JPS6349924B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPS6349924B2 JPS6349924B2 JP56112883A JP11288381A JPS6349924B2 JP S6349924 B2 JPS6349924 B2 JP S6349924B2 JP 56112883 A JP56112883 A JP 56112883A JP 11288381 A JP11288381 A JP 11288381A JP S6349924 B2 JPS6349924 B2 JP S6349924B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mast
- collapsible
- deployable
- deployment
- cam
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000005489 elastic deformation Effects 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 230000004308 accommodation Effects 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/12—Supports; Mounting means
- H01Q1/1235—Collapsible supports; Means for erecting a rigid antenna
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
- B64G99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
- E04H12/00—Towers; Masts or poles; Chimney stacks; Water-towers; Methods of erecting such structures
- E04H12/18—Towers; Masts or poles; Chimney stacks; Water-towers; Methods of erecting such structures movable or with movable sections, e.g. rotatable or telescopic
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Architecture (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Details Of Aerials (AREA)
- Support Of Aerials (AREA)
- Tents Or Canopies (AREA)
- Aerials With Secondary Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、意図した大きな剛性と大きな長さを
併わせ有する折り畳み並びに展開可能なマスト
(mast)に関するものであり、更に詳しくは宇宙
空間における軽量な宇宙船(vehicle)に通信用
アンテナを立てるため等に用いられる、折り畳み
並びに展開可能なマストに関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a collapsible and deployable mast having a combination of great stiffness and great length, and more particularly as a lightweight spacecraft in space. This relates to a mast that can be folded and expanded, and is used to erect communication antennas.
宇宙空間におけるこの種宇宙船の打上げの際の
マストに対する要求は、現在までのところ、大き
な剛性と小さい長さ、若しくは大きな長さと小さ
い剛性の何れかの組合せで足りていた。 The requirements for masts during the launch of this type of spacecraft into outer space have so far been satisfied by either a combination of high stiffness and low length, or high length and low stiffness.
自動月着陸船の如き特殊なものにより代表され
る二、三の稀な場合を例外として、マストには折
り畳みの条件は現在まで要求されていなかつた。
従つて、パンタグラフ式などの基本的設計による
機構がこれまで用いられてきたのである。 With the exception of a few rare cases, represented by special cases such as autonomous lunar modules, no folding requirements have been required for masts to date.
Therefore, mechanisms of basic design, such as the pantograph type, have been used until now.
将来の打上げ宇宙船は、ソーラー・パネルによ
り形成される大容量の発電機を搭載することにな
ろう。 Future launch spacecraft will carry large-capacity generators formed by solar panels.
このようなソーラー・パネルは再使用が可能で
あり、又地上での修理を行ない得るように、折り
畳みと展開が出来ることを必要とする。そして、
これらパネルは折り畳み並びに展開可能なマスト
によつて展開されたり、また折り畳まれたりする
ものである。この種パネルの占める大きな面積
が、大きな長さと共に剛性を持ち且つ小さなケー
スに収容可能なマストの使用を求めることとな
り、その要求がここに新たな思考を必要としたの
である。 Such solar panels need to be reusable and foldable and unfoldable to allow on-ground repairs. and,
These panels are unfolded and folded by foldable and deployable masts. The large area occupied by such panels called for the use of masts of great length, stiffness, and accommodation in small cases, which required new thinking.
本発明の説明が、ここでは、主として宇宙開発
関連に向けられているが、発明そのものが宇宙応
用に限られていることを意味するものでは決して
ない。色々、他の応用分野において使用可能であ
り、例えば軽量宇宙船に数メートルから数十メー
トルにも及ぶ高さの通信用アンテナを立てるため
の持運び可能なマストの如きがそれである。 Although the description of the present invention is directed herein primarily to the space exploration context, this is in no way meant to imply that the invention itself is limited to space applications. It can be used in a variety of other applications, such as portable masts for erecting communications antennas from a few meters to tens of meters in height on lightweight spacecraft.
折り畳み並びに展開可能なマストは、既に従来
技術として提案されており、殊に米国特許第
3486279号においては、小さな容積に折り畳まれ
た状態から急速に展開できるマストが開示されて
おり、次の如き特徴を有している。即ち、複数個
の断面三角形の長手の柱状の節があり、それぞれ
が折り畳み可能で、二本ずつ連接され、三つの長
手の矩形面を形成するブーム(張り棒)からな
り、その矩形面がそれぞれ相対向する隅において
二本のケーブルによりばねの力を利用して対角線
状に、つまり筋違いに結び付けられて一体を形成
するに至る。これら柱状筋の矩形面は互いに枢軸
または他の柔軟構造のけた−それが該矩形の辺を
成している−によつて結合され、全構造体が折り
畳まれる時には湾曲して円を描き、マストが展開
せしめられる時には真直に伸びる傾向を持ち、直
線的な姿勢をとることとなる。ところが、この先
行技術発明に開示されている折り畳み並びに展開
可能なマストには、また色々の弱点があるのであ
る。 Foldable and deployable masts have already been proposed in the prior art, in particular in US Pat.
No. 3,486,279 discloses a mast that can be rapidly expanded from a folded state to a small volume, and has the following features: In other words, there are a plurality of long columnar nodes with a triangular cross section, each of which is foldable, and two booms (stretch rods) connected two by two to form three long rectangular surfaces. At opposite corners, the two cables are connected diagonally, or in a staggered manner, using the force of a spring to form a single piece. The rectangular faces of these columns are connected to each other by girders of pivots or other flexible structures, which form the sides of the rectangle, and when the whole structure is folded they curve into a circle and form a mast. When it is unfolded, it tends to stretch straight and assumes a straight posture. However, the collapsible and deployable mast disclosed in this prior art invention also has various weaknesses.
