JPH0914253A - 衛星における展開腕の継手 - Google Patents
衛星における展開腕の継手Info
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- JPH0914253A JPH0914253A JP8149146A JP14914696A JPH0914253A JP H0914253 A JPH0914253 A JP H0914253A JP 8149146 A JP8149146 A JP 8149146A JP 14914696 A JP14914696 A JP 14914696A JP H0914253 A JPH0914253 A JP H0914253A
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
- B64G1/00—Cosmonautic vehicles
- B64G1/22—Parts of, or equipment specially adapted for fitting in or to, cosmonautic vehicles
- B64G1/64—Systems for coupling or separating cosmonautic vehicles or parts thereof, e.g. docking arrangements
- B64G1/645—Separators
-
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-
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- Pivots And Pivotal Connections (AREA)
- Vibration Prevention Devices (AREA)
- Radio Relay Systems (AREA)
- Aerials With Secondary Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 衛星の展開腕を展開する際に衝撃荷重を回避
でき、かつ大きな外乱モーメントの際も展開腕を展開状
態に確実に拘束できる継手を提供する。 【解決手段】 案内要素（ＦＥ）は、展開腕（ＡＲ）の
展開過程中に、一方では第１、第２の展開ストッパ（Ａ
１Ｌ、Ａ１Ｒ）に、他方では第３の展開ストッパ（Ａ
２）に突き当たる。展開腕（ＡＲ）が展開された状態で
は、案内要素（ＦＥ）は三つの展開ストッパ（Ａ１Ｌ、
Ａ１Ｒ、Ａ２）に接触支持される。展開腕（ＡＲ）が折
り畳まれた状態では、案内要素（ＦＥ）は折り畳みスト
ッパ（ＥＬ、ＥＲ）に接触支持される。
でき、かつ大きな外乱モーメントの際も展開腕を展開状
態に確実に拘束できる継手を提供する。 【解決手段】 案内要素（ＦＥ）は、展開腕（ＡＲ）の
展開過程中に、一方では第１、第２の展開ストッパ（Ａ
１Ｌ、Ａ１Ｒ）に、他方では第３の展開ストッパ（Ａ
２）に突き当たる。展開腕（ＡＲ）が展開された状態で
は、案内要素（ＦＥ）は三つの展開ストッパ（Ａ１Ｌ、
Ａ１Ｒ、Ａ２）に接触支持される。展開腕（ＡＲ）が折
り畳まれた状態では、案内要素（ＦＥ）は折り畳みスト
ッパ（ＥＬ、ＥＲ）に接触支持される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は請求項１の上位概念
部分に記載の、衛星における展開腕の継手に関する。
部分に記載の、衛星における展開腕の継手に関する。
【０００２】
【従来の技術】たいていの衛星に対して、展開腕を折り
畳むためおよび展開するために、単軸折り畳み機構が利
用されている。展開腕の外側端に、典型的にはアンテナ
あるいは磁気計が配置されている。この機構は、折り畳
まれた状態において発射・振動に損傷せずに耐えねばな
らない。この機構は、一般に衛星の外に出された直後に
活動する。この活動の際に、この機構は早くも極端な温
度を受ける。必要な展開長さは一般に約０．５〜１．５
ｍである。
畳むためおよび展開するために、単軸折り畳み機構が利
用されている。展開腕の外側端に、典型的にはアンテナ
あるいは磁気計が配置されている。この機構は、折り畳
まれた状態において発射・振動に損傷せずに耐えねばな
らない。この機構は、一般に衛星の外に出された直後に
活動する。この活動の際に、この機構は早くも極端な温
度を受ける。必要な展開長さは一般に約０．５〜１．５
ｍである。
【０００３】代表的な要件 − 展開された状態において全軸における整列精度が約
０．５°である。 − 展開過程の直前直後における温度変化が極端に大き
い（−１９０℃〜１００℃）。 − 展開する際の温度範囲が、適時の展開あるいは熱的
調節（衛星を太陽に向けて回転）によって典型的に−１
０℃の範囲に維持される。 − 真空である。 − 折り畳まれた状態で強い振動負荷を受ける（約２０
ｇ正弦振動（約２０ｇ Sinus-Anregung)〜１００Ｈ
ｚ）。 − 展開された状態において僅かな外乱モーメントが生
ずる（一般に＜０．１Ｎｍ）。
０．５°である。 − 展開過程の直前直後における温度変化が極端に大き
