JPH0226753B2 - - Google Patents

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JPH0226753B2
JPH0226753B2 JP56502218A JP50221881A JPH0226753B2 JP H0226753 B2 JPH0226753 B2 JP H0226753B2 JP 56502218 A JP56502218 A JP 56502218A JP 50221881 A JP50221881 A JP 50221881A JP H0226753 B2 JPH0226753 B2 JP H0226753B2
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JP
Japan
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antenna
orientation
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Richaado Hyuu Bentooru
Henrii Merubin Burisukoo
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AJANSU SUPASHIARU YUUROPEENNU
Original Assignee
AJANSU SUPASHIARU YUUROPEENNU
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Publication date
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Publication of JPS57500948A publication Critical patent/JPS57500948A/ja
Publication of JPH0226753B2 publication Critical patent/JPH0226753B2/ja
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    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
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    • H01Q1/125Means for positioning
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q1/00Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/25Movable or adjustable work or tool supports
    • B23Q1/44Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms
    • B23Q1/50Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with rotating pairs only, the rotating pairs being the first two elements of the mechanism
    • B23Q1/54Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with rotating pairs only, the rotating pairs being the first two elements of the mechanism two rotating pairs only
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16MFRAMES, CASINGS OR BEDS OF ENGINES, MACHINES OR APPARATUS, NOT SPECIFIC TO ENGINES, MACHINES OR APPARATUS PROVIDED FOR ELSEWHERE; STANDS; SUPPORTS
    • F16M11/00Stands or trestles as supports for apparatus or articles placed thereon ; Stands for scientific apparatus such as gravitational force meters
    • F16M11/02Heads
