JPH05294296A - Actuator for space - Google Patents

Actuator for space

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Publication number
JPH05294296A
JPH05294296A JP4128084A JP12808492A JPH05294296A JP H05294296 A JPH05294296 A JP H05294296A JP 4128084 A JP4128084 A JP 4128084A JP 12808492 A JP12808492 A JP 12808492A JP H05294296 A JPH05294296 A JP H05294296A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
shaft
gear
clutch
piston
cable
Prior art date
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Pending
Application number
JP4128084A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shigeo Hirose
茂男 広瀬
Toshio Kojima
寿夫 小島
Kengo Kobayashi
研吾 小林
Bunichi Iwamoto
文一 岩本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by IHI Corp filed Critical IHI Corp
Priority to JP4128084A priority Critical patent/JPH05294296A/en
Publication of JPH05294296A publication Critical patent/JPH05294296A/en
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Abstract

PURPOSE:To drastically economize the consumption energy by installing the fifth shaft which has the fifth intermediate gear meshed with the third and fourth small diameter gears and is fixed integrally with a rotary arm. CONSTITUTION:The second shaft 10 which integrally has the second gear 8 meshed with the first gear 5 and is installed in parallel to the first shaft 7 and has the second clutch 9 on the same side to the first clutch 6 is installed. Further, the third shaft 12 which is arranged on the extension of the second shaft 10 and whose one edge is connected with the second clutch 9 and has the third small-diameter gear 11 is installed, and the fourth shaft 14 which is arranged on the extension of the first shaft 7 and whose one edge is connected with the first clutch 16 and has the fourth small-diameter gear 13 is installed. Further, the fifth shaft 16 having the fifth inter-mediate gear 15 meshed with the third and fourth small diameter gears 11 and 13 is installed, and the fifth shaft 16 is fixed integrally with a rotary arm 17.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、宇宙用ロボット等とし
て用いられるマニプレータ等の駆動を行う宇宙空間用ア
クチュエータに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a space actuator for driving a manipulator or the like used as a space robot or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】無重力空間で大型構造物の組立等の作業
を実施するためには、物資のハンドリングが必要であ
り、これを行うのがマニプレータである。マニプレータ
等を駆動する場合、特に宇宙空間ではできる限り少ない
エネルギで作業ができるようにする必要があるが、従来
は電動モータにより前記マニプレータの駆動を行うよう
にしているのが一般的である。
2. Description of the Related Art In order to carry out operations such as assembling a large structure in a weightless space, it is necessary to handle materials, and this is done by a manipulator. When driving a manipulator or the like, it is necessary to work with as little energy as possible, especially in outer space, but conventionally, the manipulator is generally driven by an electric motor.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記従来のよ
うにマニプレータの駆動を電動モータで行う方式におい
ては、その運動の駆動のために必然的に大きなエネルギ
が消費されることになる。
However, in the conventional method of driving the manipulator by the electric motor as described above, a large amount of energy is inevitably consumed for driving the movement.

【0004】例えば、図3に示すように、アーム先端を
A点位置からB点位置まで移動させるように電動モータ
aを用いてアームbの回転運動を行おうとする際、アー
ムb回転軸cの摩擦が十分小さいとすれば、図4のよう
に始めに一定時間アームを加速した後その運動を持続
し、最後に減速する操作がなされる。通常の電動モータ
を使用する限り、この加速と減速の作動の両方にエネル
ギが必要であり、エネルギの消費が大きい問題がある。
特に宇宙空間では、消費エネルギを最小限とする要求が
高い。
For example, as shown in FIG. 3, when an electric motor a is used to rotate the arm b so as to move the tip of the arm from a position A to a position B, the arm b rotating shaft c is rotated. Assuming that the friction is sufficiently small, the arm is first accelerated for a certain period of time as shown in FIG. 4, then the motion is maintained, and finally the arm is decelerated. As long as a normal electric motor is used, energy is required for both the acceleration and deceleration operations, and there is a problem that energy consumption is large.
Especially in outer space, there is a high demand for minimizing energy consumption.

