【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分!!Fl
この発明は、ペイロードを所定の位置にg文に取り付け
ることができるペイロード取付け装置に関するものであ
る.
[従来技術]
従来から、宇宙船の貨物室には、例えば実験装置のよう
なペイロードを載置して、大気圏外に搬送し、このペイ
ロードを宇宙空間で、マニビュレー夕等を使用して取付
け、取り外しを行なうようにしている.
宇宙船の飛行時、特に打上げ時や回収峙には、このペイ
ロードに大きな慣性力が作用するため、このペイロード
は宇宙船内に強固一二取り付ける必要があり、そのため
、このペイロードをL!物室内に設けられた取付部にネ
ジ止め等により、確実に取り付けるようにしている.
この取付け作業を宇宙空間で行なうには、宇宙飛行士が
行なうよりも、自動又は遠陽操作により行なうことが望
ましい.このため、遠隔制御されるマニピュレー夕を使
用して行なうようにすることが考えられる.
これは、マニビュレー夕でペイロードを把持して、貨物
室内の取付部位まで搬送して、位置合ゎせを行なってネ
ジ止めするようにしている.なお、この種のものとして
は、例えば特開昭82−227898号公報に記載され
たようなものかある.
[Q明が解決しようとする訓M]
しかしながら、このような従来の方法にあっては、マニ
ビュレー夕でネジの位置合わせをするようにしているた
め、このマニビュレー夕にtHIM度を要求され、かか
るマニビュレータは4t4’aが複雑となり、大型化,
高価格化を招く等、装備するのには種々の問題があった
.
[課題を解決するための手段]
この発明は、かかる従来の課題に着目してなされたもの
で、ペイロードが所定方向から押入される時の案内およ
び挿入状態で位置決めを行なうガイド手段と、前記ペイ
ロードが保持されるペイロード保持部を有し、該ペイロ
ード保持部を前記所定方向にスライドさせて、該ペイロ
ードを前記ガイド手段に引き込む引込手段と、該引込手
段により前記ガイド手段に前記ペイロードが引き込まれ
た状態で、該ペイロードを前記ガイド手段に固定する固
定手段とを有するペイロード取付け装置としたことを特
徴としている.
[作 用]
かかる手段によれば、ペイロードをマニビュレー夕で運
んで、このペイロードを引込手段のべイロード保持部に
装着する.そして、このペイロード保持部を所定方向に
スライドさせることにより、ペイロードをガイド手段内
に引き込む.これで、ペイロードはガイド手段の所定の
位置に位置決めして挿入されることとなる.しかる後、
固定手段にてペイロードをガイド部に取り付けるように
している.
このようにすれば、従来のように高精度のマニピュレー
タを用いる必要なく、引込手段を用いてガイド手段の所
定の位置までペイロードを引き込むことができるため、
容易に、 しかも確実にペイロードの取り付けを行なう
ことができる.[実施例]
以下、この発明を各実施例に基づいて説明する.第1r
IIJないし第8図は、この発明の第1実施例を示す図
である.
まず構成を説明すると、第8図中符号11は、この実施
例のべイロード取付け装置を用いて取り付けられるペイ
ロードである.このペイロード11は、例えば実験装置
で、幅bが0.8m. 高さhが1 m, 最大長
さ貸が1.85m程度の直方体の本体12を有し、この
本体12の上面部には、図示省略のマニビュレー夕にて
把持される杷持部13が設けられ、この本体12の側面
部には、円筒状の咥込み部l4が突設されている.この
咥込み部14には、周囲に計3本のラツチングアーム1
4aが設けられていると共に、一面にはガイドビン14
bが数カ所突設されている.
このようなペイロード11を取り付ける、この実施例の
べイロード取付けvt置は、重直方向ペイロード引込型
で、第1図ないし第7図に示すような構成となっている
.
この装置は、大別すると,ペイロード11が挿入されて
位置決め固定されるガイド手段16と、このガイド手段
16内にペイロード11を引き込む引込手段17と、引
き込まれたペイロード11をガイド手段16に固定する
固定手段18とから構成されている.
