(57)【要約】【課題】組立部材を安定して収納装置に収納し、組立部材を収容した収納装置の搬送や外部への固定、及び個々の組立部材の取扱いについて、ロボットアームによる簡単で効率の良い操作を可能とする組立部材収納装置を提供する。【解決手段】組立部材としての六角パネル２が組立部材収納装置１の主構造１０内において、結合構造１１によって安定して保持される。主構造１０は、六角パネル２の収容・取出しのための開閉式扉構造２０を備える。ロボットアームは、主取っ手３０，３１に係合して主構造１０を一括して搬送可能であり、主取っ手３０，３１を介して固定機構３５，３６を操作して搬送先にて構造物に固定させることができる。ロボットアームは、また、組立部材収納装置１内の六角パネル２のパネル取っ手３に係合して、六角パネル２を組み立てることができる。【選択図】      図２
2004196080.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の組立部材を内部に収容する主構造、前記主構造内に収容されている前記組立部材を結合状態に保持する結合構造、前記主構造に設けられたロボットアームが係合可能な主取っ手、及び前記主構造に設けられた外部への固定用の固定機構を備えることから成る組立部材収納装置。
【請求項２】
前記組立部材は前記主構造内に積層状態に収容可能な複数のパネル部材であり、前記結合構造は前記各パネル部材を前記主構造に対して保持することから成る請求項１に記載の組立部材収納装置。
【請求項３】
前記パネル部材は、宇宙構造物に組み立て可能なパネル部材であることから成る請求項２に記載の組立部材収納装置。
【請求項４】
前記組立部材には、前記ロボットアームが係合可能な組立用取っ手が設けられていることから成る請求項１に記載の組立部材収納装置。
【請求項５】
前記主構造は、前記組立部材の装填及び取り出しを可能にする開閉扉構造を備えた概略六角筒形パネル構造であることから成る請求項１に記載の組立部材収納装置。
【請求項６】
前記開閉扉構造は、前記ロボットアームが係合可能な扉取っ手を備えていることから成る請求項５に記載の組立部材収納装置。
【請求項７】
前記固定機構は、前記主構造に設けられた前記主取っ手に係合する前記ロボットアームの操作によって、固定又は固定解除のために作動されることから成る請求項１に記載の組立部材収納装置。
【請求項８】
前記固定機構と前記主取っ手の結合により、複数の前記組立部材収納装置が連結状態で保持可能であることから成る請求項１に記載の組立部材収納装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数の組立部材を取り出し可能に収納する組立部材収納装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複数の組立部材を組み立てることにより一つ又は複数の構造物を構築する場合、組立作業を行う場所が遠隔地にあるときには、組立部材を容器等の収納装置に収容した状態で搬送することが一般的である。ところで、昨今、太陽光発電衛星やプラットフォームのような宇宙における大型構造物を地球周回軌道等の宇宙空間において構築する必要性が高まっている。このような大型構造物の構築方法の一つとして、大型構造物をトラス構造やパネル構造に組み立てて折り畳んだ状態でロケットや宇宙往還機に搭載して打ち上げ、折り畳んだ状態の構造物を宇宙空間にて展開する方法がある。この折畳み・展開方法は、予め組み立てておくため、組立て作業を宇宙空間で行う必要がない点で有利であるが、折り畳みに特別の工夫を要したり、ロケットや宇宙往還機内での効率的な折り畳みに限界があり、展開を安定して行う点でも技術的な課題が残されている。
【０００３】
こうした大型構造物の別の構築方法として、大型構造物を構成する組立部材をロケットや宇宙往還機に搭載して運搬し、組立部材を宇宙空間にて組み立てる方法がある。宇宙飛行士が現場で組み立てる場合には、長時間に渡って作業をしていると、人体に有害な電磁波や放射線を浴びたり、宇宙デブリ等と衝突するという危険性がある。そこで、ロボットによる作業も研究開発が行われているが、組立部材の搬送、組立等、そのときの状況に応じた高度で複雑な作業がロボットに求められ、故障することなく確実に組立作業を実現できるロボットの開発にはなお技術的な課題が多い。
【０００４】
