JPH0683978B2 - 固定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は遠隔操作で２つのユニットを正確な位置に、か
つ確実に接続固定することのできる固定装置に関する。

［従来の技術］ 一方のユニットに他方のユニットを遠隔操作で接合し固
定する装置として、マニピュレータや多関節を有した産
業用ロボット、あるいはネジ機構（ボルト・ナット）を
利用した接続固定機構等がある。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記固定装置で一方のユニットに他方の
ユニットを遠隔操作で固定する場合、その操作が難しく
これらユニット間に電気等のユーテリティを提供するた
めの接合部の位置決めを自動的に精度よくかつ確実に固
定することが困難であるという問題点があった。特に、
放射能雰囲気や宇宙等で用いられるユニットの固定装置
は、人間が操作を行える雰囲気ではないところから、こ
れらユニットの位置合せを自動的に精度よく、かつ確実
に固定することのできる装置が求められていた。

本発明はこれらの問題点を解決すべくなされたものであ
つて、その目的とするところは、遠隔操作により確実な
接合を行なえる固定装置を提供するにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために本発明は、接近したユニット
同士のうち、いずれか一方のユニットからの遠隔操作
で、他方のユニットの位置ズレを直しながら、心出し
し、かつその他方のユニットを一方のユニットに引き寄
せて接続固定する装置において、上記一方のユニットの
３外周の方向以上に放射状に、開閉自在にかつ昇降自在
に設けられた固定用アームと、他方のユニットの外周に
設けられたアーム係合部と、上記一方のユニットに設け
られ、各固定用アームを同期して操作するための連接板
を有し、その連接板を、離脱位置から固定位置まで往復
移動する昇降手段と、上記連接板に固定用アームを連結
し、連接板が離脱位置の時、固定用アームを開放し、離
脱位置から固定位置に移動する時に固定用アームを閉じ
るように回動した時、固定用アームを連接板と共に固定
位置側に移動し、連接板が固定位置にある時、固定用ア
ームを閉じた状態にロックするリンク機構とを備えたも
のであり、また、ユニットとユニットとを、遠隔操作で
接続固定する固定装置において、いずれか一方のユニッ
トに、放射状に３方向以上設けられた固定用アームと、
該固定用アームに対応して設けられ、このアームの伸長
方向に延びる直ガイド溝と、該直ガイド溝の中間から内
側下方に分岐する斜ガイド溝からなるガイド部材と、上
記固定用アームを開閉するリンク機構と、該リンク機構
を駆動する昇降手段とを設け、上記固定用アームの一端
には他方のユニットのアーム係合部に固定・離脱させる
釣針状の把持部を、他端には上記斜ガイド溝内と上記直
ガイド溝内を昇降する駆動部を、中間部には上記直ガイ
ド溝内を昇降するアームヒンジを有し、上記昇降手段に
は上下方向に昇降する連接板の外端、上記固定用アーム
の駆動部、上記直ガイド溝の分岐部下方近傍に設けられ
た支持軸にそれぞれ回動自在に係合したものである。さ
らに、上記３本のリンク部材をが、連接板が上限ま上上
昇した時、リンクヒンジが直ガイド溝中心部を越えて外
側まで突出するような長さ関係に構成される。

［作用］ 一方のユニットに取付けられた固定装置を他方のユニッ
トの近傍に接近せさる。そして、まず固定装置の昇降手
段が作動され連接板が上昇され、これとともに、この連
接板に取付けられているリンク機構が３本以上設けられ
ている固定用アームを同期して閉じるように回動させ、
一方のユニットと他方のユニットの位置ズレを心出し
し、固定アーム端は他方のユニットに接合される。さら
に連接板が上昇され、固定アームは引込み動をして、双
方のユニットの距離が近づき位置合わせされて接触固定
される。さらに連接板が上昇され、リンク機構に設けら
れているロック機構が、固定用アームが外部の力では緩
まないように他方のユニットを強固に固定する。

また、固定装置の連接板が昇降手段の降下作動で、リン
ク機構が固定用アームを突き出し、さらに開くよう作動
し、固定装置で接続固定されているユニットは離脱さ
れ、ユニット間の接合固定は外される。

このことにより、一個の連接板の昇降でリンク機構とロ
ック機構が作動し、３方向以上設けられた複数の固定用
アームが同期して引込み、突出しと開閉をされ、ユニッ
ト同志の接合部の心出しが確実に行われ、かつ強固に固
定される。

［実施例］ 本発明の好適な一実施例を図面により説明する。

本実施例は、宇宙基地において、実験モジュールに実験
装置が接続固定され、この実験モジュールから電力、フ
レオンガスやアルゴンガス等のユーテリティが実験装置
のポンプ、ガスタンク、材料実験装置等へ提供され、宇
宙において合金の製造実験や生物実験を行い、そのの
ち、実験モジュールから離脱、帰還させ、その結果を地
球で分析する宇宙機器に関するものである。

