abstract description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
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- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
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- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (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］
この発明は人工衛星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る展開構造物において、その展
開機能確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。
置かれる装置に搭載される展開構造物において、その展
開機能確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。
［従来の技術］
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御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。
の展開運動は時間的制御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、構造物の軽量最適化設計の妨げ
となっている。この為１重力の影響を最小限に留める試
験方法の開発が必要である。
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、構造物の軽量最適化設計の妨げ
となっている。この為１重力の影響を最小限に留める試
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
ては第３図に示すような方法がある。第４図は第３図の
制御系を示す図である。第３図において（１）は人工衛
星、（２）は展開運動を行う供試体、 ｆ３ａｌ （
３ｂｌは供試体を展開させるための展開機構、（４）は
供試体（２）の重心を吊っているワイヤ、（５）は展開
前の供試体（２）の位置、（６）は展開前のワイヤ（４
）の位置、（７）は展開方向、（８）はワイヤ（４）の
近傍に設けられた位置センサーを内蔵するセンサーボッ
クス、（９）はワイヤ（４）を結合しているアーム、
（１０）はアーム （９）の回転部、 （ｉｌｌは
回転部 （１０）と連結したサーボモータ、 （１２
１はワイヤ（４）に生じる張力Ｐである。第４図におい
て （１３）はワイヤ（４）の垂直方向からの傾きを検
知する位置センサー、 ｆ１４１は位置センサー （
Ｉ３）の出力に基づきサーボモータ（１１）の回転をコ
ントロールするコントローラである。
ては第３図に示すような方法がある。第４図は第３図の
制御系を示す図である。第３図において（１）は人工衛
星、（２）は展開運動を行う供試体、 ｆ３ａｌ （
３ｂｌは供試体を展開させるための展開機構、（４）は
供試体（２）の重心を吊っているワイヤ、（５）は展開
前の供試体（２）の位置、（６）は展開前のワイヤ（４
）の位置、（７）は展開方向、（８）はワイヤ（４）の
近傍に設けられた位置センサーを内蔵するセンサーボッ
クス、（９）はワイヤ（４）を結合しているアーム、
（１０）はアーム （９）の回転部、 （ｉｌｌは
回転部 （１０）と連結したサーボモータ、 （１２
１はワイヤ（４）に生じる張力Ｐである。第４図におい
て （１３）はワイヤ（４）の垂直方向からの傾きを検
知する位置センサー、 ｆ１４１は位置センサー （
Ｉ３）の出力に基づきサーボモータ（１１）の回転をコ
ントロールする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。このときワイヤ（４）
は供試体（２）の重心を重力と反対方向に吊るために、
供試体（２）の質量に等しい張力Ｐ ［１２）が作用し
ている。供試体（２）の展開運動により生じたワイヤ（
４）の重力方向からの微少な傾きが位置センサー （１
３）で検知される。位置センサ （１３）からの出力は
コントローラ （１４）に送られ、コントローラ （１
４）からはワイヤー（４）の重力方向からの傾きを零と
するようにサーボモータ（１１）の運転の信号をだす。
（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（４）
は供試体（２）の重心を重力と反対方向に吊るために、
供試体（２）の質量に等しい張力Ｐ ［１２）が作用し
ている。供試体（２）の展開運動により生じたワイヤ（
４）の重力方向からの微少な傾きが位置センサー （１
３）で検知される。位置センサ （１３）からの出力は