第一に、展開機構において発生するかなりの摩
擦により、高いエネルギーの消費が必要となる。
勿論、そのエネルギーは一般に電池なり、その他
類似の発電装置により供給されねばならない。第
二に、これが太陽発電機に適用される場合には、
回転に抵抗して行うために超精密な機構を備えね
ばならない。更に、第三に、前記した折り畳み並
びに展開可能なマストは充分に可撓性又は柔軟と
は言えず、色々と変化に対応することができない
ので、満足に使用される可能性はかなり限定され
ることとなる。 Firstly, the considerable friction generated in the deployment mechanism requires high energy consumption.
Of course, that energy must generally be provided by a battery or other similar power generating device. Secondly, when this applies to solar generators,
In order to resist rotation, an ultra-precise mechanism must be provided. Furthermore, and thirdly, the collapsible and deployable masts described above are not sufficiently flexible or pliable and cannot accommodate various changes, so their possibilities of satisfactory use are quite limited. It happens.
それ故、本発明がその目的とするところは、軽
量構造をとるにも拘わらず、高い剛性乃至は強度
を有し、展開操作中の摩擦が小さく、その上各種
応力が三つの軸に沿つて分散せしめられるために
高い安定度を保ち、且つ組み付け合わされる部品
点数を減少し、必要なスペースを縮小して、先行
技術の構造に比して格段にその格納性を改善した
折り畳み並びに展開可能なマストを提供すること
である。 Therefore, the object of the present invention is to have a lightweight structure, yet have high rigidity or strength, have low friction during the deployment operation, and also have a structure that allows various stresses to be absorbed along the three axes. Foldable and unfoldable, which maintains high stability due to being dispersed, reduces the number of assembled parts, reduces the required space, and significantly improves storage compared to prior art structures. It is to provide a must.
本発明は、基本的に、下記のものから構成され
ることを特徴とする折り畳み並びに展開可能なマ
ストを提供する。即ち、(a)マストの折り畳み且つ
展開可能なセクシヨンを形成するように相互に連
結されるに適した複数の基礎ユニツトを有し、該
セクシヨンの各々が該基礎ユニツトの少なくとも
一つを含み、また該基礎ユニツトの各々がマスト
の展開方向に配置された少なくとも二本のブーム
を含むと共に、(b)該ブームの端部同士を対角線で
相互に連結する一対のケーブル手段と、(c)前記ブ
ームの長手方向の対応する端部間を互いに連結す
る一対のロツド部材と、(d)該ロツド部材の中央部
及びそれぞれの端部に設けたヒンジ手段と、(e)そ
れぞれのロツド部材の外方への動きを規制するた
めに該ヒンジ手段に設けられたストツパ手段とを
有し、且つ該ヒンジ手段が前記ロツド部材の内方
への折り畳みと外方への展開を可能ならしめる自
由度を有し、また該ロツド部材のそれぞれの端部
に配置される各ヒンジ手段が、それぞれのロツド
部材の部分的な展開を惹起するように、マスト展
開手段の第一の展開カム手段上を動くに適した第
一の突起を有し、更に前記ロツド部材の中央部に
配置された各ヒンジ手段が、該ロツド部材を外方
に動かして完全に展開した位置となるように、該
マスト展開手段の第二の展開カム手段上を動くに
適した第二の突起を有していることを特徴とする
折り畳み並びに展開可能なマストである。 The invention basically provides a foldable and deployable mast characterized in that it consists of: (a) having a plurality of base units suitable for being interconnected to form collapsible and deployable sections of the mast, each of the sections including at least one of the base units; Each of said foundation units includes at least two booms disposed in the direction of mast deployment, and (b) a pair of cable means diagonally interconnecting the ends of said booms; and (c) said booms. (d) hinge means provided at the center and each end of the rod members; and (e) an outer portion of each rod member. a stopper means provided on the hinge means for restricting movement of the rod member, and the hinge means has a degree of freedom that allows the rod member to be folded inwardly and unfolded outwardly. and each hinge means disposed at a respective end of the rod member is adapted to move over the first deployment cam means of the mast deployment means to cause partial deployment of the respective rod member. a first projection of the mast deployment means, each hinge means being centrally located on the rod member to move the rod member outwardly into a fully deployed position; A collapsible and deployable mast characterized in that it has a second projection adapted to move on two deployment cam means.
以下、本発明をよりよく理解するために、添付
の図面を参照しつつ実施例を説明する。勿論、容
易に理解される通り、それら図面は、その該当す
る説明の部分と共に、単に本発明の主題を説明す
るためのものに過きず、いささかも本発明を制限
するものではない。 In order to better understand the present invention, examples will now be described with reference to the accompanying drawings. Of course, as will be readily understood, the drawings, together with the relevant portions of the description, are merely for the purpose of illustrating the subject matter of the invention and are not intended to limit the invention in any way.
本発明の主題をなすマストは、ロツド手段とし
てのけた(girder):L,L′、ブーム(bome;張
り棒):M,M′、及びケーブル:C,C′の如き筋
違い(cross−brace;交叉締め付け)から形成さ
れている。 The mast, which is the subject of the invention, has cross-braces such as girders: L, L', booms: M, M', and cables: C, C'. ; cross-tightening).
先ず、第1a図から第1c図を参照して、折り
畳み可能なマストの原理を述べる。それら3図
は、二次元マストの展開時の諸相乃至は態様を示
すものである。このマストは、2本のブームM,
M′と2本のケーブルC,C′と2本のけたL,
L′とを含み、それらが中間部や端部でそれぞれ折
り曲げができるようにヒンジ(螺番)H1,H2及
びH′1,H′2,H″1,H″2を備えている。 First, the principle of a foldable mast will be described with reference to FIGS. 1a to 1c. These three figures show various aspects or modes when the two-dimensional mast is deployed. This mast consists of two booms M,
M' and two cables C, C' and two girders L,
L′, and are provided with hinges H 1 , H 2 and H′ 1 , H′ 2 , H″ 1 , H″ 2 so that they can be bent at the middle and ends, respectively. .