本実施例の固定装置は、第１図ないし第２図に示すよう
に、実験装置である一方の接合ユニット３に取付けられ
ており、実験モジュールである他方の被接合ユニット２
から電気等のユテリティの提供を受けるべく、接合ユニ
ット３を被接合ユニット２に接続固定するよう構成され
る。

この固定装置の本体１には、被接合ユニット２の図示し
ないユーテリティ供給口と接合ユニット３の図示しない
ユーテリティ受取口とを連通させる連通管８が形成され
ており、この連通管８によつて被接合ユニット２から電
力等のユーテリティを接合ユニット３へ提供される。

この固定装置本体１の外周には放射線状に３本の固定用
アーム４が等間隔で設けられる。これら固定用アーム４
のそれぞれは被接合ユニット２を接続固定、離脱すべ
く、直ガイド溝25による引込み、突出しと、アームヒン
ジ５を中心に回動して開閉するよう構成される。このア
ーム４の外方端は被接合ユニット２のアーム係合部９に
合致し、位置合わせして固定、離脱させる釣針状の把持
部６が形成され、また内方端には固定用アーム４を開閉
させる駆動端部７が形成される。そして、このアームヒ
ンジ５と駆動端部７とは、ガイド部材21に滑合自在に係
合される。

このガイド部材21は被接合ユニット２と接合ユニット３
との間に直線状に形成された直ガイド溝25とこの溝25の
ほぼ中央部から装置本体１の中心部に向けてト字状に形
成された斜ガイド溝26とで構成される。上記固定用アー
ム４のアームヒンジ５は直ガイド溝25を昇降自在に滑合
され、また駆動端部７は斜ガイド溝26から直ガイド溝25
の接合ユニット３側に向けて滑合するように係合され
る。

上記固定用アーム４にはこれを開閉するリンク機構11が
設けられる。このリンク機構11は作用リンク部材12と第
１、第２従動リンク部材13,14とで構成される。この３
本のリンク部材のそれぞれの一端はリンクヒンジ15に回
動自在に係合される。そして、作用リンク部材12の他端
部は後述する連接板20に係合され、第１従動リンク部材
13の他端部は固定用アーム４の駆動端部７に係合され
る。また、第２従動リンク部材14の他端部は本体１より
突出した支持軸30を支点に回動自在に係合される。

上記リンク機構11には固定用アーム４を固定把持するロ
ック機構22が設けられる。このロック機構22は固定用ア
ーム４が被接合ユニット２を接合固定し、さらにこのリ
ンク機構11がトグル作用で倍力リンクとなって固定が強
められ、この閉状態を維持するよう構成される。そし
て、このロック機構22を形成するリンク機構11のリンク
ヒンジ15が閉状態を維持し、このヒンジ15の移動を規制
するロック固定部27が設けられる。

上記３本の固定用アーム４を同期させて開閉させるＹ字
状の連接板20が設けられる。この連接板20にはリンク機
構11の作用リンク部材12の一端部が係合される。そし
て、この連接板20には適宜数のガイド部材28が貫通して
設けられ、この連接板20を案内して昇降させるよう構成
される。

上記連接板20には、昇降手段24が係合している。この昇
降手段24は、駆動装置33と、この駆動装置33で歯車32を
介して回転駆動されボールねじ31とからなり、このボー
ルねじ31は連接板20の中心部でねじ係合され、駆動装置
33の駆動で連接板20がガイド部材28で案内されながら離
脱位置から固定位置まで往復昇降移動するよう構成され
る。

つぎに本発明にかかる固定装置の実施例について説明す
る。

実験装置である接合ユニット３はユーテリティの提供を
受けるべく、まず、実験モジュールである被接合ユニッ
ト２にリモートマニプレータ等で、その間隙が100mm程
度まで接近される。この接合ユニット３のユーテリティ
の受取口と被接合ユニット２の供給口とを心合せし、固
定するために本実施例にかかる固定装置が作動される。
接近の時、固定装置本体１の固定用アーム４は開かれた
状態にあり、したがつてこの固定用アーム４にリンク機
構11を介して連接されている連接板20は降下した状態に
ある。

ここで、昇降手段24の駆動装置33が駆動され、歯車32を
介してボールねじ31が連接板20を上昇させるよう回転さ
れる。そして、この連結板20の上昇とともに、固定用ア
ーム４は閉じられるよう作動される。

第３図に示すように、連接板20の上昇とともにこの連接
板20に係合されているリンク機構11の作用リンク部材12
は第２従動リンク部材14を支持軸30を支点に回動させ第
１従動リンク部材13を押しあげるよう作用させる。この
作用で第１従動リンク部材13は固定用アーム４の駆動端
部７をガイド部材21の斜ガイド溝26に沿って移動させ
る。したがつて、固定用アーム４は第３図Ａの位置から
Ｂの位置に回動される。さらに連接板20が上昇される
と、作用リンク部材12と連接されている固定用アーム４
の駆動端部７は斜ガイド溝26から直ガイド溝25に向けて
移動する。これとともに、アームヒンジ５は直ガイド溝
25に沿って上昇され、固定用アーム４は引込み動し、他
方のユニットとの距離をちじめ位置合わせをしながら心
出しされ、接触固定される。