い（−１９０℃〜１００℃）。 − 展開する際の温度範囲が、適時の展開あるいは熱的
調節（衛星を太陽に向けて回転）によって典型的に−１
０℃の範囲に維持される。 − 真空である。 − 折り畳まれた状態で強い振動負荷を受ける（約２０
ｇ正弦振動（約２０ｇ Sinus-Anregung)〜１００Ｈ
ｚ）。 − 展開された状態において僅かな外乱モーメントが生
ずる（一般に＜０．１Ｎｍ）。
【０００４】機構の継手は、一つの（冗長的）軸受によ
って、並びに脚形ばねによって実現されている。特に展
開された状態において、脚形ばねの駆動力は軸受摩擦に
対して過小の余力(Reserve) しか持たないので、一般に
はロック機構も採用されている。この公知の方法は、軸
受およびロック機構の抵抗を（大きな安全係数を考慮し
て）確実に打ち負かすために、軌道調整においてめった
に作用しない大きな駆動モーメントが実現されねばなら
ないという欠点がある。その場合、大きな駆動モーメン
トのために、高度な技術でしか減衰できない大きな衝撃
荷重がロック点に生ずる。
って、並びに脚形ばねによって実現されている。特に展
開された状態において、脚形ばねの駆動力は軸受摩擦に
対して過小の余力(Reserve) しか持たないので、一般に
はロック機構も採用されている。この公知の方法は、軸
受およびロック機構の抵抗を（大きな安全係数を考慮し
て）確実に打ち負かすために、軌道調整においてめった
に作用しない大きな駆動モーメントが実現されねばなら
ないという欠点がある。その場合、大きな駆動モーメン
トのために、高度な技術でしか減衰できない大きな衝撃
荷重がロック点に生ずる。
【０００５】ドイツ特許第３１０１４３１Ａ１号明細書
において、ベルクランクの形に形成された、衛星におけ
る折り畳み機構が知られている。ここでも展開する際に
非常に大きな衝撃荷重が生ずる。
において、ベルクランクの形に形成された、衛星におけ
る折り畳み機構が知られている。ここでも展開する際に
非常に大きな衝撃荷重が生ずる。
【０００６】英国特許第１３２２２４１号明細書におい
て、衛星に利用するための他の折り畳み機構が知られて
いる。これは本件出願の請求項１の上位概念部分を形成
している。その展開腕は、軸を介して衛星に結合されて
いる。更に展開腕の衛星側端部には、展開腕並びに衛星
に結合された引張りコイルばねが配設されている。この
継手は、展開の際に衝撃荷重が回避されるという利点を
有する。展開腕は展開された後に柔らかく、かつその将
来の半径方向休止位置を越えて揺動し、数回の揺動後に
この休止位置に拘束される。しかしこの装置には、展開
腕を半径方向休止位置から再びその外に動かすのに、僅
かな外乱モーメントで足りてしまうという欠点がある。
て、衛星に利用するための他の折り畳み機構が知られて
いる。これは本件出願の請求項１の上位概念部分を形成
している。その展開腕は、軸を介して衛星に結合されて
いる。更に展開腕の衛星側端部には、展開腕並びに衛星
に結合された引張りコイルばねが配設されている。この
継手は、展開の際に衝撃荷重が回避されるという利点を
有する。展開腕は展開された後に柔らかく、かつその将
来の半径方向休止位置を越えて揺動し、数回の揺動後に
この休止位置に拘束される。しかしこの装置には、展開
腕を半径方向休止位置から再びその外に動かすのに、僅
かな外乱モーメントで足りてしまうという欠点がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従って本発明の目的
は、一方では展開の際に衝撃荷重を回避でき、他方では
大きな外乱モーメントの際にも展開された状態に確実に
拘束できる継手を提供することにある。
は、一方では展開の際に衝撃荷重を回避でき、他方では
大きな外乱モーメントの際にも展開された状態に確実に
拘束できる継手を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この目的は請求項１に記
載の継手によって達成される。本発明の有利な実施形態
は、各従属請求の範囲に記載されている。
載の継手によって達成される。本発明の有利な実施形態
は、各従属請求の範囲に記載されている。
【０００９】衛星における展開腕を折り畳むためおよび
展開するための本発明に基づく継手は、展開腕に対する
案内要素と内部応力をもって巻回されたコイルばねとを
有し、このコイルばねが一方では展開腕に、他方では衛
星に結合されている。これは更に次のような特徴を有し
ている。 − 案内要素は展開腕に固く結合されている。 − 案内要素に対して、衛星に固く結合された三つのス
トッパ（第１、第２、第３の展開ストッパが存在し、そ
の第１および第２の展開ストッパが展開腕の運動平面に
対して対称に配置され、案内要素が展開腕の展開過程中
に交互に、一方では第１、第２の展開ストッパに、他方
では第３の展開ストッパに突き当たり、展開腕が展開さ
れた状態で三つの展開ストッパに接触支持される。 − 案内要素に対して、衛星に固く結合された別の二つ
のストッパ（折り畳みストッパ）が存在し、展開腕が折
り畳まれた状態においてその折り畳みストッパに接触支
持される。
展開するための本発明に基づく継手は、展開腕に対する
案内要素と内部応力をもって巻回されたコイルばねとを