このガイド手段16は、4本のガイドボスト19がペイ
ロード本体12の大きさに対応させて各角部を位置決め
する位置に立設されて横或され、この4本のガイドポス
ト19内にペイロード11が挿入されて位置決めされる
ようになっており、且つ、このガイドポスト19の上部
には、外側に広がり、ペイロード11を案内するテーバ
部19aが形或されている.
また、引込手段17は、支持ボスト20がガイド手段1
6の近傍に立設され、この支持ポスト20には、第4図
に示すように.スライド満20aが上下方向に沿って形
成され、このスライド満20a内にボールネジドライブ
ユニット21により駆動されるポールネジ22が配設さ
れている.このポールネジ22に、ペイロード保持部2
3のナット部23aが螺合されて、このペイロード保持
部23はポールネジ22の回転により、上丁動されるよ
うになっている.このペイロード保持部23には、前記
ペイロード11の咥込み部工4が取り付けられる袈着部
23bを有し、この装着部23bには、ラッチングアー
ム14aが係合される凹所23cが形成されている.
さらに、固定手段18は、前記各ガイドポスト19の低
部側に主に第5図に示すように配設され、以下のような
構或になっている.第6図および第7図に示すように、
ペイロード11の側ソ;!板部11aおよびガイドボス
ト19の所定位置にそれぞれ貫通孔1lb,19bが開
設されると共に、ガイドポスト19の外側には、フロー
ティングマウント24が、又、ペイロード側壁板部11
aの内側には、フローティングナットプレート25がそ
れぞれ対向した位置に、後述するブローティング手段を
介して可動可能に取り付けられている.そのフローティ
ングマウント24は,筒部24aとこの筒部24aの周
囲に形成されたフランジ部24bとを有している.この
筒部24aには、内面部に雌ネジ状の送りネジ部24c
が形或されると共に、この送りネジ部24cの端面にス
トッパ而部24dが形成されている.また、フランジ部
24bには、挿通孔24e(図には一筒所のみ示す)が
4箇所穿設され、この挿通孔24eに,ガイドボスト1
9側から挿通されたボルト30の軸部30aが揺動可能
に遊挿され、この軸部30aの先端部にダブルナット3
1が螺合され、ワツシャ32とフランジ部24bとの間
に、コイルスプリング33が介在されている。[Detailed description of the invention] [Industrial use! ! Fl This invention relates to a payload attachment device that can attach a payload to a g sentence at a predetermined position. [Prior Art] Conventionally, a payload, such as an experimental device, is placed in the cargo hold of a spacecraft and transported outside the atmosphere, and this payload is attached in space using a manibulator or the like. I am trying to remove it. During spacecraft flight, especially during launch and recovery, a large inertial force acts on this payload, so this payload must be firmly attached within the spacecraft. The product is securely attached to the mounting part provided in the storage room by screws, etc. To perform this installation work in space, it is preferable to do it automatically or by far-sun operation rather than by astronauts. For this reason, it may be possible to use a remotely controlled manipulator. This uses a manibulator to grasp the payload, transport it to the attachment point in the cargo compartment, align it, and secure it with screws. An example of this type is the one described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 82-227898. [Principles that Q Ming tries to solve] However, in such conventional methods, since the screws are aligned with the manibulator, this manibulator is required to have a tHIM degree, and the The manibulator 4t4'a becomes complicated, larger,
There were various problems in equipping them, including the high cost. [Means for Solving the Problems] The present invention has been made by focusing on such conventional problems, and includes a guide means for guiding a payload when it is pushed in from a predetermined direction and positioning the payload in the inserted state, and a payload holding part in which is held, a drawing means for sliding the payload holding part in the predetermined direction to draw the payload into the guide means, and a drawing means for drawing the payload into the guide means. and a fixing means for fixing the payload to the guide means in a state where the payload is fixed to the guide means. [Function] According to this means, the payload is carried by the manibulator, and this payload is attached to the payload holding part of the retraction means. Then, by sliding this payload holder in a predetermined direction, the payload is drawn into the guide means. The payload is now positioned and inserted into the guide means at a predetermined position. After that,
The payload is attached to the guide part using a fixing means. In this way, the payload can be pulled in to the predetermined position of the guide means using the retraction means without the need to use a high-precision manipulator as in the conventional case.
