JPH0722400Y2 - Device replacement mechanism - Google Patents

Device replacement mechanism

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JPH0722400Y2
JPH0722400Y2 JP15222387U JP15222387U JPH0722400Y2 JP H0722400 Y2 JPH0722400 Y2 JP H0722400Y2 JP 15222387 U JP15222387 U JP 15222387U JP 15222387 U JP15222387 U JP 15222387U JP H0722400 Y2 JPH0722400 Y2 JP H0722400Y2
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JP
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guide rod
unit
slit
payload
joining
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JP15222387U
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浩 田村
寿夫 小島
修二 星野
俊孝 大野
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石川島播磨重工業株式会社
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Description

【考案の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この考案は被接合ユニットと接合ユニットとを交換自在
に且つ自動的に係脱させることのできる装置交換機構に
関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial field of application] The present invention relates to a device replacement mechanism capable of engaging and disengaging a unit to be joined and a unit to be joined automatically.

[従来の技術] 被接合ユニットに接合ユニットを遠隔操作で接続する装
置に、マニピュレータや多関節を有した産業用ロボット
等がある。
[Prior Art] Devices for remotely connecting a joining unit to a unit to be joined include a manipulator and an industrial robot having multiple joints.

[考案が解決しようとする問題点] しかし、上記マニピュレータで被接合ユニットに接合ユ
ニットを接合させる場合は、その位置決めを精度良く且
つ短時間に行うことが困難になっていた。このことは接
合ユニットを危険雰囲気や宇宙空間等で係脱させる場
合、人間が容易に補助できない観点から重要な問題にな
る。
[Problems to be Solved by the Invention] However, when the joining unit is joined to the unit to be joined by the manipulator, it is difficult to perform the positioning accurately and in a short time. This is an important problem from the viewpoint that humans cannot easily assist when the joining unit is disengaged in a dangerous atmosphere or outer space.

[問題を解決するための手段] この考案は上記問題点を解決することを目的とし、この
考案はマニピュレータ等で移動されて被接合ユニットに
接合ユニットを自動的に係脱させる装置交換機構におい
て、上記ユニットの一方の接合面に形成されて半径方向
のスリットを有した係止穴と、上記ユニットの他方に一
方のユニット側へ向って出没自在に収容され、先端に上
記スリットに係合する突起を有したガイドロッドと、上
記ガイドロッド収容部に設けられて、上記係止穴を貫通
したガイドロッドの没時に上記スリットに対して突起を
回転させ、スリットに対する突起の離脱を阻むカムフロ
ア機構を構成したものである。
[Means for Solving the Problem] The present invention aims to solve the above-mentioned problems, and the present invention provides a device replacement mechanism for automatically engaging and disengaging a joining unit with a unit to be joined by being moved by a manipulator or the like. A locking hole formed on one joint surface of the unit and having a slit in the radial direction, and a projection that is housed in the other unit of the unit so as to be retractable and retractable toward the one unit side, and that engages with the slit at the tip. And a cam floor mechanism that is provided in the guide rod accommodating portion, rotates the protrusion with respect to the slit when the guide rod that penetrates the locking hole is retracted, and prevents the protrusion from separating from the slit. It was done.

[作用] スリットに対して突起を係合し、さらに、突起がスリッ
トを貫通させる位置にガイドロッドが伸長された後にガ
イドロッドを没方向へ動作すると、カムフロア機構によ
ってガイドロッドは回転される。すると、スリットに対
する突起の位置が変り、スリットから突起が離脱できな
くなる。即ち仮ラッチがなされる。この後さらにガイド
ロッドを没方向へ動作すると、被接合ユニットに対して
接合ユニットが接合方向へ動作され接合を終了する、即
ちラッチが完了する。
[Operation] When the projection is engaged with the slit and the guide rod is extended in a position where the projection penetrates the slit and then the guide rod is moved in the retracted direction, the guide rod is rotated by the cam floor mechanism. Then, the position of the protrusion with respect to the slit changes, and the protrusion cannot be separated from the slit. That is, the temporary latch is performed. Thereafter, when the guide rod is further moved in the retracted direction, the joining unit is moved in the joining direction with respect to the unit to be joined and the joining is completed, that is, the latch is completed.