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    • F16M11/06Means for attachment of apparatus; Means allowing adjustment of the apparatus relatively to the stand allowing pivoting
    • F16M11/12Means for attachment of apparatus; Means allowing adjustment of the apparatus relatively to the stand allowing pivoting in more than one direction
    • F16M11/126Means for attachment of apparatus; Means allowing adjustment of the apparatus relatively to the stand allowing pivoting in more than one direction for tilting and panning
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16MFRAMES, CASINGS OR BEDS OF ENGINES, MACHINES OR APPARATUS, NOT SPECIFIC TO ENGINES, MACHINES OR APPARATUS PROVIDED FOR ELSEWHERE; STANDS; SUPPORTS
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    • F24S50/20Arrangements for controlling solar heat collectors for tracking
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Description

請求の範囲 1 有用負荷の方向決め及び位置決め用の装置で
あつて、 第一平面上に配置されたベースと、 前記有用負荷を支持するプラツトフオームと、 それらベースとプラツトフオームとの間に直列
に配列された複数の中間要素と、 前記ベース、複数の中間要素及びプラツトフオ
ームの互いに隣接するもの同士をそれぞれ相対回
転可能に連結するとともに、前記複数の中間要素
のうち、少なくとも2つの互いに隣接する中間要
素は前記第一平面に対して傾斜した平面内で相対
回転可能に連結する連結手段と、 前記ベースとプラツトフオームとの間に設けら
れ、伸縮及び湾曲は可能であるがねじりは不能で
あり、ベースとプラツトフオームとの相対回転を
防止する相対回転防止手段と、 前記少なくとも2つの中間要素の各々を互いに
独立に前記ベース及びプラツトフオームに対して
回転させる回転駆動手段と を含む有用負荷の方向決め及び位置決め用の装
置。
2 前記複数の中間要素が2個である請求の範囲
第1項に記載の装置。
3 前記複数の中間要素が3個である請求の範囲
第2項に記載の装置。
4 前記3個の中間要素が、前記ベースに隣接し
た第一中間要素と、その第一中間要素に隣接した
第二中間要素と、その第二中間要素と前記プラツ
トフオームとに隣接した第三中間要素とであり、
第一中間要素と第二中間要素とが前記連結手段に
より前記第一平面に対して傾斜した平面に沿つて
相対回転可能に連結され、第二中間要素と第三中
間要素とが前記連結手段により前記第一平面に対
して傾斜した平面内で相対回転可能に連結されて
いる請求の範囲第3項に記載の装置。
5 前記複数の中間要素が4個である請求の範囲
第1項に記載の装置。
6 前記4個の中間要素が前記ベースに隣接した
第一中間要素と、その第一中間要素に隣接した第
二中間要素と、その第二中間要素に隣接した第三
中間要素と、その第三中間要素と前記プラツトフ
オームとに隣接した第四中間要素とであり、第一
中間要素と第二中間要素とが前記連結手段により
前記第一平面に対して傾斜した平面に沿つて相対
回転可能に連結され、第三中間要素と第四中間要
素とが前記連結手段により前記第一平面に対して
傾斜した平面に沿つて相対回転可能に連結されて
いる請求の範囲第5項に記載の装置。
7 前記複数の中間要素のうち、前記ベースに隣
接した中間要素をベースに対して回転させる第一
モータと、前記プラツトフオームに隣接した中間
要素をプラツトフオームに対して回転させる第二
モータとを含む請求の範囲第1項に記載の装置。
8 前記連結手段が複数のベアリングから成る請
求の範囲第1項に記載の装置。
9 請求の範囲第1項に記載の装置が2個重ね合