第1a図は、展開の開始を示している。即ち、
けたL′,Lが連続的に矢印方向に、同図では示さ
れていない展開機構によつて動かされる。この展
開中に、ケーブルC,C′は次第に張つて、第1b
図に示されている状態まで張りつめて来る。更に
けたの運動が進んで、そこにケーブルの弾性変形
を起こして来る。そして、該けたの二つの部分が
直線状になつた時、その弾性変形は極点に到達す
る。それを越えて更にけたを動かせば、ケーブル
には僅かなたるみが現れて来る。遂に最終位置に
達して、ヒンジH1,H2,H′1,H′2,H″1,H″2
(第1c図参照)と一体的に形成されたストツパ
B1,B′1,B″1,B2,B′2,B″2によつて、それ以
上の運動が不可能となる。該ストツパの位置はケ
ーブルに尚若干の応力が残存するところに選定さ
れる。 Figure 1a shows the beginning of deployment. That is,
The beams L' and L are moved continuously in the direction of the arrow by an unfolding mechanism not shown in the figure. During this deployment, cables C, C' are gradually tightened and
It will tighten up to the state shown in the figure. The movement of the girder further progresses, causing elastic deformation of the cable. When the two parts of the girder become straight, the elastic deformation reaches its maximum point. If you move the cable further beyond that point, a slight slack will appear in the cable. Finally reaching the final position, the hinges H 1 , H 2 , H′ 1 , H′ 2 , H″ 1 , H″ 2
(see Figure 1c)
B 1 , B′ 1 , B″ 1 , B 2 , B′ 2 , B″ 2 make further movement impossible. The location of the stopper is selected so that some stress still remains in the cable.
このようにして得られた構造の安定性は完璧で
ある。事実、けたL,L′の外方への動きはストツ
パの存在により制限され、内方へ向き動きはケー
ブルC,C′があつて予備応力が加わつているから
困難な状態にある。 The stability of the structure thus obtained is perfect. In fact, the outward movement of the girders L, L' is limited by the presence of the stoppers, and the inward movement is difficult because of the prestressing of the cables C, C'.
第1a図から第1c図までに示されている如き
マストの基準平面構想から、数個の単位要素を相
隣接して並べることにより、三次元構造を案出す
ること当然可能である。 It is naturally possible to devise a three-dimensional structure by arranging several unit elements adjacent to each other from the reference plane concept of the mast as shown in FIGS. 1a to 1c.
第2図は、三角形の底面を有するマストを示し
ているが、そのことは三角形底面の構造に限られ
るということを決して意味しない。前記基準平面
構想からn個の辺を有する底面の三次元構造を案
出することも可能である。例えば、三角形、正方
形、長方形、五角形、六角形など。 Although FIG. 2 shows a mast with a triangular base, it is in no way meant to be limited to triangular base configurations. It is also possible to devise a three-dimensional structure of the bottom surface having n sides from the reference plane concept. For example, triangle, square, rectangle, pentagon, hexagon, etc.
ここに言うマストの底面は、必ずしも規則正し
い形であることを要しない。そして、このことは
先行技術には見られない重要な別の利益をもたら
している。 The bottom of the mast referred to here does not necessarily have to have a regular shape. And this provides another important benefit not found in the prior art.
マストの安定性は、ヒンジの軸を回動させるこ
とによつて高められるものであり、現に第1a図
から第1c図に示される通り、ヒンジの軸は図の
用紙平面に対し垂直ではなく、鉛直線に対して予
め定められた角度で傾斜している。又、ヒンジの
回転軸がすべて同一の角度で傾斜しているという
ことも必要条件ではない。同一けたのヒンジの軸
及び二つの相隣接するブーム間のそれらのみが、
同一の傾斜角度であれば足りるのである(例え
ば、H1,H′1,H″1,H2,H′2,H″2)。 The stability of the mast is increased by rotating the axis of the hinge, and in fact, as shown in Figures 1a to 1c, the axis of the hinge is not perpendicular to the plane of the paper in the figures; It is inclined at a predetermined angle with respect to the vertical line. It is also not a requirement that the rotational axes of the hinges all be inclined at the same angle. Only the hinge axes of the same girder and those between two phase adjacent booms are
It is sufficient that the angles of inclination are the same (for example, H 1 , H′ 1 , H″ 1 , H 2 , H′ 2 , H″ 2 ).
かくの如き傾斜角度の相違は、対称性を打ち破
ることによつて、ヒンジのレベルにおいて諸応力
を三個の軸に沿つて分散することを許し、結果的
には全構造の安定性を著しく高めることとなるの
である。 Such a difference in inclination angles, by breaking the symmetry, allows stresses to be distributed along three axes at the hinge level, thus significantly increasing the stability of the entire structure. That's what happens.
第3a図と第3b図は、この角度の違いを示し
ている。第3a図におけるヒンジH1,H′1,H″1
の回転軸は図の用紙平面に対し垂直であり、一
方、ヒンジH2,H′2,H″2のそれは用紙平面内に
ある。第3b図は傾斜図であつて、その矢印はヒ
ンジの可能な回転方向を示している。 Figures 3a and 3b illustrate this difference in angle. Hinge H 1 , H′ 1 , H″ 1 in Figure 3a
The axis of rotation of is perpendicular to the plane of the paper in the figure, while that of the hinges H 2 , H′ 2 , H″ 2 is in the plane of the paper. Possible rotation directions are shown.
この構造は、第1図に示される構造に比し、明
らかに安定性が高い。そのことはC点レベルにお
ける力Fのかかり方を考えてみれば判る。 This structure is clearly more stable than the structure shown in FIG. This can be understood by considering how the force F is applied at the C point level.