このような宇宙大型構造物の構築方法の一例として、多数のパネルを積層状態に集積させたパネル積層体をロケットで宇宙空間に運搬し、宇宙空間において、最上部のパネルを押し上げた後、該パネルを搬送ロボットによってスライドさせ、パネル同士を同一平面内に係合させ、以下順次、パネルの押し上げとスライドとを繰り返して平面状に展開した構造物を構築する方法が提案されている（特許文献１参照）。パネルの一方の面にはガイドレールが配設され、他方の面にはガイドレールに嵌合可能な車輪が配設されている。パネルが並べられるとき、隣り合うパネルのガイドレール同士が溝を介して接続可能とされ、搬送ロボットもガイドレールに沿って移動可能である。
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の宇宙大型構造物の構築方法では、パネルの積層体については、ロケット内での収納状態と積層状態からの展開・組立とについては開示があるが、軌道上への運搬後に収納されたパネル積層体を組み立てる位置まで搬送することについては開示がなく、また、ロボットは、ガイドレールに形成されている溝を走行してパネル上を移動する搬送ロボットに限定されていて、個々のパネルを移動することのみが可能であるので、ロボットの作動についてより一層の汎用性や応用性を持たせることが望まれる。
【０００６】
このように、組立を行う周囲の環境が宇宙空間等の極限状態である場合において、ロボットによって組立部材の搬送・組立を行うには、周囲環境特有の技術的問題が存在する。ロボット自体の構造、即ち、ロボットアームやエンドエフェクタの構造・機能についてはそれぞれ研究開発が行われているが、作業ツールが限定される状況において、組立部材を収納した収納装置から組立部材を取り出して組立作業を開始するまでの各段階で効率的な作業を行うには、ロボット側の問題のみではなく、収納装置及び収納装置とロボットとの関連における問題が存在する。
【０００７】
【特許文献１】
特開平５−２７８６９５号公報（第３頁、図３、図９）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、組立部材を収納装置に安定的に収納してそうした収納状態で搬送可能とし、作業手段がロボットアームのような特定の手段に限定される状況下であっても、組立部材を収容した状態にある収納装置の取扱いと個々の組立部材の取扱いとについて一層の効率化を図る点で解決すべき課題がある。
【０００９】
この発明の目的は、過酷な運搬状態でも組立部材を安定して収納装置に収納し、組立部材を収容した収納装置の搬送や外部への固定、及び個々の組立部材の取扱いについて、ロボットアームによって簡単で効率良く操作可能とする組立部材収納装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、この発明による組立部材収納装置は、複数の組立部材を内部に収容する主構造、前記主構造内において前記組立部材を結合状態に保持する結合構造、前記主構造に設けられたロボットアームが係合可能な主取っ手、及び前記主構造に設けられた外部への固定用の固定機構を備えている。
【００１１】
この組立部材収納装置によれば、主構造は複数の組立部材を内部に効率良く収容することができ、複数の組立部材は主構造の内部において結合状態に保持される。従って、組立部材収納装置が打ち上げ時等の振動を生じる状態で運搬されても、互いの結合状態が維持され、主構造の内部において位置や姿勢を変えることがない。また、主構造にはロボットアームが係合可能な主取っ手が設けられているので、ロボットアームは、主取っ手に係合することによって、組立部材が収納された状態の組立部材収納装置ごと一括して搬送することができる。更に、主構造には外部への固定用の固定機構が設けられているので、搬送先で組立部材収納装置を固定機構によって外部構造物等の固定場所に固定させることができる。このように、この組立部材収納装置によれば、複数の組立部材の結合状態での保持、ロボットアームによる組立部材収納装置の搬送及び固定機構による組立部材収納装置の固定という、組立部材収納装置についての基本的な機能を効率良く実現することができる。
【００１２】
この組立部材収納装置において、前記組立部材は前記主構造内に積層状態に収容可能な複数のパネル部材であり、前記結合構造は前記各パネル部材を前記主構造に対して保持することができる。組立部材がパネル部材である場合には、主構造内に積層状態に収容することでパネル部材の収納効率を向上することができる。このとき、積層状態に収容されている各パネル部材は主構造に対して結合構造によって保持され、外部からの力や振動が加わってもパネル部材の積層状態を保持することができる。