有し、このコイルばねが一方では展開腕に、他方では衛
星に結合されている。これは更に次のような特徴を有し
ている。 − 案内要素は展開腕に固く結合されている。 − 案内要素に対して、衛星に固く結合された三つのス
トッパ（第１、第２、第３の展開ストッパが存在し、そ
の第１および第２の展開ストッパが展開腕の運動平面に
対して対称に配置され、案内要素が展開腕の展開過程中
に交互に、一方では第１、第２の展開ストッパに、他方
では第３の展開ストッパに突き当たり、展開腕が展開さ
れた状態で三つの展開ストッパに接触支持される。 − 案内要素に対して、衛星に固く結合された別の二つ
のストッパ（折り畳みストッパ）が存在し、展開腕が折
り畳まれた状態においてその折り畳みストッパに接触支
持される。
【００１０】本発明に基づく継手は次のように作動す
る。折り畳まれた状態において、案内要素は両側の折り
畳みストッパに接し、詳しくは、ばねが振動荷重に対す
る安全を保証するために張られるように接する。展開腕
に対する保持点を釈放した際に、ばねは展開腕を直立さ
せる（無重力状態が必要）。これは展開腕の直立モーメ
ントが（例えば展開腕に配置されたケーブルによる）抵
抗モーメントよりかなり大きく設定されているからであ
る。その場合、案内要素はまず二つの展開ストッパに突
き当たる。これら両側の展開ストッパは展開腕の運動平
面に対して対称に配置されている。展開腕はバランス位
置（展開腕の展開された状態における位置、一般に折り
畳まれた状態に対して９０°ずれている位置）を越えて
揺動する（これは以下において過剰揺動と呼ぶ）。そし
て案内要素は第３の展開ストッパに突き当たり、その場
合、案内要素は両側の第１の展開ストッパから浮き上が
る。過剰揺動によって引張りばねは、展開腕がばね力の
作用によって逆方向に（折り畳まれた位置の方向に）移
動する（以下においてこれを戻り揺動( Einschwingen)
と呼ぶ）まで、ますます伸ばされる。戻り揺動の際に案
内要素は再び両側の第１の展開ストッパにしか接しな
い。展開腕は有利な実施形態において、一挙に約２０°
飛び越える。数回の振動後に（一般に１分以内に）展開
腕は展開された状態にとどまり、三つのすべての展開ス
トッパに接触支持される。これによって安定した三点支
持が達成される。この安定支持は例えば＜１Ｎｍの外乱
モーメントによってしか放棄されない（これに対して衛
星操縦の際の典型的なモーメントは＜０．１Ｎｍであ
る）。
る。折り畳まれた状態において、案内要素は両側の折り
畳みストッパに接し、詳しくは、ばねが振動荷重に対す
る安全を保証するために張られるように接する。展開腕
に対する保持点を釈放した際に、ばねは展開腕を直立さ
せる（無重力状態が必要）。これは展開腕の直立モーメ
ントが（例えば展開腕に配置されたケーブルによる）抵
抗モーメントよりかなり大きく設定されているからであ
る。その場合、案内要素はまず二つの展開ストッパに突
き当たる。これら両側の展開ストッパは展開腕の運動平
面に対して対称に配置されている。展開腕はバランス位
置（展開腕の展開された状態における位置、一般に折り
畳まれた状態に対して９０°ずれている位置）を越えて
揺動する（これは以下において過剰揺動と呼ぶ）。そし
て案内要素は第３の展開ストッパに突き当たり、その場
合、案内要素は両側の第１の展開ストッパから浮き上が
る。過剰揺動によって引張りばねは、展開腕がばね力の
作用によって逆方向に（折り畳まれた位置の方向に）移
動する（以下においてこれを戻り揺動( Einschwingen)
と呼ぶ）まで、ますます伸ばされる。戻り揺動の際に案
内要素は再び両側の第１の展開ストッパにしか接しな
い。展開腕は有利な実施形態において、一挙に約２０°
飛び越える。数回の振動後に（一般に１分以内に）展開
腕は展開された状態にとどまり、三つのすべての展開ス
トッパに接触支持される。これによって安定した三点支
持が達成される。この安定支持は例えば＜１Ｎｍの外乱
モーメントによってしか放棄されない（これに対して衛
星操縦の際の典型的なモーメントは＜０．１Ｎｍであ
る）。
【００１１】衛星と展開腕との結合は、本発明に基づく
継手においてコイルばねだけで行われている。この継手
は軸受など要らずに済ませられる。
継手においてコイルばねだけで行われている。この継手
は軸受など要らずに済ませられる。
【００１２】本発明に基づく継手は、公知の形式の展開
腕および保持点（例えば固定軸受、割りピン(Bolzentre
nner) ）と組み合わせることができる。
腕および保持点（例えば固定軸受、割りピン(Bolzentre
nner) ）と組み合わせることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の有利な実施形態を
図面を参照して詳細に説明する。
図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】第１図には、本発明に基づく継手Ｇを備え
た展開腕ＡＲが示されている。継手Ｇは、熱絶縁用に使
用するガラス繊維補強合成樹脂製スペーサＳＤ（第２図
参照）を介して衛星ＳＡＴに配置されている。展開腕Ａ
Ｒは、この実施形態の場合には炭素繊維補強合成樹脂か