その力Fは、大部分ヒンジH2,H′2,H″2を支
持しているけたによつて吸収される。その吸収
は、該力Fがヒンジの回転軸線の方向と一致して
いることに起因する。そして、この際、本構造体
は識別できる程の変形を蒙ることはない。このよ
うにして得られる改善の効果は、各けた毎のシン
ジの組がそれぞれ異なる角度で用紙に対する鉛直
線に関し傾斜させられる時、一層大きく現れる。
今一つの利点は、格納の容易性である。つまり、
けたは最早ブームとは同一平面内にはなくて、積
み重ねられる部材の数が減少する効果が出るので
ある。 The force F is mostly absorbed by the girders supporting the hinges H 2 , H′ 2 , H″ 2 . This is due to the fact that the structure does not undergo any discernible deformation.The effect of the improvement obtained in this way is that the sets of liners for each digit are positioned at different angles relative to the paper. Appears even larger when tilted with respect to the vertical line.
Another advantage is ease of storage. In other words,
The girder is no longer in the same plane as the boom, which has the effect of reducing the number of parts that can be stacked.
また、ヒンジの回転軸に傾斜を取り入れること
によつて、本構造体は容易に崩壊につながるよう
な軸線を持たなくなる。 Also, by incorporating a tilt in the axis of rotation of the hinge, the structure does not have an axis that could easily lead to collapse.
例えば、ケーブルの固着のために板ばね(図示
せず)を用いる等、記憶手段を使用することによ
り、格納を容易にすることが出来る。それは、
又、ベースの中だけでの折り畳みを許し、螺番や
展開機構との干渉を回避させる。かくて格納され
た位置においては、ケーブルは完全に底面内に納
まつている。 Storage means can be used to facilitate storage, for example by using leaf springs (not shown) to secure the cable. it is,
Furthermore, it allows folding only within the base, avoiding interference with the screws and unfolding mechanism. In this retracted position, the cable is completely contained within the bottom surface.
占有するスペースを最小限に減少させるために
は、相隣接する二つのブームの間のけたは、底面
の最小辺の2倍よりは小さい長さでなければなら
ない。 In order to minimize the space occupied, the girder between two adjacent booms should have a length less than twice the smallest side of the base.
マストが熱勾配を生ずるような一方向の流れに
曝されている場合には、そのマストにたわみが発
生する恐れが生ずる。このような場合には、マス
トを僅かにねじつて問題を最小限にくい止めるこ
とができる。この目的は、ストツパB1,B′1,
B″1,B2,B′2,B″2を非対称に置き、二つの相隣
接するブームM,M′の間のケーブルC′,Cに異
なる長さを与えることにより充分に達せられる。
必要な場合には、ねじりの方向を一定の間隔をお
いて逆転させることも可能である。 If the mast is exposed to a unidirectional flow that creates a thermal gradient, there is a risk that the mast will sag. In such cases, the mast can be slightly twisted to minimize the problem. This purpose is based on the stoppers B 1 , B′ 1 ,
This can be achieved satisfactorily by placing B'' 1 , B 2 , B' 2 , B'' 2 asymmetrically and by giving different lengths to the cables C', C between two adjacent booms M, M'.
If necessary, it is also possible to reverse the direction of twist at regular intervals.
第4図は、本発明のマストと関連する引き出し
並びに展開の機構を示すものであり、該機構は、
第一のリング8に固定された複数組のカムにより
構成される。該リング8は1個またはそれ以上の
モータ9により動かされる。各組のカムは、カム
10とカム11の2個の組合せである。カムの組
の数は、ベースの辺の数に一致して定まる。例え
ば、三角形ベースの構造−第2図に発明を制限す
る趣旨ではなく例示されている−においては、3
組のカムが用いられる。 FIG. 4 shows the draw-out and deployment mechanism associated with the mast of the present invention, which mechanism includes:
It is composed of a plurality of sets of cams fixed to the first ring 8. The ring 8 is moved by one or more motors 9. Each set of cams is a combination of two cams 10 and 11. The number of cam sets is determined to match the number of sides of the base. For example, in a triangular-based structure--illustrated but not meant to limit the invention in FIG.
A set of cams is used.
マストの格納された部分を伸ばして整列させ得
るように、基板13を動かすための数個(この実
施例では3個)のスクリユー12が配設されてお
り、また該基板13は第一のリング8と基板13
との間の円筒状スペース16においてマスト格納
部分を支持している。スクリユー12は、第二の
リング14により駆動される。この第二のリング
14の外周部には、ある特定部位にだけ歯が刻ま
れていて、前記カム10,11が展開されるマス
トの格納部分に係合していない間に限り、該スク
リユー12を動かすことになつている。 In order to extend and align the retracted part of the mast, several (in this example three) screws 12 are provided for moving the base plate 13, which base plate 13 is located in the first ring. 8 and board 13
The mast storage part is supported in the cylindrical space 16 between. The screw 12 is driven by a second ring 14. The outer periphery of this second ring 14 is provided with teeth only at a specific location, and only when the cams 10, 11 are not engaged with the retracted portion of the mast to be deployed, the screw 12 is supposed to move.
なお、かかるカム10,11の活動中は、複数
個のフインガの1組が展開されていないマスト部
分を一括支持している。また、このフインガは引
込み可能に構成され、その駆動は第一のリング8
によつている。このようなフインガの作動形態が
第6a図から第6d図に示されている。そこにお
いて、フインガ15は、カムが格納マストの一つ
を展開している間、第6d図の如く、格納された
マスト部分19をロツクしているのである。そし
て、カムが展開されるべきマスト部分に係合して
いないとき(第6b図)、フインガ15は、展開
されるべき次のマスト部分が基板13の作動によ
つて展開位置に動かされ得るようにアンロツクさ
れるのである。このフインガのロツキング及びア
ンロツキングは、所定の不規則駆動装置の作動に
よつて達成され得、また該装置は第二のリング1
4の周縁部の複数部位に設けられた刻歯によつて
作動せしめられることとなる。 Note that while the cams 10 and 11 are in operation, one set of the plurality of fingers collectively supports the mast portion that is not deployed. Further, this finger is configured to be retractable, and is driven by the first ring 8.
