JPH0725360B2 - 装置交換機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は被接合ユニットに接合ユニットを交換自在に
係脱させる装置交換機構に関する。

［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。

［発明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
つ短時間で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。

［問題を解決するための手段］ この発明は上記問題点を解決することを目的とし、この
発明は、マニピュレータ等で移動される接合ユニット
に、該ユニットの外周面を囲繞し、第１のスプリングで
吊架されると共に第２のスプリングで上記外周面との間
に所定間隔を保持する基板を設け、該基板に、上記接合
ユニットに一体のフックにラッチ部材を係合させ、その
ラッチ部材を接合ユニットの接合方向へ案内すると共に
ラッチ部材とフックとの係合時に上記基板を接合ユニッ
トの半径方向へ相対移動させて上記第２のスプリングに
上記マニピュレータ等の切離し時に接合ユニットを初期
位置に復帰させる付勢力を蓄積させるスライダリンク機
構を設け、上記基板に、上記スライダリンク機構の駆動
に応じて被接合ユニットに対する上記接合ユニットの位
置を精密位置へ基板を介して移動させるよう調整機構を
設けて装置交換機構を構成したものである。

［作用］ マニピュレータ等で接合ユニットを被接合ユニットに対
して概略の接合位置に定め、スライダリンク機構を動作
して被接合ユニットのフックにラッチ部材を係合させ
る。すると、基板は接合ユニットに対して相対移動し、
第２のスプリングに、その移動距離に応じた付勢力を蓄
積する。この後マニピュレータ等を切離すと蓄積した付
勢力で基板に対して接合ユニットが復帰する。即ち被接
合ユニットに対する接合ユニット位置が粗く定められ
る。さらにスライダリンク機構が駆動されると、調芯機
構により精密に位置決めされて被接合ユニットに接合ユ
ニットが接合される。

被接合ユニットから接合ユニットを離脱させる場合は、
まず接合ユニットをマニピュレータ等で把持し、次いで
スライダリンク機構を逆に駆動し、マニピュレータ等で
被接合ユニットから接合ユニットを離脱させる。

［実施例］ 以下に宇宙基地に採用するこの発明の好適一実施例を添
付図面に基づいて説明する。

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、４は接合ユニットとして上記
被接合ユニット１に接続されるペイローダ、５はペイロ
ーダ４を把持して被接合ユニット１側へ運ぶ多関節のマ
ニピュレータである。被接合ユニット１及びペイローダ
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を介してペイローダ４側へ電気、ガス、作
動流体等を送り、ペイローダ４の機能を維持するように
なっている。

さて、被接合ユニット１にペイローダ４を着脱させる装
置交換機構を説明する。

実施例にあっての装置交換機構は、粗い位置決めを行う
調芯機構10と、精密な位置決めを行う調芯機構11と、そ
れら調芯機構10、11の調芯動作に伴う反力を受けると共
に、調芯操作終了後においてペイローダ４を被接合ユニ
ット１に固定するスライダリンク機構12と、上記調芯機
構10、11及びスライダリンク機構12の一部が配置される
基板13とから構成される。

この実施例にあって基板13は、ペイローダ４の外周面4a
との間に半径方向に所定の間隔をたもつて囲繞する円盤
状に成形され、その基板13とペイローダ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
ダ４に吊架されると共に、基板13と基板13面上のペイロ
ーダ４の外周面4aとの間に掛け渡した第２のスプリング
15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13はペイローダ４に対して、そのペイローダ４
の同心位置に吊架されることになる。

一方の調芯機構10は、基板13の上記被接合ユニット１の
接合面5aに向って立設され、コーン状の頭部16を有した
ガイドピン17と、被接合ユニット１側に設けられてその
ガイドピン17が差し込まれる係合孔18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16を
周縁部側から係合孔18の軸芯へ滑らせて案内する案内部
19とから構成される。

他方の調芯機構10は、上記ペイローダ４の接合面4aを半
径方向に延出したつば部4cの上記基板13側に立設されて
先端がコーン状に成形されたノックピン20と、上記基板
13に形成された嵌合孔21とからなる。

スライダリンク機構12は上記基板13のペイローダ４側面
に立設されて、ペイローダ４の接合方向に沿った長穴22
を有した支持部材23と、この支持部材23の長穴22の下部
に一端が回動自在に支持された回動レバ24と、一端に設
けられた支持ピン25が上記長穴22に沿って摺動自在に設
けられた揺動リンク29の他端がリンク接続され、上記被
接合ユニット１の側部16に形成したフック1cに係合する
ように湾曲または屈曲されて形成されたラッチ部材26と
から成る。