【００１３】
組立部材がパネル部材である組立部材収納装置において、前記パネル部材は、宇宙構造物に組み立て可能なパネル部材とすることができる。宇宙構造物としては、太陽光発電衛星に用いられる太陽電池パネルや、通信衛星や観測衛星に用いられる電磁波集束パネル、或いは、各種宇宙用機器を搭載するプラットフォーム、宇宙実験室の壁パネル等が挙げられる。これらの宇宙構造物用の多数のパネルを積層状態とすることで、ロケットや宇宙往還機による打ち上げ時に一括して且つ効率良く組立部材収納装置内に収納保持し、宇宙区間に運搬し、軌道上で組立部材収納装置に収納された状態で保管し、更に、ロボットアームによって宇宙構造物の所定の組立位置まで効率よく搬送することができる。
【００１４】
この組立部材収納装置において、前記組立部材には、前記ロボットアームが係合可能な組立用取っ手を設けることができる。組立部材にロボットアームが係合可能な組立用取っ手を設けることにより、ロボットアームを組立部材に備わる組立て用取手に係合させることで、組立部材の組立或いは分解作業をロボットアームによって効率的に行うことができる。組立用取っ手は、主構造に備わる主取っ手と共通化することで、製造コストが低減可能であるのみならず、同じロボットアームによる作業が可能となる。
【００１５】
この組立部材収納装置において、前記主構造は、前記組立部材の装填及び取り出しを可能にする開閉扉構造を備えた概略六角筒形パネル構造とすることができる。主構造を概略六角筒形パネル構造とすることによって、主構造の内部に形成される概略六角柱状の空間に、多数の六角形パネルを積層して効率よく収納可能である。六角形パネルは、各辺に六角形パネルを互いに突き合わせ状態に配置することで、構築広さを順次広げていくことができる。主構造の一部は開閉扉構造として構成されているので、開閉扉構造を開くことにより、六角形パネルの主構造内への装填と主構造からの取り出しとを行うことができる。
【００１６】
主構造を概略六角筒形パネル構造とした組立部材収納装置において、前記開閉扉構造は、前記ロボットアームが係合可能な扉取っ手を備えることができる。開閉扉構造に扉取っ手を備え、ロボットアームを扉取っ手に係合させることにより、開閉扉構造の開閉をロボットアームの操作によって行うことができる。
【００１７】
この組立部材収納装置において、前記固定機構は、前記主構造に設けられた前記主取っ手に係合する前記ロボットアームによって、固定又は固定解除の操作を行うことができる。ロボットアームを主構造に設けられた主取っ手に係合させた状態でロボットアームを操作することにより、固定機構が外部構造物等の取っ手を有する構造物への固定又は固定解除を行うことができるので、同じロボットアームによって、組立部材収納装置の把持・搬送と、固定機構による組立部材収納装置の固定又は固定解除とを連続して行うことが可能である。
【００１８】
また、複数のこの組立部材収納装置は、前記固定機構と前記主取っ手の結合により、連結状態で保持可能とすることができる。複数のこの組立部材収納装置は、例えば、宇宙構造物に保持された一つの組立部材収納装置に対して、次々と順に連結させることで、そうした連結状態で宇宙構造物に保持することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面に基づいて、この発明による組立部材収納装置の実施例を説明する。図１は、この発明による組立部材収納装置の一実施例を組立部材が収納されていない状態で示す図であり、（Ａ）はその平面図、（Ｂ）はその側面図である。図２は図１に示す組立部材収納装置を組立部材が収納されている状態で示す図であり、（Ａ）はその平面図、（Ｂ）はその側面図である。
【００２０】
この発明による組立部材収納装置（以下、簡単のために、「収納装置」と略す）は、例えば、地球周回軌道上で概略六角形の曲面又は平面パネル等の組立部材をロボットアームによって互いに連結することによって宇宙構造物を組み立てるときに、そうした組立部材を収容するのに適した収納装置である。宇宙構造物の一例として、図１１に示した組立式反射鏡がある。図１１は、反射セグメントを組立部材とした組立式反射鏡を示す図であり、（Ａ）がその正面図、（Ｂ）がその側面図である。組立式反射鏡５０は、例えば、地球周回軌道上にて、反射セグメントである複数の六角パネル２を、隣接する六角パネル２と側面２ａ，２ａ（符号は一部のみ付す）同士を突き合わせて敷き詰めることにより構成されている。個々の六角パネル２は平板状に形成されているが、組立て状態では、図１１（Ｂ）に示すように、全体に湾曲した形状に構成することもできる。各反射セグメントで反射した光や電波等の電磁波は中央位置に立設されている集束器５１に集束され、集められたエネルギーや信号は図示しない機器で処理される。