Payloads can be attached easily and reliably. [Examples] This invention will be explained below based on each example. 1st r
FIGS. IIJ to 8 are diagrams showing a first embodiment of the present invention. First, to explain the configuration, reference numeral 11 in FIG. 8 is a payload that is attached using the payload attachment device of this embodiment. This payload 11 is, for example, an experimental device, and has a width b of 0.8 m. It has a rectangular parallelepiped main body 12 with a height h of 1 m and a maximum length of about 1.85 m, and a holder 13 is provided on the upper surface of the main body 12 to be held by a manibulator (not shown). A cylindrical holding portion l4 is provided on the side surface of the main body 12 in a protruding manner. A total of three latching arms 1 are attached to this gripping portion 14 around the periphery.
4a, and a guide bin 14 is provided on one side.
B is protruded in several places. The payload attachment VT position of this embodiment, in which such a payload 11 is attached, is of the payload retraction type in the vertical direction, and has a structure as shown in FIGS. 1 to 7. This device can be roughly divided into a guide means 16 into which the payload 11 is inserted and positioned and fixed, a drawing means 17 which draws the payload 11 into the guide means 16, and a drawing means 17 which fixes the drawn payload 11 to the guide means 16. It consists of a fixing means 18. The guide means 16 has four guide posts 19 installed vertically at positions that position each corner according to the size of the payload main body 12, and the payload 11 is placed in the four guide posts 19. The guide post 19 is inserted and positioned at the top thereof, and a tapered portion 19a that extends outward and guides the payload 11 is formed at the top of the guide post 19. Further, the retracting means 17 is such that the support post 20 is connected to the guide means 1.
6, and this support post 20 has a . A slide 20a is formed along the vertical direction, and a pole screw 22 driven by a ball screw drive unit 21 is disposed within this slide 20a. The payload holding part 2 is attached to this pole screw 22.
The nut portion 23a of No. 3 is screwed together, and the payload holding portion 23 is pivoted upward by the rotation of the pole screw 22. This payload holding part 23 has a clasp part 23b to which the latching part 4 of the payload 11 is attached, and this mounting part 23b is formed with a recess 23c in which the latching arm 14a is engaged. There is. Further, the fixing means 18 is disposed mainly on the lower side of each guide post 19 as shown in FIG. 5, and has the following structure. As shown in Figures 6 and 7,
Side of payload 11;! Through holes 1lb and 19b are formed at predetermined positions in the plate portion 11a and the guide post 19, respectively, and a floating mount 24 is provided on the outside of the guide post 19, and a floating mount 24 is provided on the outside of the guide post 19.
Floating nut plates 25 are movably attached to the inside of a at opposing positions via bloating means, which will be described later. The floating mount 24 has a cylindrical portion 24a and a flange portion 24b formed around the cylindrical portion 24a. This cylindrical portion 24a has a female threaded feed screw portion 24c on the inner surface.
A stopper portion 24d is formed on the end face of the feed screw portion 24c. In addition, four insertion holes 24e (only one hole is shown in the figure) are formed in the flange portion 24b, and the guide boss 1 is inserted into the insertion holes 24e.
The shaft portion 30a of the bolt 30 inserted from the 9 side is loosely inserted so as to be swingable, and the double nut 3 is attached to the tip of this shaft portion 30a.
1 are screwed together, and a coil spring 33 is interposed between the washer 32 and the flange portion 24b.
このようにしてフローテイングマウント24がガイドポ
ストl9に可動可能に取り付けられている。フローテイ
ング手段は、コイルスプリング33等により構成されて
いる.
また、フローテイングナットプレート25は、雌ネジ2
5dを有するナット部25aと、このナット部25aの
周囲に形成されたフランジ部25bとを有している.こ
のフランジ部25bには、ブローティングマウント24
側と同様に揮通孔25cが形成され、この挿通孔25c
にボルト30が遊挿され、ダブルナット31,ワツシャ
32,コイルスプリング33を介して、ペイロード側壁
板部11aに可動可能に取り付けられている.
そのブローティングマウント24のn部24aには駆動
源としてのDCモータ26が固定されている.このDC
モータ26には、スプライン軸27が設けられている.