ら成り、直径が４０ｍｍで、長さが約１ｍである。ここ
では展開腕ＡＲは折り畳まれている。展開腕ＡＲは、継
手Ｇと反対側端が割りピンＢＴによって継手のばね力に
抗して衛星ＳＡＴに保持されている。
た展開腕ＡＲが示されている。継手Ｇは、熱絶縁用に使
用するガラス繊維補強合成樹脂製スペーサＳＤ（第２図
参照）を介して衛星ＳＡＴに配置されている。展開腕Ａ
Ｒは、この実施形態の場合には炭素繊維補強合成樹脂か
ら成り、直径が４０ｍｍで、長さが約１ｍである。ここ
では展開腕ＡＲは折り畳まれている。展開腕ＡＲは、継
手Ｇと反対側端が割りピンＢＴによって継手のばね力に
抗して衛星ＳＡＴに保持されている。
【００１５】第２図は、第１図に示された本発明に基づ
く継手Ｇを拡大して示している。第２ｂ図は第２ａ図に
示されている装置（継手）の断面図である。その断面平
面は、紙面に対して垂直に延びる。なお第２ａ図は、継
手を折り畳んだ状態を示し、かつ第２ｂ図は継手を展開
した状態を示している（第３ｂ参照）。
く継手Ｇを拡大して示している。第２ｂ図は第２ａ図に
示されている装置（継手）の断面図である。その断面平
面は、紙面に対して垂直に延びる。なお第２ａ図は、継
手を折り畳んだ状態を示し、かつ第２ｂ図は継手を展開
した状態を示している（第３ｂ参照）。
【００１６】継手フレームＲは、ガラス繊維補強合成樹
脂製スペーサＳＤを介して、衛星ＳＡＴに固く結合され
ている。継手フレームＲの両側の垂直外側壁に、それぞ
れ展開腕ＡＲの運動平面に対して対称に、好適には炭素
繊維補強合成樹脂から成るストッパ板ＰＬ、ＰＲが配置
されている。各ストッパ板ＰＬ、ＰＲのほぼ段状の上縁
は、折り畳みストッパ（下側段）ＥＬ又はＥＲ並びに展
開ストッパ（上側段）Ａ１Ｌ又はＡ１Ｒを形成してい
る。その場合、両側の展開ストッパＡ１Ｌ、Ａ１Ｒは、
展開腕の運動平面（第２ａ図における紙面に対して平行
な面）に対して対称に配置されている。第２ａ図から明
らかなように、両側の展開ストッパＡ１Ｌ、Ａ１Ｒは、
展開腕ＡＲの折り畳み位置の方向に僅かに丸められてい
る。これによって有利に、展開腕ＡＲが揺動する際に、
案内要素ＦＥがストッパＡ１Ｌ、Ａ１Ｒ上を転動し、即
ちその上を滑らないようになる。この目的のために、補
助的に案内要素ＦＥにおける案内レールＳＬ又はＳＲの
対応した範囲も丸められる。
脂製スペーサＳＤを介して、衛星ＳＡＴに固く結合され
ている。継手フレームＲの両側の垂直外側壁に、それぞ
れ展開腕ＡＲの運動平面に対して対称に、好適には炭素
繊維補強合成樹脂から成るストッパ板ＰＬ、ＰＲが配置
されている。各ストッパ板ＰＬ、ＰＲのほぼ段状の上縁
は、折り畳みストッパ（下側段）ＥＬ又はＥＲ並びに展
開ストッパ（上側段）Ａ１Ｌ又はＡ１Ｒを形成してい
る。その場合、両側の展開ストッパＡ１Ｌ、Ａ１Ｒは、
展開腕の運動平面（第２ａ図における紙面に対して平行
な面）に対して対称に配置されている。第２ａ図から明
らかなように、両側の展開ストッパＡ１Ｌ、Ａ１Ｒは、
展開腕ＡＲの折り畳み位置の方向に僅かに丸められてい
る。これによって有利に、展開腕ＡＲが揺動する際に、
案内要素ＦＥがストッパＡ１Ｌ、Ａ１Ｒ上を転動し、即
ちその上を滑らないようになる。この目的のために、補
助的に案内要素ＦＥにおける案内レールＳＬ又はＳＲの
対応した範囲も丸められる。
【００１７】継手には、互いに平行な二つのコイルばね
Ｆが配置されている。この実施形態の場合には、線直径
が３ｍｍでばね直径が２０ｍｍの二つのステンレス鋼ば
ねが配置されている。ばねＦの一端は、展開腕ＡＲのベ
ース面に結合されている。ばねＦの他端は、継手フレー
ムＲの基板に係留され、従ってスペーサＳＤを介して衛
星ＳＡＴに固く結合されている。展開腕ＡＲには、既に
上述した案内要素ＦＥが固定して配置されている。この
案内要素ＦＥは、この実施形態の場合に互いに平行な案
内レールＳＬ、ＳＲを有している。第２ａ図における折
り畳まれた位置において、案内要素ＦＥの案内レールＳ
Ｌ、ＳＲは、その端面がストッパ板ＰＬ、ＰＲの両側の
折り畳みストッパＥＬ、ＥＲに接している。
Ｆが配置されている。この実施形態の場合には、線直径
が３ｍｍでばね直径が２０ｍｍの二つのステンレス鋼ば
ねが配置されている。ばねＦの一端は、展開腕ＡＲのベ
ース面に結合されている。ばねＦの他端は、継手フレー
ムＲの基板に係留され、従ってスペーサＳＤを介して衛
星ＳＡＴに固く結合されている。展開腕ＡＲには、既に
上述した案内要素ＦＥが固定して配置されている。この
案内要素ＦＥは、この実施形態の場合に互いに平行な案
内レールＳＬ、ＳＲを有している。第２ａ図における折
り畳まれた位置において、案内要素ＦＥの案内レールＳ
Ｌ、ＳＲは、その端面がストッパ板ＰＬ、ＰＲの両側の
折り畳みストッパＥＬ、ＥＲに接している。
【００１８】第２ｂ図に示されている展開された位置に
おいて、一方の案内レールＳＬは第１の展開ストッパＡ
１Ｌに接している。他方の案内レールＳＲは、第２の展
開ストッパＡ１Ｒに接している。この位置において、案
内要素ＦＥは第３図に示されているように、第３の展開
ストッパＡ２に補助的に接している。この第３の展開ス
トッパＡ２として、継手フレームＲの水平基板に配置さ
れたウェブが使用されている。このウェブは、好適には