【００２１】
六角パネル２は、ロケット又は宇宙往還機による軌道上への打ち上げ時には、六角筒状の形状を有する収納装置に積み重ねた状態で収納されるので、高い収納効率で収納・運搬される。後に詳細に説明するように、軌道に載せられた後においては、ロボットアームが収納装置から六角パネル２を個別に把持して取り出して、面状に敷き詰めるという作業を行う。ロボットアームによる六角パネル２の把持及び敷き詰め作業を容易にするため、六角パネル２には、組立用取っ手として、ロボットアームの先端部に設けられているエンドエフェクタが係合可能なパネル取っ手３（図１、図２、図４及び図６参照）が設けられている。
【００２２】
図１に示す収納装置１は、組立式反射鏡５０を分解した反射セグメントである複数枚の六角パネル２を積み重ねて収納するのに好適な収納容器であり、全体が薄壁から成る概略六角筒形パネル構造を呈している。収納装置１は、一部が開閉可能に組み合わされた開閉扉構造２０を含む六角筒構造としての主構造１０と、収納装置１の全体を搬送するためロボットが把持可能な主取っ手としての第１取っ手３０と、組立てを行っている外部の構造物上の取っ手等に固定させるための固定機構３５とから構成されている。主構造１０は、開閉扉構造２０が閉じたとき、六角筒形パネル構造を強固に維持する働きをする。
【００２３】
主構造１０において、開閉扉構造２０以外の本体構造部は、中央側壁１０ａとその外側の両翼側壁１０ｂ，１０ｂとを有しており、六角筒パネル構造の半分を構成している。主構造１０は、中央側壁１０ａに複数の六角パネル２を結合するための結合構造１１を備えており、結合構造１１によって複数の六角パネル２のそれぞれを主構造１０に保持可能である。また、両翼側壁１０ｂ，１０ｂには、それぞれ、内側にガイドレール１２が設けられており、ガイドレール１２は結合状態にある複数の六角パネル２を結合構造１１と協働して支持する。ガイドレール１２の具体的な構造としては、図１０に示す突起７９ａが入り込むことができる溝状の凹部７９ｂが挙げられる。
【００２４】
開閉扉構造２０は、主構造１０において、両翼側壁１０ｂ，１０ｂの先端部において、回転自在なヒンジ２１を介して取り付けられた一対の開閉扉２０ａ，２０ｂの構造を有している。開閉扉２０ａ，２０ｂは、ヒンジ２１を回動支点として矢印で示す態様で開閉可能である。開閉扉２０ａ，２０ｂの接合端には扉取っ手２２が取り付けられており、開閉扉構造２０は、保持機構２３，２３によって扉取っ手２２と係合することによって閉鎖状態となる。
【００２５】
図２に示すように、組立部材である六角パネル２を収納装置１に積み重ねた状態で収納した場合、六角パネル２は主構造１０に対して、結合構造１１によって結合され、ガイドレール１２に当接する状態となる。開閉扉構造２０を閉鎖状態に置くとき、複数の六角パネル２は、開閉扉構造２０を含む主構造１０によって包囲されて収納装置１の内部に収納されるので、ロケットや宇宙往還機等による打上げ時の加速度や振動にも耐えて保持される。また、打ち上げ後にも、収納装置１は、軌道上で六角パネル２を収容した保管状態に維持することができる。開閉扉構造２０は、その上部に設けられた扉取っ手２２をロボットアームで把持し、ロボットアームのエンドエフェクタのソケットレンチ駆動などにより保持機構２３を解除することによって開扉し、また保持機構２３を閉じることによって閉鎖可能である。
【００２６】
図１及び図２に示すように、主構造１０には、中央側壁１０ａの上側において主取っ手としての第１取っ手３０が設けられており、第１取っ手３０に対応して中央側壁１０ａの下側において第１固定機構３５が設けられている。また、開閉扉構造２０には、両扉構造部２０ａ，２０ｂにおいて、上側に主取っ手としての第２取っ手３１が設けられており、第２取っ手３１に対応して下側に第２固定機構３６が設けられている。第１取っ手３０又は第２取っ手３１はいずれもロボットアームがその先端部に設けられているエンドエフェクタによって把持可能な主取っ手であり、ロボットアームは、第１取っ手３０又は第２取っ手３１を把持することにより、六角パネル２を保持しているか否かにかかわらず収納装置１を搬送することができる。