わされて成る装置。
明細書 本発明は、有用負荷を特定の正確な方向に位置
決めまたはこの位置決めに感応してその負荷を移
動させること、若しくは特定の方法で有用負荷を
固定のプラツトフオームに関して位置決めするこ
とまたはその有用負荷に運動を伝達すること、を
役割とする機構に関するものである。
そのような機構により達成されるところの、以
下に更に述べる種々の機能は、その目的が有用負
荷を与えられた角度位置に位置決めすることにあ
るか、その装置がある構造物上に支持されている
ことからそのイニシヤル角度移動に応じてその運
動を同期させることにあるか、また、抵抗または
イナーシヤに抗してその有用負荷に運動を伝達す
ることにあるか、または第二の装置に向けられた
力を供給することにあるか、とを問わず、全て
「有用負荷の方向決め及び位置決め」と称するこ
ととする。
有用負荷の方向決め及び位置決めを実現する機
構は一般に、ある数の特徴を有することが要求さ
れる。これらの特徴の中には、例えば、有用負荷
の方向決め及び位置決めの前後及び最中にその装
置を支持する能力、それ自身の性能または外部の
制御手段より出される指令に応答する能力に基づ
いて要求精度を満たす方向決め及び位置決めの方
法を提供する能力、質量及び容積が小さいという
特徴、取付部位及び有用負荷への固定が容易なこ
と、その信頼性が高くそれが故障しても有用負荷
を望ましい方向及び位置に維持できること、及び
特定の用途に応じて要求されるその他の特徴が含
まれる。
有用負荷の方向決め及び位置決めをするそのよ
うな機構は、大型の望遠鏡の照準合せから精巧な
機器の位置決めに及ぶ用途を有している。斯かる
用途には例えば、飛行機のジヤイロスコープ及び
飛行計器盤、望遠鏡の方向決め支持台、垂直基準
プラツトフオーム、関節装置またはロボツト装置
のエルボまたはクランクジヨイント、及びその他
多くの用途を含むものである。人工衛星(サテラ
イト)の分野においては、有用負荷の位置決め及
び方向決め装置は例えば、ソーラパネルの方向決
め、マスト及びアンテナの方向決め、慣性モーメ
ントホイールの方向決め、計器の方向決め、スラ
スト装置の方向決め、及びその他の探査
(exploration)及び位置決め動作、などの多くの
機能を果すことが必要とされている。
これらの種々な機能への本発明の基本原理の適
用は、以下の実施態様及びそれらの説明を参照す
ることにより容易に理解できるであろう。本発明
の長所が明白に現れる適用例の一つとして、人工
衛星のアンテナの指向方向決めがある。そのよう
な装置は通常、「アンテナポインテイング機構」
と呼ばれ、以下の説明においてはそれらの機構を
示すのにその省略語である「APM」を用いるこ
ととする。
このアンテナ方向調整装置の分野には種々の一
般的なタイプのものがあるが、広く使われている
システムとしては第1図及び第2図にその全体が
示されている二つのものがある。
第1図は自在継手型(ジンバル型)アンテナ方
向調整装置の略図である。この装置の構成要部は
ベース構造体1と自在継手構造体2と有用負荷構
造体とである。自在継手構造体2は軸受サスペン
シヨンまたはピボツトサスペンシヨン(図示な
し)によつてベース構造体1に連結されており、
直接的な電磁制御形式のアクチユエータ装置また
は二つの構造部間にギアボツクスを介して接続さ
れたアクチユエータ装置によつて、若しくは軸A
周りの相対回転運動を与えるように前記二つの構
造体間に設けられたリニアアクチユエータ装置に
よつて駆動される。アンテナ構造体は自在継手構
造体の上に取付けられてそれにより駆動され、サ
テライトのインターフエースに関する二軸上の位
置を与えられのである。
第2図は、アンテナが、ユニバーサルジヨイン
ト5即ち中央に配設された二つ以上の軸を持つサ
スペンシヨンに取付けられた十字形状の構造体4
に支持されるユニバーサルジヨイント型のアンテ
ナ方向調整機構の略図である。そのようなジヨイ
ントは、特に、球継手、二軸自在継手支持装置、
または可撓性部材から構成され得る。この型のア
ンテナ方向調整機構においては、ベース構造体を
省略して人工衛星の面を使用することができ、ま
た、アンテナはユニバーサルジヨイントに直接に
取付けられて直接的に駆動され得る。しかし、こ
れらの構造体は省くということにはAPMを単一
の機構として制御することは除外され、そうする
ことはAPMの使用を複雑化することになる。
先行技術のこれらの装置は次に挙げる欠点を有
している。
・負荷容量に関しては、精度の高い支持取付構造
を有しながら質量が小さく抑えられると同時
に、衛星の打上げ環境を通じて負荷を支持する
という能力が非常に限られている。従つて、そ
の機構に、衛星の打上げの最中にはAPMを保
護し、衛星が運転軌道に到達するや否やパイロ