継手フレームの両側壁間の中央に配置されている。案内
要素ＦＥに固く結合されている調整ねじＳが、そのスト
ッパＡ２に接している（第３図参照）。調整ねじＳを回
転することによって、展開腕の展開位置における整列が
調節される。この位置において展開腕ＡＲは、従って三
つのストッパＡ１Ｌ、Ａ１Ｒ、Ａ２の全部に接触支持さ
れるので、安定した三点支持が達成される。
おいて、一方の案内レールＳＬは第１の展開ストッパＡ
１Ｌに接している。他方の案内レールＳＲは、第２の展
開ストッパＡ１Ｒに接している。この位置において、案
内要素ＦＥは第３図に示されているように、第３の展開
ストッパＡ２に補助的に接している。この第３の展開ス
トッパＡ２として、継手フレームＲの水平基板に配置さ
れたウェブが使用されている。このウェブは、好適には
継手フレームの両側壁間の中央に配置されている。案内
要素ＦＥに固く結合されている調整ねじＳが、そのスト
ッパＡ２に接している（第３図参照）。調整ねじＳを回
転することによって、展開腕の展開位置における整列が
調節される。この位置において展開腕ＡＲは、従って三
つのストッパＡ１Ｌ、Ａ１Ｒ、Ａ２の全部に接触支持さ
れるので、安定した三点支持が達成される。
【００１９】第３図は、展開腕ＡＲの三つの異なった位
置における、本発明に基づく継手の断面図（第２ｂ図の
Ａ−Ａ断面）を示している。第３ａ図において、展開腕
は第１図および第２ａ図に相応して、折り畳まれた状態
にある。案内レールＳＬ、ＳＲの端面は折り畳みストッ
パＥＬ、ＥＲに接している。距離Ｌ３、即ち折り畳みス
トッパとばねＦの第１の可動コイルばねとの間の（衛星
ＳＡＴに関して）垂直方向における距離は、展開腕ＡＲ
の折り畳まれた位置においてばねが張られている（曲が
っているだけでない）ように寸法づけられている。これ
によって振動を防止するために展開腕ＡＲの強固な固定
が達成される。
置における、本発明に基づく継手の断面図（第２ｂ図の
Ａ−Ａ断面）を示している。第３ａ図において、展開腕
は第１図および第２ａ図に相応して、折り畳まれた状態
にある。案内レールＳＬ、ＳＲの端面は折り畳みストッ
パＥＬ、ＥＲに接している。距離Ｌ３、即ち折り畳みス
トッパとばねＦの第１の可動コイルばねとの間の（衛星
ＳＡＴに関して）垂直方向における距離は、展開腕ＡＲ
の折り畳まれた位置においてばねが張られている（曲が
っているだけでない）ように寸法づけられている。これ
によって振動を防止するために展開腕ＡＲの強固な固定
が達成される。
【００２０】第３ｂ図において展開腕ＡＲは展開されて
いる。第２ｂ図を参照して既に説明したように、展開腕
ＡＲは、ここでは三つの展開ストッパＡ１Ｌ、Ａ１Ｒ、
Ａ２に接していることによって安定した三点支持位置に
ある。
いる。第２ｂ図を参照して既に説明したように、展開腕
ＡＲは、ここでは三つの展開ストッパＡ１Ｌ、Ａ１Ｒ、
Ａ２に接していることによって安定した三点支持位置に
ある。
【００２１】第３ｃ図はバランス位置を超過して揺動し
た際の継手を示している。その場合案内要素ＦＥは、調
整ねじＳで継手フレームＲの水平基板におけるウェブの
第３の展開ストッパＡ２に接触支持されている。
た際の継手を示している。その場合案内要素ＦＥは、調
整ねじＳで継手フレームＲの水平基板におけるウェブの
第３の展開ストッパＡ２に接触支持されている。
【００２２】原理的には、ばねＦは展開ストッパＡ１Ｌ
ないしＡ１ＲとＡ２との中央に配置できる。しかし第３
図に示されている実施形態において、ばねは展開ストッ
パＡ１ＬないしＡ１ＲとＡ２との丁度中央に配置されて
いない。むしろこの実施形態の場合、ばねＦと第１ない
し第２の展開ストッパＡ１Ｌ、Ａ１Ｒとの展開腕の運動
平面に投影した距離Ｌ１は、ばねＦと第３の展開ストッ
パＡ２との運動平面に投影した距離Ｌ２の約２．５分の
１である。この非対称性は次の目的に使用される。即
ち、基本的には戻り揺動並びに過剰揺動ができるだけ柔
らかく行われ、即ち衝撃荷重ができるだけ小さくなるよ
うにする。他方では過剰揺動の際に、他の計測器あるい
は衛星の物体との衝突を防止するために、バランス位置
を超過しての変位が過大な大きさとならないようにす
る。これに対して戻り揺動の際に、もともと展開腕ＡＲ
の展開位置（第３ｂ図）と折り畳み状態における位置
（第１図）との全範囲が自由に開けられていなければな
らないので、衝突の危険は全く存在しない。距離Ｌ１が
非常に小さいので、展開腕ＡＲは、戻り揺動の際にばね
Ｆが主に湾曲され伸びないので特に柔らかく、大きな変
位でバランス位置を超過して揺動する。これに対して過
剰揺動の際に距離Ｌ２が非常に大きいので、戻り揺動の
際よりもばねの伸びが増大される。従って、展開腕ＡＲ
の変位は戻り揺動の際よりも小さくされる。これによっ
て、バランス位置を超過した揺動運動はもはやさほど柔
らかくはないが、衝撃荷重を防止するのにはなお依然と
して十分である。両変位方向における揺動挙動を異なっ
て形成できることが、上述の装置の大きな利点である。
衝撃荷重および考え得る衝突の危険に関する具体的な要
求に応じて、その比率Ｌ２：Ｌ１は任意に調整できる。
比率Ｌ２：Ｌ１が２〜４の範囲にあることが今までの用
途において特に有利であることが分かっている。