It is based on The mode of operation of such a finger is illustrated in FIGS. 6a to 6d. There, the finger 15 locks the retracted mast section 19, as shown in Figure 6d, while the cam deploys one of the retracted masts. Then, when the cam is not engaged with the mast section to be deployed (FIG. 6b), the finger 15 is in such a way that the next mast section to be deployed can be moved into the deployed position by actuation of the base plate 13. It will be unlocked. This locking and unlocking of the fingers can be achieved by the actuation of a predetermined random drive device, which device also locks the second ring 1.
It is activated by grooves provided at multiple locations on the periphery of 4.
第5a図から第5d図までは、展開機構の操作
を示すもので、基板13上に支持されているマス
ト格納部分がリング8内を通つて、展開の目的の
ために特にブームと同レベルに設けられた第一の
突起17に当接している第一のカム10の矢印方
向の動きにて、けたL,L′等の最初の展開が行な
われる。この最初の展開の高さは前記けたの長さ
の略半分となつている。このとき、ヒンジH′1が
第5a〜5b図の如く上昇せしめられるにつれ
て、またヒンジH′1及びH″1も上方に引つ張られ
ることとなる。けだし、それらはヒンジH′1に連
結されたものであり、特にH″1はマスト格納部分
の下部セクシヨンに対して共通のものであるから
である。そして、前記高さの第一位置(即ち、最
初の展開高さ位置)に到着したとき、けたの中間
部ヒンジH1,H2と同一レベルに設けられた第二
の突起18に当接する第二のカム11の作用によ
り、それが図において左方に移動することによつ
て、前記けたの完全な展開が行なわれることにな
るのである。なお、かかる折り畳み・展開操作に
要請される第一及び第二の突起17,18は、何
れも、各ヒンジの軸と一体とされているものであ
る。 Figures 5a to 5d illustrate the operation of the deployment mechanism, in which the mast housing part supported on the base plate 13 passes through the ring 8 and is brought specifically to the same level as the boom for deployment purposes. The first expansion of the beams L, L', etc. is performed by the movement of the first cam 10 in the direction of the arrow, which is in contact with the first protrusion 17 provided. The height of this initial development is approximately half the length of the girder. At this time, as the hinge H' 1 is raised as shown in Figures 5a and 5b, the hinges H' 1 and H'' 1 are also pulled upward . In particular, H″ 1 is common to the lower section of the mast storage. When the first height position (i.e., the first expanded height position) is reached, a second protrusion 18 is brought into contact with a second protrusion 18 provided at the same level as the intermediate hinges H 1 and H 2 of the girder. The action of the second cam 11 causes complete expansion of the spar by moving it to the left in the figure. Note that the first and second protrusions 17 and 18 required for such folding and unfolding operations are both integrated with the axis of each hinge.
この時、第二のカム11と、展開位置における
ロツキング時のけたの中間軸の動き(第1b図の
位置から第1c図の位置に至る僅かな膨み乃至は
突き出し運動)との間の干渉が、一方において
は、第二のカムの形状により規制せられ、また他
方においては、ヒンジの直線的な自然運動とカム
の円運動とにより規制されることとなる。 At this time, there is interference between the second cam 11 and the movement of the intermediate shaft of the girder during locking in the deployed position (slight expansion or protrusion movement from the position shown in Fig. 1b to the position shown in Fig. 1c). However, on the one hand, it is regulated by the shape of the second cam, and on the other hand, it is regulated by the linear natural motion of the hinge and the circular motion of the cam.
なお、マストの折り畳みは、上記展開用のカム
10,11に対して食い違わせた、換言すれば逆
のカム面形状を有する折り畳み用カムを用いて、
モーターの回転方向を単純に逆転させるだけで行
なわれる。 The mast is folded using a folding cam that is offset from the unfolding cams 10 and 11, in other words, has a reverse cam surface shape.
This is done by simply reversing the direction of rotation of the motor.
本発明による展開機構の利点は、従来技術との
比較において下記の通り要約できる。 The advantages of the deployment mechanism according to the invention can be summarized as follows in comparison with the prior art.
(イ) カムの高さが二つのブームの間の長さの半分
に等しく、つまり米国特許第3486279に開示さ
れているものに比し半分以下の高さで済む。(b) The height of the cam is equal to half the length between the two booms, which is less than half the height of that disclosed in U.S. Pat. No. 3,486,279.
(ロ) 摩擦が非常に少ない。構造体が上昇する間、
動作は直接ヒンジの高さレベルで行なわれるか
らである。結果的に展開機能を軽量化する
上記において明確にされている通り、本発明は
如何なる意味においても、実施例や、より積極的
に開示されている応用の態様などにも限定される
ものではない。本発明は、反対に、当該技術分野
の精通者ならば発明の範囲なり、精神なりから逸
脱することなく為し得るあらゆる変化をも包含す
るものである。(b) Very little friction. While the structure rises,
This is because the movement takes place directly at the hinge height level. As a result, the deployment functionality is lightened. As made clear above, the invention is not limited in any way to the embodiments or to the more actively disclosed modes of application. . To the contrary, the present invention is intended to include all changes that can be made by those skilled in the art without departing from the scope or spirit of the invention.
