JPH026298A - Positioning device for structures - Google Patents
Positioning device for structuresInfo
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- JPH026298A JPH026298A JP63158328A JP15832888A JPH026298A JP H026298 A JPH026298 A JP H026298A JP 63158328 A JP63158328 A JP 63158328A JP 15832888 A JP15832888 A JP 15832888A JP H026298 A JPH026298 A JP H026298A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
A9発明の目的
(1)産業上の利用分野
本発明は、超音波モータによって作動するアクチュエー
タを用いて構造物の位置決めを行うための装置に関し、
特に、摺動部の潤滑が困難な高真空の宇宙空間で使用す
るのに適した構造物の位置決め装置に関する。Detailed Description of the Invention A9 Object of the Invention (1) Industrial Application Field The present invention relates to a device for positioning a structure using an actuator operated by an ultrasonic motor.
In particular, the present invention relates to a structure positioning device suitable for use in high vacuum space, where it is difficult to lubricate sliding parts.
(2)従来の技術
宇宙空間において人工衛星やスペースシャトルにアンテ
ナ等の構造物を構築した場合、この構造物の位置や姿勢
を制御する必要が生じる。このような場合、一端を構造
物に固着したワイヤー等の張力部材の他端をアクチュエ
ータによって牽引し、この張力部材のテンシヨンを調整
することによって構造物の位置や姿勢の制御を行ってい
る。(2) Conventional technology When constructing structures such as antennas on artificial satellites and space shuttles in outer space, it becomes necessary to control the position and attitude of these structures. In such cases, one end of a tension member such as a wire fixed to the structure is pulled by an actuator, and the tension of the tension member is adjusted to control the position and posture of the structure.
(3)発明が解決しようとする課題
しかしながら、高真空の宇宙空間においては潤滑油が蒸
発してしまうため、アクチュエータに通常の電気モータ
や油空圧モータを用いると、その摺動面に油切れが発生
して機能が停止する恐れがあった。そして、宇宙空間に
おいて上述のようなトラブルが生じた場合、その修復を
行うことは非常に困難であるため、高価な資材が無駄に
なったり貴重な人命が危険に晒されることになる。(3) Problems to be solved by the invention However, in the high vacuum of outer space, lubricating oil evaporates, so if a normal electric motor or hydropneumatic motor is used as an actuator, the sliding surface will run out of oil. There was a risk that this would occur and the function would stop. If the above-mentioned trouble occurs in outer space, it is extremely difficult to repair it, resulting in a waste of expensive materials and endangering precious human lives.
本発明は、前述の事情に鑑みてなされたもので、潤滑の
困難な宇宙空間においても作動可能な無潤滑のアクチュ
エータを用いた構造物用位置決め装置を提供することを
課題とする。The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and an object of the present invention is to provide a structure positioning device using a non-lubricated actuator that can operate even in outer space where lubrication is difficult.
B1発明の構成
(1) 課題を解決するための半没
上記課題を達成するために、本発明の構造物用位置決め
装置は、円筒状の弾性体の内周面に貼設した多数の圧電
素子を備え、この圧電素子に所定の電圧を印加すること
によって上記弾性体に進行波を発生させる超音波モータ
と、この超音波モータの弾性体にその中間部を当接して
駆動される張力部材とにより構成されるアクチュエータ
を具備し、このアクチュエータの張力部材の両端を構造
物の所定箇所に接続することによって該構造物に変位を
与えることを特徴とする。B1 Structure of the Invention (1) Semi-immersion to Solve the Problems In order to achieve the above problems, the structure positioning device of the present invention includes a large number of piezoelectric elements attached to the inner peripheral surface of a cylindrical elastic body. an ultrasonic motor that generates a traveling wave in the elastic body by applying a predetermined voltage to the piezoelectric element; and a tension member that is driven by abutting an intermediate portion of the ultrasonic motor on the elastic body of the ultrasonic motor. The present invention is characterized in that the structure is provided with an actuator constituted by the structure, and both ends of a tension member of the actuator are connected to a predetermined location of the structure to apply displacement to the structure.