【0005】本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなし
たもので、エネルギ回生機能をもつアクチュエータによ
り消費エネルギの大幅節減を図れる宇宙空間用アクチュ
エータを提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above conventional problems, and an object of the present invention is to provide an actuator for outer space in which an actuator having an energy regeneration function can significantly reduce energy consumption.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、ケーシング
と、該ケーシングに固定した駆動モータの駆動軸に接続
したエネルギ貯蔵用ばねと、第1の歯車を一体に有し且
つ一端が前記エネルギ貯蔵用ばねに接続され他端に第1
のクラッチを有した第1の軸と、前記第1の歯車と噛合
する第2の歯車を一体に有して前記第1の軸と平行に設
けられ且つ前記第1のクラッチと同側に第2のクラッチ
を有した第2の軸と、該第2の軸の延長上に設けられ一
端が前記第2のクラッチに接続され且つ第3の小径歯車
を有した第3の軸と、前記第1の軸の延長上に設けられ
一端が前記第1のクラッチに接続され且つ第4の小径歯
車を有した第4の軸と、前記第3と第4の小径歯車の両
者に噛合する第5の中間歯車を有し且つ回転アームに一
体に固定された第5の軸とを備えたことを特徴とする宇
宙空間用アクチュエータ、及びシリンダを一体に有した
放出体ケーシングと、前記シリンダの外側端側に嵌合し
たピストンと、前記シリンダの内側端側にねじ部を介し
て螺合し且つ内側端側に歯車を一体に有した調整スクリ
ューと、前記ピストンと調整スクリューとの間に配置し
た伸縮ばねと、前記放出体ケーシング内に設けられ前記
歯車に噛合するピニオンを有して前記調整スクリューの
回転を行う駆動モータと、一端が宇宙機に固定され且つ
他端が前記ピストン、伸縮ばね、調整スクリューを通し
て前記放出体ケーシング内に導かれたケーブルと、前記
放出体ケーシング内に設けられ前記ケーブルを常に巻き
取る方向に力が付与されて巻き取りを行う巻き取りリー
ルと、前記ピストンに備えて前記ケーブルを拘束可能な
ケーブルストッパと、前記放出体に備えて前記ピストン
を拘束可能なピストンストッパとを備えたことを特徴と
する宇宙空間用アクチュエータ、に係るものである。
According to the present invention, a casing, an energy storage spring connected to a drive shaft of a drive motor fixed to the casing, and a first gear are integrally formed, and one end of the energy storage is provided. Connected to the spring for the first one on the other end
A first shaft having a clutch and a second gear that meshes with the first gear are integrally provided, are provided in parallel with the first shaft, and are provided on the same side as the first clutch. A second shaft having two clutches, a third shaft provided on an extension of the second shaft and having one end connected to the second clutch and having a third small diameter gear, A fourth shaft provided on an extension of the first shaft and having one end connected to the first clutch and having a fourth small diameter gear; and a fifth shaft meshing with both the third and fourth small diameter gears. And a fifth shaft integrally fixed to the rotary arm, and an emitter casing integrally having a cylinder, and an outer end of the cylinder. Side of the piston and the inner end of the cylinder are screwed together through a threaded portion Rotation of the adjusting screw having an adjusting screw integrally having a gear on the side, an expansion spring arranged between the piston and the adjusting screw, and a pinion provided in the emitter casing and meshing with the gear. A drive motor for carrying out the above, a cable whose one end is fixed to the spacecraft and the other end is introduced into the emitter casing through the piston, the expansion spring, and the adjusting screw, and the cable which is provided in the emitter casing is always A winding reel for applying a force in a winding direction to perform winding, a cable stopper capable of restraining the cable in the piston, and a piston stopper capable of restraining the piston in the emitter. The present invention relates to an actuator for space, characterized in that

【0007】[0007]

【作用】請求項1の発明では、先ず第1のクラッチは接
続したままとして第2のクラッチを切り離し、駆動モー
タを駆動してエネルギ貯蔵用ばねを介し第1の歯車を一
方向Aに回転させると、第1のクラッチを介して、第4
の小径歯車が一方向Aに回転し、更に第5の中間歯車を
介して回転アームが他方向Bに回転する。このとき、一
方向Aはエネルギ貯蔵用ばねの巻込み方向とする。回転
アームの回転が所要の速度になったら、第1及び第2の
両クラッチを切り離して駆動モータの駆動を停止する。
すると回転アームは慣性により他方向Bに回転し続け
る。
According to the first aspect of the invention, first, the first clutch is left connected and the second clutch is disengaged, and the drive motor is driven to rotate the first gear in the one direction A via the energy storage spring. And the fourth clutch via the first clutch
The small-diameter gear rotates in one direction A, and the rotary arm rotates in the other direction B via the fifth intermediate gear. At this time, the one direction A is the winding direction of the energy storage spring. When the rotation of the rotary arm reaches the required speed, the first and second clutches are disengaged to stop the driving of the drive motor.
Then, the rotating arm continues to rotate in the other direction B due to inertia.

【0008】次に他方向Bに回転している回転アームを
停止する際は、第1のクラッチのみを接続する。すると
第1の歯車がA方向に回転されてエネルギ貯蔵用ばねが
巻込み方向である一方向Aに捩られ、回転アームはエネ
ルギ貯蔵用ばねを捩ることによってブレーキがかけら
れ、最後には回転が停止する。
Next, when stopping the rotating arm rotating in the other direction B, only the first clutch is engaged. Then, the first gear is rotated in the direction A, and the energy storage spring is twisted in one direction A, which is the winding direction, the rotating arm is braked by twisting the energy storage spring, and finally the rotation is stopped. Stop.

【0009】回転アームの回転が停止したら、第1及び
第2のクラッチを両方接続することにより回転アームの
回転をロックする。
When the rotation of the rotary arm is stopped, the rotation of the rotary arm is locked by connecting both the first and second clutches.