[実施例] 以下に宇宙基地に採用するこの考案の好適1実施例を添
付図面に基づいて説明する。
[Embodiment] A preferred embodiment of the present invention adopted for a space station will be described below with reference to the accompanying drawings.

第1図に示す1は宇宙基地(図示せず)の暴露部2に固
定された被接合ユニットとしての基地側ユニット、4は
接合ユニットとして上記基地側ユニット1に接合される
ペイロード、5はペイロード4を把持して基地側ユニッ
ト1側へ運ぶ多関節のマニピュレータである。基地側ユ
ニット1及びペイロード4の相互の接合面4a,5aにはそ
れぞれ互いに係合し合う雄、雌のインタフェイス要素
(カプラ、コネクタ等)6a,6bが配設され、インタフェ
イス要素6a,6bの接合時に宇宙基地側からインタフェイ
ス6a,6bを介してペイロード4側へ電気,ガス,作動流
体等を送り、ペイロード4の機能を維持するようになっ
ている。
1 shown in FIG. 1 is a base unit which is a unit to be joined and which is fixed to an exposed portion 2 of a space station (not shown), 4 is a payload which is joined to the base unit 1 as a joining unit, and 5 is a payload It is a multi-joint manipulator that grips 4 and carries it to the base unit 1 side. Male and female interface elements (couplers, connectors, etc.) 6a, 6b that engage with each other are arranged on the mutual joint surfaces 4a, 5a of the base unit 1 and the payload 4, respectively, and the interface elements 6a, 6b At the time of joining, the space station side sends electricity, gas, working fluid, etc. to the payload 4 side through the interfaces 6a, 6b to maintain the function of the payload 4.

さて、基地側ユニット1にペイロード4を着脱させる装
置交換機構を第1図及び第2図にて説明する。
Now, a device exchanging mechanism for attaching and detaching the payload 4 to and from the base unit 1 will be described with reference to FIGS. 1 and 2.

実施例にあっての装置交換機構は、位置決めを行う調芯
機構10と、調芯操作終了後においてペイロード4を基地
側ユニット1に固定する係脱機構12と、上記調芯機構10
の一部が配置される基板3とから構成される。
The device exchanging mechanism in the embodiment includes an aligning mechanism 10 for positioning, an engaging / disengaging mechanism 12 for fixing the payload 4 to the base unit 1 after the aligning operation, and the aligning mechanism 10 described above.
And a substrate 3 on which a part of is disposed.

この実施例にあって基板3は、第2図に示すようにペイ
ロード4の外周面4bとの間に半径方向に所定の間隔をた
もって囲撓する盤状に形成され、その基板3とペイロー
ド4の外周面4aとの間の上部に掛け渡した第1のスプリ
ング14でペイロード4に吊架されると共に、基板3と基
板3面上のペイロード4の外周面4bとの間に掛け渡した
第2のスプリング(図示せず)で円周方向の間隔を一定
に保つように設けられる。即ち、基板3はペイロード4
に対して、そのペイロード4の同心位置に吊架されるこ
とになる。
In this embodiment, as shown in FIG. 2, the substrate 3 is formed in a disk shape which surrounds the outer peripheral surface 4b of the payload 4 with a predetermined interval in the radial direction. 4 is hung on the payload 4 by the first spring 14 which is hung on the upper part between the outer peripheral surface 4a of the No. 4 and the outer peripheral surface 4b of the payload 4 on the surface of the substrate 3. A second spring (not shown) is provided so as to keep a constant circumferential distance. That is, the substrate 3 is the payload 4
On the other hand, the payload 4 is suspended at the concentric position.