(2)作 用
前述の構成を備えた本発明によれば、超音波モータの円
筒状の弾性体の内周面に貼設した多数の圧電素子が電圧
の印加によって伸縮変形すると、該圧電素子の歪みが伝
搬することによって弾性体の表面に進行波が形成される
。すると、上記弾性体にその中間部を当接した張力部材
は前記進行波によって一方向に駆動され、この張力部材
の引張り側の端部が連結された構造物に位置決めのため
の所定の変位が生じる。(2) Function According to the present invention having the above-described configuration, when a large number of piezoelectric elements attached to the inner peripheral surface of the cylindrical elastic body of the ultrasonic motor expand and contract due to the application of voltage, the piezoelectric elements As the strain propagates, a traveling wave is formed on the surface of the elastic body. Then, the tension member whose intermediate portion is in contact with the elastic body is driven in one direction by the traveling wave, and a predetermined displacement for positioning is applied to the structure to which the tension end of the tension member is connected. arise.
(3)実施例 以下、図面に基づいて本発明の詳細な説明する。(3) Examples Hereinafter, the present invention will be described in detail based on the drawings.
第1図〜第6図は、本発明による宇宙空間構造物用位置
決め装置をパラボラアンテナに適用した一実施例を示す
もので、第1図はそのパラボラアンテナを拡開した状態
を示す側面図、第2図は同じく平面図、第3図はそのパ
ラボラアンテナを折り畳んだ状態を示す側面図、第4図
は第1図の部分拡大図、第5図はアクチュエータの平面
図、第6図は同じく側面図である。1 to 6 show an embodiment in which the positioning device for space structures according to the present invention is applied to a parabolic antenna, and FIG. 1 is a side view showing the parabolic antenna in an expanded state; Figure 2 is a plan view of the same, Figure 3 is a side view showing the parabolic antenna in a folded state, Figure 4 is a partially enlarged view of Figure 1, Figure 5 is a plan view of the actuator, and Figure 6 is the same. FIG.
第1図〜第4図に示すように、このパラボラアンテナP
は円柱状の本体1の上部リング1aの外周に枢軸2によ
って回転自在に軸支した8木の骨材3を等間隔に備えて
おり、この骨材3の間には可撓性を有し、かつ電波を反
射する材料で形成した反射膜4が貼設されている。上記
骨材3は枢軸2に装着した図示せぬスプリングによって
第3図に示すように平行に閉じる方向に付勢されており
、このとき各骨材3間に貼設された反射膜4はコンパク
トに折り畳まれる。そして、上記骨材3が第1図及び第
2図に示すように放射状に拡開したとき、反射膜4は椀
状に展開してアンテナの反射面を構成するようになって
いる。また、上記本体1の上部に立設した4木の支柱5
の先端には電波を反射する反射パネル6が設けられてい
る。As shown in Figures 1 to 4, this parabolic antenna P
is equipped with eight wooden aggregates 3 rotatably supported by a pivot 2 on the outer periphery of an upper ring 1a of a cylindrical main body 1 at equal intervals, and between the aggregates 3 there is a flexible , and a reflective film 4 made of a material that reflects radio waves is attached. The aggregates 3 are urged by a spring (not shown) attached to the pivot shaft 2 in a parallel closing direction as shown in FIG. folded into. When the aggregate 3 expands radially as shown in FIGS. 1 and 2, the reflective film 4 expands into a bowl shape to form a reflective surface of the antenna. Additionally, there are four wooden supports 5 erected on the top of the main body 1.
A reflective panel 6 that reflects radio waves is provided at the tip.