【0010】次に、第1及び第2のクラッチの一方を切
り離すと、エネルギ貯蔵用ばねが一方向Aに捩られてエ
ネルギが貯蔵されているので、第1の歯車を他方向Bに
回転駆動するようになり、第1のクラッチのみを接続さ
せた場合には回転アームは一方向Aに回転駆動され、又
第2のクラッチのみを接続させた場合には回転アームは
他方向Bに回転駆動されるようになる。
Next, when one of the first and second clutches is disengaged, the energy storage spring is twisted in one direction A to store energy, so that the first gear is rotationally driven in the other direction B. When only the first clutch is connected, the rotary arm is rotationally driven in one direction A, and when only the second clutch is connected, the rotary arm is rotationally driven in the other direction B. Will be done.

【0011】また、前記ブレーキ作用時に回転アームが
一方向Aに回転している場合には、第2のクラッチのみ
を接続してエネルギ貯蔵用ばねに巻込み方向である一方
向Aの捩れを支えてエネルギ貯蔵用ばねにエネルギを貯
蔵する。
When the rotating arm is rotating in the one direction A when the brake is applied, only the second clutch is connected to support the twist in the one direction A which is the winding direction of the energy storage spring. Energy is stored in the energy storage spring.

【0012】従って、上記操作を繰返すことにより、駆
動力を与えることなくエネルギ貯蔵用ばねに貯蔵したエ
ネルギにより回転アームを回転させることができる。
Therefore, by repeating the above operation, the rotary arm can be rotated by the energy stored in the energy storage spring without applying a driving force.

【0013】又、上記操作を繰返すと、摩擦接抵抗弁に
よるエネルギのロス分だけエネルギの貯蔵量が漸減し、
これにより回転アームの回転速度が低下してくるので、
回転アームの速度がある程度まで低下したら、前記駆動
モータを駆動してエネルギのロス分を補充してやる。
When the above operation is repeated, the energy storage amount is gradually reduced by the amount of energy loss due to the friction contact resistance valve,
This reduces the rotation speed of the rotating arm, so
When the speed of the rotary arm decreases to a certain extent, the drive motor is driven to supplement the energy loss.

【0014】請求項2の発明では、放出体ケーシングを
宇宙機から離反させる際は、ピストンを宇宙機に接触さ
せ、且つピストンストッパによりピストンを拘束し、ケ
ーブルストッパはケーブルを開放した状態にして、駆動
モータを駆動することによりピニオン及び歯車を介して
調整スクリューをシリンダの内奥に捩じ込み、これによ
り伸縮ばねを圧縮して圧縮エネルギを伸縮ばねに貯蔵す
る。
According to the second aspect of the present invention, when the emitter casing is separated from the spacecraft, the piston is brought into contact with the spacecraft, the piston is restrained by the piston stopper, and the cable stopper keeps the cable open. By driving the drive motor, the adjusting screw is screwed into the inside of the cylinder through the pinion and the gear, and thereby the expansion spring is compressed and the compression energy is stored in the expansion spring.

【0015】この状態からピストンストッパの拘束を解
除すると、放出体ケーシングは伸縮ばねの反発力により
押されて宇宙機から離反する方向に放出される。放出体
ケーシングは巻き取り方向に力が付与された巻き取りリ
ールからケーブルを巻き出しながら慣性により移動し続
ける。
When the restraint of the piston stopper is released from this state, the emitter casing is pushed by the repulsive force of the expansion spring and discharged in the direction away from the spacecraft. The emitter casing continues to move due to inertia while unwinding the cable from the take-up reel that is given a force in the take-up direction.

【0016】放出体ケーシングの移動を停止する際は、
まずケーブルストッパを作動してケーブルを拘束する。
するとピストンはケーブルに固定されるが放出体ケーシ
ングは未だ移動し続けようとするので伸縮ばねは伸張さ
れ、これにより放出体ケーシングの移動にブレーキが掛
けられる。伸縮ばねが延び、放出体ケーシングが減速さ
れて放出体ケーシングが停止し、スプリングが最大伸張
状態になったらピストンストッパを作動させてピストン
を拘束する。これにより、伸縮ばねが伸張した状態でエ
ネルギが回収される。
When stopping the movement of the emitter casing,
First, the cable stopper is activated to restrain the cable.
The piston is then fixed to the cable, but the emitter casing still tries to keep moving, so that the expansion spring is stretched, which brakes the movement of the emitter casing. The expansion spring extends, the emitter casing is decelerated, the emitter casing stops, and when the spring reaches the maximum extension state, the piston stopper is operated to restrain the piston. As a result, energy is recovered with the expansion spring extended.