コントローラ （１４）に送られ、コントローラ （１
４）からはワイヤー（４）の重力方向からの傾きを零と
するようにサーボモータ（１１）の運転の信号をだす。
この時展開機構（３）とアームの回転部（ｌＯ）は張力
Ｐ （１２１の変動をなるべく小さ（して供試体の展開
運動への外乱を極力小さ（するために９回転軸を同一線
上もって（るように設置が図られている。
Ｐ （１２１の変動をなるべく小さ（して供試体の展開
運動への外乱を極力小さ（するために９回転軸を同一線
上もって（るように設置が図られている。
しかしながら、展開機構（３）と回転部（１０）の回転
軸を同一線上に設置することは極めてむずかしい作業で
あり、特に展開機構が（３ａ）、 （３ｂ）と２つあ
ると９回転部（ｌＯ）との軸設定は基礎的な重りの吊し
方式では困難となる。展開機構の回転軸と回転部の軸が
位置ずれると、供試体（２）の展開に伴い、供試体（２
）の重心位置は供試体（２）の回転半径とアーム （９
）の回転半径の違いにより、アーム （９）の長さ方向
に沿って変化し、ワイヤ（４）は重力方向から傾くよう
になる。この結果、展開機構（３）には無重力環境では
生じるはずの無い水平方向の外力が発生し、供試体（２
）の展開運動の力を増やしたり、あるいは減らしたりす
ることになる。これが供試体（２）の水平方向の純粋な
展開運動を妨げることになり１本来無重力で展開すべき
供試体（２）の運動予測を困難としている。
軸を同一線上に設置することは極めてむずかしい作業で
あり、特に展開機構が（３ａ）、 （３ｂ）と２つあ
ると９回転部（ｌＯ）との軸設定は基礎的な重りの吊し
方式では困難となる。展開機構の回転軸と回転部の軸が
位置ずれると、供試体（２）の展開に伴い、供試体（２
）の重心位置は供試体（２）の回転半径とアーム （９
）の回転半径の違いにより、アーム （９）の長さ方向
に沿って変化し、ワイヤ（４）は重力方向から傾くよう
になる。この結果、展開機構（３）には無重力環境では
生じるはずの無い水平方向の外力が発生し、供試体（２
）の展開運動の力を増やしたり、あるいは減らしたりす
ることになる。これが供試体（２）の水平方向の純粋な
展開運動を妨げることになり１本来無重力で展開すべき
供試体（２）の運動予測を困難としている。
［発明が解決しようとする課題］
従来の展開試験装置の模擬試験方法は以上のように構成
されているので、供試体の展開機構回転軸と試験装置の
回転部回転軸を厳密に軸合わせする必要があり、極めて
困難な作業を強いられるとともに、吊りワイヤの重力方
向からの傾きの影響を試験結果から除去して供試体の運
動を評価し。
されているので、供試体の展開機構回転軸と試験装置の
回転部回転軸を厳密に軸合わせする必要があり、極めて
困難な作業を強いられるとともに、吊りワイヤの重力方
向からの傾き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照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、試Ｍ装置に供試体
を容易に設置出来るようにするとともに、吊りワイヤの
重力方向からの傾き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。
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、試Ｍ装置に供試体
を容易に設置出来るようにするとともに、吊りワイヤの
重力方向からの傾き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。
し課題を解決するための手段］
すなわちこの発明は、供試体を吊ったワイヤの途中に設
けた位置センサーの出力に基づいてアームの長さ方向に
沿ってセンサーボックスを動かすことが出来るサーボモ
ータを設けたことを特徴とするものである。
けた位置センサーの出力に基づいてアームの長さ方向に
沿ってセンサーボックスを動かすことが出来るサーボモ
ータを設けたことを特徴とするものである。
［作用］
この発明におけるサーボモータは、供試体を吊るしたワ
イヤの重力方向からの微小な傾きを恩知する位置センサ
ーの出力に基づいて出されるコントロールの信号に従っ
て、供試体を吊るしたワイヤーを常に垂直に維持出来る
ようにセンサーボックスを移動させる働きをする。
イヤの重力方向からの微小な傾きを恩知する位置センサ
ーの出力に基づいて出されるコントロールの信号に従っ
て、供試体を吊るしたワイヤーを常に垂直に維持出来る
ようにセンサーボックスを移動させる働きをする。
［実施例］
以下この発明の実施例を図について説明する。
第１図は概要図、第２図は第１図の制御系を示す図であ
る。図において（１）から （１４）までは第３図およ
び第４図に示す符号と同一部分を示す。
る。図において（１）から （１４）までは第３図およ
び第４図に示す符号と同一部分を示す。
（１５１（１６） （１７１は滑車、 （１８１はサー
ボモータ、 （１９）はサーボモータ（１８）と連結
したワイヤ、 （２０１はサーボモータけ８）用コン