第１固定機構３５及び第２固定機構３６は、収納装置１を衛星や組立中の宇宙構造物に固定する装置であり、それぞれ第１取っ手３０又は第２取っ手３１と連係している。ロボットアームは、エンドエフェクタによって第１取っ手３０又は第２取っ手３１に係合した状態で、エンドエフェクタに内蔵された電動ソケットレンチ機構によって回転動力を出力するとき、第１取っ手３０又は第２取っ手３１に組み込まれているねじ機構３０ａ，３１ａを介して第１固定機構３５又は第２固定機構３６を操作し、衛星や宇宙構造物、或いは他の収納装置の取っ手構造に対して固定又はその解除の動作を行うことができる。このように、ロボットアームの操作によって、第１取っ手３０又は第２取っ手３１を介して収納装置１の固定又はその解除を行うことができる。
【００２７】
複数の収納装置１を連結状態に保持する形態について、図３に基づいて説明する。図３は、連結状態に保持されている複数の収納装置を示す側面図である。複数の収納装置１を軌道上に打ち上げる場合には、複数の収納装置１を衛星本体構造３８に効率良く搭載する必要がある。第１及び第２固定機構３５，３６によって衛星本体構造３８に対して固定されている収納装置１ａに対して、別の収納装置１ｂをその第１取っ手３０及び第２取っ手３１を操作することで、ねじ機構３０ａ，３１ａを介して第１及び第２固定機構３５，３６をそれぞれ、収納装置１ａの第１取っ手３０及び第２取っ手３１に固定させる。そうすることで、収納装置１ａと収納装置１ｂとをコンパクトな連結状態に保持することができる。収納装置１ｂに対して、更に別の収納装置を継ぎ足す態様で連結状態に保持することもできる。
【００２８】
以下、図４〜図７を参照して、この発明による収納装置に収納されている組立部材をロボットアームによって取り出して組み立てていく際の幾つかの基本動作について説明する。図４は組立部材を収納した状態の収納装置を移動させるロボットアームの動作を説明する概略図、図５はロボットアームの尺取り虫様の歩行動作を説明する概略図、図６は収納装置から組立部材を取り出すロボットアームの取出し動作を説明する概略図、図７は組立部材を構造物に取り付けていくロボットアームの組立動作を説明する概略図である。図８に、この発明による収納装置とロボットアームとを用いた組立作業フローが示されている。
【００２９】
ロボットアーム４０は、一方の端部に設けられているエンドエフェクタ４１が既設の宇宙構造物５０に備わる組立用取っ手、即ち、宇宙構造物５０を構築するために敷き詰められる六角パネル２ａに備わるパネル取っ手３ａに係合することで、宇宙構造物５０（六角パネル２ａ）に係留している。ロボットアーム４０は、中間に配設された複数の関節（図示の例では三つの関節）４２と関節４２を繋ぐロッド４３とによって、他方のエンドエフェクタ４４に多様な動作をさせることができる。図４に示すロボットアームの動作によれば、他方のエンドエフェクタ４４を収納装置１の第１取っ手３０又は第２取っ手３１に係合することによって、六角パレット２を収容した収納装置１を搬送することができる（図８の作業フローにおけるステップＳ１）。ロボットアーム４０は、エンドエフェクタ４４で収納装置１の位置を調整し、第１取っ手３０又は第２取っ手３１を操作して、第１固定機構３５又は第２固定機構３６を六角パネル２ｂに備わるパネル取っ手３ｂに着脱して固定又は固定解除することにより、収納装置１を組立済みの宇宙構造物５０に仮置き固定する。こうした搬送・固定動作により、ロボットアーム４０は、六角パネル２の収納場所に逐一戻ることなく、作業場所の近傍に仮置きされた収納装置１から六角パネル２を取り出して組立作業を行うことができる。
【００３０】
次に、ロボットアーム４０はインチウォームで移動する（図８の作業フローにおけるステップＳ２）。図５に示すように、六角パネル２ａ〜２ｃが宇宙構造物５０として既に構築されている場合、ロボットアーム４０は、エンドエフェクタ４１を六角パネル２ａに備わるパネル取っ手３ａに係合した状態で、エンドエフェクタ４４を間に六角パネル２ｂを跨いだ状態で更に隣の六角パネル２ｃのパネル取っ手３ｃに移動させ、その後、エンドエフェクタ４１をパネル取っ手３ａから六角パネル２ｂに備わるパネル取っ手３ｂに移動させる。このような尺取り虫様の歩行動作により、ロボットアーム４０は宇宙構造物５０上を的確に移動していくことができる。
【００３１】