【0017】放出体ケーシングを宇宙機に帰還させる際
は、前記伸縮ばねが伸張された状態でピストンストッパ
の拘束を解除すると、伸縮ばねが縮小状態に戻る力によ
り宇宙機方向に向かって放出体ケーシングが移動を開始
する。即ち、ケーブルストッパがケーブルを拘束してい
るので、放出体ケーシングは伸縮ばねによりケーブルを
引張って移動することになる。放出体ケーシングの移動
により伸縮ばねの引張り力が消失して圧縮に移行する前
に、前記ケーブルストッパによるケーブルの拘束を解除
すると、放出体ケーシングは慣性により宇宙機に向かっ
て移動し、帰還することができる。
When returning the emitter casing to the spacecraft, if the restraint of the piston stopper is released in a state where the expansion spring is extended, the extension casing moves toward the spacecraft due to the force of the expansion spring returning to the contracted state. Starts moving. That is, since the cable stopper restrains the cable, the radiator casing moves by pulling the cable by the expansion spring. If the restraint of the cable by the cable stopper is released before the tensile force of the expansion spring disappears due to the movement of the radiator casing and the compression shifts, the radiator casing moves toward the spacecraft by inertia and returns. You can

【0018】従って、始動時に駆動モータによる伸縮ば
ねの圧縮を行ってエネルギを貯蔵させるのみで、放出体
ケーシングを宇宙機から離反させた後、特に駆動力を必
要とすることなく放出体ケーシングを宇宙機に帰還させ
ることができる。
Therefore, at the time of start-up, the expansion motor is only compressed by the drive motor to store energy, and after the emitter casing is separated from the spacecraft, the emitter casing is removed from the spacecraft without requiring any driving force. Can be returned to the aircraft.

【0019】[0019]

【実施例】以下本発明の実施例を図面を参照しつつ説明
する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0020】図1は請求項1の発明の一実施例を示すも
ので、ケーシング1に駆動モータ2を固定し、該駆動モ
ータ2の駆動軸3に所要の弾性力を有して捩り変形が可
能なエネルギ貯蔵用ばね4を接続する。
FIG. 1 shows an embodiment of the invention of claim 1, in which a drive motor 2 is fixed to a casing 1 and a drive shaft 3 of the drive motor 2 has a required elastic force to be twisted and deformed. A possible energy storage spring 4 is connected.

【0021】更に、第1の歯車5を一体に有し且つ一端
が前記エネルギ貯蔵用ばね4に接続され他端に第1のク
ラッチ6を有した第1の軸7を設けると共に、前記第1
の歯車5と噛合する第2の歯車8を一体に有して前記第
1の軸7と平行に設けられ且つ前記第1のクラッチ6と
同側に第2のクラッチ9を有した第2の軸10を設け
る。更に、該第2の軸10の延長上に配置され、一端が
前記第2のクラッチ9に接続され且つ第3の小径歯車1
1を有した第3の軸12を設けると共に、前記第1の軸
7の延長上に配置され、一端が前記第1のクラッチ6に
接続され且つ第4の小径歯車13を有した第4の軸14
を設ける。又、前記第3と第4の小径歯車11,13の
両者に噛合する第5の中間歯車15を有した第5の軸1
6を設け該第5の軸16を回転アーム17に一体に固定
する。
Further, there is provided a first shaft 7 integrally having a first gear 5 and having one end connected to the energy storing spring 4 and the other end having a first clutch 6, and the first shaft 7 is provided.
Second gear 8 which is integrally provided with the second gear 8 meshing with the gear 5 and is provided in parallel with the first shaft 7 and has the second clutch 9 on the same side as the first clutch 6. A shaft 10 is provided. Further, it is arranged on the extension of the second shaft 10 and has one end connected to the second clutch 9 and the third small diameter gear 1
A third shaft 12 having a first shaft 7 is provided and is arranged on an extension of the first shaft 7, one end of which is connected to the first clutch 6 and a fourth small gear 13 is provided. Axis 14
To provide. A fifth shaft 1 having a fifth intermediate gear 15 that meshes with both the third and fourth small diameter gears 11 and 13
6 is provided and the fifth shaft 16 is integrally fixed to the rotating arm 17.

【0022】前記第1及び第2のクラッチは詳細は示し
ていないが、電気指令により自由に接続・切り離しを行
うことができるようになっている。
Although not shown in detail, the first and second clutches can be freely connected / disconnected according to an electric command.

【0023】図1の装置を作動する際は、先ず第1のク
ラッチ6は接続した状態において、第2のクラッチ9を
切り離し、駆動モータ2を駆動してエネルギ貯蔵用ばね
4を介し第1の歯車5を一方向Aに回転させると、第1
のクラッチ6を介して第4の小径歯車13が一方向Aに
回転し、更に第5の中間歯車15を介して回転アーム1
7が他方向Bに回転する。このとき、一方向Aはエネル
ギ貯蔵用ばね4の巻込み方向とする。回転アーム17の
回転が所要の速度になったら、第1及び第2の両クラッ
チ6,9を切り離して駆動モータ2の駆動を停止する。
すると回転アーム17は慣性により他方向Bに回転し続
ける。
When the apparatus of FIG. 1 is operated, first, with the first clutch 6 engaged, the second clutch 9 is disengaged and the drive motor 2 is driven to drive the first clutch 6 via the energy storage spring 4. When the gear 5 is rotated in one direction A, the first
The fourth small-diameter gear 13 rotates in one direction A via the clutch 6 and the rotary arm 1 via the fifth intermediate gear 15.
7 rotates in the other direction B. At this time, the one direction A is the winding direction of the energy storage spring 4. When the rotation of the rotary arm 17 reaches the required speed, the first and second clutches 6 and 9 are disengaged to stop the driving of the drive motor 2.
Then, the rotating arm 17 continues to rotate in the other direction B due to inertia.