このスプライン軸27には、先端部側に、前記送りネジ
部24C,ナット部25aに螺合される雄ネジ28aが
設けられ、先頭部が丸くなった雄ネジ体28がスプライ
ン結合され、この雄ネジ体28には、1)8記ストツパ
゜『σ部24dに当接する当接部29が形成されている
.この雄ネジ28aから当接部29までの距離は、フロ
ーテイングマウント24の送りネジ部24cの幅よりわ
ずかに大きく形成されている.次に、かかる構成よりな
るペイロード取付け装置の作用について説明する.
宇宙空間等で、ペイロードl1を固定するには,まず、
図示省略のマニビュレー夕にて、ペイロード11の把持
部13を把持して搬送し、ペイr:1−ド11の咥込み
部14を、ペイロード保持部23の近傍まで運ぶ(当接
させる必変はない).そして、このペイロード11の咥
込み部14のラッチングアーム14aを駆動させて、こ
の7−ム14aの先端部を,ペイロード保持部23の装
若部23bの凹所23cに係合させて引き付け、第1図
および第2図に示すように接続する.宇宙空間では、無
瓜力状態であるため、支持ポスト20等による片持ち状
態でも、充分支持することができる.その後、ボールネ
ジドライブユニット21を駆動させて、ボールネジ22
を回転させることにより,ペイロード保持部23を介し
て、ペイロード11を下降させてガイドボスト19のf
fi+に案内する(第1図中二点鎖線に示す).この場
合、ガイドボスト19の上部には、テーパ部19aが形
成されているため、ペイロード11の位置が多少ズレて
いる場合でも、これを修正してガイドポスト19間に確
実にペイロード11を挿入するこ七ができる.また,こ
の下降時には、雄ネジ体28はフローティングマウント
24内に入り込んだ状態となるため、ペイロード11の
下降時に、雄ネジ体28に園突することがない.
次いで、DCモータ26を駆動させることにより、スプ
ライン軸27が回転すると、第6因に示す状態から、雄
ネジ体28がフローテイングマウント24の送りネジ部
24cに案内されて図中左方向に前進し、まず、雄ネジ
体28の丸くなった先頭部がフローテイングナットプレ
ート25のナット部25aに当接し、この先頭部に案内
されて雌ネジ25dに螺合し始める.その後、雄ネジ2
8aが送りネジ部24cから外れ、雄ネジ体28の当接
部29が、フローテイングマウント24のストツパ而部
24dに当接する.この状態から、更に、スプライン軸
27を回転させることにより、フローテイングマウント
24,フローティングナットプレート25を介して、ペ
イロード11とガイドポスト19とが締め付けられて固
定されることとなる.
この場合、フローテイングマウント24等をフローティ
ング構造とすることにより,ペイロード11とガイドポ
スト19との多少の位置ズレおよび、雄ネジ28aがフ
ローテイングナットプレート25のナット部25aの雌
ネジ25dに螺合される場合のビツチズレを吸収するこ
とができる.なお、締付け完了状態では、フローテイン
グマウント24はガイドポスト19に、又、フローティ
ングナットプレート25はペイロード側壁板部11aに
それぞれネジの締付け力により固着されるため、締付け
前を可動可能にしても問題はなレ1.また、第9図ない
し第11図には、この発明の第2実施例を示す.
この実施例は、上記実施例が垂直方向ペイロード引込型
であるのに対し、水平方向ペイロード引込型である.
ガイド手段36は、上記実施例のガイドポスト19に相
当する4本のガイドレール39が水ゝY方向に沿って配
設されている.
引込手段37は、スライド台40が前記ガイドレール3
9の下側に同方向に沿って配設され、このスライド台4
0のスライド溝40a内に、ボールネジドライブユニッ
ト41により回転されるポ一ルネジ42が配設されてい
る.このポールネジ42にペイロード保持部43のナッ
ト部43aが螺合され、このボールネジ42の回転によ
り、ペイロード保持部43が、ガイドレール39の延設
方向にスライドされるようになっている.固定手段38
は、ガイドレール39の引込み側奥部に配設されている
.その構成は第1支施例と同様であるので説明を省略す
る.