次に、ロボットアーム４０の操作によって、六角パネル２を収納装置１から取り出すことができる（図８の作業フローにおけるステップＳ３）。図６に示すように、宇宙構造物５０に仮置きされた収納装置１から六角パネル２を取り出す場合、ロボットアーム４０のエンドエフェクタ４４は第１取っ手３０又は第２取っ手３１から外されて、収納装置１に収納されている六角パネル２のうち最上部の六角パネル２ｄに備わるパネル取っ手３ｄに係合される。エンドエフェクタ４４が六角パネル２ｄのパネル取っ手３ｄを把持することによって、ロボットアーム４０の操作によって、六角パネル２ｄをその主構造１０との結合状態を解除して収納装置１から取り出すことができる。なお、この例においてエンドエフェクタ４１が係合している六角パネルを六角パネル２ａとしたが、これに限らず、ロボットアーム４０が歩行によって移動し得る任意の六角パネルとしてよく、そうすることにより、六角パネルの組立作業の範囲を逐次拡大することができる。
【００３２】
更に、ロボットアーム４０の操作によって六角パネルが組み付けられる（図８の作業フローにおけるステップＳ４）。図７に示すように、六角パネル２ｄを既設の六角パネル２ａに敷き足して宇宙構造物５０を構築していく場合、エンドエフェクタ４４が六角パネル２ｄのパネル取っ手３ｄを把持した状態で、ロボットアーム４０の操作によって、六角パネル２ａの端部に突き合わせて敷き詰めていくことができる。ロボットアーム４０に力を六角パネル２ｄに印加させることによって、組み付けの確認を取ることができる（図８の作業フローにおけるステップＳ５）。以後、ロボットアーム４０についての図３に示す収納装置１の搬送動作、図５に示す尺取り虫様の歩行動作、図６に示す組立部材への着脱動作、及び図７に示す組立部材の組立動作を組み合わせることにより、組立部材（六角パネル２）を次々と敷き詰めて宇宙構造物５０を構築していくことができる。
【００３３】
固定機構の具体的な一例を図９に基づいて説明する。図９は、図１に示す収納装置に用いられる固定機構の一例を示す断面図であり、収納装置１を積み重ねる場合を例に取って示している。固定機構３５（３６）を操作するねじ機構６０（３０ａ，３１ａ）は、収納装置の主構造１０に対して軸受６６，６６によって回転自在に支持されたねじ軸６１を備えている。ねじ軸６１の一端側に形成されているねじ部６１ａにはボールナット６２が螺合している。ねじ軸６１の他端側の操作端部６１ｂが主構造１０の一側に設けられている第１取っ手３０内に位置している。操作端部６１ｂには、ロボットアーム４０のエンドエフェクタ４４が係合可能である。主構造１０には、ねじ部６１ａを挟む位置において、一対の固定用爪６４，６４が対向配置されている。各固定用爪６４は、ヒンジ６７によって主構造１０に対して回動可能とされているが、スプリング６５によってボールナット６２に向かって付勢されており、ボールナット６２に回転自在に設けられているローラ６３に対して常に遊び無く押し当てられている。各固定用爪６４は、先端に爪部６４ａを有しており、爪部６４ａが収納装置の取っ手３０，３１（あるいは、組立部材である六角パネルのパネル取っ手３、以下図９に関する説明において同じ）に係合可能である。電力の供給及び各種信号の授受のため、ボールナット６２に取り付けられているコネクタ６８ａが、別の主構造１０の第１取っ手３０（３１）に設けられているコネクタ６８ｂに結合可能である。
【００３４】
ねじ機構６０（３０ａ，３１ａ）及び固定機構３５（３６）の作動について説明する。ねじ軸６１を回転するとボールナット６２がねじ軸６１の軸線方向に移動し、ボールナット６２の移動に伴ってローラ６３，６３が固定用爪６４，６４との当接位置を変えることにより、固定用爪６４，６４はヒンジ６７，６７周りに回動して内外に開閉する動作をする。各固定用爪６４が外側に開く動作をすることにより、爪部６４ａが取っ手３０（３１）に係合する。ねじ軸６１を逆回転することで、固定用爪６４が取っ手３０（３１）から離脱させることができる。このように、収納装置１の一側からのロボットアーム４０による取っ手３０（３１）の操作によって、収納装置１の他側に回り込むことなく、収納装置１の他側に位置する固定機構３５（３６）を操作することができ、収納装置１の取扱いの容易性、操作性が格段に向上する。収納装置１を既設の構造物の六角パネル２に固定したり固定を解除する場合にも、ロボットアーム４０のエンドエフェクタ４４によって第１取っ手３０（３１）の操作端部６１ｂを把持し、エンドエフェクタ４４の操作によって固定機構３５（３６）を作動させることで、固定用爪６４，６４を六角パネル２のパネル取っ手３に係合させることができる。
【００３５】