【0024】次に他方向Bに回転している回転アーム1
7を停止する際は、第1のクラッチ6のみを接続する。
すると第1の歯車5がA方向に回転されてエネルギ貯蔵
用ばね4が巻込み方向である一方向Aに捩られ、回転ア
ーム17はエネルギ貯蔵用ばね4を捩ることによってブ
レーキがかけられ、最後には回転が停止する。
Next, the rotating arm 1 rotating in the other direction B
When 7 is stopped, only the first clutch 6 is engaged.
Then, the first gear 5 is rotated in the A direction and the energy storage spring 4 is twisted in one direction A which is the winding direction, and the rotating arm 17 is braked by twisting the energy storage spring 4 and finally. Rotation stops.

【0025】回転アーム17の回転が停止したら、第1
及び第2のクラッチ6,9を両方接続することにより回
転アーム17の回転をロックする。
When the rotation of the rotating arm 17 is stopped, the first
By connecting both and the second clutches 6 and 9, the rotation of the rotating arm 17 is locked.

【0026】次に、第1及び第2のクラッチ6,9の一
方を切り離すと、エネルギ貯蔵用ばね4が一方向Aに捩
られてエネルギが貯蔵されているので、第1の歯車5を
他方向Bに回転駆動するようになり、第1のクラッチ6
のみを接続させた場合には回転アーム17は一方向Aに
回転駆動され、又第2のクラッチ9のみを接続させた場
合には回転アーム17は他方向Bに回転駆動されるよう
になる。
Next, when one of the first and second clutches 6 and 9 is disengaged, the energy storage spring 4 is twisted in one direction A to store energy, so that the first gear 5 is switched to another. It is driven to rotate in the direction B, and the first clutch 6
When only the second clutch 9 is connected, the rotary arm 17 is rotationally driven in the one direction A, and when only the second clutch 9 is connected, the rotary arm 17 is rotationally driven in the other direction B.

【0027】また、前記ブレーキ作用時に回転アーム1
7が一方向Aに回転している場合には、第2のクラッチ
9のみを接続してエネルギ貯蔵用ばね4に巻込み方向で
ある一方向Aの捩れを支えてエネルギ貯蔵用ばね4にエ
ネルギを貯蔵する。
Further, when the brake is applied, the rotary arm 1
When 7 is rotating in the one direction A, only the second clutch 9 is connected to support the twist in the one direction A, which is the winding direction of the energy storage spring 4, and the energy is stored in the energy storage spring 4. Store.

【0028】従って、上記操作を繰返すことにより、駆
動力を与えることなくエネルギ貯蔵用ばね4に貯蔵した
エネルギにより回転アーム17をA,B自由な方向に回
転させることができる。
Therefore, by repeating the above operation, the rotary arm 17 can be rotated in the A and B free directions by the energy stored in the energy storage spring 4 without applying a driving force.

【0029】又、上記操作を繰返すと、摩擦接抵抗弁に
よるエネルギのロス分だけエネルギの貯蔵量が漸減し、
これにより回転アーム17の回転速度が低下してくるの
で、回転アーム17の速度がある程度まで低下したら、
前記駆動モータ2を駆動してエネルギのロス分を補充し
てやる。
When the above operation is repeated, the energy storage amount is gradually reduced by the amount of energy loss due to the friction contact resistance valve.
This causes the rotation speed of the rotating arm 17 to decrease, so if the speed of the rotating arm 17 decreases to a certain degree,
The drive motor 2 is driven to supplement the energy loss.

【0030】図2は請求項2の発明の一実施例を示すも
ので、シリンダ18を一体に有した放出体ケーシング1
9を設け、前記シリンダ18の外側端側にピストン20
を嵌合すると共に、シリンダ18の内側端側にねじ部2
1を介して調整スクリュー22を螺合し、前記ピストン
20と調整スクリュー22との間に伸縮ばね23を配設
する。
FIG. 2 shows an embodiment of the invention of claim 2 and is an emitter casing 1 having a cylinder 18 integrally.
9 is provided, and the piston 20 is provided on the outer end side of the cylinder 18.
And the screw part 2 on the inner end side of the cylinder 18.
The adjusting screw 22 is screwed through the connector 1 and the expansion spring 23 is arranged between the piston 20 and the adjusting screw 22.