テクニツクシステム(pyrotechnic system)
などの別個のアクチユエータにて解除される所
謂「安全」装置を、設けることがしばしば必要
となる。
・方向調整精度に関しては、装置の運転モードに
依つてその性能は変化する。位置情報がAPM
自体の内部より来る場合、装置の大きさ及び構
造によつては、高い指向精度を得るという見地
からは特に有害となる装置の温度変化及び温度
勾配の影響を受けることとなる。外部の誤差セ
ンサーを使用する閉ループ構造のAPMにおい
て高い精度が得られるのは、一般的な全てのタ
イプにおいて各軸に別個に与えられる角度差の
増加が十分に小さく、そのバツクラツシユが小
さく、剛性が高く、そして制御装置が誤差に対
して遅延なく対応できる場合に限られる。
・質量に関しては、先行技術の装置はその構造自
体に帰因して、またその装置に関連するパイロ
テクテツクシステム安全装置及びそれらの支持
に追加的に必要な架台等の装置の質量に帰因し
て、一般に高い質量を有するものである。
・装置を人工衛星または有用負荷に固定する容易
性については、その寸法が大きくてその使用を
妨げ、広い取付面積を必要とするユニバーサル
ジヨイント装置については特に使用が困難であ
る。
・装置に起る故障については、APM装置は通常
アンテナを固定の方向に指向させておくが、定
期的にアンテナを別の方向に向けるように制御
する必要があるので、軸を制御する駆動装置の
一つが故障した場合にも決められた固定の方向
にアンテナを戻すことができることが好まし
い。これは極めて達成が困難であるが、故障し
た駆動装置を切り離す(この切離しは常に必要
とは限らない。例えば軸をモータがギア装置を
介さずに直接駆動する場合には必要ではない。)
ためのパイロテクニツクトリガ装置を採用し、
更にアンテナを固定装置に戻すための別の装置
とアンテナをその位置に安全にロツクする他の
パイロテクニツクシステムを設けることによつ
て上記の問題は一般に解決されている。
・装置の複雑さに関しては、先行技術の装置は、
以下に説明する本発明の主題を形成するものの
ごとき装置よりも、より複雑な機構を使つてそ
の機能を果している。
本発明は、有用負荷の方向決め及び位置決めを
するための装置であつて以前より知られた同一目
的の装置よりもより好適に実用上の要求を満す装
置を提供することを目的としており、特に下記の
特徴を有するものである。
・本発明の装置は簡単で高精度な二軸の方向決め
及び位置決め装置である。
・同装置は、その構成に使用されている駆動装置
の一つが故障した場合には、その定位置に復帰
することができる。
・同装置は、コンパクトで比較的小型であるにも
かかわらず、装置自体の質量の割には比較的大
きな質量の有用負荷を支持することができる。
・同装置は、容易に密封されてその内蔵機構の保
護が確実にできるため、潤滑油をその外部環境
への漏出の恐れなく使用でき、更に装置内の温
度が一定に保たれる密閉機構が提供され得るの
で、温度及び温度勾配による装置への悪影響を
低減させることができる。
・本発明の方向決め及び位置決め用の装置は、人
工衛星に使用でき、複雑な安全装置の導入を必
要とすることなく高い打上げ負荷に耐えること
ができる。
本発明は、有用負荷の方向決め及び位置決め用
の装置であつて、(a)第一平面上に配置されたベー
スと、(b)前記有用負荷を支持するプラツトフオー
ムと、(c)それらベースとプラツトフオームとの間
に直列に配列された複数の中間要素と、(d)前記ベ
ース、複数の中間要素及びプラツトフオームの互
いに隣接するもの同士をそれぞれ相対回転可能に
連結するとともに、前記複数の中間要素のうち、
少なくとも2つの互いに隣接する中間要素は前記
第一平面に対して傾斜した平面内で相対回転可能
に連結する連結手段と、(e)前記ベースとプラツト
フオームとの間に設けられ、伸縮及び湾曲は可能
であるがねじりは不能であり、ベースとプラツト
フオームとの相対回転を防止する相対回転防止手
段と、(f)前記少なくとも2つの中間要素の各々を
互いに独立に前記ベース及びプラツトフオームに
対して回転させる回転駆動手段とを含む装置を提
供するものである。
本発明は更に、上述の構成以外に以下の説明か
ら明らかとなる他の構成をも含むものである。
本発明は、更に詳しくは有用負荷の方向決め及
び位置決めのための装置、有用負荷を備えたそれ
らの装置、更には前記装置によつて方向決め及び
位置決めされ得る有用負荷を備えた装置に関する
ものである。本発明はまた、前記装置を構成する
ために使用される手段、及びそれらを含むアセン
ブリに関するものでもある。
本発明は添付図面に基づく以下の説明からより
良く理解されるであろう。
第3図は、本発明に従う、有用負荷を方向決め
及び位置決めするための装置の略図である。
第4図は、傾斜面を有する第二の円筒形状要素