各骨材3の先端に設けた支持部3aには張力部材として
のステンレス製帯板8の一端が固着されており、その他
端は各枢軸2の直下に設けたり−ル7に巻き取られてい
る。そして、この帯板8の中間部は本体1の下部リング
1bの外周に装着したアクチュエータAに巻き掛けられ
ており、このアクチュエータAを駆動して帯板8を長手
方向に送ることによってパラボラアンテナPの開閉と位
1決めが行われる。One end of a stainless steel band plate 8 as a tension member is fixed to the supporting part 3a provided at the tip of each aggregate 3, and the other end is fixed to the supporting part 3a provided at the tip of each aggregate 3. There is. The middle part of this strip plate 8 is wound around an actuator A attached to the outer periphery of the lower ring 1b of the main body 1, and by driving this actuator A and sending the strip plate 8 in the longitudinal direction, the parabolic antenna P Opening/closing and deciding the place are performed.
次に、第5図及び第6図に基づいて上記アクチュエータ
への構造を説明する。Next, the structure of the actuator will be explained based on FIGS. 5 and 6.
黄銅によって形成した薄肉円筒状の弾性体9の内周面に
は2n個の圧電素子10が等間隔で貼設されており、こ
の圧電素子10は電圧を印加することによって伸縮する
とともに、その伸縮の方向が電圧の極性によって反転す
る性質を備えている。2n piezoelectric elements 10 are attached at equal intervals to the inner peripheral surface of a thin cylindrical elastic body 9 made of brass, and the piezoelectric elements 10 expand and contract by applying a voltage, and the expansion and contraction The direction of the voltage is reversed depending on the polarity of the voltage.
上記弾性体9に貼設した圧電素子10はその伸縮の方向
が交互に反転するように配列されており、直径を挾んで
位置する各n個の圧電素子にはそれぞれ位相が90度ず
れた別個の交流電源11a。The piezoelectric elements 10 attached to the elastic body 9 are arranged so that the direction of expansion and contraction is alternately reversed, and each of the n piezoelectric elements located across the diameter has a separate one whose phase is shifted by 90 degrees. AC power supply 11a.
11bが接続されている。従って、上記交流電源11a
、llbによって電圧を印加された各圧電素子10はそ
れぞれ異なった位相で伸縮し、この伸縮が伝搬した弾性
体9の表面には進行波が形成される。このようにして、
上述の弾性体9、圧電素子■0、及び交流型alla、
11bによってアクチュエータAを駆動するための超音
波モータ12が構成されている。11b is connected. Therefore, the AC power supply 11a
, llb, each piezoelectric element 10 to which a voltage is applied expands and contracts in different phases, and a traveling wave is formed on the surface of the elastic body 9 to which this expansion and contraction propagates. In this way,
The above-mentioned elastic body 9, piezoelectric element 0, and AC type alla,
11b constitutes an ultrasonic motor 12 for driving the actuator A.
前記超音波モータ12の弾性体9の外表面には前述のス
テンレス製の帯板8の中間部が巻き掛けられており、こ
の帯板8は前記進行波によって長手方向に駆動される。An intermediate portion of the aforementioned stainless steel band plate 8 is wound around the outer surface of the elastic body 9 of the ultrasonic motor 12, and this band plate 8 is driven in the longitudinal direction by the traveling wave.
そして、その駆動方向は交流電源11a、llbの位相
を反転することによって任意に選択することができる。The driving direction can be arbitrarily selected by reversing the phases of the AC power supplies 11a and 11b.
弾性体9の両端の開口はへりリュウムカッパー製のダイ
ヤフラム13によって閉鎖されており、圧電素子10に
発生するアークを弾性体9とダイヤフラム13によって
形成される空間に封じ込めている。このとき、上記空間
に不活性ガスを封入しておけば一層安全性が高められる
。そして、このダイヤフラムの外側にはFRP或いはア
ルミニュウム等の軽量材で形成した支持部材14が固着
されており、この支持部材14に植設したボルト15を
前記本体1の下部リング1bにナツト16で螺着するこ
とによってアクチュエータAの取り付けがなされている
。The openings at both ends of the elastic body 9 are closed by diaphragms 13 made of helium copper, and the arc generated in the piezoelectric element 10 is confined in the space formed by the elastic body 9 and the diaphragm 13. At this time, if the space is filled with an inert gas, safety can be further improved. A support member 14 made of lightweight material such as FRP or aluminum is fixed to the outside of this diaphragm, and a bolt 15 implanted in this support member 14 is screwed into the lower ring 1b of the main body 1 with a nut 16. The actuator A is attached by attaching the actuator A.