実施例にあってラッチ部材26は上記支持部材23の下部に
回転自在に支持され、モータで駆動される回転軸27に一
体に固定される。

ところで上記ラッチ部材26には、回転軸27の外周面側
に、上記被接合ユニット１とペイローダ４とが、相互に
外れない状態に係合した仮ラッチ状態で、上記回転軸27
の外周面を係合させて規定の軸トルク以内で回転軸27の
回転を一旦阻止する切欠部28が形成される。これに対し
て支持部材23の長穴22は、上記規定の軸トルクが回転軸
に27に加えられたときに、上記切欠部28を付勢して、回
動レバ24を回転させ、上記揺動リンク29と回動レバ24と
が同一線上にあるときに、被接合ユニット１とペイロー
ダ４とを完全に接続する長さを有して形成される。

30はラッチ部材26と支持部材23との間に掛け渡されて常
時ラッチ部材26をフック1cの係合方向に付勢するリター
ンスプリング、31は被接合ユニット１に設けられ、接合
時における衝撃を緩衝するためのダンパである。

次に作動について説明する 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、ペイローダ４を被接合ユニット１の接合位置ま
で運びガイドピン17の頭部16を案内部19に当接させて回
転軸27を駆動するモータをラッチ部材26の係合方向へ回
転させると、ラッチ部材26がリターンスプリング30で付
勢されてフック1cに係合される。すると、基板13はペイ
ローダ４に対して半径方向に相対的に移動され、その位
置を保つ。このあと、マニピュレータ５からペイローダ
４を切離すと、第２のスプリング15の調芯作用によって
基板13に対してペイローダ４が相対移動し、再び基板13
はペイローダ４に対して同心の位置を保つ。この結果、
ガイドピン17は係合孔18の略軸芯上に位置される。即
ち、仮ラッチが終了する（第２図参照）。

次に、モータのトルクを規定トルク以上に上げて回動レ
バ24をさらに回転させると、嵌合孔21にコーン状のノッ
クピン20がその回転に応じて案内される。即ち、精密位
置決めがなされ、嵌合孔21とノックピン20及び係合孔18
とガイドピン17の軸芯が、回転レバ24の回動途上で一致
する。この後、回動レバ24がさらに回転し、支持ピン25
が長穴22の上端に到達すると、本ラッチが終了し、被接
合ユニット１にペイローダ４が完全に接合される。

ペイローダ４を被接合ユニット１から切り離すときに
は、まず、マニピュレータ５とペイローダ４とを接続
し、回動レバ24を逆方向に駆動すると、ラッチ部材26は
本ラッチ位置から仮ラッチ位置をたどりフック1cからラ
ッチ部材26が切り離される。この後、マニピュレータ５
を操作してペイローダ４を被接合ユニット１から切離
す。

［発明の効果］ 以上説明したことから明らかなようにこの発明によれ
ば、マニピュレータ等で容易に被接合ユニットに対して
接合ユニットを係脱できるという優れた効果を発揮す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の好適一実施例を示す概略図、第２図
及び第３図は第１図の要部詳細図である。 図中、１は被接合ユニット、1cはフック、４は接合ユニ
ットとしてのペイローダ、10は調芯機構、12はスライダ
リンク機構、13は基板、14は第１のスプリング、15は第
２のスプリングである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】マニピュレータ等で移動される接合ユニッ
   トに、該ユニットの外周面を囲繞し、第１のスプリング
   で吊架されると共に第２のスプリングで上記外周面との
   間に所定間隔を保持する基板を設け、該基板に、上記接
   合ユニットに一体のフックにラッチ部材を係合させ、そ
   のラッチ部材を接合ユニットの接合方向へ案内すると共
   にラッチ部材とフックとの係合時に上記基板を接合ユニ
   ットの半径方向へ相対移動させて上記第２のスプリング
   に上記マニピュレータ等の切離し時に接合ユニットを初
   期位置に復帰させる付勢力を蓄積させるスライダリンク
   機構を設け、上記基板に、上記スライダリンク機構の駆
   動に応じて被接合ユニットに対する上記接合ユニットの
   位置を精密位置へ基板を介して移動させるよう調整機構
   を設けたことを特徴とする装置交換機構。