調芯機構10は、基板3の上記基地側ユニット1の接合面
5aに向って立設され、コーン状の頭部30aを有した粗位
置決め用のガイドピン30と、基地側ユニット1側に設け
られてそのガイドピン30が差し込まれる係合孔31と、こ
の係合孔18の上部をコーン状に拡径して、上記コーン状
の頭部30aを周縁部側から係合孔31の軸芯へ滑らせて案
内する案内部32とから構成される。
The aligning mechanism 10 is a joint surface of the base unit 1 of the substrate 3
5a, a rough positioning guide pin 30 having a cone-shaped head portion 30a, an engagement hole 31 provided on the base unit 1 side and into which the guide pin 30 is inserted, A guide portion 32 is formed by expanding the diameter of the upper portion of the fitting hole 18 into a cone shape and slidingly guiding the cone-shaped head portion 30a from the peripheral edge side to the axis of the engagement hole 31.

さて、係合機構12は第1図及び第3図に示してあるよう
に、上記基地側ユニット1内に昇降自在に収容されてペ
イロード4側へ出没自在な精密な位置決め用のガイドロ
ッド13と、このガイドロッド13の昇降の途中で、ガイド
ロッド13を所定角度回転させ、その回転位置から再びガ
イドロッド13を昇降案内するカムフロア機構14と、上記
ガイドロッド13を昇降させる駆動機構15及び上記ペイロ
ード4に形成した係止穴16から構成される。
Now, as shown in FIGS. 1 and 3, the engaging mechanism 12 is provided with a precise positioning guide rod 13 which is housed in the base unit 1 so as to be able to move up and down and retractable to the payload 4 side. , A cam floor mechanism 14 for guiding the guide rod 13 up and down again from the rotation position by rotating the guide rod 13 by a predetermined angle during the ascent and descent of the guide rod 13, and a drive mechanism 15 and the payload for raising and lowering the guide rod 13. It is composed of a locking hole 16 formed in 4.

カムフロア機構14は、第3図及び第4図に示すように上
記ガイドロッド13を収容する基地側ユニット1の収容部
17の内面17aに形成されたカム溝18と、上記ガイドロッ
ド13の後端側に軸支されて、上記カム溝18に係合して駆
動するローラ19とから成り、カム溝18は、第4図に示す
ように収容部17aの下端より上方へガイドロッド13の軸
上に沿って形成される第1の昇降部分19aと、この昇降
部分19aを斜目に屈曲させて形成した回転部分19bと、こ
の回転部分19bを修正して再びガイドロッド13の軸上に
沿う第2の昇降部分19cとから成る。
The cam floor mechanism 14 is an accommodating portion of the base unit 1 that accommodates the guide rod 13 as shown in FIGS. 3 and 4.
A cam groove 18 formed on the inner surface 17a of the roller 17 and a roller 19 that is axially supported on the rear end side of the guide rod 13 and engages with the cam groove 18 to drive. As shown in FIG. 4, a first elevating portion 19a is formed above the lower end of the accommodating portion 17a along the axis of the guide rod 13, and a rotating portion 19b formed by bending the elevating portion 19a at an oblique angle. And a second elevating part 19c along the axis of the guide rod 13 by modifying the rotating part 19b.

駆動機構15は、上記ガイドロッド13の後端よりガイドロ
ッド13の軸芯上に形成された軸穴20に嵌合し、外周面に
軸方向に沿って雄ねじ21を形成された軸部材22と、この
軸部材22に螺合し、上記ガイドロッド13の軸穴20の後端
に拡径して形成した嵌合穴23にキー結合されるボールナ
ット部材24と、収容部17を貫通したガイドロッド13の後
端に固定したスプロット25をチェン駆動するモータ等の
駆動要素26とから成る。
The drive mechanism 15 is fitted into a shaft hole 20 formed on the axis of the guide rod 13 from the rear end of the guide rod 13, and a shaft member 22 having an external thread 21 formed on the outer peripheral surface along the axial direction. , A ball nut member 24 screwed to this shaft member 22 and keyed to a fitting hole 23 formed by expanding the diameter of the rear end of the shaft hole 20 of the guide rod 13, and a guide penetrating the accommodating portion 17. It comprises a drive element 26 such as a motor for chain driving a sprout 25 fixed to the rear end of the rod 13.