【0031】又前記調整スクリュー22の内側端部に歯
車24を形成し、該歯車24に噛合するピニオン25を
有した駆動モータ26を前記放出体ケーシング19内に
設ける。
A gear 24 is formed at the inner end of the adjusting screw 22, and a drive motor 26 having a pinion 25 meshing with the gear 24 is provided in the emitter casing 19.

【0032】更に一端が宇宙機27に固定され且つ他端
が前記ピストン20、伸縮ばね23、調整スクリュー2
2を通して前記放出体ケーシング19内に導かれたケー
ブル28を設け、該ケーブル28を常に巻き取る方向に
力が付与されて巻き取りを行う巻き取りリール29を前
記放出体ケーシング19内に設ける。
Further, one end is fixed to the spacecraft 27 and the other end is the piston 20, the expansion spring 23, and the adjusting screw 2.
A cable 28 which is guided into the emitter casing 19 through 2 is provided, and a take-up reel 29 is provided in the emitter casing 19 that winds the cable 28 by applying a force in a winding direction.

【0033】又、前記ピストン20の内部に前記ケーブ
ル28を拘束可能なケーブルストッパ30を設けると共
に、前記ピストン20の移動を拘束可能なピストンスト
ッパ31を放出体ケーシング19に設ける。上記ケーブ
ルストッパ30及びピストンストッパ31は、電磁ピス
トン32によりクランプ爪33を介してケーブル28及
びピストン20を拘束するようになっている。
Further, a cable stopper 30 capable of restraining the cable 28 is provided inside the piston 20, and a piston stopper 31 capable of restraining the movement of the piston 20 is provided at the emitter casing 19. The cable stopper 30 and the piston stopper 31 restrain the cable 28 and the piston 20 by the electromagnetic piston 32 via the clamp claw 33.

【0034】図2の装置を作動させるに当り、放出体ケ
ーシング19を宇宙機27から離反させる際は、ピスト
ン20を宇宙機27に接触させ、且つピストンストッパ
31によりピストン20を拘束し、ケーブルストッパ3
0はケーブル28を開放した状態にして、駆動モータ2
6を駆動することによりピニオン25及び歯車24を介
して調整スクリュー22をシリンダ18の内奥に捩じ込
み、これにより伸縮ばね23を圧縮して圧縮エネルギを
伸縮ばね23に貯蔵する。
In operating the apparatus shown in FIG. 2, when the emitter casing 19 is separated from the spacecraft 27, the piston 20 is brought into contact with the spacecraft 27, and the piston 20 is restrained by the piston stopper 31 so that the cable stopper is provided. Three
0 is the state that the cable 28 is opened, and the drive motor 2
Driving 6 drives the adjusting screw 22 into the inside of the cylinder 18 via the pinion 25 and the gear 24, thereby compressing the expansion spring 23 and storing compression energy in the expansion spring 23.

【0035】この状態からピストンストッパ31の拘束
を解除すると、放出体ケーシング19は伸縮ばね23の
反発力により押されて宇宙機27から離反する方向に放
出される。放出体ケーシング19は巻き取り方向に力が
付与された巻き取りリール29からケーブル28を巻き
出しながら慣性により移動し続ける。
When the restraint of the piston stopper 31 is released from this state, the emitter casing 19 is pushed by the repulsive force of the expansion spring 23 and is ejected in the direction away from the spacecraft 27. The emitter casing 19 continues to move by inertia while unwinding the cable 28 from the take-up reel 29 to which a force is applied in the take-up direction.

【0036】放出体ケーシング19の移動を停止する際
は、まずケーブルストッパ30を作動してケーブル28
を拘束する。するとピストン20はケーブル28に固定
されるが放出体ケーシング19は未だ移動し続けようと
するので伸縮ばね23が伸張され、これにより放出体ケ
ーシング19の移動にブレーキが掛けられる。伸縮ばね
23が延び、放出体ケーシング19が減速されたらピス
トンストッパ31を作動させてピストン20を拘束す
る。これにより、伸縮ばね23が伸張した状態でエネル
ギが回収される。
When stopping the movement of the emitter casing 19, first the cable stopper 30 is operated to activate the cable 28.
Restrain. Then, the piston 20 is fixed to the cable 28, but the emitter casing 19 still tries to keep moving, so that the expansion spring 23 is stretched, whereby the movement of the emitter casing 19 is braked. When the expansion spring 23 extends and the emitter casing 19 is decelerated, the piston stopper 31 is operated to restrain the piston 20. As a result, energy is recovered while the expansion spring 23 is expanded.