かかる構成によれば、第9図中実線に示すように、ペイ
ロード保持部43にペイロード1lを第1実施例と同掻
に支持させ、ポールネジドライブユニット41を駆動さ
せて、ボールネジ22を回転させることにより、第9図
中二点鎖線に示す位置までペイロード保持部43をスラ
イドさせてペイロード11をガイドレール39内に引き
込む.しかる後、固定手段38にて、第1実施例と同様
にペイロード11をガイドレール39に固定する.他の
構成および作用は第1尖施例と同様であるので説明を省
略する.
なお、上記各実施例では、宇市空間における本SI&i
llの使用について説明したが、これに限らず、地球上
でも使用できることは勿論である.[g.明の効果]
以上説明してきたように、この発明によれば、従来のよ
うに高精度のマニビュレータを用いる必要なく、引込手
段を用いてガイド手段の所定の位置までペイロードを位
置決めした状態で揮入して、固定手段により、このペイ
ロードをガイド手段に固定することができるため、容易
に、しかも確実にペイロードの取り付けを行なうことが
できる、という実用上有益な効果を発揮する.
4. +6A面の簡単な説明
第1図ないし第8図はこの発明のペイロード取付けSl
i置の第1実施例を示す図で、第1図は同装置のペイロ
ード連結状態を示す正曲図、弟2図は第1図の平面図,
第3図は第1図の右側面図,第4図はガイド手段の要部
を示す斜視図、第5図は固定手段の外観斜視図、第6図
は第5図のVl−Vl線に沿う断面図、第7図は締付け
状態を示す第6図に相当する断面図、第8図はペイロー
ドの斜視図、第9図ないし第11図はこの発明の第2実
施例を示す図で、第9図はペイロード連結状態を示す正
面図、第10図は第9図のlv.面図、第11図は第9
図のむ側面図である.
11・・・ペイロード
16.38・・・ガイド手段
17.37・・・引込手段
18・・・固定手段
23.43・・・ペイロード保持部
箪
2
図
富
3
図
第
l
16
11・・・ペイロード
l6・・・ガイド手段
17・・・引込手段
1ε・・・固定手段
23・・・ペイロード保持茹In this way, the floating mount 24 is movably attached to the guide post l9. The floating means is composed of a coil spring 33 and the like. In addition, the floating nut plate 25 has a female thread 2.
5d, and a flange portion 25b formed around the nut portion 25a. This flange portion 25b has a bloating mount 24.
A ventilation hole 25c is formed similarly to the side, and this insertion hole 25c
A bolt 30 is loosely inserted into the payload side wall plate portion 11a through a double nut 31, a washer 32, and a coil spring 33. A DC motor 26 as a drive source is fixed to the n portion 24a of the bloating mount 24. This DC
The motor 26 is provided with a spline shaft 27.
This spline shaft 27 is provided with a male screw 28a on the tip side thereof, which is screwed into the feed screw portion 24C and the nut portion 25a, and a male screw body 28 with a rounded top end is spline-coupled. The threaded body 28 is formed with a contact portion 29 that contacts the 1) 8th stopper σ portion 24d. The distance from this male screw 28a to the contact portion 29 is formed to be slightly larger than the width of the feed screw portion 24c of the floating mount 24. Next, the operation of the payload attachment device having such a configuration will be explained. To fix payload l1 in space etc., first,
A manibulator (not shown) grips and conveys the gripping part 13 of the payload 11, and carries the gripping part 14 of the payload 11 to the vicinity of the payload holding part 23 (the inevitable change in the contact is do not have). Then, by driving the latching arm 14a of the latching portion 14 of the payload 11, the tip of the 7-arm 14a is engaged with and attracted to the recess 23c of the rejuvenating portion 23b of the payload holding portion 23. Connect as shown in Figures 1 and 2. In space, it is in an unsupported state, so it can be sufficiently supported even if it is cantilevered by the support post 20 or the like. After that, the ball screw drive unit 21 is driven to drive the ball screw 22.