ところで、係脱機構12は基地側ユニット1の四隅に配設
され、駆動要素26は各ガイドロッド13のスプロケット25
を連動してチェン駆動するようになつている。
By the way, the engagement / disengagement mechanism 12 is disposed at the four corners of the base unit 1, and the drive element 26 is connected to the sprocket 25 of each guide rod 13.
It is designed to drive the chain in conjunction with.

さて、ペイロード4の各ガイドロッド13の先端13aが対
面する接合面4aには、第1図及び第6図乃至第9図に示
されるようにそのガイドロッド13が挿入される係止穴16
が形成される。
Now, as shown in FIG. 1 and FIG. 6 to FIG. 9, a locking hole 16 into which the guide rod 13 is inserted is formed in the joint surface 4a facing the tip 13a of each guide rod 13 of the payload 4.
Is formed.

ここで、係止穴16には上記ガイドロッド13の先端の半径
方向に起立する板状の突起13bと係合するスリット16aが
形成してあり、調芯機構10で調芯された後に、ガイドロ
ッド13を伸長させた時点で、スリット16aと、突起13bと
が係合するようになっている(第6図参照)。
Here, the locking hole 16 is formed with a slit 16a that engages with a plate-shaped projection 13b standing upright in the radial direction at the tip of the guide rod 13, and after being aligned by the aligning mechanism 10, the guide 16 is guided. When the rod 13 is extended, the slit 16a and the protrusion 13b are engaged with each other (see FIG. 6).

次に作動を説明する。Next, the operation will be described.

第1図に示してあるように、まずマニピュレータ5を動
作して、ペイロード4を第2図に示すように基地側ユニ
ット1の接合位置まで運び、ガイドピン30の頭部30aを
案内部32に当接させてさらに接合方向へペイロード4を
近づけると、ガイドピン30の軸部が係合孔31を貫通し調
芯機構10全体が基地側ユニット1の軸心へ調芯される
(第5図参照)。ここでマニピュレータ5の関節部の力
を解除すると、第1のスプリング14及び第2のスプリン
グ(図示せず)により、ペイロード4の軸心が基地側ユ
ニット1の軸心方向へ移動し、調芯が完了する(第6図
参照)。この後、駆動要素26を動作してガイドロッド13
をペイロード4側へ伸長させると、係止穴16のスリット
16aとガイドロッド13の突起13bが係合する(第6図参
照)。次にマニピュレータ5を基地側ユニットへ更に近
づけた時点(第7図)で、駆動要素26を逆方向に回転さ
せると、カム溝19の回転部分19bでスリット16aに対する
突起13bの位置が変わり、突起13bはスリット16aから離
脱を阻まれる。即ち、仮ラッチ状態を作る(第8図参
照)。
As shown in FIG. 1, first, the manipulator 5 is operated to carry the payload 4 to the joining position of the base unit 1 as shown in FIG. 2, and the head portion 30a of the guide pin 30 is guided to the guide portion 32. When they are brought into contact with each other and the payload 4 is further brought closer to the joining direction, the shaft portion of the guide pin 30 penetrates the engaging hole 31 and the entire centering mechanism 10 is centered on the shaft center of the base unit 1 (Fig. 5). reference). When the force of the joint portion of the manipulator 5 is released here, the first spring 14 and the second spring (not shown) move the axis of the payload 4 in the direction of the axis of the base unit 1 for alignment. Is completed (see FIG. 6). After this, the drive element 26 is operated to operate the guide rod 13
Is extended to the payload 4 side, the slit of the locking hole 16
16a and the projection 13b of the guide rod 13 are engaged with each other (see FIG. 6). Next, when the manipulator 5 is brought closer to the base unit (FIG. 7), the drive element 26 is rotated in the opposite direction, and the position of the protrusion 13b with respect to the slit 16a is changed by the rotating portion 19b of the cam groove 19, and the protrusion is changed. 13b is prevented from leaving the slit 16a. That is, a temporary latched state is created (see FIG. 8).