ないしＡ１ＲとＡ２との中央に配置できる。しかし第３
図に示されている実施形態において、ばねは展開ストッ
パＡ１ＬないしＡ１ＲとＡ２との丁度中央に配置されて
いない。むしろこの実施形態の場合、ばねＦと第１ない
し第２の展開ストッパＡ１Ｌ、Ａ１Ｒとの展開腕の運動
平面に投影した距離Ｌ１は、ばねＦと第３の展開ストッ
パＡ２との運動平面に投影した距離Ｌ２の約２．５分の
１である。この非対称性は次の目的に使用される。即
ち、基本的には戻り揺動並びに過剰揺動ができるだけ柔
らかく行われ、即ち衝撃荷重ができるだけ小さくなるよ
うにする。他方では過剰揺動の際に、他の計測器あるい
は衛星の物体との衝突を防止するために、バランス位置
を超過しての変位が過大な大きさとならないようにす
る。これに対して戻り揺動の際に、もともと展開腕ＡＲ
の展開位置（第３ｂ図）と折り畳み状態における位置
（第１図）との全範囲が自由に開けられていなければな
らないので、衝突の危険は全く存在しない。距離Ｌ１が
非常に小さいので、展開腕ＡＲは、戻り揺動の際にばね
Ｆが主に湾曲され伸びないので特に柔らかく、大きな変
位でバランス位置を超過して揺動する。これに対して過
剰揺動の際に距離Ｌ２が非常に大きいので、戻り揺動の
際よりもばねの伸びが増大される。従って、展開腕ＡＲ
の変位は戻り揺動の際よりも小さくされる。これによっ
て、バランス位置を超過した揺動運動はもはやさほど柔
らかくはないが、衝撃荷重を防止するのにはなお依然と
して十分である。両変位方向における揺動挙動を異なっ
て形成できることが、上述の装置の大きな利点である。
衝撃荷重および考え得る衝突の危険に関する具体的な要
求に応じて、その比率Ｌ２：Ｌ１は任意に調整できる。
比率Ｌ２：Ｌ１が２〜４の範囲にあることが今までの用
途において特に有利であることが分かっている。
【００２３】継手フレームＲの側壁に対して平行に延び
る案内レールＳＬ、ＳＲを備えた案内要素は、一平面内
における展開腕の運動を保証する。
る案内レールＳＬ、ＳＲを備えた案内要素は、一平面内
における展開腕の運動を保証する。
【００２４】この実施形態において利用されている第２
のばねは、特に冗長目的に使用している。本発明に基づ
く継手の機能は、両方のばねの一方の喪失によって害さ
れない。特に一つのばねしか機能しない場合でも、展開
腕の運動は確定した運動平面内に維持されている。
のばねは、特に冗長目的に使用している。本発明に基づ
く継手の機能は、両方のばねの一方の喪失によって害さ
れない。特に一つのばねしか機能しない場合でも、展開
腕の運動は確定した運動平面内に維持されている。
【００２５】
− 冗長的な駆動。 − 展開過程における拡大された温度範囲。 − 詰め込み状態、即ち折り畳まれた状態において熱的
応力が生じない。 − 硬い終端ストッパ、ロック機構が不要で、これによ
りロックする際の衝撃荷重は僅かである。 − 軸受摩擦はなく、これによりケーブル線の「曲が
り」に対して多くの余力がある。あらゆる位置において
安全係数＞３が実現できる。この静的な余力は公知の機
構によって現在では実現できない。 − 製造コストが安い。 − 堅牢な構想に基づいて試験費用および組立費用が安
い。
応力が生じない。 − 硬い終端ストッパ、ロック機構が不要で、これによ
りロックする際の衝撃荷重は僅かである。 − 軸受摩擦はなく、これによりケーブル線の「曲が
り」に対して多くの余力がある。あらゆる位置において
安全係数＞３が実現できる。この静的な余力は公知の機
構によって現在では実現できない。 − 製造コストが安い。 − 堅牢な構想に基づいて試験費用および組立費用が安
い。
【図１】本発明に基づく継手を備えた展開腕の図。
【図２】本発明に基づく継手の側面図と断面図。
【図３】展開腕の三つの異なった位置における本発明に
基づく継手の断面図。
基づく継手の断面図。
Ｇ 継手 ＡＲ 展開腕 ＳＡＴ 衛星 Ｆ ばね ＦＥ 案内要素 Ａ１Ｌ 展開ストッパ Ａ１Ｒ 展開ストッパ Ａ２ 展開ストッパ ＥＬ 折り畳みストッパ ＥＲ 折り畳みストッパ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ボルフラム、ベッケルト ドイツ連邦共和国イメンシュタット、シュ ピーゲルベルク、１ (72)発明者 ラインハルト、ボルタース ドイツ連邦共和国ザーレム、アーハシュト ラーセ、32
Claims (4)
- 【請求項１】展開腕（ＡＲ）に対する案内要素と、内部
応力をもって巻回されたコイルばね（Ｆ）とを有し、こ
のコイルばね（Ｆ）が一方では展開腕（ＡＲ）に他方で
は衛星（ＳＡＴ）に結合された、展開腕（ＡＲ）を折り
畳むためおよび展開するための継手（Ｇ）において、案
内要素（ＦＥ）が展開腕（ＡＲ）に固く結合され、案内
要素（ＦＥ）に対して衛星（ＳＡＴ）に固く結合された
三つのストッパ（第１、第２、第３の展開ストッパＡ１
Ｌ、Ａ１Ｒ、Ａ２）が存在し、その第１および第２の展
開ストッパ（Ａ１Ｌ、Ａ１Ｒ）が展開腕（ＡＲ）の運動
平面に対して対称に配置され、案内要素（ＦＥ）が展開
腕（ＡＲ）の展開過程中に交互に、一方では第１、第２
の展開ストッパ（Ａ１Ｌ、Ａ１Ｒ）に、他方では第３の
展開ストッパ（Ａ２）に突き当たり、展開腕（ＡＲ）が