が180度の回転をした、本発明に従う装置の略図
である。
第5図は第3図の構造体に対応する装置の全体
平面図である。
第6図は円筒形状要素を連結するベアリングの
構成の一変形態様を示すものである。
第7図は三つの変形態様a・b・cを略示する
ものである。
第8図は、重ねられた円筒形状要素の傾斜角度
が、装置の軸Zを中心とする回転を防止して、前
記軸に対して制御されたアプローチ(controlled
approximation)またはカーテシアン運動
(Cartesian movement)を与えるように、選択
されている態様ab、c、d、e、fを略示する
ものである。
これらの装置及びそれらに対応する説明部分は
本発明の主題を例示するためにのみ与えられてい
るものであつて、それらが何ら制限を加えるもの
でないことは、もちろん容易に理解されるであろ
う。
説明を簡略にするために、装置は主に第3図に
示す五つの部分から構成されているものとする。
即ち、装置はベース8と、一面が傾斜面である第
一の円筒形状中間要素9と、一面が傾斜面である
第二の円筒形状中間要素10と、有用負荷を支持
する支持プラツトフオーム11と、曲げ及び引張
り方向には可撓性を示すがねじり方向には剛性を
示し、ベース8と支持プラツトフオーム11との
間に揺動運動が発生しても軸Z周りの回転が起ら
ないように要素8と要素11を連結するアネロイ
ド膜体12とから成るものとする。
要素8と9、要素9と10、要素10と11は
これらの要素間での相互回転を許容する適当なベ
アリングによつて組付け連結されている。一面が
傾斜面である要素9,10の角度は、等しく、ま
た要素8,9,10及び11間に配設されたベア
リングの軸は一致していて要素8であるベースの
面及び要素11である支持プラツトフオーム(具
体的にはアンテナ架台)の面に垂直となつてい
る。このために、通常の打上げ位置においては、
二つの要素8,11の面は平行となつており、要
素11の面に対する垂線は軸Zと一致している。
個々の要素の動きは有用負荷の面に対する垂線
の方向に影響を与える。第4図は、要素10が
180度回転した後の装置を示すものである。
本発明を示すための一例として挙げられている
アンテナ方向調整装置においては、衛星が軸Zの
向きを維持する場合、例えば偏波アンテナや成形
ビームアンテナにおいて、軸Z周りの回転を防止
することが有利である。第3図に示す本発明の上
記装置例は上記のベース8上に載つており、アネ
ロイド膜体12が要素11を要素8に連結するた
めに使用されている。
アネロイド膜体を含まない構造においては原則
的にそのベアリングの各々を駆動する三つのモー
タが必要とされるが、第3図に示される構造にお
いては、本発明に従つてその構造体に設けられて
いる三個のベアリングのうちいづれか二個のベア
リングに二つの駆動装置を設けるだけでよいこと
は明らかである。電流に回転接続部を通過させる
必要を避けるためには、要素8と要素9との間の
ベアリングと、要素10と要素11との間のベア
リング、との二つを使用することが便利である。
本発明の例示として与えられる実施例の正面断
面図が第5図に示されているが、これは第3図の
構造に対応するものである。
この装置は、ベース68と、第3図の要素9と
同一の機能を持つ第一の要素69と、第3図の要
素10と同一の機能を持つ第二の要素70と、有
用負荷を支えるプラツトフオーム71と、第一の
軸受72(69,68)と、第二の軸受73(7
0,69)と、第三の軸受74(71,70)
と、第一の駆動装置75,76,77,78,7
9と、第二の駆動装置75′,76′77′,7
8′,79′と、アネロイド膜体80とを含む。
この図にはまた、要素69の要素68に対する
相対位置及び要素70の要素71に対する相対位
置を測定する装置82が示されている。本発明に
従う装置を実際に使用する上で、位置センサは非
常に有益なものである。原則として、各回転毎に
測定される位置を把握し、これらの与えられた位
置に対する一定量の増加をもたらす歩進駆動モー
ド(step by step driving mode)を採用すれば
十分である。(外部的な要因で誤差が生じる場合
には、位置センサは必ずしも必須の要素ではな
い。) 駆動装置は夫々、モータ75,75′、遊星歯
車76,76′、ベースと二個の円筒形状要素と
有用負荷のサポートとに夫々設けられたリングギ
ヤ77,78,77′,78′、及び駆動アーム7
9,79′を含む。
前記二つの駆動装置は同一のものであるので、
そのうちの一方のみを以下において例示的に説明
する。ステツプモータ75は、遊星歯車76に連
結されたアーム79を駆動し、その遊星歯車76
はこのアーム上で自由に回転し得るようになつて
いる。遊星歯車は、ベース68に取付けられたリ