, the payload 11 is lowered through the payload holding part 23 and
guide to fi+ (indicated by the chain double-dashed line in Figure 1). In this case, since a tapered part 19a is formed at the upper part of the guide post 19, even if the position of the payload 11 is slightly shifted, this can be corrected to ensure that the payload 11 is inserted between the guide posts 19. I can do seven things. Further, during this descent, the male threaded body 28 enters into the floating mount 24, so that the male threaded body 28 does not collide with the male threaded body 28 when the payload 11 descends. Next, when the spline shaft 27 is rotated by driving the DC motor 26, the male screw body 28 is guided by the feed screw portion 24c of the floating mount 24 and moves forward in the left direction in the figure from the state shown in the sixth factor. First, the rounded leading end of the male screw body 28 comes into contact with the nut portion 25a of the floating nut plate 25, and is guided by this leading end and begins to be screwed into the female thread 25d. After that, the male screw 2
8a is removed from the feed screw portion 24c, and the contact portion 29 of the male screw body 28 comes into contact with the stop portion 24d of the floating mount 24. From this state, by further rotating the spline shaft 27, the payload 11 and the guide post 19 are tightened and fixed via the floating mount 24 and floating nut plate 25. In this case, by making the floating mount 24 etc. have a floating structure, the payload 11 and the guide post 19 may be slightly misaligned, and the male screw 28a may be screwed into the female screw 25d of the nut portion 25a of the floating nut plate 25. It is possible to absorb the bit deviation when the In addition, when the tightening is completed, the floating mount 24 is fixed to the guide post 19, and the floating nut plate 25 is fixed to the payload side wall plate 11a by the tightening force of the screws, so there is no problem even if they are made movable before tightening. Hanare 1. Further, FIGS. 9 to 11 show a second embodiment of the present invention. This embodiment is a horizontal payload retraction type, whereas the above embodiment is a vertical payload retraction type. The guide means 36 has four guide rails 39, which correspond to the guide posts 19 of the above embodiment, arranged along the water direction and the Y direction. The retracting means 37 has a sliding base 40 that is connected to the guide rail 3.
9 along the same direction, and this slide base 4
A pole screw 42 rotated by a ball screw drive unit 41 is disposed within the slide groove 40a of 0. A nut portion 43a of a payload holding portion 43 is screwed onto this pole screw 42, and the rotation of this ball screw 42 causes the payload holding portion 43 to slide in the direction in which the guide rail 39 extends. Fixing means 38
is arranged at the back of the guide rail 39 on the retraction side. The configuration is the same as the first supporting example, so the explanation will be omitted. According to this configuration, as shown by the solid line in FIG. 9, the payload 1l is supported by the payload holder 43 in the same manner as in the first embodiment, and the ball screw 22 is rotated by driving the pole screw drive unit 41. 9, the payload holder 43 is slid to the position shown by the two-dot chain line in FIG. 9, and the payload 11 is drawn into the guide rail 39. Thereafter, the payload 11 is fixed to the guide rail 39 using the fixing means 38 in the same manner as in the first embodiment. The other configurations and functions are the same as those of the first cusp embodiment, so their explanations will be omitted. In addition, in each of the above embodiments, this SI&i in Uichi space
Although we have explained the use of ll, it is of course not limited to this and can also be used on earth. [g. As described above, according to the present invention, it is possible to volatilize the payload while positioning it to a predetermined position on the guide means using the retracting means, without using a high-precision manibulator as in the conventional method. Since this payload can be fixed to the guide means by the fixing means, the payload can be attached easily and reliably, which is a practically useful effect. 4. Brief explanation of the +6A side Figures 1 to 8 show the payload attachment SL of this invention.
Figure 1 is an orthogonal view showing the payload connection state of the device, and the younger brother 2 is a plan view of Figure 1.
Fig. 3 is a right side view of Fig. 1, Fig. 4 is a perspective view showing the main parts of the guide means, Fig. 5 is an external perspective view of the fixing means, and Fig. 6 is taken along the line Vl-Vl of Fig. 5. 7 is a sectional view corresponding to FIG. 6 showing the tightened state, FIG. 8 is a perspective view of the payload, and FIGS. 9 to 11 are views showing a second embodiment of the present invention. FIG. 9 is a front view showing the payload connected state, and FIG. 10 is the lv. Front view, Figure 11 is 9th
This is a side view of the figure. 11...Payload 16.38...Guide means 17.37...Retraction means 18...Fixing means 23.43...Payload holding section 2 Zutomi 3 Figure l 16 11...Payload l6...Guide means 17...Retraction means 1ε...Fixing means 23...Payload holding boil