トロールである。
ボモータ、 （１９）はサーボモータ（１８）と連結
したワイヤ、 （２０１はサーボモータけ８）用コン
トロールである。
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。ここで供試体（２）を
吊っているワイヤ（４）には供試体（２）と同等の質量
に相当する張力Ｐ （１２１が作用する。
（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。ここで供試体（２）を
吊っているワイヤ（４）には供試体（２）と同等の質量
に相当する張力Ｐ （１２１が作用する。
ここで供試体（２）の展開機構（３ａｌ 、 （３ｂ）
の回転軸と試験装置の回転部（１０）の回転軸とがずれ
ていると、供試体 （２）の回転半径とアーム （９）
の回転半径の違いにより、供試体（２）の展開に伴い。
の回転軸と試験装置の回転部（１０）の回転軸とがずれ
ていると、供試体 （２）の回転半径とアーム （９）
の回転半径の違いにより、供試体（２）の展開に伴い。
供試体（２）の重心位置はアーム（９）の長さ方向に沿
って変化し、ワイヤ（４）は垂直方向から傾くようにな
る。この変化は位置センサー（１３ａ）および（１３ｂ
ｌ で読み取られ、前記位置センサーの出力に基づ（コ
ントローラ （１４）およびコントローラ（２０）の信
号に従って、サーボモータ（１１）がアーム （９）の
回転を、さらにサーボモータ（１８）がセンターボック
ス（８）の移動をおこない、ワイヤ（４）の重力方向か
らの傾きが常に微少となるように作用する。
って変化し、ワイヤ（４）は垂直方向から傾くようにな
る。この変化は位置センサー（１３ａ）および（１３ｂ
ｌ で読み取られ、前記位置センサーの出力に基づ（コ
ントローラ （１４）およびコントローラ（２０）の信
号に従って、サーボモータ（１１）がアーム （９）の
回転を、さらにサーボモータ（１８）がセンターボック
ス（８）の移動をおこない、ワイヤ（４）の重力方向か
らの傾きが常に微少となるように作用する。
したがって、展開運動に伴って生じる展開機構（３）回
転力の外力による変化も微少に維持される。なお上記実
施例では人工衛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、宇宙往還機および宇宙
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。
転力の外力による変化も微少に維持される。なお上記実
施例では人工衛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、宇宙往還機および宇宙
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。
［発明の効果］
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を吊るワイヤに位置セン
ターを設けて、２つのサーボモータでセンサーボックス
をアームの回転方向と半径方向に制御出来るようにして
、ワイヤに生じる張力変化と供試体を吊すワイヤの垂直
方向からの傾きとを微少に保つことが出来るようにした
ので。
の模擬試験方法によれば供試体を吊るワイヤに位置セン
ターを設けて、２つのサーボモータでセンサーボックス
をアームの回転方向と半径方向に制御出来るようにして
、ワイヤに生じる張力変化と供試体を吊すワイヤの垂直
方向からの傾きとを微少に保つことが出来るようにした
ので。
供試体の展開機構内回転摩擦力の変化を極力微少に維持
出来、極めて無重力状態に近い展開運動を行わせること
が可能となる。さらに、試験装置と供試体の回転軸の設
定も厳密に行う必要がないので、供試体設定が極めて容
易に行うことが出来る。
出来、極めて無重力状態に近い展開運動を行わせること
が可能となる。さらに、試験装置と供試体の回転軸の設
定も厳密に行う必要がないので、供試体設定が極めて容
易に行うことが出来る。
【図面の簡単な説明】
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図は第１図の制御系を示す図、第３
図は従来の展開試験装置の模擬試験方法を示す図、第４
図は第３図の制御系を示す図である。 図において、（１）は人工衛星、（２）は供試体。 （３）は展開機構、（４）はワイヤ、（５）は展開前の
供試体（２）の位置、（６）は展開前のワイヤ（４）の
位置、（７）は展開方向、（８）はセンサーボックス、
（９）はアーム、 （１０１はアーム （９）の回転
部、 （ｉｌｌはアーム回転用サーボモータ、 （
１２］は張力Ｐ、 （１３）は位置センサー、 ｆ
１４］はサーボモータ１Ｉｌｌ用コントローラ、 ＋
１５１ （１６１ｆ１７）は滑車、 ＋１８１はセンサ
ーボックス用サーボモータ。 （１９）はサーボモータけ８）と連結したワイヤ、 （
２０１はサーボモータは８）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。 第 １ 図 第 図 １ 第 図 第 図