次に、図１０に基づいて、組立部材としての六角パネル２を組み立てるときの結合機構について説明する。図１０は、六角パネルの組立時に用いられる結合機構の一例を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）はその断面図である。図１０（Ａ）に示すように、六角パネル２のパネル取っ手３の近傍に形成されている結合部７０ａが、相手側の六角パネル２の被結合部７０ｂに結合することで、六角パネル２が組み立てられていく。パネル取っ手３には、六角パネル２のパネル面に直交する方向に延びる操作軸７１の外側端部である操作端部が配置されており、ロボットアーム４０のエンドエフェクタ４４が操作端部に対して係合可能である。操作軸７１の内側端部にはベベルギヤ７１ａが形成されており、ベベルギヤ７１ａは、六角パネル２のパネル面と平行な方向に延びるねじ軸７３の内側端部に形成されているベベルギヤ７３ａと噛み合っている。操作軸７１及びねじ軸７３は六角パネル２に軸受７２によって回転自在に支持されている。ねじ軸７３の外側端部にはねじ部７３ａが形成されており、ねじ部７３ａにナット７４が螺合している。六角パネル２には、ねじ部７３ａを挟む位置において、一対の結合用爪７５，７５が対向配置されている。各結合用爪７５は、ヒンジ７６によって六角パネル２に対して回動可能とされている。また、ナット７４と各結合用爪７５とはリンク７８によってリンク結合されている。各結合用爪７５は、先端に爪部７５ａを有しており、爪部７５ａが別の六角パネル２の被結合部７０ｂに係合可能である。更に、ナット７４には、コネクタ７７ａが取り付けられており、結合時、被結合部７０ｂに設けられているコネクタ７７ｂと互いに結合可能である。コネクタ７７ａ、７７ｂの結合状態では、ロボットアーム４０に対して電力源から電力を供給し及び制御装置等との間で各種の信号を授受可能である。
【００３６】
結合機構の作動について説明すると、ロボットアーム４０のエンドエフェクタ４４の操作によって、エンドエフェクタ４４が把持するパネル取っ手３の操作軸７１を回転すると、ベベルギヤ７１ａ，７３ａを介してねじ軸７３が回転し、ナット７４がねじ軸７３の軸線方向に移動する。ナット７４の移動に伴って、リンク７８を介して結合用爪７５，７５の姿勢を変えることにより、結合用爪７５，７５はヒンジ７６，７６の周りに回動して内外に開閉する動作をする。各結合用爪７５が外側に開く動作をすることにより、爪部７５ａが隣接する六角パネル２の被結合部７０ｂに形成されている被結合爪７０ｃと結合する。ねじ軸７１を逆回転することにより、結合用爪７５が隣接する六角パネル２の被結合部７０ｂから離脱可能である。このように、六角パネル２の表側からのロボットアーム４０のパネル取っ手３を介した操作によって、六角パネル２の側面に回り込むことなく、六角パネル２の結合機構を操作することができ、六角パネル２の取扱いの容易性、操作性が格段に向上する。また、各六角パネル２にはパネル取っ手３が設けられている側の３辺側面に結合用の突起７９ａが形成されており、結合される相手側の各六角パネル２のパネル取っ手３が設けられている側とは反対側の３側面に結合用の凹部７９ｂが形成されている。六角パネル２，２の結合時、突起７９ａが凹部７９ｂに嵌合することで、六角パネル２，２同士の位置決めが正確に行われ且つ充分な結合力が得られる。各六角パネル２は、図示のように次々と組立途中あるいは既設の構造物に組み立てられていく。なお、六角パネル２同士の上記結合機構は、図１及び図２に示すような収納装置１の主構造１０に対する六角パネル２の結合にも適用可能であり、具体的には、被結合部７０ｂが結合構造１１として用いられる。また、凹部７９ｂは、収納装置１の主構造１０において、ガイドレール１２として用いることができる。
【００３７】
以上、組立部材収納装置の実施例として、太陽光発電パネルやアンテナ等の大型宇宙構造物５０について説明したが、これらの大型宇宙構造物５０は単に例示に過ぎず、これに限定されるものではない。この発明による組立部材収納装置１は、宇宙用に限らず、慣性力が作用する振動等の加速度運動下、深海、放射線下、極寒冷地等の人にとって生存が厳しい又は危険を伴う環境下において、少ない作業ツールで多様な作業内容を含む組立又は解体作業を実行することが求められる場合に、安全で確実な作業の基礎を提供することができる。また、組立部材収納装置１や組立部材２には、各種の取っ手３，２２，３０，３１が設けられているが、すべての取っ手の仕様を共通化することによって、部品の共通化と製造コストの低減を図ることができ、ロボットアームのように種類及び個数において作業手段が限定される場合に、組立部材との係合の安定化と作動の一層の確実化を図ることができる。