【0037】放出体ケーシング19を宇宙機27に帰還
させる際は、前記伸縮ばね23が伸張された状態でピス
トンストッパ31の拘束を解除すると、伸縮ばね23が
縮小状態に戻る力により宇宙機27方向に向かって放出
体ケーシング19が移動を開始する。即ち、ケーブルス
トッパ30がケーブル28を拘束しているので、放出体
ケーシング19は伸縮ばね23によりケーブル28を引
張って移動することになる。放出体ケーシング19の移
動により伸縮ばね23の引張り力が消失して圧縮に移行
する前に、前記ケーブルストッパ30によるケーブル2
8の拘束を解除すると、放出体ケーシング19は慣性に
より宇宙機27に向かって移動し、帰還することができ
る。
When the emitter casing 19 is returned to the spacecraft 27, if the restraint of the piston stopper 31 is released in a state where the expansion spring 23 is expanded, the expansion spring 23 is returned to the contracted state. The emitter casing 19 starts to move toward. That is, since the cable stopper 30 restrains the cable 28, the radiator casing 19 moves by pulling the cable 28 by the expansion spring 23. Before the tensile force of the expansion spring 23 disappears due to the movement of the radiator casing 19 and the compression 2 is started, the cable 2 by the cable stopper 30 is moved.
When the restraint of No. 8 is released, the emitter casing 19 can move toward the spacecraft 27 by inertia and return.

【0038】従って、始動時に駆動モータ26による伸
縮ばね23の圧縮を行ってエネルギを貯蔵するのみで、
放出体ケーシング19を宇宙機27から離反させた後、
特に駆動力を必要とすることなく放出体ケーシング19
を宇宙機27に帰還させることができる。
Therefore, at the time of starting, the expansion motor 23 is compressed by the drive motor 26 to store energy.
After separating the emitter casing 19 from the spacecraft 27,
The emitter casing 19 does not require any driving force.
Can be returned to the spacecraft 27.

【0039】尚、本発明は前記実施例にのみ限定される
ものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内に於い
て種々変更を加え得ることは勿論である。
The present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and it goes without saying that various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.

【0040】[0040]

【発明の効果】請求項1の発明によれば、捩られたエネ
ルギ貯蔵用ばねの復元力により回転アームを回転させ、
その後エネルギ貯蔵用ばねに捩りを与えることにより回
転アームの回転にブレーキを働かせると共に、この捩り
によるエネルギを回収保持してして次に回転アームを回
転させる駆動力とするようにしているので、機械的なエ
ネルギのロス分を補充するのみで駆動モータによる消費
エネルギを著しく低減することができる。
According to the invention of claim 1, the rotating arm is rotated by the restoring force of the twisted energy storage spring,
After that, by twisting the energy storage spring, a brake is applied to the rotation of the rotary arm, and the energy due to this twist is collected and held as a driving force for rotating the rotary arm next time. The energy consumed by the drive motor can be remarkably reduced only by supplementing the energy loss.

【0041】請求項2の発明によれば、圧縮された伸縮
ばねの復元力により放出体ケーシングを宇宙機から離反
させ、その後ケーブルストッパとピストンストッパの作
用によって伸縮ばねを伸張させることにより放出体ケー
シングの移動にブレーキを働かせると共に、伸縮ばねの
伸張によるエネルギを回収保持して、次に放出体ケーシ
ングを帰還させる際の駆動力とするようにしているの
で、始動時に駆動モータによる伸縮ばねの圧縮を行って
エネルギの貯蔵を行うのみで、以後は特に駆動力を必要
とすることなく放出体ケーシングの放出・帰還を行うこ
とができる。
According to the invention of claim 2, the emitter casing is separated from the spacecraft by the restoring force of the compressed extension spring, and then the extension casing is expanded by the action of the cable stopper and the piston stopper. In addition to applying a brake to the movement of the expansion spring, the energy generated by the expansion of the expansion spring is recovered and used as the driving force for the next return of the emitter casing. It is possible to discharge and return the emitter casing without requiring a particular driving force after that.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】請求項1の発明の一実施例を示す断面図であ
る。
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of the invention of claim 1.

【図2】請求項2の発明の一実施例を示す断面図であ
る。
FIG. 2 is a sectional view showing an embodiment of the invention of claim 2;

【図3】従来装置の一例を示す原理図である。FIG. 3 is a principle diagram showing an example of a conventional device.

【図4】図3の装置を駆動するためのエネルギの変化を
示す線図である。
4 is a diagram showing the change in energy for driving the device of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ケーシング 2 駆動モータ 3 駆動軸 4 エネルギ貯蔵用ばね 5 第1の歯車 6 第1のクラッチ 7 第1の軸 8 第2の歯車 9 第2のクラッチ 10 第2の軸 11 第3の小径歯車 12 第3の軸 13 第4の小径歯車 14 第4の軸 15 第5の中間歯車 16 第5の軸 17 回転アーム 18 シリンダ 19 放出体ケーシング 20 ピストン 21 ねじ部 22 調整スクリュー 23 伸縮ばね 24 歯車 25 ピニオン 26 駆動モータ 27 宇宙機 28 ケーブル 29 巻き取りリール 30 ケーブルストッパ 31 ピストンストッパ 1 Casing 2 Drive Motor 3 Drive Shaft 4 Energy Storage Spring 5 First Gear 6 First Clutch 7 First Shaft 8 Second Gear 9 Second Clutch 10 Second Shaft 11 Third Small Diameter Gear 12 Third shaft 13 Fourth small diameter gear 14 Fourth shaft 15 Fifth intermediate gear 16 Fifth shaft 17 Rotating arm 18 Cylinder 19 Emitter casing 20 Piston 21 Screw part 22 Adjustment screw 23 Expansion spring 24 Gear 25 Pinion 26 Drive Motor 27 Spacecraft 28 Cable 29 Take-up Reel 30 Cable Stopper 31 Piston Stopper