ングギヤ77及び要素69に設けられたリングギ
ヤ78を駆動する。これらのリングギヤの一方は
他方より少なくとも一歯少ない歯数を持つている
ため、アーム79の一回転により、上述の歯数の
差に対応してベース68の要素69に対する相対
位置決めが行われることとなる。
リングギヤの歯の間の隙間が小さ過ぎて、第5
図にその状態が略示されている直接噛合が不可能
である場合には、原円直径(primitive circle
diameter)の異なるリングギア77,78を使
用して適宜に噛合せる必要がある。斯る場合に
は、前記遊星歯車を二つの遊星歯車に分割しなけ
ればならない。この遊星歯車装置は高い「シング
ルパス」ギア比を有しており、更にバツクラツシ
ユに対する抵抗力の高い歯車装置の一つであつ
て、以下において更に説明するように本実施例に
おける重要な長所を形成するものである。
第5図に示す軸受72,73,74は四点接触
または「ゴシツクアーチ」コンタクトベアリング
で、従来二種類以上の軸受系統が使われていたこ
とに対して、単一型の軸受構成とすることができ
る。
以上例示的に説明した実施例の利点は次のもの
である。
・負荷を支持する容量に関しては、本装置の構造
は、先行技術の装置におけるように法外な質量
という不利益を負うことなく大きな直径の軸受
を使用できるようになつている。この利点は、
駆動装置における反トルク(reflected
torque)が非常に低いために、バツクラツシユ
力に耐え得る駆動装置であれば多くの場合パネ
ルがその調整位置より回転してしまうことが防
止でき、打上げの間に安全装置やロツク装置を
使用することを避け得るという事実に付加され
るものである。
・方向調整精度に関しては、本発明の装置のコン
パクト性は、アンテナの指向精度にとつて特に
不都合な温度勾配の低減に寄与するものであ
る。密閉構造によつて液体潤滑剤が使用できる
自由度が増したが、これは軸受を介する熱伝達
の促進に大いに寄与し、この部位における温度
勾配を減じることとなる。更に、アンテナの場
合、要求される方向調整の総変化量が通常は小
さい(±4°以下、固定装置より別の方向位置に
方向調整する必要のない場合には±0.4°)の
で、駆動装置の動き量とアンテナの方向調整量
との間に大変好ましい割合が得られ、このため
に高い方向調整精度または小さな最少調整量
(pitch dimensions)が得られる。
・装置のアンテナへのまたは衛星への取付の容易
性に関しては、装置のコンパクト性が本発明装
置にとつて重要な長所であることは容易に理解
されるであろう。更にアンテナはその機構を変
更する必要なしに、決められた平行調整位置
(nominal parallel alignment)に対してある
角度を持つて支持され得る。このため、衛星が
打上げられる間に特別な幾何学的応力を存在す
る場合にアンテナを相当容易に一体化できる。
・本発明の装置に起こり得る故障の形態について
は、一つの駆動装置が故障しても、故障してい
ない駆動装置を作動させることによつてアンテ
ナを決められた平行調整位置(0.0)に復帰さ
せることが可能である。
しかも、その位置(0.0)に達した後アンテ
ナは駆動装置にエネルギを供給することなく、
またロツク装置を使用することなくその位置を
維持する。これは駆動装置のバツクラツシユに
対する抵抗力が高いためである。
・装置の質量及び複雑性に関しては、本発明のア
ンテナ方向調整機構は、先行技術の装置に比し
てその機構の簡素さに帰因する相当な利点を有
しており、その結果その装置自体の質量のみな
らずカバー装置、駆動装置、その制御装置及び
パイロテクニツクシステム等の補助装置の質量
の低減をももたらすのである。
第5図に示す実施例の構成及び構造に多くの変
形が存在することは容易に理解できるであろう。
本発明の範囲においては、単列の球を持つ軸受
は必須ではない。即ち、第6図に略示するように
複列球軸受(twin row bell buaring)を使用す
ることが可能であり、そして、装置の高さの低減
を計るために例えば一方の軸受を他方の軸受の内
側に配設することが有利となる。
要素11の要素8に対する相対回転を防止する
には多くの手段がある。例えば、二つの縁のうち
一方がベース8またはその延長部分に固定された
可撓性のダイアフラムの使用が挙げられる。要素
20のごときアネロイド膜体はそれがねじり方向
以外の全ての自由度を有するのでダイアフラムの
望ましい一例を成すものである。回転を抑制する
他の手段は板ばね(blade spring)と、互いに直
角に配設されたフリクシヨンガイド(friction
guides)とに代表される。後者は角度の読みと規
制機能を合わせ持つという潜在的利点を有する。
第5図のアネロイド膜体は電磁手段に代替させる