次に、前述の構成を備えた本発明による宇宙空間構造物
用位置決め装置の一実施例の作用について説明する。Next, the operation of one embodiment of the space structure positioning device according to the present invention having the above-described configuration will be described.
第4図において鎖線で示すように、骨材3が折り畳まれ
た状態からアクチュエータAを駆動すると、超音波モー
タ12の弾性体9の外表面に形成される進行波によって
帯板8が矢印χ方向(第4図参照)に送られる。すると
、この帯板8の一端に連結された骨材3は実線の位置ま
で回動し、パラボラアンテナPが椀状に拡開する。この
とき、帯板8の他端はり−シフ中に自動的に巻き取られ
る。逆に、アクチュエータAによって帯板8が矢印Y方
向に送られると、帯板8の他端はリールから繰り出され
、骨材3はその枢軸2に装着した図示しない前記スプリ
ングの弾発力によって鎖線の位置に折り畳まれる。As shown by the chain line in FIG. 4, when the actuator A is driven from the folded state of the aggregate 3, the traveling wave formed on the outer surface of the elastic body 9 of the ultrasonic motor 12 causes the strip plate 8 to move in the direction of the arrow χ. (See Figure 4). Then, the aggregate 3 connected to one end of the strip plate 8 rotates to the position shown by the solid line, and the parabolic antenna P expands into a bowl shape. At this time, the other end of the strip 8 is automatically wound up during beam-shifting. Conversely, when the strip plate 8 is sent in the direction of the arrow Y by the actuator A, the other end of the strip plate 8 is unwound from the reel, and the aggregate 3 is moved along the chain line by the elastic force of the spring (not shown) attached to the pivot shaft 2. folded into position.
パラボラアンテナPが拡開状態にあるとき、その反射膜
4は送信部6を中心として対称形に位置する必要がある
。このために、8個のアクチュエータAはそれぞれ別個
に駆動され、各骨材3の位置を微調整することによって
反射IIIJ、4の精密な位置決めが行われる。When the parabolic antenna P is in the expanded state, its reflective film 4 needs to be positioned symmetrically with the transmitter 6 as the center. For this purpose, the eight actuators A are each driven separately, and by finely adjusting the position of each aggregate 3, precise positioning of the reflection IIIJ, 4 is achieved.
以上、本発明による構造物用位置決め装置の実施例を詳
述したが、本発明は、前記実施例に限定されるものでは
なく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱するこ
となく、種々の小設計変更を行うことが可能である。Although the embodiments of the structure positioning device according to the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above embodiments, and without departing from the scope of the present invention described in the claims. Various minor design changes are possible.
例えば、張力部材8として帯板を用いる代わりにワイヤ
ーを用いることが可能であり、その材質としてステンレ
ス以外に高分子材料を用いてもよい。そして、この張力
部材8を弾性体9の周りに巻き掛ける代わりに、その周
囲に1回以上巻き付けることも可能である。For example, instead of using a strip as the tension member 8, a wire may be used, and the material thereof may be a polymeric material other than stainless steel. Instead of wrapping the tension member 8 around the elastic body 9, it is also possible to wrap it around the elastic body 9 one or more times.
また、超音波モータ12の圧電素子10に対する電圧印
加の方法は前記実施例のものに限らず、隣接する圧電素
子に僅かずつ位相の異なる電圧を印加することによって
進行波を発生させることも可能である。Further, the method of applying voltage to the piezoelectric element 10 of the ultrasonic motor 12 is not limited to the method described in the above embodiment, but it is also possible to generate a traveling wave by applying voltages with slightly different phases to adjacent piezoelectric elements. be.