第1a図〜第1c図は、それぞれ、本発明に従
うマストの展開に際し、順次継起する相を略図的
に示す説明図である。第2図は、三角形のベース
を有する、本発明に従うマスト構造の一例を示す
説明図である。第3図は、ヒンジの実施例を、そ
の回転軸線が鉛直線に対し予め定められた角度で
傾斜する模様を第3a図と第3b図において略図
的に示す図であり、その傾斜は想定されるヒンジ
により異なり得るものである。第4図は、本発明
に従うマストの展開機構を略図的に示す図であ
り、更に第5a図乃至第5d図は、それぞれ、そ
の操作態様を示す説明図である。第6a図乃至は
第6d図は、それぞれ、フインガの格納マスト部
分に対する作動態様を示す説明図である。
M:ビーム、L:けた、C:ケーブル、H:ヒ
ンジ、8:第一のリング、10:カム、11:カ
ム、12:スクリユー、13:基板、14:第二
のリング、15:フインガ、17:第一の突起、
18:第一の突起、19:格納マスト部分。
Figures 1a to 1c are explanatory diagrams each schematically showing the successive phases during deployment of a mast according to the invention. FIG. 2 is an illustration showing an example of a mast structure according to the invention having a triangular base. FIG. 3 is a diagram schematically showing, in FIGS. 3a and 3b, an embodiment of the hinge in which the axis of rotation thereof is inclined at a predetermined angle with respect to the vertical line, and the inclination is not assumed. This may vary depending on the hinge used. FIG. 4 is a diagram schematically showing a mast deployment mechanism according to the present invention, and FIGS. 5a to 5d are explanatory diagrams each showing its operating mode. FIGS. 6a to 6d are explanatory views showing how the fingers operate on the retractable mast portion, respectively. M: beam, L: girder, C: cable, H: hinge, 8: first ring, 10: cam, 11: cam, 12: screw, 13: board, 14: second ring, 15: finger, 17: First protrusion,
18: First protrusion, 19: Storage mast part.
Claims (1)
を形成するように相互に連結されるに適した複数
の基礎ユニツトL,L′,M1,M′1;L′,L″,M2,
M′2;L″,L,M3,M′3を有し、該セクシヨン
L,L′,M1,M′1−L′,L″,M2,M′2−L″,L,
M3,M′3の各々が該基礎ユニツトの少なくとも
一つL,L′,M,M′;L,L′,M1,M′1を含み、
また該基礎ユニツトの各々がマストの展開方向に
配置された少なくとも二本のブームM1,M′1;
M2,M′2;M3,M′3を含むと共に、 該ブームM1,M′1;M2,M′2;M3,M′3の端
部同士H″1−H′2,H″2−H′1;H″2−H′3,H″3−
H′2;H″3−H′1,H″1−H′3を対角線で相互に連結
する一対のケーブル手段C1,C′1;C2,C′2;C3,
C′3と、 前記ブームの長手方向の対応する端部間を互い
に連結する一対のロツド部材L,L′;L′,L″;
L″,Lと、 該ロツド部材L,L′;L′,L″;L″,Lの中央
部H1,H2,H3及びそれぞれの端部H′1,H″1;
H′2,H″2;H′3,H″3に設けたヒンジ手段H1,
H′1,H″1;H2,H′2,H″2;H3,H′3,H″3と、 それぞれのロツド部材の外方への動きを規制す
るために該ヒンジ手段に設けられたストツパ手段
B1,B′1,B″1;B2,B′2,B″2とを有し、且つ 該ヒンジ手段が前記ロツド部材の内方への折り
畳みと外方への展開を可能ならしめる自由度を有
し、また該ロツド部材L,L′,L″のそれぞれの
端部H′1,H′2,H′3;H″1,H″2,H″3に配置され
る各ヒンジ手段が、それぞれのロツド部材L,
L′,L″の部分的な展開を惹起するように、マス
ト展開手段(8〜14)の第一の展開カム手段10
上を動くに適した第一の突起17を有し、更に前
記ロツド部材L,L′,L″の中央部H1,H2,H3に
配置された各ヒンジ手段が、該ロツド部材L,
L′,L″を外方に動かして完全に展開した位置と
なるように、該マスト展開手段(8〜14)の第二
の展開カム手段11上を動くに適した第二の突起
18を有していることを特徴とする折り畳み並び
に展開可能なマスト。 2 前記マストの折り畳み可能なセクシヨンL,
L′,M1,M′1−L′,L″,M2,M′2−L″,L,
M3,M′3の各々が、n個の基礎ユニツトL,L′,
M1,M′1;L′,L″,M2,M′2;L″,L,M3,
M′3を含み、そのブームM1,M2,M3が、先行す
るセクシヨンに共通のn個の辺M1,M2,M3を
有する第一のベースと、後続するセクシヨンに共
通のn個の辺M′1,M′2,M′3を有する第二のベー
スを決定し、そして該第一及び第二のベースの各
辺M1,M2,M3;M′1,M′2,M′3が、三角形、
四角形、長方形、五角形、若しくは六角形の中の
一つを形成するように対称若しくは非対称の形状
の一つに配置される特許請求の範囲第1項記載の
折り畳み並びに展開可能なマスト。 3 前記ヒンジ手段H1,H′1,H″1;H2,H′2,
H″2;H3,H′3,H″3の回転軸が、90゜の角度で傾
斜している特許請求の範囲第1項記載の折り畳み
並びに展開可能なマスト。 4 前記ヒンジ手段H1,H′1,H″1;H2,H′2,
H″2;H3,H′3,H″3の回転軸が、90゜以外の角度
で傾斜している特許請求の範囲第1項記載の折り
畳み並びに展開可能なマスト。 5 同一の前記ロツド手段L,L′,L″に付帯す
る前記ヒンジ手段H1,H′1,H″1;H2,H′2,
H″2;H3,H′3,H″3の回転軸が、二つの相隣接
する基礎ユニツトL,L′,M1,M′1;L′,L″,
M2,M′2;L″,L,M3,M′3の間において、同
一角度で傾斜している特許請求の範囲第1項記載
の折り畳み並びに展開可能なマスト。 6 前記ケーブル手段C1,C′1;C2,C′2;C3,
C′3が、前記基礎ユニツトL,L′,M1,M′1;L′,
L″,M2,M′2;L″,L,M3,M′3の対頂角部H″1
−H′2,H″2−H′1;H″2−H′3,H″3−H′2;H″3−
H′1,H″1−H′3に、スプリングを有する記憶手段
によつて固着されている特許請求の範囲第1項記
載の折り畳み並びに展開可能なマスト。 7 二つの相隣接する基礎ユニツトの間におけ
る、前記ロツド部材L;L′;L″の長さが、ブー
ムM1,M2,M3;M′1,M′2,M′3の最小サイズ
M1,M′1の2倍を越えない長さであり、それに
より、マストの格納中に必要とされるスペース1
6を最小限まで減少することを可能にする特許請
求の範囲第1項記載の折り畳み並びに展開可能な
マスト。 8 前記ストツパ手段B1,B′1,B″1;B2,B′2,
B″2;………が、マストの僅かなねじりを可能に
するために非対称とされ、そしてそこで、二つの
相隣接するブームM1,M′1;M2,M′2;M3,
M′3の間の前記ケーブル手段C1,C′1;C2,C′2;
C3,C′3が異なる長さからなり、それによつて、
一方向の流れがマストに加わることにより発生す
る熱勾配に起因して生ずることのあるマストの歪
が減少される特許請求の範囲第1項記載の折り畳
み並びに展開可能なマスト。 9 前記展開手段(8〜14)が、第一の刻歯リン
グ8に固定された第一のカム10及び第二のカム
11からなる組合せの複数を含む、且つそこにお
いて、該第一の刻歯リング8を駆動する少なくと
も1個のモータ手段9が設けられている特許請求
の範囲第1項記載の折り畳み並びに展開可能なマ
スト。 10 前記カムの組合せの数が、前記ベースを含
む辺の数と一致する特許請求の範囲第9項記載の
折り畳み並びに展開可能なマスト。 11 マストの格納部分を順次伸ばして整列させ
るための手段が、第一の刻歯リング8に関連する
第二の刻歯リング14、及び格納されたマストを
支持する基板13と連結されるスクリユー手段1
2を有し、該第二の刻歯リング14が、該スクリ
ユー手段12を駆動するようにされ、そして、前
記カムの組合せの中のカム10,11が、展開さ
れるべきマストの格納された部分と噛合状態にな
い間に限り、スクリユー手段12が該第二の刻歯
リング14によつて駆動されるように、或る一定
の周縁部分にのみ刻歯されている特許請求の範囲
第9項記載の折り畳み並びに展開可能なマスト。Claims: 1. A plurality of basic units L, L', M 1 , M'1;L',L'', suitable to be interconnected to form a foldable and deployable section of the mast; M2 ,
M ′ 2 ; L″ , L, M 3 , M ′ 3 ; ,