ことも可能であり、アネロイド膜体がその要求さ
れる動きの全域に渡つて柔弱な場合には電磁手段
の併用によつて完全となる。回転制御機能を持つ
た第三の駆動装置を設ければ三軸方向の調整がで
き、種々の組合せ性能が得られる。
第7b図は、それに限定されることのない例と
して図示及び説明される本発明の装置の一つの変
形態様を示すものである。この装置に従えば、要
素32と要素33との間の軸受は角度αだけ傾斜
せしめられている。要素33と要素34との間の
中央の軸受は水平となつており、要素34と要素
35との間の頂部における角度はα度だけ傾斜し
ている。その傾斜面は軸受32,33の面と直角
に配設されている。第7c図は、第5図の装置よ
り得られる、同様な擬似カーテシアン動作を示す
もので、要素33が最初90°回転せしめられた後
アネロイド膜体20が固定される。
以上参照してきた図において、軸受が必要な位
置は符号Xによつて示され、また軸受駆動装置が
必要な位置はによつて示されている。
以上の説明は単一の実施例に係るものである。
しかし、本発明は有用負荷を方向決め及び位置決
めをするための種々の特徴を有する一連の多くの
装置を提供するものであることは明らかである。
第8a−8f図は斯かる装置の例を略示するもの
である。
本発明は上述のものとは異なる装置構成を許容
するものであり、また要求される方向決めを達成
するための駆動装置や連結装置を適宜に使用する
ことによつて種々の組合せ作動が得られることは
明らかである。実質的に機械的な手段によつてそ
れらの作動を達成することの利点の一つは、それ
に必要な電子制御の簡素化によつて現れる。
第8a−8f図において装置の作動を表わすた
めに追加的な約束が使われている。すなわち、座
標軸の交点にある四角形の符号は軸Z周りの回転
が阻止されていることを示すものである。上記の
交点に符号が無いということは、軸Z周りの回転
はその機構内に起る他の回転運動(実際には、軸
Z周りの全ての回転運動の総和)に依つて決まる
ことを示すものである。
軸Z周りの回転が阻止される第8a−8f図に
挙げられている例は次の通りである。
第8a図は、制御されたアプローチ運動
(controlled approximation)を行う装置を示
す。このことは軸Zに対するオフセツトとして表
わされているが、このオフセツトは、取付けフラ
ンジの形状を適宜に選択することによつて、ある
選択された軸に関する軸Zのアプローチ
(approximation)が可能なように変更できるこ
とは明らかである。
第8b図は先に例示された装置の基本原理を示
すものである。
第8c図は、4個の軸受と3個の駆動装置とを
含み、340°における位置(nominal position)の
まわりの方向決めを行う装置を示す。この角度
340°はそれ自体、34,35の駆動装置により引
き起されるアプローチ運動(approximation)の
概念によつて決定されるものである。340°に固定
された位置に関する方向決めは、8,32と3
3,34の駆動装置によつて駆動される装置8,
32,33,〔34,35〕によつて制御される。
第8d図は、本発明の別の可能性、つまり、ね
じりが阻止されている装置において、全ての軸受
に駆動装置−またはカツプリング−が使用されて
個々の作動モードまたは組合せ作動モードが種々
に変更される装置を示すものである。第8d図に
おいて、要素32,33及び要素33,34の間
に使用されている駆動装置は、対応する軸受が回
転不可能である「ロツク」状態にも、その軸受が
自由に回転する「アンロツク」状態にもなり得
る。仮に、32,33の駆動装置がロツク状態に
あり、33,34の駆動装置がアンロツク状態に
あるとすると、8,32及び34,35の駆動装
置による第一の動きは、要素8,〔32,33〕,
34,35を使つた前記に例示の装置と同様な方
向決め能力を供する。そこで、アンロツク状態に
あるのが32,33の駆動装置でロツク状態にあ
るのが33,34の駆動装置であるとすると、第
二の動きにおいて装置8,32,〔33,34〕,
35は、上記第一の動きによつて決められたゼロ
位置(nominal zero postion)に関しての方向
決めを行う。尚、これらの動きにおいて、傾斜角
は異なる。
第8e図はカルテシアン運動を提供する装置を
示すものである。
第8f図は、第8b図に示す型の装置を二つ組
合せて成り、カルテシアン運動を提供する別の装
置を示すものである。
以上の説明より明らかなように、本発明はこれ
までに明瞭に説明した実施例及び応用態様に限定
されるものではなく、本発明の範囲または精神よ
り逸脱することなく当業熟練者に生じる全ての変
形態様を含むものである。
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