C3発明の効果
前述の本発明の構造物用位置決め装置によれば、アクチ
ュエータに超音波モータを用い、その円筒状の弾性体の
外表面に形成される進行波によって張力部材を駆動して
いるので、潤滑材を必要とする部材間の摺動部分が全く
存在しない。従って、摺動部の潤滑が困難な高真空の宇
宙空間においてもアクチエエータが確実に作動し、その
機能を確実に発揮させることができる。C3 Effects of the Invention According to the structure positioning device of the present invention described above, an ultrasonic motor is used as the actuator, and the tension member is driven by a traveling wave formed on the outer surface of the cylindrical elastic body. , there are no sliding parts between parts that require lubricant. Therefore, even in high-vacuum space, where it is difficult to lubricate sliding parts, the actuator can operate reliably and perform its functions reliably.
第1図は本発明の一実施例による構造物用位置決め装置
を適用したパラボラアンテナを拡開した状態を示す側面
図、第2回は同じく平面図、第3図はそのパラボラアン
テナを折り畳んだ状態を示す側面図、第4図は第1図の
部分拡大図、第5図はアクチュエータの平面図、第6図
は同しく側面図である。
8・・・帯板(張力部材)、9・・・弾性体、10・・
・圧電素子、12・・・超音波モータ、13・・・ダイ
ヤフラム、A・・・アクチュエータ、P・・・パラボラ
アンテナ(構侍物)Fig. 1 is a side view showing an expanded state of a parabolic antenna to which a positioning device for structures according to an embodiment of the present invention is applied, Fig. 2 is a plan view of the same, and Fig. 3 is a state of the parabolic antenna folded. 4 is a partially enlarged view of FIG. 1, FIG. 5 is a plan view of the actuator, and FIG. 6 is a side view of the actuator. 8... Band plate (tension member), 9... Elastic body, 10...
・Piezoelectric element, 12... Ultrasonic motor, 13... Diaphragm, A... Actuator, P... Parabolic antenna (accessory)
Claims (1)
備え、この圧電素子に所定の電圧を印加することによっ
て上記弾性体に進行波を発生させる超音波モータと、こ
の超音波モータの弾性体にその中間部を当接して駆動さ
れる張力部材とにより構成されるアクチュエータを具備
し、 このアクチュエータの張力部材の両端を構造物の所定箇
所に接続することによって該構造物に変位を与えること
を特徴とする、構造物用位置決め装置。[Claims] An ultrasonic motor that includes a large number of piezoelectric elements attached to the inner peripheral surface of a cylindrical elastic body, and generates traveling waves in the elastic body by applying a predetermined voltage to the piezoelectric elements. and a tension member that is driven by contacting the elastic body of the ultrasonic motor with its intermediate portion, and by connecting both ends of the tension member of this actuator to a predetermined location of the structure. A positioning device for a structure, characterized in that it applies displacement to the structure.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63158328A JP2952874B2 (en) | 1988-06-27 | 1988-06-27 | Positioning device for structures |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63158328A JP2952874B2 (en) | 1988-06-27 | 1988-06-27 | Positioning device for structures |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH026298A true JPH026298A (en) | 1990-01-10 |
| JP2952874B2 JP2952874B2 (en) | 1999-09-27 |
Family
ID=15669240
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63158328A Expired - Lifetime JP2952874B2 (en) | 1988-06-27 | 1988-06-27 | Positioning device for structures |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2952874B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0459500A (en) * | 1990-06-29 | 1992-02-26 | Nissan Motor Co Ltd | Brake device for docking of spacecraft structure |
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-
1988
- 1988-06-27 JP JP63158328A patent/JP2952874B2/en not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2952874B2 (en) | 1999-09-27 |
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