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 研吾 東京都江東区豊洲三丁目1番15号 石川島 播磨重工業株式会社東二テクニカルセンタ ー内 (72)発明者 岩本 文一 東京都江東区豊洲三丁目1番15号 石川島 播磨重工業株式会社東二テクニカルセンタ ー内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Kengo Kobayashi Kengo Kobayashi 3-15-15 Toyosu, Koto-ku, Tokyo Ishikawajima Harima Heavy Industries Co., Ltd. Toji Technical Center (72) Inventor Fumikazu Iwamoto Sanyo Toyosu, Koto-ku, Tokyo No. 1-15 Ishikawajima Harima Heavy Industries Co., Ltd. Toji Technical Center

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ケーシングと、該ケーシングに固定した
駆動モータの駆動軸に接続したエネルギ貯蔵用ばねと、
第1の歯車を一体に有し且つ一端が前記エネルギ貯蔵用
ばねに接続され他端に第1のクラッチを有した第1の軸
と、前記第1の歯車と噛合する第2の歯車を一体に有し
て前記第1の軸と平行に設けられ且つ前記第1のクラッ
チと同側に第2のクラッチを有した第2の軸と、該第2
の軸の延長上に設けられ一端が前記第2のクラッチに接
続され且つ第3の小径歯車を有した第3の軸と、前記第
1の軸の延長上に設けられ一端が前記第1のクラッチに
接続され且つ第4の小径歯車を有した第4の軸と、前記
第3と第4の小径歯車の両者に噛合する第5の中間歯車
を有し且つ回転アームに一体に固定された第5の軸とを
備えたことを特徴とする宇宙空間用アクチュエータ。
1. A casing, and an energy storage spring connected to a drive shaft of a drive motor fixed to the casing,
A first shaft integrally having a first gear and having one end connected to the energy storage spring and a first clutch at the other end, and a second gear that meshes with the first gear are integrated. A second shaft provided in parallel with the first shaft and having a second clutch on the same side as the first clutch;
A third shaft having one end connected to the second clutch and having a third small diameter gear, and one end provided on the extension of the first shaft. A fourth shaft connected to the clutch and having a fourth small diameter gear, a fifth intermediate gear meshing with both the third and fourth small diameter gears, and integrally fixed to the rotary arm. An actuator for space, comprising a fifth axis.
【請求項2】 シリンダを一体に有した放出体ケーシン
グと、前記シリンダの外側端側に嵌合したピストンと、
前記シリンダの内側端側にねじ部を介して螺合し且つ内
側端側に歯車を一体に有した調整スクリューと、前記ピ
ストンと調整スクリューとの間に配置した伸縮ばねと、
前記放出体ケーシング内に設けられ前記歯車に噛合する
ピニオンを有して前記調整スクリューの回転を行う駆動
モータと、一端が宇宙機に固定され且つ他端が前記ピス
トン、伸縮ばね、調整スクリューを通して前記放出体ケ
ーシング内に導かれたケーブルと、前記放出体ケーシン
グ内に設けられ前記ケーブルを常に巻き取る方向に力が
付与されて巻き取りを行う巻き取りリールと、前記ピス
トンに備えて前記ケーブルを拘束可能なケーブルストッ
パと、前記放出体ケーシングに備えて前記ピストンを拘
束可能なピストンストッパとを備えたことを特徴とする
宇宙空間用アクチュエータ。
2. An emitter casing having a cylinder integrally, and a piston fitted to the outer end side of the cylinder,
An adjusting screw screwed on the inner end side of the cylinder via a threaded portion and integrally having a gear on the inner end side, and an expansion spring arranged between the piston and the adjusting screw,
A drive motor for rotating the adjusting screw having a pinion provided in the emitter casing and meshing with the gear, one end fixed to the spacecraft and the other end passing through the piston, the expansion spring, and the adjusting screw. A cable guided into the emitter casing, a take-up reel that is provided in the emitter casing and applies a force in a direction to always wind the cable to wind the cable, and restrains the cable in preparation for the piston. An actuator for space, comprising a possible cable stopper and a piston stopper capable of restraining the piston in the emitter casing.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004299541A (en) * 2003-03-31 2004-10-28 Japan Space Forum Vibration/attitude control device of payload mounted in spacecraft
JP2009056937A (en) * 2007-08-31 2009-03-19 Shimizu Corp Injection device

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