JPH0670211U - ３次元無重力模擬装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ３次元無重力状態を模擬する。 【構成】 コイル１を収納したケーシング３に３本のビ
ーム４を１２０度の間隔で取付け、このビーム４の先端
にエアベアリング５を設け、コイル１に鉄心２を入れて
磁力で浮遊させ、この鉄心２にピアノ線６で対象装置９
を吊り下げるようにする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、宇宙環境の無重力を模擬した３次元無重力模擬装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

宇宙ステーション等での無重力状態で使用する装置の開発をする際、重力下で 機能確認しただけでは不十分で、極力無重力状態を模擬した環境で機能確認する 必要がある。特に、無重力の状態では反力による影響が大きくなるので、このよ うな動作の確認は無重力状態を模擬した環境でないと行うことが出来ない。

【０００３】 図３はこのような無重力状態模擬装置の一例を示したもので、Ｌ字型の取付け 台２０の頂部にリニアベアリング等で構成されたＸ−Ｙ方向に移動可能なＸ−Ｙ テーブル２１を設け、この上に両端にプーリーを備えたプーリー装置２２を搭載 し、このプーリー装置２２にワイヤを掛けて一端に重り２３を付け、他端にロボ ット等の対象装置９を付け、対象装置９と重り２３をバランスさせて、対象装置 ９がＺ方向に移動可能とする。対象装置９は宇宙ステーション等の操作対象２４ に対してドッキング等の操作を行い、機能を確認する。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

Ｘ−Ｙテーブル２１はリニアベアリング等で構成されているため、ある程度の 摩擦抵抗があり、また、プーリーにも摩擦抵抗が働き、上述のような装置では無 重力状態を模擬することが十分ではなかった。このため、リニアベアリングに代 えて空気の浮力によって支えるエアベアリングも用いられているが、Ｚ方向（重 力方向）の模擬が十分には成されなかった。

【０００５】 本考案は、上述の問題点に鑑みてなされたもので、磁力を用いて無重力状態を 適切に模擬した３次元無重力模擬装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するため、本考案は、浮上手段を有する架台と、この架台上に 設けられ重力方向を軸とし、この軸に巻回されたコイルと、このコイル内に設け られ発生した磁力により浮遊する鉄心とを備え、この鉄心より対象物を吊り下げ るようにしたものである。

【０００７】

【作用】

浮上手段によって架台は支持されるので、Ｘ−Ｙ方向（水平方向）の移動に対 する抵抗力は極めて小さい。またこの架台上に、重力方向を軸として、この軸回 りに巻かれたコイルの中に鉄心を設け、コイルに磁力を発生させて鉄心を浮遊さ せ、この鉄心より対象物を吊り下げるので、Ｚ方向（重力方向）の移動に対する 抵抗力も極めて小さい。これにより３次元無重力状態をかなり適切に模擬するこ とが出来る。

【０００８】

【実施例】

以下、本考案の好ましい実施例を図面を参照して説明する。 図１は本考案の実施例の３次元無重力模擬装置を示す斜視図である。重力方向 の軸の回りにコイル１を設け、このコイル１の中に鉄心２を設置し、コイル１の 磁力により浮遊するようにする。コイル１の長さは鉄心２の移動を考慮して鉄心 ２より長くする。コイル１を収納する円筒状のケーシング３に３本のビーム４を １２０度の間隔で設け、各ビーム４の先端には空気を吹き出して浮上するエアベ アリング５を設ける。このケーシング３、ビーム４およびエアベアリング５によ り浮上手段を有する架台を構成する。鉄心２の下側にはピアノ線６により機能を 試験するための対象装置９を吊り下げる。

【０００９】 本３次元無重力模擬装置はガラス板１０上で動作させる。ガラス板１０は摩擦 抵抗が小さいのでエアベアリング５との摩擦力を少なくするために用いられる。 また、ガラス板１０の中央にはピアノ線６が自由に移動出来るように穴が設けら れている。コイル１に電気を供給する電線やエアベアリング５に空気を供給する 管もしなやかなものを用い移動に対する抵抗を極力少なくする。

【００１０】 コイル１の磁力を制御するため磁力コントローラ７が設けられ、対象装置９の 重量に応じた磁力を発生し、対象装置９を浮遊状態とする。また、エアベアリン グ５への供給エアをエアコントローラ８で制御して本装置を浮遊状態とし水平方 向の移動抵抗を少なくする。

【００１１】 図２はエアベアリング５の浮遊機能を説明する図である。エアベアリング５は 球１１とこの球１１を取り囲むように設けられ、空気の流路を形成するケーシン グ１２よりなる。球１１はガラス板１０と接触しており、ケーシング１２は球１ １とは直接は接触していない。水平移動に対し球１１は転がり、ころがり抵抗が 生じるがその値は小さく、かつガラス１０の摩擦抵抗は小さいので、水平移動に 対する全体の抵抗を極めて少なくすることが出来る。

【００１２】 重力方向の鉄心２の移動範囲は、コイル１を軸方向に伸ばすことにより所望の 範囲とすることが出来る。また、対象装置９の重さの範囲については、コイル１ の巻き数により決めることが出来る。更に、磁力コントローラ７によって電流を 制御することにより、コイル１による鉄心２の保持力を可変とすることが出来る 。なお、本装置を浮上させる装置としてエアベアリング５を用いたが、超電導素 子等の利用も可能である。また鉄心２を浮遊させるためコイル１を用いたが、こ こにも超電導素子の利用が可能である。

【００１３】

【考案の効果】

以上の説明から明らかなように、本考案は浮上手段により架台を浮上させ、こ の架台にコイルを設け、コイルの磁力により中の鉄心を浮遊させ、この鉄心に対 象物を吊り下げるようにしたので、抵抗の少ない３次元無重力模擬装置を実現す ることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例を示す斜視図である。

【図２】エアベアリングの動作を説明する図である。

【図３】従来の３次元無重力模擬装置の一例を示す図で
ある。

【符号の説明】

１ コイル ２ 鉄心 ３ ケーシング（架台の一部） ４ ビーム（架台の一部） ５ エアベアリング ６ ピアノ線 ７ 磁力コントローラ ８ エアコントローラ ９ 対象装置 １０ ガラス板

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 浮上手段を有する架台と、この架台上に
   設けられ重力方向を軸とし、この軸に巻回されたコイル
   と、このコイル内に設けられ発生した磁力により浮遊す
   る鉄心とを備え、この鉄心より対象物を吊り下げるよう
   にしたことを特徴とする３次元無重力模擬装置。