この時、リンクヒンジ15に連結されている第１従動リン
ク部材13と第２従動リンク部材14とで形成されている角
度αは徐々に拡大され、この２本のリンク部材13,14は
一直線になるよう移動する。そして、固定用アーム４の
駆動端部７が斜ガイド溝26から直ガイド溝25に移動し、
さらに駆動端部７が直ガイド溝25の上端に上昇した時、
第１従動リンク部材13と第２従動リンク部材14とはほぼ
一直線状になり、倍力リンクとなって強固な接続、固定
状態となる。

この固定用アーム４は３本設けられているので、被接合
ユニット２を３方向から把持することにより、固定装置
本体１の連通管８と被接合ユニット２のユーテリティの
供給口と正確に心合せされ、固定される。

第４図に示すように、さらに連接板20が上昇されると、
３本のリンク部材12,13,14はロック機構22としてのトグ
ル作用が働き、作用リンク部材12は直線状にある２本の
従動リンク部材13,14を、そのリンクヒンジ15から外方
に押圧される。これとともに、このリンクヒンジ15は固
定部27に当接して二重ロックとなり固定用アーム４に種
々の外力が加わっても緩むことのない状態となる。この
時点で駆動装置33は停止され、閉成状態が維持される。

この二種ロックにより被接合ユニット２と接合ユニット
３とは強固に固定され、外力、振動等によって緩むこと
がない。

この後、被接合ユニット２から接合ユニット３へのユテ
リティの提供が装置本体１の連通管８を通して行われ
る。

ユテリティの提供、実験等が終了した後、駆動装置33が
連接板20を降下されるよう駆動され、接続固定の作動と
逆の作動で、固定装置により離脱される。

［発明の効果］ 本発明は上述の通りなので、次のような優れた効果を奏
する。

（１） 一方のユニットと他方のユニットとは３本以上
の固定用アームで固定するので、ユーテリティの供給位
置に自動的に位置合わせをして正確に接続できる。

（２） さらに、固定用アームを開閉するリンク機構と
ロック機構とにより、二重に強固に固定できる。

（３） 一つの連接板と昇降手段で複数の固定用アーム
を同期して作動させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる一実施例を示す固定装置の側面
図、第２図は第１図の平面図、第３図および第４図は本
実施例の固定用アームの作動説明図である。 図中、１は固定装置本体、2,3はユニット、４は固定用
アーム、５はアームヒンジ、６は把持部、７は駆動端
部、９はアーム係合部、11はリンク機構、12,13,14はリ
ンク部材、15はリンクヒンジ、20は連接板、21はガイド
部材、24は昇降手段、25は直ガイド溝、26は斜ガイド
溝、30は支持軸である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】接近したユニット同士のうち、いずれか一
   方のユニットからの遠隔操作で、他方のユニットの位置
   ズレを直しながら、心出しし、かつその他方のユニット
   を一方のユニットに引き寄せて接続固定する装置におい
   て、上記一方のユニットの外周の３方向以上に放射状
   に、開閉自在にかつ昇降自在に設けられた固定用アーム
   と、他方のユニットの外周に設けられたアーム係合部
   と、上記一方のユニットに設けられ、各固定用アームを
   同期して操作するための連接板を有し、その連接板を、
   離脱位置から固定位置まで往復移動する昇降手段と、上
   記連接板に固定用アームを連結し、連接板が離脱位置の
   時、固定用アームを開放し、離脱位置から固定位置に移
   動する時に固定用アームを閉じるように回動した後、固
   定用アームを連接板と共に固定位置側に移動し、連接板
   が固定位置にある時、固定用アームを閉じた状態にロッ
   クするリンク機構とを備えたことを特徴とする固定装
   置。
2. 【請求項２】ユニットとユニットとを、遠隔操作で接続
   固定する固定装置において、いずれか一方のユニット
   に、放射状に３方向以上設けられた固定用アームと、該
   固定用アームに対応して設けられ、このアームの伸長方
   向に延びる直ガイド溝と、該直ガイド溝の中間から内側
   下方に分岐する斜ガイド溝からなるガイド部材と、上記
   固定用アームを開閉するリンク機構と、該リンク機構を
   駆動する昇降手段とを設け、上記固定用アームの一端に
   は他方のユニットのアーム係合部に固定・離脱させる釣
   針状の把持部を、他端には上記斜ガイド溝内と上記直ガ
   イド溝内を昇降する駆動部を、中間部には上記直ガイド
   溝内を昇降するアームヒンジを有し、上記昇降手段には
   上下方向に昇降する連接板の外端、上記固定用アームの
   駆動部、上記直ガイド溝の分岐部下方近傍に設けられた
   支持軸にそれぞれ回動自在に係合してあることを特徴と
   する固定装置。
3. 【請求項３】上記３本のリンク部材が、連接板が上限ま
   で上昇した時、リンクヒンジが直ガイド溝中心部を越え
   て外側まで突出するような長さ関係になっている請求項
   ２記載の固定装置。