展開された状態では三つの展開ストッパ（Ａ１Ｌ、Ａ１
Ｒ、Ａ２）に接触支持され、衛星（ＳＡＴ）に固く結合
された別の二つのストッパ（折り畳みストッパＥＬ、Ｅ
Ｒ）が存在し、展開腕（ＡＲ）が折り畳まれた状態にお
いてこれらの折り畳みストッパ（ＥＬ、ＥＲ）に接触支
持されることを特徴とする衛星における展開腕の継手。 - 【請求項２】ばね（Ｆ）と第３の展開ストッパ（Ａ２）
との距離（Ｌ２）が、ばね（Ｆ）と第１の展開ストッパ
（Ａ１Ｌ）あるいは第２の展開ストッパ（Ａ１Ｒ）との
距離（Ｌ１）より大きいことを特徴とする請求項１に記
載の衛星における展開腕の継手。 - 【請求項３】展開腕（ＡＲ）が折り畳まれた状態におい
て、コイルばね（Ｆ）が、振動を防止するために展開腕
を固定するべく張られていることを特徴とする請求項１
又は２に記載の衛星における展開腕の継手。 - 【請求項４】二つのコイルばね（Ｆ）が存在することを
特徴とする請求項１ないし３のいずれか一つに記載の衛
星における展開腕の継手。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19523236A DE19523236C1 (de) | 1995-06-27 | 1995-06-27 | Gelenk für einen Auslegerarm an einem Satelliten |
| DE19523236.4 | 1995-06-27 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0914253A true JPH0914253A (ja) | 1997-01-14 |
| JP3776165B2 JP3776165B2 (ja) | 2006-05-17 |
Family
ID=7765308
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14914696A Expired - Fee Related JP3776165B2 (ja) | 1995-06-27 | 1996-06-11 | 衛星における展開腕の継手 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5779194A (ja) |
| EP (1) | EP0751066B1 (ja) |
| JP (1) | JP3776165B2 (ja) |
| DE (2) | DE19523236C1 (ja) |
| ES (1) | ES2138260T3 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19718671C1 (de) | 1997-05-02 | 1999-03-04 | Dornier Gmbh | Gelenk für Anwendungen in der Raumfahrt |
| DE102005024990B3 (de) * | 2005-06-01 | 2006-11-16 | Space Tech Gmbh | Gelenkmechanismus zum Ausklappen eines Auslegers an Weltraumfahrzeugen |
| US9476238B2 (en) * | 2014-09-25 | 2016-10-25 | William Scott Mooers | Hinge providing an opening or closing force |
| CN109131945B (zh) * | 2018-09-13 | 2023-12-26 | 南京理工大学 | 一种可多次折叠的立方星可展开电池阵及其展开方法 |
| CN109850191B (zh) * | 2019-01-14 | 2020-11-10 | 北京卫星环境工程研究所 | 基于增强现实的航天器推进系统总装导引系统 |
Family Cites Families (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1600461A (en) * | 1924-01-05 | 1926-09-21 | Emory S Ensign | Antiglare screen |
| US3187372A (en) * | 1963-02-18 | 1965-06-08 | Stanley Works | Door stop |
| FR1591114A (ja) * | 1968-10-11 | 1970-04-27 | ||
| GB1322241A (en) * | 1970-09-19 | 1973-07-04 | British Aircraft Corp Ltd | Extensible boom assemblies for spacecraft |
| US4183490A (en) * | 1977-10-28 | 1980-01-15 | Contraves Ag | Arresting device for an antenna part of a space vehicle |