【００３８】
【発明の効果】
この発明による組立部材収納装置は、上記のように構成されているので、組立式の構造物を構成する六角形パネル等の組立部材をロケットや往復帰還機で打上げるときや打ち上げ後の軌道上での保管に際して、当該組立部材を組立部材収納装置内に一括して且つ安定して保持することができ、更に、ロボットアームによって組立部材収納装置を把持した状態で構造物上の作業領域を搬送するとともに構造物上に仮に固定することを可能とし、組立部材を組立部材収納装置から順次取り出して組立部材を逐次組み立てていく組立作業、あるいはその反対の分解作業を効率よく行うことができる。また、組立部材を収納する組立部材収納装置に把持・搬送するための主取っ手を設け、これを組立部材に備わる組立用取っ手と共通の形態をすることによって、同じロボットアームによって組立部材収納装置を把持・搬送することができる。これにより、ロボットアームは、作業場所の近傍に部材の収納された組立部材収納装置を仮置きして、部材収納場所に戻ることなく、近傍に仮置きした組立部材収納装置から逐次、組立部材を取り出して組立を行うことができる。
【００３９】
構造物を構成する組立部材にロボットアームが係合可能な取っ手を設けた場合には、ロボットアームは、組立済みの構造物に備わっている取っ手を伝わって、尺取り虫型の移動をすることができる。また、主取っ手に連係する固定機構を有することにより、主取っ手の操作によって、組立部材収納装置を組立済みの構造物上の取っ手に仮置き固定することができる。即ち、ロボットアームのエンドエフェクタと取っ手間を電気的に結合するパワーライン及び信号ラインを通すことにより、取っ手を介して、例えば組立部材収納装置に備わる固定機構の固定とその解除の作業を迅速且つ的確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による組立部材収納装置の一実施例を組立部材が未収納の状態で示す図であり、（Ａ）はその平面図、（Ｂ）はその側面図である。
【図２】図１に示す組立部材収納装置を組立部材の収納状態で示す図であり、（Ａ）はその平面図、（Ｂ）はその側面図である。
【図３】図１に示す組立部材収納装置を、複数台、連結状態に保持した状態を示す側面図である。
【図４】組立部材を収納した状態の組立部材収納装置を移動させるロボットの動作を説明する概略図である。
【図５】ロボットの尺取り虫様の歩行動作を説明する概略図である。
【図６】組立部材収納装置から組立部材を取り出すロボットの取出し動作を説明する概略図である。
【図７】組立部材を構造物に取り付けていくロボットの組立動作を説明する概略図である。
【図８】この発明による組立部材収納装置とロボットアームとを用いた構造物の組立作業フローを示す図である。
【図９】図１に示す収納装置に用いられる固定機構の一例を示す断面図である。
【図１０】六角パネル同士の結合機構の一例を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）はその断面図である。
【図１１】反射鏡パネルを組立部材とした組立式反射鏡を示す図であり、（Ａ）はその正面図、（Ｂ）はその側面図である。
【符号の説明】
１，１ａ，１ｂ    組立部材収納装置
２，２ａ〜２ｄ  六角パネル          ３，３ａ〜３ｄ  パネル取っ手
１０  主構造        １０ａ  中央側壁          １０ｂ  側壁
１１  結合構造                    １２  ガイドレール
２０  開閉式扉構造                ２０ａ，２０ｂ  開閉扉
２１  ヒンジ
２２  扉取っ手                    ２３  保持機構
３０  第１取っ手（主取っ手）      ３１  第２取っ手（主取っ手）
３０ａ，３１ａ，６１  ねじ機構
３５  第１固定機構                ３６  第２固定機構
３８  衛星本体構造
４０  ロボットアーム              ４１，４４  エンドエフェクタ
４２  関節                        ４３  ロッド
５０  宇宙構造物（組立式反射鏡）  ５１  集束器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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