施例を示す図、第２図は第１図の制御系を示す図、第３
図は従来の展開試験装置の模擬試験方法を示す図、第４
図は第３図の制御系を示す図である。 図において、（１）は人工衛星、（２）は供試体。 （３）は展開機構、（４）はワイヤ、（５）は展開前の
供試体（２）の位置、（６）は展開前のワイヤ（４）の
位置、（７）は展開方向、（８）はセンサーボックス、
（９）はアーム、 （１０１はアーム （９）の回転
部、 （ｉｌｌはアーム回転用サーボモータ、 （
１２］は張力Ｐ、 （１３）は位置センサー、 ｆ
１４］はサーボモータ１Ｉｌｌ用コントローラ、 ＋
１５１ （１６１ｆ１７）は滑車、 ＋１８１はセンサ
ーボックス用サーボモータ。 （１９）はサーボモータけ８）と連結したワイヤ、 （
２０１はサーボモータは８）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。 第 １ 図 第 図 １ 第 図 第 図
Claims (1)
- 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
センサーの読み取り出力に対応したコントロール信号を
出す２個のコントロール装置と、前記ワイヤを吊したア
ームを前記コントロール信号に従って回転するように動
くサーボモータと、ワイヤをからめて前記コントロール
信号に従って前記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生じる供
試体を吊したワイヤの重力方向からの傾きを常に微少に
保ち、供試体の運動によって生じる前記ワイヤの張力の
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 |
|---|---|---|---|
| JP2090973A JPH03289533A (ja) | 1990-04-05 | 1990-04-05 | 展開試験装置の模擬試験方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2090973A JPH03289533A (ja) | 1990-04-05 | 1990-04-05 | 展開試験装置の模擬試験方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03289533A true JPH03289533A (ja) | 1991-12-19 |
Family
ID=14013455
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2090973A Pending JPH03289533A (ja) | 1990-04-05 | 1990-04-05 | 展開試験装置の模擬試験方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03289533A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100468311B1 (ko) * | 2002-11-18 | 2005-01-27 | 한국항공우주연구원 | 인공위성용 스트레인 에너지 타입 힌지의 강성특성 평가를위한 시험장치 |
| KR101437875B1 (ko) * | 2013-08-09 | 2014-09-04 | 한국항공우주연구원 | 테이프스프링 힌지 모멘트 측정 장치 |
| CN104044155A (zh) * | 2014-06-18 | 2014-09-17 | 哈尔滨工业大学 | 一种重力抵消装置 |
| CN109110163A (zh) * | 2018-10-11 | 2019-01-01 | 哈尔滨工业大学 | 一种三自由度空间站云台灯的随动式重力补偿装置 |
-
1990
- 1990-04-05 JP JP2090973A patent/JPH03289533A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100468311B1 (ko) * | 2002-11-18 | 2005-01-27 | 한국항공우주연구원 | 인공위성용 스트레인 에너지 타입 힌지의 강성특성 평가를위한 시험장치 |
| KR101437875B1 (ko) * | 2013-08-09 | 2014-09-04 | 한국항공우주연구원 | 테이프스프링 힌지 모멘트 측정 장치 |
| CN104044155A (zh) * | 2014-06-18 | 2014-09-17 | 哈尔滨工业大学 | 一种重力抵消装置 |
| CN109110163A (zh) * | 2018-10-11 | 2019-01-01 | 哈尔滨工业大学 | 一种三自由度空间站云台灯的随动式重力补偿装置 |
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