| US4393541A (en) * | 1980-02-19 | 1983-07-19 | General Dynamics Corporation/Convair Div. | Hinge for deployable structures self locking hinge |
| DE3101436A1 (de) * | 1981-01-17 | 1982-11-18 | Erno-Raumfahrttechnik Gmbh, 2800 Bremen | "vorrichtung zur selbsttaetigen entfaltung und verriegelung von bauteilen" |
| US4532674A (en) * | 1982-04-30 | 1985-08-06 | Martin Marietta Corporation | Hinge assembly with over-center latch |
| FR2531032A1 (fr) * | 1982-07-30 | 1984-02-03 | Aerospatiale | Dispositif de derivation d'effort temporaire pour maintien en position de stockage d'un appendice deployable pour vehicule spatial |
| US4787590A (en) * | 1984-09-17 | 1988-11-29 | Melvin Thomas E | Suspension of objects |
| FR2576981B1 (fr) * | 1985-01-31 | 1988-02-26 | Europ Agence Spatiale | Dispositif de liaison demontable a tetraedre |
| US4736490A (en) * | 1986-10-29 | 1988-04-12 | The United State Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Locking hinge |
| US4883570A (en) * | 1987-06-08 | 1989-11-28 | Research-Cottrell, Inc. | Apparatus and method for enhanced chemical processing in high pressure and atmospheric plasmas produced by high frequency electromagnetic waves |
| US4954320A (en) * | 1988-04-22 | 1990-09-04 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Reactive bed plasma air purification |
| DE3900005A1 (de) * | 1989-01-02 | 1990-07-05 | Ruhrgas Ag | Verfahren zur verminderung von stickoxiden in abgasen |
| DE4236242A1 (de) * | 1992-10-27 | 1994-04-28 | Dornier Gmbh | Verfahren zur Minderung von Russpartikeln in Abgasströmen |
-
1995
- 1995-06-27 DE DE19523236A patent/DE19523236C1/de not_active Expired - Fee Related
-
1996
- 1996-04-11 DE DE59603129T patent/DE59603129D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1996-04-11 EP EP96105667A patent/EP0751066B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1996-04-11 ES ES96105667T patent/ES2138260T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1996-06-03 US US08/655,684 patent/US5779194A/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-06-11 JP JP14914696A patent/JP3776165B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0751066A1 (de) | 1997-01-02 |
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| DE59603129D1 (de) | 1999-10-28 |
| ES2138260T3 (es) | 2000-01-01 |
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