each of M 3 , M′ 3 includes at least one of said basic units L, L′, M, M′; L, L′, M 1 , M′ 1 ;
and at least two booms M 1 , M′ 1 , each of said basic units being arranged in the direction of deployment of the mast;
M 2 , M′ 2 ; M 3 , M′ 3 are included, and the ends of the boom M 1 , M′ 1 ; M 2 , M′ 2 ; M 3 , M′ 3 are H″ 1 −H′ 2 ,H″ 2 −H′ 1 ;H″ 2 −H′ 3 ,H″ 3 −
A pair of cable means C 1 , C′ 1 ; C 2 , C′ 2 ; C 3 , interconnecting H′ 2 ; H″ 3 −H′ 1 , H″ 1 − H ′ 3 diagonally;
C′ 3 ; and a pair of rod members L, L′; L′, L″ that connect the corresponding ends of the boom in the longitudinal direction;
L'', L, the rod members L, L';L',L''; central portions H 1 , H 2 , H 3 of L'', L and respective ends H' 1 , H''1;
H′ 2 , H″ 2 ; H′ 3 , hinge means H 1 provided at H″ 3 ;
H′ 1 , H″ 1 ; H 2 , H′ 2 , H″ 2 ; H 3 , H′ 3 , H″ 3 and the hinge means to restrict outward movement of the respective rod members. Stopper means provided
B 1 , B′ 1 , B″ 1 ; B 2 , B′ 2 , B″ 2 , and the hinge means allows the rod member to be folded inwardly and unfolded outwardly. each end H' 1 , H' 2 , H'3;H" 1 , H" 2 , H" 3 of the rod members L, L', L"; The hinge means is connected to each rod member L,
The first deployment cam means 10 of the mast deployment means (8-14) so as to cause partial deployment of L', L''.
Each hinge means having a first protrusion 17 suitable for movement thereon and further arranged in the central part H 1 , H 2 , H 3 of said rod member L, L', L'' ,
A second protrusion 18 adapted to move over the second deployment cam means 11 of said mast deployment means (8-14) in order to move L', L'' outwardly into the fully deployed position. A collapsible and deployable mast, characterized in that it has: 2. A collapsible section L of the mast;
L′, M 1 , M′ 1 −L′, L″, M 2 , M′ 2 −L″, L,
Each of M 3 , M′ 3 has n basic units L, L′,
M 1 , M′ 1 ; L′, L″, M 2 , M′ 2 ; L″, L, M 3 ,
M′ 3 , the booms M 1 , M 2 , M 3 of which have n sides M 1 , M 2 , M 3 common to the preceding section and a first base having n sides M 1 , M 2 , M 3 common to the succeeding section; Determine a second base having n sides M' 1 , M' 2 , M' 3 , and each side of the first and second bases M 1 , M 2 , M 3 ; M' 1 , M′ 2 , M′ 3 are triangles,
A collapsible and deployable mast according to claim 1, arranged in one of symmetrical or asymmetrical shapes to form one of a square, a rectangle, a pentagon, or a hexagon. 3. The hinge means H 1 , H′ 1 , H″ 1 ; H 2 , H′ 2 ,
A collapsible and deployable mast according to claim 1, wherein the rotation axes of H″ 2 ; H3 , H′3 , H″ 3 are inclined at an angle of 90°. 4. The hinge means H 1 , H′ 1 , H″ 1 ; H 2 , H′ 2 ,
The collapsible and deployable mast according to claim 1, wherein the rotation axes of H″ 2 ; H 3 , H′ 3 , H″ 3 are inclined at an angle other than 90°. 5. The hinge means H 1 , H' 1 , H " 1 ; H 2 , H' 2 , attached to the same rod means L, L', L "
The rotation axes of H″ 2 ; H 3 , H′ 3 , H″ 3 are connected to two adjacent foundation units L, L′, M 1 , M′ 1 ; L′, L″,
The collapsible and deployable mast according to claim 1, wherein M 2 , M'2;L'', L, M 3 , M' 3 are inclined at the same angle. 6. The cable means C 1 , C′ 1 ; C 2 , C′ 2 ; C 3 ,
C′ 3 is the basic unit L, L′, M 1 , M′ 1 ; L′,
L″, M 2 , M′ 2 ; Vertical corner H″ 1 of L″, L, M 3 , M′ 3
−H′ 2 ,H″ 2 −H′ 1 ;H″ 2 −H′ 3 ,H″ 3 −H′ 2 ;H″ 3 −
A collapsible and deployable mast according to claim 1, which is fixed to H ' 1 , H'' 1 - H' 3 by storage means with springs.7. The length of the rod member L; L';L'' between the booms M 1 , M 2 , M 3 ; M' 1 , M' 2 , M' 3 is the minimum size
M 1 , M′ 1 , not more than twice the length, so that the space required during storage of the mast 1
6. A collapsible and deployable mast according to claim 1, which makes it possible to reduce 6 to a minimum. 8. The stopper means B 1 , B′ 1 , B″ 1 ; B 2 , B′ 2 ,
B″ 2 ;... is made asymmetrical to allow slight torsion of the mast, and then two adjacent booms M 1 , M′ 1 ; M 2 , M′ 2 ; M 3 ,
Said cable means between M′ 3 C 1 , C′ 1 ; C 2 , C′ 2 ;
C 3 , C′ 3 are of different lengths, so that