仮ラッチ状態でマニピュレータ5をペイロード4から切
離し、この後再度駆動要素26を逆転方向へ駆動すると、
ガイドロッド13でペイロード4が基地側ユニット1に引
き込まれ、上記インタフェイス要素6a,6b等の接合が完
了し、ラッチが完了する(第9図参照)。
When the manipulator 5 is separated from the payload 4 in the temporary latched state, and then the driving element 26 is driven in the reverse direction again,
The payload 4 is pulled into the base unit 1 by the guide rod 13, the joining of the interface elements 6a, 6b and the like is completed, and the latching is completed (see FIG. 9).

基地側ユニット1からペイロード4を切離する場合は、
まずペイロード4にマニピュレータ5を接続し、上記操
作の逆の手順で進めると容易に切り離しが行われる。28
は基地側ユニット1に設けられ接合時に於ける衝撃を緩
衝するダンパである。
When disconnecting the payload 4 from the base unit 1,
First, by connecting the manipulator 5 to the payload 4 and proceeding in the reverse order of the above operation, the disconnection is easily performed. 28
Is a damper that is provided in the base unit 1 and buffers the impact at the time of joining.

[考案の効果] 以上説明することから明らかなようにこの考案によれ
ば、マニピュレータ等で容易に基地側ユニットに対して
接合ユニットを自動的に係脱できるという優れた効果を
発揮する。
[Effect of the Invention] As is apparent from the above description, according to the present invention, it is possible to easily engage and disengage the joining unit with respect to the base unit by a manipulator or the like.

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

第1図はこの考案の好適一実施例を示す斜視図、第2図
は調芯機構を示す概略図、第3図及び第4図は係脱機構
を示す要部詳細図、第5図乃至第9図は作動を示す概略
図である。 図中、1は基地側ユニット、4は接合ユニットとしての
ペイロード、10は調芯機構、12は係脱機構、13はガイド
ロッド、13bは突起、16は係止穴、16aはスリットであ
る。
FIG. 1 is a perspective view showing a preferred embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic view showing an aligning mechanism, FIGS. 3 and 4 are detailed views showing a main part of an engaging / disengaging mechanism, and FIGS. FIG. 9 is a schematic view showing the operation. In the figure, 1 is a base unit, 4 is a payload as a joining unit, 10 is an alignment mechanism, 12 is an engagement / disengagement mechanism, 13 is a guide rod, 13b is a protrusion, 16 is a locking hole, and 16a is a slit.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】マニピュレータ等で移動されて被接合ユニ
ットに接合ユニットを自動的に係脱させる装置交換機構
において、上記ユニットの一方の接合面に形成されて半
径方向のスリットを有した係止穴と、上記ユニットの他
方に一方のユニット側へ向って出没自在に収容され、先
端に上記スリットに係合する突起を有したガイドロッド
と、上記ガイドロッド収容部に設けられて、上記係止穴
を貫通したガイドロッドの没時に上記スリットに対して
突起を回転させ、スリットに対する突起の離脱を阻むカ
ムフロア機構とを備えたことを特徴とする装置交換機
構。
1. A device exchanging mechanism which is moved by a manipulator or the like to automatically engage and disengage the joining unit with the unit to be joined, the engaging hole having a radial slit formed on one joining surface of the unit. And a guide rod that is housed in the other of the units so as to be retractable toward one unit side and that has a projection at the tip that engages with the slit, and the locking hole that is provided in the guide rod housing portion. And a cam floor mechanism for preventing the projection from coming off the slit when the guide rod that penetrates the slit is retracted.
JP15222387U 1987-10-06 1987-10-06 Device replacement mechanism Expired - Lifetime JPH0722400Y2 (en)

Priority Applications (1)

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JP15222387U JPH0722400Y2 (en) 1987-10-06 1987-10-06 Device replacement mechanism

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JPS6456400U JPS6456400U (en) 1989-04-07
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