A collapsible and deployable mast according to claim 1, wherein distortion of the mast that may occur due to thermal gradients caused by unidirectional flow applied to the mast is reduced. 9. said deployment means (8-14) comprising a plurality of combinations consisting of a first cam 10 and a second cam 11 fixed to the first knurled ring 8, and wherein said first knurled ring 8; A collapsible and deployable mast according to claim 1, characterized in that at least one motor means (9) for driving the toothed ring (8) is provided. 10. The collapsible and deployable mast of claim 9, wherein the number of combinations of said cams matches the number of sides including said base. 11 Screw means in which the means for sequentially extending and aligning the retracted portions of the mast are connected to the second knurled ring 14 associated with the first knurled ring 8 and to the base plate 13 supporting the retracted mast; 1
2, said second toothed ring 14 is adapted to drive said screw means 12, and cams 10, 11 in said cam combination Claim 9: Only certain peripheral parts are toothed so that the screw means 12 is driven by the second toothed ring 14 only while not in mesh with the parts. Foldable and deployable masts as described in Section 1.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR8015937A FR2487133A1 (en) | 1980-07-18 | 1980-07-18 | Foldable mast for automatic lunar vehicle - has vertically opposing frames interconnected by hinged struts which are tensioned in unfolded attitude by cables |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5799005A JPS5799005A (en) | 1982-06-19 |
JPS6349924B2 true JPS6349924B2 (en) | 1988-10-06 |
Family
ID=9244307
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP56112883A Granted JPS5799005A (en) | 1980-07-18 | 1981-07-17 | Foldable and extensible mast |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5799005A (en) |
CA (1) | CA1179768A (en) |
FR (1) | FR2487133A1 (en) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3222475A1 (en) * | 1981-06-19 | 1983-01-27 | British Aerospace Public Ltd. Co., London | EXTENDABLE MASTER STRUCTURE |
US4578919A (en) * | 1982-07-14 | 1986-04-01 | Harris Corporation | Self-stowing arrangement for structural tension members with taper latch hinge coupling joints |
US4569176A (en) * | 1983-11-28 | 1986-02-11 | Astro Research Corporation | Rigid diagonal deployable lattice column |
CA1310165C (en) * | 1987-04-24 | 1992-11-17 | Louis R. Adams | Collapsible truss structure |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4015653A (en) * | 1976-04-08 | 1977-04-05 | General Dynamics Corporation | Panel deployment system |
-
1980
- 1980-07-18 FR FR8015937A patent/FR2487133A1/en active Granted
-
1981
- 1981-07-10 CA CA000381566A patent/CA1179768A/en not_active Expired
- 1981-07-17 JP JP56112883A patent/JPS5799005A/en active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CA1179768A (en) | 1984-12-18 |
FR2487133A1 (en) | 1982-01-22 |
FR2487133B1 (en) | 1982-09-24 |
JPS5799005A (en) | 1982-06-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6463709B2 (en) | Modular deployable antenna | |
US4587777A (en) | Deployable space truss beam | |
JP5694306B2 (en) | Telescopic structure | |
US5040349A (en) | Collapsible truss structures | |
EP2640643A1 (en) | Low weight, compactly deployable support structure | |
US4771585A (en) | Collapsible truss unit for use in combination with other like units for the construction of frameworks | |
US5243803A (en) | Module for expandable framework structure and expandable framework structure employing said module | |
CN114614232A (en) | Antenna folding and unfolding mechanism | |
JPS6349924B2 (en) | ||
JP3878973B2 (en) | Expandable frame structure | |
CN108583939A (en) | A kind of space development mechanism applied to the satellite sun wing | |
JPH0659880B2 (en) | Deployable frame structure | |
CN111934098A (en) | Annular deployable antenna truss based on bennett mechanism | |
JPH0861594A (en) | Spreadable framework structure | |
JPH11293777A (en) | Spreading type framed structure | |
JPH01278638A (en) | Developing structure | |
JP2516701B2 (en) | Extension mast | |
JP2576696B2 (en) | Deployment truss | |
EP0293109B1 (en) | Truss structure | |
JP2555487B2 (en) | Truss structure | |
CN116461724A (en) | Cable net antenna and solar panel combined type expandable structure for spacecraft | |
JPS60121200A (en) | Expandable truss structure | |
JPH01252005A (en) | Reflection mirror supporting structure | |
JPH0299496A (en) | Development structure for space | |
JPH04197898A (en) | Truss structure |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |