ホーム > 特許ランキング > Ｌ’ＧＡＲＤＥ， ＩＮＣ．
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-04-17
(54)【発明の名称】接続アセンブリ
(51)【国際特許分類】
B64G 1/22 20060101AFI20230410BHJP
B64G 1/64 20060101ALI20230410BHJP
B64G 1/56 20060101ALI20230410BHJP
【ＦＩ】
B64G1/22 100C
B64G1/22 224
B64G1/64 500
B64G1/56
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2022550747
(86)(22)【出願日】2020-08-21
(85)【翻訳文提出日】2022-10-19
(86)【国際出願番号】 US2020070445
(87)【国際公開番号】W WO2021173229
(87)【国際公開日】2021-09-02
(31)【優先権主張番号】62/980,532
(32)【優先日】2020-02-24
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】518307237
【氏名又は名称】ルギャルド，インク．
【氏名又は名称原語表記】Ｌ’ＧＡＲＤＥ， ＩＮＣ．
【住所又は居所原語表記】１５１８１ Ｗｏｏｄｌａｗｎ Ａｖｅｎｕｅ Ｔｕｓｔｉｎ， ＣＡ ９２７８０ （ＵＳ）
(74)【代理人】
【識別番号】110001173
【氏名又は名称】弁理士法人川口國際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】ヤマモト，ブライアン
(72)【発明者】
【氏名】バーンズ，ナサニエル
(57)【要約】
本明細書で提供される例示的な実施形態は、内部キャビティに材料を導入することによってグリッパが作動する接続システムを含む。実施形態は、展開および作動が別々に制御され得るように、２つ以上のキャビティを含んでもよい。作動および／または展開がさらに制御され得るように、追加のキャビティを使用すること、および／またはキャビティ間のバルブを選択することもできる。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
格納構成、展開構成、および閉鎖構成を有する１つ以上のブームと、捕捉面と、
を備える、接続システム。
【請求項2】
１つ以上のブームの各々は、２つの膨張可能キャビティを備え、２つの膨張可能キャビティは、別々に膨張可能である、請求項１に記載の接続システム。
【請求項3】
２つの膨張可能キャビティのうちの第１の膨張可能キャビティは第１の長さを画定し、２つの膨張可能キャビティのうちの第２の膨張可能キャビティは第２の長さを画定する、請求項２に記載の接続システム。
【請求項4】
第２の長さは、第１の長さよりも長い、請求項３に記載の接続システム。
【請求項5】
２つの膨張可能キャビティの終端部領域は結合され、２つの膨張可能キャビティは第１の長さに沿って周期的に互いに結合される、請求項４に記載の接続システム。
【請求項6】
ハブをさらに備える、請求項５に記載の接続システム。
【請求項7】
ハブは膨張可能である、請求項６に記載の接続システム。
【請求項8】
捕捉面はメッシュを備える、請求項７に記載の接続システム。
【請求項9】
目標物体を捕捉する方法であって、グリッパを提供するステップと、
グリッパを第１の構成に展開するステップと、
グリッパを第２の構成に展開するステップと、
を備える方法。
【請求項10】
グリッパを縮小構成で格納するステップをさらに備える、請求項９に記載の方法。
【請求項11】
グリッパは少なくとも２つの膨張キャビティを備える、請求項１０に記載の方法。
【請求項12】
グリッパを第１の構成に展開するステップは、少なくとも２つの膨張キャビティのうちの第１の膨張キャビティを膨張させるステップを備える、請求項１１に記載の方法。
【請求項13】
グリッパを第２の構成に展開するステップは、少なくとも２つの膨張キャビティのうちの第２の膨張キャビティを膨張させるステップを備える、請求項１２に記載の方法。
【請求項14】
グリッパをハウジングから分離するステップをさらに備える、請求項１３に記載の方法。
【請求項15】
グリッパを第２の構成に膨張させることによって目標物体を囲むステップをさらに備える、請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
優先権
本出願は、参照によりその全体が本出願に組み込まれる、２０２０年２月２４日に出願された米国仮出願第６２／９８０，５３２号に対する優先権を有する。
本出願は、参照によりその全体が本出願に組み込まれる、２０２０年２月２４日に出願された米国仮出願第６２／９８０，５３２号に対する優先権を有する。
【背景技術】
【0002】
現在、地球の外大気中および地球の周りの軌道には多数の宇宙デブリがある。これらは、軌道上の物体または宇宙への途中で通過する物体に重大な危険をもたらす。このデブリをどのようにして実行可能に捕捉し、それを脱軌道するかについてはまだ解決策がない。
【0003】
空間内の目標物体を捕捉または付着することが望ましい他の状況もあり得る。例えば、宇宙採掘は、新たなまたはより豊富な鉱物または資源のために宇宙岩石を収集するために関心がある可能性がある。その軌道を迂回または方向転換させるために、移動する空間物体に結合または付着することが望ましい場合がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ロボットアームなどの物体に取り付けるための従来の地球の解決策は複雑である。それらは、アクチュエータおよびモータを作動させるために電力を必要とする。それらはまた、機械的および電気的に複雑である。そのような電子機器、制御装置、および機械部品は、宇宙環境で維持することが困難である。また、それらの制御は、通常、正確な操作および所望の目標位置に関する情報を必要とする。したがって、これらのシステムは、宇宙環境では望ましくない。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本明細書に記載の接続部分の例示的な実施形態は、開位置と閉位置との間の伸長部の作動とは別個のグリッパの向きまたは構成を可能にする固有のグリッパシステムを提供する。そのような構成は、グリッパを梱包し、開放構成と閉鎖構成との間のグリッパの作動とは別個の第１の構成から第２の構成への展開を可能にするために使用されてもよい。
【0006】
例示的な実施形態は、複数の構成を作動および／または形成するために複数の膨張キャビティを使用して複数の展開構成を達成することができる。例えば、第１の膨張キャビティが使用されて、格納構成から、開放構成などの第２の構成にグリッパを展開することができる。第２の膨張キャビティが使用されて、グリッパを開放構成から閉鎖構成に展開することができる。追加の膨張経路および／または膨張キャビティはまた、セグメント化された作動および／または１つまたは複数の方向の作動などのグリッパの異なる作動を提供するために使用されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1A】様々な展開段階における例示的な展開可能接続システムを示す図である。
【図1B】様々な展開段階における例示的な展開可能接続システムを示す図である。
【図1C】様々な展開段階における例示的な展開可能接続システムを示す図である。
【図2】本明細書に記載の実施形態による例示的な接続システムを展開するための例示的な流れ図である。
【図3】本明細書に記載の実施形態による例示的な接続システムを展開するための例示的な流れ図である。
【図4】本明細書に記載の実施形態による例示的な接続システムを展開するための例示的な流れ図である。
【図5】格納構成における例示的な接続システムを示す図である。
【図6A】例示的な実施形態による接続システムと共に使用するための例示的な展開システムを示す図である。
【図6B】例示的な実施形態による接続システムと共に使用するための例示的な展開システムを示す図である。
【図6C】例示的な実施形態による接続システムと共に使用するための例示的な展開システムを示す図である。
【図7A】本明細書に記載の実施形態による展開システムの例示的な構成部品を示す図である。
【図7B】本明細書に記載の実施形態による展開システムの例示的な構成部品を示す図である。
【図7C】本明細書に記載の実施形態による展開システムの例示的な構成部品を示す図である。
【図7D】本明細書に記載の実施形態による展開システムの例示的な構成部品を示す図である。
【図8】本明細書に記載の実施形態による展開システムの概念を示すための例示的な構成要素部分を示す図である。
【図9】本明細書に記載の実施形態による展開システムの概念を示すための例示的な構成要素部分を示す図である。
【図10】本明細書に記載の実施形態による展開システムの概念を示すための例示的な構成要素部分を示す図である。
【図11】本明細書に記載の実施形態による格納構成の例示的な接続システムの分解図である。
【図12】本明細書に記載の実施形態による接続システムの例示的なシステム構成を示す図である。
【図13】本明細書に記載の実施形態による接続システムの例示的な展開システムを示す図である。
【図14】本明細書に記載の実施形態による例示的な展開システムの例示的な構成要素を示す図である。
【図15】本明細書に記載の実施形態による例示的な展開システムの例示的な構成要素を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下の詳細な説明は、本発明の原理を限定ではなく例として示す。この説明は、当業者が本発明を製造および使用することを明確に可能にし、本発明を実施する最良の形態であると現在考えられているものを含む、本発明のいくつかの実施形態、適合、変形、代替および使用を説明する。図面は、本発明の例示的な実施形態の概略図および概略図であり、本発明を限定するものではなく、必ずしも縮尺通りに描かれていないことを理解されたい。
【0009】
本明細書に記載の例示的な実施形態は、複数の展開状態を有することができる接続システムを含む。例えば、接続システムは、接続システムが縮小された寸法を有する収納構成を最初に含むことができる。接続システムが所望の位置に配置されると、接続システムが作動されて第１の展開構成に展開することができる。第１の展開構成は、接続システムに目標物体を係合させる準備をさせることができる。例えば、接続システムは、格納構成から延びる１つまたは複数のブームを有することができる。第１の展開構成は、伸長長さまで延びる１つまたは複数のブームを備えてもよい。接続システムは、第２の展開構成に再び作動されてもよい。第２の展開構成は、目標物体が接続システムによって保持または接続される係合構成であってもよい。例えば、接続システムの１つまたは複数のブームは、第１の展開構成においてそれらの伸長位置から変形または移動されてもよく、目標物体を部分的または完全に囲み、包囲し、または他の方法で捕捉してもよい。例示的な実施形態では、接続システムは、１つまたは複数のブームに結合されたネット、メッシュ、膜、または他の表面を含んでもよい。捕捉面は、目標物体を完全にまたは部分的に囲み、包囲し、外接し、または別の方法で保持するように構成されてもよい。捕捉面は、第２の展開状態へのブームの変形によって目標物体の周りに位置決めされてもよい。
【0010】
本発明の実施形態は、接続システムに関して本明細書で説明および例示することができるが、本発明の実施形態はそのように限定されず、変形可能構造体の他の用途にさらに適用可能であることを理解されたい。例えば、本明細書に記載の接続システムは、ネットまたは他の材料を含むことができ、それにより、それは別の物体に対するバッグまたはカバーとして機能する。バッグまたはカバーは、他の物体の遮蔽または保護を形成することができる。接続システムはまた、その中に別の物体を保持するように構成されてもよい。本明細書に記載の例示的な実施形態はまた、展開システム、保持システム、作動システム、トリガシステム、およびそれらの任意の組み合わせとして使用されてもよい。
【0011】
図１Ａ～図１Ｃは、本明細書に記載の実施形態による、様々な展開段階における例示的な展開可能接続システムを示す図である。例示的な接続システム１００は、本明細書に記載の特徴の任意の組み合わせを含んでもよい。例えば、本明細書に記載の異なるブーム構成、作動方法およびシステム、展開方法およびシステム、保持方法およびシステム、ならびにそれらの任意の組み合わせが使用されてもよい。
【0012】
図ＩＡに示すように、例示的な接続システム１００は、収納構成を有することができる。収納構成は、縮小された寸法によって規定されてもよい。接続システムは、体積、長さ、幅、面積、他の寸法、または寸法の任意の組み合わせを減少させることができる。収納構成は、宇宙船、ロケット、または地球の上部大気または宇宙空間に到達するための他のビークル上に格納するための形状であることが望ましい。
【0013】
図示するように、例示的な接続システム１００は、ハウジング１０２またはシャーシを含むことができる。ハウジング１０２は、収納寸法を規定し、所望の形状、サイズ、向き、および／またはプロファイルを規定して、打ち上げビークル内の所望の区画に適合するように構成されてもよい。ハウジングは、接続システムの残りの構成要素を完全にまたは部分的に囲むことができる。例示的な実施形態では、ハウジング１０２は、接続システムの残りの構成要素を完全に囲むことができる。ハウジング１０２は、接続システム１００が所望の期間にわたって格納され、次いで特定の接続目的のために所望に応じて使用されることを可能にすることができる。したがって、接続システムは、目標物体に接続するための既製の解決策を備えてもよい。ハウジングまたは他の構成要素を介した接続システムは、ホスト装置への接続を含んでもよい。ホストデバイスは、目標物体をホストデバイスに結合するために接続システムが使用され得る任意の他の物体であってもよい。ホスト装置は、一旦接続されると目標物体の軌道を脱軌道または変更するためのソーラーセイルなどの他の装置および／または構成要素を含んでもよい。他の物体は、他の推進システムまたは軌道解除システムを含んでもよい。ホスト装置はまた、シャトル、ロケット、衛星、航海者または他の探査宇宙船などを含んでもよい。
【0014】
図１Ｂに示すように、例示的な接続システム１００は、第１の展開構成を有してもよい。第１の展開構成は、最大寸法を含んでもよい。第１の展開構成は、システムが目標物体と係合する準備ができるように構成される。したがって、接続システムは、長さ、幅、面積、または他の寸法もしくは寸法の組み合わせなどの最大寸法を含んでもよい。例示的な実施形態では、接続システムは、より大きなプロファイルまたは捕捉面を形成する最大寸法を含んでもよい。最大寸法を作成することにより、目標物体を捕捉する可能性を向上させることができ、および／または目標物体を取得するための操縦性要件および関連する構成要素を低減することができる。
【0015】
図示するように、例示的な接続システム１００は、１つまたは複数のブーム１０４、捕捉面１０６、およびハブ１０８を含んでもよい。ハブ１０８は、ハウジング１０２の一部であってもよく、またはハウジングから分離していてもよい。ハウジング１０２は、開放し、ブーム１０４および捕捉面１０６がハウジングから出ることを可能にすることができる。ハウジング１０２は、残りの構成要素から完全に分離してもよく、またはそれに結合されたままであってもよい。ハブ１０８は、システムの１つまたは複数の部分を作動させるためのシステム構成要素を含んでもよく、電子機器、コントローラ、通信インターフェース、コネクタ、またはそれらの任意の組み合わせを含んでもよい。
【0016】
接続システム１００は、ハブ１０８から延びる１つまたは複数のブーム１０４を備えてもよい。図示するように、ブーム１０４は、ハブから半径方向外側に延びる。異なる量、異なる向き、異なる構成、異なる原点位置、異なる端末位置、およびそれらの組み合わせなどのブームの任意の組み合わせが使用されてもよい。例示的な実施形態では、ブームは、ハブから半径方向および直線的に外側に延びる。１つまたは複数のブームの完全な伸長は、最大寸法を作成および規定することができる。図示するように、最大寸法は、面積、幅、および長さである。ブームは、可能な最大寸法を形成するようにほぼ平面状に延びるように構成されてもよい。ブームはまた、ブームが円錐形または角錐形のフレーム構造を形成するように、ハブの一方の側などの同じ方向に延びるように構成されてもよい。最大寸法は減少するが、捕捉体積は、第１の展開構成から第２の展開構成への移行前または移行中に目標物体の捕捉および保持を支援するために増加する。
【0017】
図１Ｃに示すように、例示的な接続システム１００は、第２の展開構成を有することができる。第２の展開構成は、第１の展開構成と比較して縮小された寸法を含んでもよいが、収納構成と比較して寸法よりも大きくてもよい。第２の展開構成は、目標物体と係合するように構成される。第２の展開構成は、１つまたは複数のブーム１０４内の空間および／または捕捉面１０６によって画定された内部キャビティを形成することができる。内部キャビティは、目標物体１１０を完全にまたは部分的に囲み、包囲し、外接し、あるいは保持してもよい。
【0018】
図示するように、第２の展開構成は、１つまたは複数のブームの変形によって作成または画定されてもよい。変形は、第１の展開構成の拡張構成とは異なる任意の形状であってもよい。図示するように、１つまたは複数のブームの変形構成は、ブームの位置または長さに沿って１つまたは複数のブームが屈曲または湾曲することによって形成される。
【0019】
例示的な実施形態では、接続システム１００は、接続システムを図１の収納構成から図２の第１の展開構成に移行させるように作動される。接続システム１００は、目標位置に到達すると、第１の展開構成に展開されてもよい。例えば、接続システムは、所望の軌道、軌道経路、または目標物体に近接していてもよい。接続システムは、異なる機構を使用して第１の展開構成に展開するように構成されてもよい。システムは、収納構成と第１の展開構成との間の２つの作動ステップと、第１の展開構成と第２の展開構成との間の別の作動ステップとを含んでもよい。異なる構成間の作動の分離は、係合構成へのより速い展開を可能にしながら、接続システムがそれ自体の展開タイミングで係合する準備ができることを可能にし得る。例えば、比較的大きなブームの場合、収納構成から第１の展開構成への移行には時間がかかる場合がある。したがって、これは、目標物体と実際に係合する前に所望の位置または時間で実行されてもよい。
【0020】
図示するように、接続システムは、捕捉面１０６を含んでもよい。捕捉面は、目標物体の接続および／または係合を支援するための任意のものを含んでもよい。図示するように、捕捉面はネットまたはメッシュを備える。捕捉面はまた、ストリング、膜、材料、フック、接続特徴部、錘、またはそれらの組み合わせを含み得る。捕捉面はまた、他の特徴部を含んでもよい。例えば、捕捉面は、遮蔽のための特性を含んでもよい。この例では、接続システムが使用されて物体を囲むことができ、捕捉面が使用されて物体を遮蔽することができる。例示的な実施形態では、遮蔽は、目標物体が太陽エネルギーを受け取るのを防止することができ、または信号の送信を防止または低減することができる。接続面は、接続システムの目的に応じて材料および／またはコーティングを含んでもよい。
【0021】
【0022】
最初に、ステップ２１において、本明細書に記載の実施形態による接続システムが提供される。図２Ａに示すように、接続システム２００は、収納構成で構成され、ハウジング２０２内に保持されてもよい。接続システムは、ハウジング内に格納および／または輸送されてもよい。例示的な実施形態では、ハウジングは、ロケットに結合されて宇宙に輸送されてもよい。
【0023】
次に、ステップ２２において、接続システムの接続部分がハウジングから引き出されてもよい。図２Ｂに示すように、ハウジング２０２が開放されて、接続部分がハウジングの内部キャビティから部分的または完全に除去されてもよい。ハウジングは開放されてもよく、および／または接続部分はそこから取り出されてもよい。ハウジングは、引き出しがハウジングを開放または再構成して、拡張および／または作動による接続部分の展開を露出または可能にすることができるように、接続システムと一体であってもよい。
【0024】
システムは、所望の場所にナビゲートされてもよい。例示的な実施形態では、所望の位置は、目標物体２１０に近接した位置である。所望の位置はまた、目標物体の軌道経路内にあってもよく、所望の軌道位置または高さにあってもよく、またはホスト装置に対する位置にあってもよい。システムはまた、特定の所望の位置または目標物体に関係なく、展開され、目標物体が近づくのを受動的に待つことができる。システムは、１つまたは複数の所望の位置で本明細書に記載の任意の１つまたは複数のステップを実行することができる。
【0025】
ステップ２３で、接続システムが作動されて、接続システムの接続部分を展開し、システムを収納（または引き出し）構成から第１の展開構成に移行させてもよい。図２Ｃに示すように、部品が露出され、１つまたは複数のブーム２０４が延長される。システムは、接続部分を作動させて目標物体と係合する準備ができるように展開されてもよい。準備をする際に、接続部分は、断面、容積、面積などの寸法が縮小された収納構成から、断面、容積、面積などの寸法がより大きい第１の展開構成に移行することができる。展開は、１つまたは複数のブーム２０４の伸長によるものであってもよい。本明細書に記載の例示的な実施形態は、１つまたは複数の第１の構成要素部分の１つまたは複数のキャビティを充填することによって展開され得るブームを含む。本明細書に記載の例示的な実施形態は、湾曲またはコイル状のテープばねを延ばすことによって展開され得るブームを含む。伸縮式、膨張式、形状記憶、ばね、テープばねなどの任意の例示的なブームを使用することもできる。例示的な実施形態では、ハブ２０８は、システムを作動させて第１の展開構成に移行させるための１つまたは複数のアクチュエータを含んでもよい。
【0026】
ステップ２４において、第２の段階が作動のために準備されてもよい。第１の段階は、接続システムを第１の展開構成に展開するためのシステムおよび構成要素であってもよく、第２の段階は、目標物体を係合させ、システムを第２の展開構成に移行させるためのシステムおよび構成要素であってもよい。例示的な実施形態では、接続システムは、目標物体と係合する時間を短縮するために作動のための第２の段階を準備することができる。第２の段階の準備は、第２の段階の作動または構成要素に依存し得る。例えば、本明細書に記載の例示的な実施形態は、１つまたは複数のブームに接触して変形させるための機械的構成要素を含む。この構成は、機械的構成要素を１つまたは複数のブームに接触および／または近接させることによって準備されてもよい。本明細書に記載の例示的な実施形態は、１つまたは複数のブームを変形させるための膨張可能構造体を含む。したがって、膨張可能構造体は、予め充填されていてもよく、または部分的に充填されていてもよい。第２の段階の準備は任意であってもよい。
【0027】
ステップ２５において、第２の段階が作動されて目標物体を保持してもよい。図２Ｄに示すように、第２の段階の作動は、接続システムを第１の展開構成から第２の展開構成に移行させることができる。例示的な実施形態では、１つまたは複数のブーム２０４は、目標物体２１０が完全にまたは部分的に配置されるキャビティを形成するように変形する。図２Ａ～図２Ｅに示す例示的な構成は、２つのブームのみがあり、収容面がない状態で示されている。前述のように、ブームおよび／または収容面の任意の構成（任意の保持構造を含む）が使用されてもよい。追加のブームおよび収容面は、明確にするためにこれらの図から除去されている。ブーム構成はまた、第１の展開構成および第２の展開構成の異なる構成を示すためだけに例示的である。そのような構成は、選択されたブームおよび／または作動システムによって画定されてもよい。したがって、例示は、一般的な表現のみを意図しており、限定するものではない。
【0028】
ステップ２６において、例示的な実施形態は、任意選択的に吸収システムを使用して、接続プロセス中に接続システムに加えられる衝撃力を低減することができる。目標物体および目標物体を位置決めおよび捕捉するために選択された方法に応じて、目標物体と接続システムとの間に実質的なエネルギー伝達が存在してもよい。したがって、接続システムは、衝撃吸収機構２１２を含んでもよい。衝撃吸収機構２１２は、接続プロセス中に目標物体から伝達されたエネルギーの一部を散逸および／または吸収するように構成されてもよい。
【0029】
図２Ｄと図２Ｅとの比較によって分かるように、衝撃吸収機構２１２は、エネルギーの一部を受け取り、衝撃および接続システムに課される力を低減するように変形することができる。衝撃吸収機構２１２は、ばねであってもよい。ばねは、接続システムの弾性および／または変形可能な膨張可能部分であってもよい。ばねは、コイルばねであってもよい。エアバッグなどの他の衝撃吸収機構を使用することもできる。
【0030】
【0031】
図２に記載された方法と同様に、接続システムを展開し、目標物体に結合する方法は、接続システム３００を提供するステップ３１（図３Ａに示す）と、接続システムの接続部分をハウジング３０２から引き出すステップ３２（図３Ｂに示す）と、接続システムの第１の段階を作動させて接続部分を展開するステップ３３（図３Ｃに示す）と、を含むことができる。展開は、接続システムを第１の展開構成に構成することであってもよく、ここで、１つまたは複数のブーム３０４は、ハブ３０８から伸長され、ステップ３４において作動のために第２の段階を準備し、ステップ３５（図３Ｄに示す）において第２の段階を作動させて目標物体を保持する。第２の段階の作動は、接続システムを第２の展開構成に構成し、１つまたは複数のブームおよび／または接続面によって生成または画定された体積内の空間に目標物体を配置することであってもよい。
【0032】
図３は、より高い衝撃力が予想される場合、または追加のエネルギーがシステムによって吸収される必要がある場合に使用され得る例示的な方法を示す。この場合、本方法は、ステップ３６において、吸収システムを係合させることを含んでもよい。吸収システム３１２は、図２に関して説明したものと同様であってもよい。例えば、それは、ばね、膨張可能／収縮可能な区画などを含んでもよい。したがって、例示的な方法は、例えば、ステップ３６において、吸収システム３１２を係合させることによってエネルギーを伝達するための異なる選択肢を含んでもよく、またはステップ３７は、接続部分をハウジング３０２から取り外し、ステップ３８において、接続部分がテザー３１４により跳ね返ることを可能にする。
【0033】
ステップ３５において、目標物体を捕捉するために接続部分が作動されてもよい。作動は、機械的構成要素を作動させてブームを変形させること、材料特性を使用してブームを変形させること、目標物体との衝撃を使用してブームを記憶された構成に移行させること、またはそうでなければ第２の展開構成において接続システムを構成することによって、本明細書に記載の実施形態による１つまたは複数のブームを変形させるためにキャビティを充填することであってもよい。例示的な実施形態では、１つまたは複数のブーム３０４は、目標物体３１０を捕捉または保持するように変形される。例示的な実施形態では、システムは、隣接する１つもしくは複数のブーム３０４の間にネットを含むか、または本明細書に記載のシステムの任意の組み合わせによって作成されたインフラストラクチャによってサポートされてもよい。システムはまた、接続システムの一部が接続システムの他の部分に対して移動することができるように分離するように構成されてもよい。
【0034】
特定の目標物体を捕捉または保持するための本明細書に記載の例示的な実施形態は、接続中にかなりの力を受ける可能性がある。例えば、接続システムおよび／または目標物体は、接続プロセス中に移動していてもよい。したがって、目標物体および接続システムは、接続プロセスの一部として衝突する可能性がある。
【0035】
したがって、システムは、そのような衝突中の衝撃を散逸または低減するためのクッション、ばね、または他の減衰システムを含んでもよい。図３Ｅに示すように、システムは、ハブ３０８、電子機器、ハウジング３０２、および他の構成部品が接続プロセス中に悪影響を受けないように、衝撃の一部を吸収するばねを含むことができる吸収システム３１２を含んでもよい。例示的な実施形態では、ばねは、衝撃に耐えるように膨張するキャビティを有する。ばねは、別個のキャビティであってもよく、別個に充填されてもよく、または収縮されてもよく、あるいは本明細書に記載の１つもしくは複数のブームおよび／または１つもしくは複数の作動システムの一部であってもよい。例示的な実施形態では、キャビティは、空気袋として作用し、部分的に収縮して衝撃力の一部を吸収することができるようにバルブを有することができる。図３Ｅに見られるように、ステップ３６に対応して、第１の衝撃構成は、ハウジング３０２、ハブ３０８、および／またはシステムのコントローラとの接続部分を維持することができる。１つまたは複数のブームを含む接続部分は、部品間の相対的な分離が制御または規定される直接的または間接的な接続を介して、ハウジング３０２、ハブ３０８、またはシステムの他の部分で維持されてもよい。これは、吸収システムのばね構成を介した接続および保持を含むことができる。
【0036】
システムはまた、衝撃力が接続システムの部分について最小化されるように、プロセスの異なる部分および／またはステップにおいて分離するように構成されてもよい。図３Ｆに示すように、ステップ３７および３８に対応して、システムは、目標物体３１０を展開および保持することができる。第１の構成要素を変形させて目標物体を保持するための第２の構成要素の作動中、ステップ３６において、ばねは依然として衝撃力の一部を圧縮して吸収することができる。同時に、またはしきい値力、もしくは他のトリガ事象に応答して、システムは、ハブ３０８、ハウジング３０２、電子機器、または所望の構成要素部分が接続部分（１つまたは複数のブームおよび／または接続面を含む部分など）から分離することができるように分離するように構成されてもよい。このようにして、分離された構成要素は、それらまたは接続部分が単に押し退けられ、目標物体との衝突後により自由に動くことができるため、衝撃力が低減され得る。接続システムは、システム構成要素間の最終的な接続が保持されるように、ハウジング、ハブ、または他の分離された構成要素部品が互いに繋がれ得るようにテザー３１４を含んでもよい。取り外しは、システムの展開および／または作動中に、より早くまたはいつでも行うことができる。例えば、図４に見られるように、接続部分およびハウジング／ハブ／他の構成部品は、接続部分の展開中もしくは展開時、および１つまたは複数のブームの伸長中もしくは伸長時に分離してもよい。
【0037】
図４は、本明細書に記載の実施形態による例示的な接続システムを展開するための例示的な流れ図である。図４Ａ～図４Ｄは、図４の例示的なステップに対応する例示的な代表的な展開ステップを示す。図２および図３に記載された方法と同様に、接続システムを展開し、図４の目標物体に結合する方法は、接続システム４００を提供するステップ４１と、接続システムの接続部分をハウジング４０２から取り出すステップ４２と、接続部分を展開するために接続システムの第１の段階を作動させるステップ４３（図４Ａに示す）と、を含むことができる。展開は、接続システムを第１の展開構成に構成することであってもよく、ここで、１つまたは複数のブーム４０４は、ハブ４０８から伸長され、ステップ４５において作動のために第２の段階を準備し、ステップ４６（図４Ｃに示す）において第２の段階を作動させて目標物体を保持する。第２の段階の作動は、接続システムを第２の展開構成に構成し、目標物体４１０を、１つまたは複数のブームおよび／または接続面によって生成または画定された体積内の空間に配置することであってもよい。
【0038】
図４は、より高いまたは最大の衝撃力が予想される場合、または追加のエネルギーがシステムによって吸収される必要があり得る場合に使用され得る例示的な方法を示す。この方法は、他の方法で説明した吸収システムと共に同様に使用することができる。しかしながら、予想される衝撃力を考慮すると、ハウジング、ハブ、電子機器、または他のシステム構成要素との衝撃を回避する必要があり得る。この場合、本方法は、ステップ４４（図４Ｂに示す）において、ハウジング４０２から１つまたは複数のブーム４０４を含む接続部分を分離または取り外すことを含んでもよい。システムは、ステップ４７（図４Ｃに示す）において、その後に、テザー４１４内の反動によって衝撃力を受けることができる。例示的な実施形態では、テザー４１４は、衝撃力の一部を吸収するために弾性または他のばね材料であってもよい。
【0039】
図４Ｄに見られるように、方法はまた、ステップ４８において、ハウジング、ハブ、電子機器、または他のシステム構成要素を迂回させるか、そうでなければ移動させることを含むことができる。システムは、ハウジングおよび／またはハブの移動を可能にする推進システム４１６を含むことができる。これは、目標物体が捕捉された後に目標物体を移動させることが望ましい場合があるからである。ハウジング、ハブ、または他のシステム構成要素を目標物体との衝突経路から移動させることが望ましい場合もあるからである。迂回操作は、接続部分が最初に分離されて、接続部分からの距離がより大きくなるときに実行されてもよい。迂回操作はまた、プロセス中の任意の時点で実行されてもよい。
【0040】
例示的な実施形態は、異なる速度および／またはサイズの目標物体に使用されてもよい。速度とサイズの組み合わせは、システムが有する運動量に対応し、したがって、接続システムが受ける衝撃力に対応する。システム要件、接続面の強度、使用される吸収システム、ばねの偏向長さ、ばね定数、テザー長さ、テザー特性などに応じて、本明細書に記載の異なる構成は、様々な係合物体によって課される広範囲のモーメントを処理することができる。例示的な実施形態では、システムは、取り付けられた、繋がれた、または分離された代替物の所望の組み合わせのいずれかがユーザに利用可能であるように、係合構成間の選択を可能にするように構成される。例示的な実施形態は、吸収システム、ばね、テザー、分離機構、または本明細書に記載の他の特徴の任意の組み合わせを含むことができる。システム部品は、繋がれたままであってもよく、または完全に分離されてもよい。ハウジング／ハブ／電子機器／他の構成部品は、これらの他の構成部品および接続部分／目標物体との衝突が回避されるように、推進システムなどによって接続部分から離れるように移動されてもよい。
【0041】
本明細書に記載の例示的な実施形態は、物体に非常に迅速に取り付けるために使用されてもよい。例えば、第２の展開構成へのシステムの展開および／または作動は、１５０ミリ秒以内に行われ得る。
【0042】
図５は、接続部分がハウジング内にある収納構成における、本明細書に記載の実施形態による例示的な接続システムを示す図である。図示するように、接続システム５００は、ハウジング５０２を含んでもよい。ハウジングは、接続部分およびシステムの他の構成要素を保持するためのキャビティを含んでもよい。ハウジング５０２は、開口され、分離され、または別の方法でキャビティへのアクセスを提供し、および／またはキャビティの内部を露出させることができる。図示するように、ハウジング５０２は、ドア解放部５２２によって制御されるドアヒンジ５２０上のドア５１８を含む。システムは、ドア５１８がそのヒンジ５２０上で開くことを可能にするドア解放部５２２を制御するように構成されてもよい。システムはまた、接続部分を含むシステム構成要素をハウジングから移動させるエクステンダ５２８を含むことができる。エクステンダは、接続システムを第１の展開構成に展開する（それによって本明細書に記載の例示的な方法のステップを統合する）ために使用される第１の段階に統合されてもよい。
【0043】
図示するように、システムは、接続面５０６が１つまたは複数のブーム５０４および衝撃吸収システム５１２と共に格納される収納構成で構成されてもよい。この部分はまた、システムを第２の展開構成に移行させて目標物体を保持するために、本明細書に記載の例示的な方法の第２の段階として使用される第２のアクチュエータ５２６を含んでもよい。第２のアクチュエータは、システムが分離された／繋がれた構成または結合された構成のいずれかで展開することができるように、接続部分を有してもよい。したがって、ハウジングの上部は、取り外し可能な構成要素を含んでもよい。システムは、取り外し可能な構成要素（１つまたは複数のブーム、接続面、ショックアブソーバ、およびそれらの組み合わせを含む）をハウジングおよび／または他のシステム構成要素から解放または取り外すように構成されたセパレータ５２９を含んでもよい。したがって、システムはまた、本明細書に記載のように、テザーを保持するための１つまたは複数のテザー５１４または領域を含んでもよい。
【0044】
図５に示すように、ハウジング５０２は、電子機器、コントローラなどを含むシステム構成要素の一部を保持することができる。この部分は、本明細書に記載のハブとして機能することができる。システムは、システムを第１の展開構成に展開するための第１のアクチュエータ５２４を含むことができる。第１のアクチュエータは、取り外し可能な構成要素と共に配置されてもよく、および／またはハウジング／ハブと共に残ってもよい。
【0045】
他のシステム構成要素は、システムの部分を開始および／または制御するためのシーケンサ５３０または他のコントローラを含んでもよい。システムはまた、制御、取付け、保持、インターフェース、または他のシステム要件を容易にするために、コネクタ５３４、インターフェース５３２、ガイドピン５３６、および他の接続部を含んでもよい。システムは、ホストデバイスに取り付けるための接続システムを含んでもよい。システムは、ホストデバイスを介して命令を送信または受信するための通信システムを含んでもよい。
【0046】
システムはまた、本明細書に記載の方法のためにハウジングを移動させるための推進システム５１６を含んでもよい。本明細書に記載される構成要素のうちの１つまたは複数は、任意選択であってもよい。
【0047】
本明細書に記載の例示的な実施形態は、ブームとして構成された１つまたは複数の内部キャビティと、作動機構として構成された１つまたは複数の他の内部キャビティとを含む例示的な接続部分を含む。内部キャビティは、１つまたは複数のバルブを介して流体結合されてもよく、および／または分離され、接続システムに注入するための材料源に独立して結合されてもよい。本明細書に記載の例示的な実施形態は、システムが複数の構成を備える接続システムを含む。例えば、第１の構成は、２つ以上の内部キャビティの各々が真空引きされ、接続システムが幅、長さ、直径、面積、および／または容積などの最小寸法を有する収納構成を含んでもよい。接続システムは、接続システムが目標物体に接続する準備ができた位置に拡張される第１の展開構成を含むことができる第２の構成を有してもよい。展開構成は、拡張位置に１つまたは複数のブームを有することができ、および／または接続システムは、幅、長さ、直径、面積、および／または容積などの最大寸法を有することができる。第１の展開構成は、材料で充填された１つまたは複数の内部キャビティを有してもよい。接続システムは、接続システムが目標物体に結合される第２の展開構成を含むことができる第３の構成を有してもよい。第２の展開構成は、接続システムがそれに結合するために別の物体を包含するかまたは部分的に取り囲むように構成される変形構成であってもよい。第２の展開構成は、材料で充填された作動機構の１つまたは複数の内部キャビティのうちの別の１つを有してもよい。
【0048】
本発明の実施形態は、１つまたは複数のブームおよび１つまたは複数の作動機構を備える２つの部分を有する接続部分に関して、本明細書で説明および例示することができ、両方とも内部キャビティを有する。本発明の実施形態はそのように限定されず、変形可能構造体の他の用途にさらに適用可能であることを理解されたい。例えば、本明細書に記載の接続システムは、例えば形状記憶材料、テープばね、または他の構造を含む、展開可能なブームのための他の構成要素を含むことができる。
【0049】
図６Ａ～図６Ｃは、例示的な実施形態による接続システムと共に使用するための例示的な展開システムを示す。図示するように、接続システム６００は、接続面６０６を支持または、結合してもしなくてもよい１つまたは複数のブーム６０４を含んでもよい。１つまたは複数のブーム６０４は、ハブ６０８から、ブームが完全に伸長される第１の展開構成まで延びるように構成される。ブームは、第１の展開構成において直線的に延びるものとして示されている。本明細書では、他の構成も企図される。ブームはまた、第１の展開構成において平面内にあるものとして示されている。ブームはまた、ハブ６０８の一端から離れる同じ方向に延在して、ほぼ円錐形または角錐形のフレーム基盤を形成するなど、他の向きに構成されてもよい。本開示の範囲内で、任意の第１の展開構成が使用されてもよい。例示的な実施形態では、ブーム６０４は膨張可能であり、ブームの内部キャビティを膨張材料で充填することによって第１の展開構成に展開されてもよい。
【0050】
システムは、１つまたは複数のブーム６０４に結合された作動機構６３８を含んでもよい。図示するように、各ブーム６０４は、それに直接結合された作動機構６３８を有する。作動機構６３８は、ブーム６０４を変形させ、接続システムを第２の展開構成に位置決めするように構成される。図示するように、作動機構６３８は、ブームをハブ６０８の端部から離れてシステムの中心軸線に向かう方向に変形させるために、ブームの同じ側に沿って力を加える。したがって、変形は、１つまたは複数のブーム内に内部空間を画定するようにブームを湾曲させることができる。
【0051】
図６Ａおよび図６Ｂは、第１の展開構成における接続システムを示す。図６Ｃは第２の展開構成における接続システムを示す図である。接続面は、図６Ｂに例示されているが、図示および部品の観察を容易にするために、図６Ａおよび図６Ｃから削除されている。
【0052】
【0053】
図７Ａは、本明細書に記載の実施形態によるブームおよび作動システムを作成するための接続システムの例示的な部分を示す図である。例示的なブーム７０４はキャビティを有する。システムはまた、第２のキャビティを有する例示的な作動機構７３８を含んでもよい。図示するように、ブームおよび作動機構は平坦であり、キャビティは真空引きされる。ブームおよび作動機構の材料は、材料が移動、屈曲、および変形することを可能にするという点で可撓性であってもよい。ブームおよび作動機構の材料は、非弾性または弾性であってもよい。非弾性材料の場合、材料は、キャビティ内に圧力を加えると、限られた伸張しかもたらさない。非弾性材料は、アームの把持動作または変形を作動させるのに必要な力を生成するために材料が弾性的に変形および伸張しなければならなかった、他のソフトグリッパシステムと比較している。図示するように、ブーム７０４は作動機構７３８よりも短い。ブーム７０４は、ブーム７０４に膨張材料を充填することによって膨張および展開または伸長するように構成されてもよい。作動機構７３８は、ブーム７０４を変形させ、作動機構のキャビティに材料を挿入することによって開位置と閉位置との間でアームを作動させるように構成されてもよい。ブームおよび作動機構は、膨張可能なチューブであってもよい。チューブは、気体または液体などの流体で膨張可能であってもよい。
【0054】
図７Ｂは、ブーム７０４と作動機構７３８との間の例示的な取り付けを示す。より長い構成要素である作動機構７３８は、その終端部７４０および７４２において、またはその近傍で、より短い構成要素またはブーム７０４に取り付けられてもよい。図示するように、ブーム７０４は、各構成要素の第１の終端部７４０が同一の広がりを有し、各構成要素の第２の終端部７４２も同一の広がりを有するように作動機構７３８に結合されている。言い換えれば、各構成要素の対応する終端部は互いに結合される。ブームおよび作動機構は、構成要素の長さに沿った周期的位置７４４でその外面上で互いに結合されてもよい。取り付けは、点取り付けであってもよいし、より長い長手方向取り付けであってもよい。取り付けは、縫製、接着、接着、熱可塑性溶接などを含む任意の方法によることができる。
【0055】
図７Ｃは、例示的な伸長部の展開を示す。本明細書に記載の伸長部は、ブーム７０４および作動機構７３８を含む。図示するように、ブーム７０４のキャビティは充填されてもよく、これによりブームが延伸する。したがって、第１の構成要素は、直線状であってもよく、またはその所定の形態に拡張してもよい。非弾性材料を使用することにより、ブームの形状が予め製作され、構成部品の膨張によって実現されてもよい。図示するように、ブーム７０４はチューブである。チューブの断面は任意の形状であってもよいが、例示の目的で卵形が表されている。図６Ａ～図６Ｂは、接続部分を展開するために膨張し、ハブから離れるように延びる複数のブーム６０４と、ブームが変形しないように膨張していない複数の作動機構６３８とを有する接続部分の例示的な展開を示す。
【0056】
図７Ｄは、例示的な伸長部の作動を示す。図示するように、作動機構７３８のキャビティが充填されてもよく、これにより作動機構が拡張する。作動機構をブームに取り付けることにより、作動機構は取り付け点に力を加えてブームを変形させる。ブームと作動機構との間の取付位置は、ブームの変形に影響を及ぼすように選択されてもよい。例えば、ブームに対する作動機構の材料長さが長いほど、作動機構がブームに加える変形は大きくなる。したがって、フック状爪構成が所望される場合、ブームの隣接する取付位置間の長さ当たりの作動機構の材料長さの比（構成要素比）は、伸長部の終端部（ブームと作動機構との組み合わせ）に向かって大きくなり得る。取付位置、構成要素比、構成要素のいずれかまたは両方の材料選択、構成要素のいずれかまたは両方の形状、構成要素のいずれかまたは両方の材料の非弾性は、本明細書に記載の接続システムの展開および作動に影響を及ぼすために、単独でまたは任意の組み合わせで使用されてもよい。図６Ｃは、複数のブーム６０４が膨張している例示的な作動式接続システムを示す。複数のブーム６０４の各々は、取り付けられた対応するブームを膨張および変形させるように構成された複数の作動機構６３８のうちの対応するものを有する。
【0057】
膨張式ブームの構成は、本明細書で説明するように２段階で展開することができる。複数のブームのキャビティは、流体連通していてもよく、または分離されて個別に充填されてもよい。作動機構を膨張させるための第２の段階は、例示的な実施形態では作動するように準備されてもよい。作動の準備をするために接続部分を展開する際に、作動機構は部分的に充填されてもよい。部分充填は、複数の作動機構のうちの１つまたは複数のキャビティの一部を充填した量に対応することができる。部分充填は、作動機構に対応するブームを偏向または変形させる量よりも少ない量であってもよい。
【0058】
図８～図１０は、本明細書に記載の実施形態による展開システムの概念を示すための例示的な構成要素部分を示す。構成要素の任意の組み合わせは、本明細書に記載されるように使用されてもよく、または当業者には明らかであろう。本明細書で提供される例は例示にすぎない。
【0059】
図８～図９に示すように、１つまたは複数のブームを変形させるために、１つまたは複数の追加の構成要素、作動機構が使用されてもよい。図８は、第１の作動機構８３８Ａとは反対側の、ブーム８０４の反対側の第２の作動機構８３８Ｂを示す。このような構成により、ブームを互いに反対方向に駆動変形させることができる。異なる方法、方向などの変形を可能にするために、追加の構成要素の任意の組み合わせが、ブームの円周の周りに配置されてもよい。図９は、ブーム９０４の異なる部分が選択的に変形され得るように、第１の作動機構８３８Ａと一致する第２の作動機構９３８Ｂを示す。各構成部品は、各構成部品の各キャビティが選択的に充填されてそれぞれの構成部品を展開または作動させるように、別個の材料入口９４６、９４８Ａ、９４８Ｂを有することができる。
【0060】
図１０は、バルブ１０５０が複数の内部キャビティを形成する１つまたは複数の構成要素部品のキャビティ内に配置され得る例示的な実施形態を示す。異なる構成部品のキャビティ間にバルブを使用することもできる。バルブは、展開、作動、成形、または他の理由で必要に応じて、システムの１つまたは複数の部分を選択的に充填するために使用されてもよい。バルブは、必要に応じてバルブを開閉するための独自のコントローラを有することができる。システムはまた、キャビティ内の材料をパージまたは放出するなどのために、１つまたは複数の他のバルブを有してもよい。
【0061】
図１１は、本明細書に記載の実施形態による、格納構成の例示的な接続システムの分解図である。接続システム１１００は、図５に示す代表的な収納構成と同様である。これは、ブーム、接続面などの取り外し可能な構成要素１１５２を含むことができる。図示するように、取り外し可能な構成要素の下部は、作動機構を展開するように構成された第２のアクチュエータ１１２６を含んでもよい。アクチュエータは、１つまたは複数の作動機構を充填するために使用することができる、圧縮ガスのガスキャニスタを含んでもよい。
【0062】
図示され、図５に関して説明するように、システムは、エクステンダ１１２８を含むことができる。エクステンダは、ハウジング１１０２から接続部分を引き出すために用いられてもよい。エクステンダは、任意の展開装置であってもよい。例えば、それは、取り外し可能な構成要素１１５２をヒンジ付き１１２０ドア１１１８から押し出すように構成された、別の膨張式であってもよい。システムはまた、電子機器１１３０を含んでもよい。電子機器は、システムを制御し、命令および／またはデータを通信し、受信し、または送信し、制御信号を送信し、および／または第１および／または第２のアクチュエータを作動させるための構成要素を制御するために使用されてもよい。電子機器はまた、発射を制御するためのシーケンサをも含んでもよい。
【0063】
システムは、第１のアクチュエータ１１２４を含んでもよい。第１のアクチュエータ１１２４は、エクステンダを展開するために使用されてもよい。第１のアクチュエータ１１２４は、ブームを展開するために使用されてもよい。例示的な実施形態では、ブームは、ハウジングに近接したまま膨張することによって展開されてもよい。ブームはまた、または代替的に、ハウジングから分離された構成でブームを膨張させるために、第２のアクチュエータ１１２６と共に展開されてもよい。第１のアクチュエータ１１２４はまた、ブームと作動機構の両方が取り外された構成で展開され得るように、第２のアクチュエータ１１２６と共に配置されてもよい。
【0064】
図１２は、本明細書に記載の実施形態による接続システムのシステム構成の一例を示す。システム構成は、接続面１２０６が接続された、複数のブーム１２０４を有する接続システム１２００を示す。各ブーム１２０４は、それに直接結合された、対応する作動機構１２３８を有する。図示するように、ブームは第１の展開構成にあり、膨張することになるが、作動機構は作動する準備ができており、非膨張または部分的に膨張した構成にある。例示的な発射信号は、一点鎖線で示されている。図示するように、システムは、ヒンジ付き１２２０であり、ドア解放部１２２２によって制御されるドア１２１８を有するハウジング（図示せず）を含んでもよい。シーケンサ１２３０または他の電子機器は、ブーム１２０４に結合された第１のアクチュエータ１２２４を制御し、作動機構１２３８に結合された第２のアクチュエータ１２２６を制御するために使用されてもよい。システムはまた、システムを通信および／またはプログラムするためのインターフェースコネクタ１２３２を含んでもよい。図示するように、システムはまた、ショックアブソーバ１２１２を含んでもよい。ショックアブソーバ１２１２は、ブームの膨張の一部であってもよく、または衝撃力を吸収するための別個の構成要素であってもよい。図示するように、ショックアブソーバは、衝撃時に破裂し、衝撃時に収縮し、衝撃時にばねまたは変形するように、またはそれらの組み合わせで構成され得る膨張可能部分である。
【0065】
本明細書に記載の接続システムの例示的な実施形態は、可逆的に展開可能であってもよい。本明細書では、一方向または双方向に作動され得る１つまたは複数の展開構成について説明する。例えば、例示的な接続は、接続システムが縮小された寸法、体積、表面積、またはそれらの組み合わせを有する収納構成を含んでもよい。収納構成は、１つまたは複数のブームが動的に変形され得るように、１つまたは複数の膨張キャビティが膨張材料を実質的に欠いている構成であってもよい。例示的な接続システムは、接続システムが拡張され、目標物体に接続する準備ができている第１の展開構成を含むことができる。第１の展開構成は、接続システムの体積、表面、面積、寸法、またはそれらの組み合わせがより大きく、かつ／または相対的に最大である構成であってもよい。第１の展開構成は、延長されたブームの１つまたは複数と、平面または凹状捕捉面を規定する結合ネットと、を含んでもよい。例示的な接続システムは、１つまたは複数のブームの膨張キャビティのうちの１つを膨張させることによって収納構成から第１の展開構成から作動されてもよい。例示的な接続システムは、１つまたは複数のブームの膨張キャビティのうちの１つを収縮させることによって収納構成に向かって引き込まれてもよい。例示的な接続システムはまた、捕捉構成を含むことができる。捕捉構成は、１つもしくは複数のブームおよび／または１つもしくは複数のネットが目標物体の全部または一部を覆う、結合する、包囲する、または他の方法で係合する構成であってもよい。捕捉構成はまた、または代替的に、１つまたは複数の係合特徴部を介して目標物体を取り付けることを含んでもよい。例示的な実施形態では、接続システムは、１つまたは複数のブームの膨張キャビティのうちの別の膨張によって捕捉された構成に展開することができる。次いで、例示的な接続システムは、１つまたは複数のブームの別の膨張キャビティの収縮によって、第１の展開構成に戻ることができる。例示的な実施形態は、当業者によって理解されるように、収納構成、第１の展開構成と、捕捉された構成との間の作動を任意の組み合わせで前方または後方方向に含んでもよい。例示的な実施形態では、接続システムは、目標物体を捕捉および解放し、ならびに／または別の目標物体および／もしくは同じ目標物体を捕捉および解放することができる。したがって、接続システムの例示的な実施形態は、対象物を覆う、再配置する、一時的に接続する、または他の方法で目標物体と係合するために使用されてもよい。
【0066】
例示的な実施形態は、係合特徴部を含んでもよい。係合特徴部は、接続システムを目標物体に固定、結合、または他の方法で取り付けるための任意の接続装置であってもよい。例えば、係合特徴部は、例えば、ブーム、捕捉面、ネット、ハブ、もしくはシステムの他の構成要素、またはそれらの任意の組み合わせなど、接続システム上の１つまたは複数のフックを含んでもよい。
【0067】
本明細書に記載の接続部分の例示的な実施形態は、グリッパを延ばすおよび／またはグリッパを作動させるための２つの別個の膨張経路を含む、固有のグリッパシステムを提供する。２つの別個の膨張経路は、開位置と閉位置との間の伸長部の作動から分離したグリッパの配向または構成を可能にする。そのような構成は、グリッパを梱包し、開放構成と閉鎖構成との間の、グリッパの作動とは別個の第１の構成から第２の構成への展開を可能にするために使用されてもよい。追加の膨張経路を使用して、セグメント化された作動および／または１つまたは複数の方向の作動など、グリッパの異なる作動を提供してもよい。
【0068】
本明細書に記載のグリッパの例示的な実施形態は、グリッパを開位置と閉位置との間で作動または移行させるために材料を膨張させる必要がない、固有のグリッパを提供する。そのような実施形態は、異なる用途のためのより大きな材料選択を可能にすることができる。例えば、宇宙用途または他の極限環境は、従来のソフトグリッパシステムでは以前に利用できなかった本明細書に記載の実施形態を利用することができる。
【0069】
本明細書に記載の例示的な実施形態は、２つ以上の内部キャビティを有する接続システムを含む。内部キャビティは、１つまたは複数のバルブを介して流体結合されてもよく、および／または分離され、接続システムに注入するための材料源に独立して結合されてもよい。本明細書に記載の例示的な実施形態は、システムが複数の構成を備える接続システムを含む。例えば、第１の構成は、２つ以上の内部キャビティの各々が排気され、接続システムが幅、長さ、直径、面積、および／または容積などの最小寸法を有する格納構成を含んでもよい。接続システムは、接続システムが別の物体に接続する準備ができた位置で拡張される展開構成を含むことができる第２の構成を有してもよい。展開構成は、伸長位置に１つまたは複数の伸長部を有してもよく、ならびに／あるいは接続システムは、幅、長さ、直径、面積、および／または容積などの最大寸法を有してもよい。展開構成は、材料で充填された複数の内部キャビティのうちの第１の内部キャビティを有してもよい。接続システムは、結合構成を含むことができる第３の構成を有してもよい。結合構成は、接続システムがそれに結合するために別の物体を包囲または部分的に取り囲むように構成される変形構成であってもよい。結合構成は、材料で充填された２つ以上の内部キャビティのうちの第２の内部キャビティを有してもよい。
【0070】
本発明の実施形態は、接続システムに関して本明細書で説明および例示することができるが、本発明の実施形態はそのように限定されず、変形可能構造体の他の用途にさらに適用可能であることを理解されたい。例えば、本明細書に記載の接続システムは、ネットまたは他の材料を含むことができ、それにより、それは別の物体に対するバッグまたはカバーとして機能する。バッグまたはカバーは、他の物体の遮蔽または保護を形成してもよい。接続システムはまた、その中に別の物体を保持するように構成されてもよい。本明細書に記載の例示的な実施形態はまた、展開システム、保持システム、作動システム、トリガシステム、およびそれらの任意の組み合わせとして使用されてもよい。
【0071】
図１３は、本明細書に記載の実施形態による接続システムの例示的な展開システムを示す。テープばねの使用は、本明細書に記載の接続システムの同様の所望の２段階作動を達成してもよい。テープばねは、開放位置と閉鎖位置との間の伸長部の作動から分離したグリッパの配向または構成を可能にする。そのような構成は、グリッパを梱包し、開放構成と閉鎖構成との間のグリッパの作動とは別個の第１の構成から第２の構成への展開を可能にするために使用されてもよい。例えば、テープばね１３０４は、第１の収納構成を備えてもよい。第１の収納構成は、打ち上げビークル内に格納するための小容積または小面積構成を含んでもよい。図示するように、テープばねはマンドレル１３２４に巻かれている。次いで、テープばねは、グリッパの作動および／または展開とは別個のグリッパの開放構成である第２の構成を有してもよい。テープばね１３０４は、伸長位置に延びてもよい。次いで、テープばね１３０４を作動させてグリッパを閉じ、目標物体を囲むことができる。テープスプリングは、図１５に示すようなアクチュエータによって作動されてもよい。
【0072】
図１４は、本明細書に記載の実施形態による多段展開グリッパに使用され得る例示的な結合機構を示す。結合機構は、本明細書に記載のグリッパ構成および構成要素のいずれかと組み合わせて使用されてもよい。本出願と所有権を共有して２０２０年５月４日に出願された国際出願ＰＣＴ／ＵＳ２０／３１３７２号は、ソーラーセイルの取付および展開方法を示して説明している。本出願は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。本明細書に示され記載された取付方法は、本明細書に記載された実施形態と組み合わせて使用されてもよい。
【0073】
本明細書に記載の結合機構の使用は、取り付けられたネット／膜の故障または劣化なしに複数の展開および収納事象を可能にする。結果として、革新的な取付機構は、より制御された展開を可能にする。取付方法は、支柱、アーム、ブーム（形状記憶複合変形ブーム、伸縮ブーム、可折ブーム、転動ブームを含む）、トラス、テープばね、ヒンジ付きブームまたは支柱（蓄積されたエネルギーを有する形状記憶炭素複合ヒンジを含む）、および膨張可能ブームなどを含む、任意の既存の宇宙構造物展開システムで利用され得る。構造支持体の例示的な実施形態は、ネット／メッシュを旋回させて目標物体に向けることから生じるねじり力に耐えることができる。
【0074】
結合機構の例示的な実施形態は、ネット／メッシュ材料が展開または収納されるときに、支持構造体へのネット／メッシュ材料の空間的に周期的な取り付けを含む。取付方法は、展開可能な最初に折り畳まれた構造を提供するために使用されてもよく、および／または展開構成の再折り畳みまたは格納を可能にしてもよい。接着、接着、縫製、面ファスナ、ブーム周りのループ、およびそれらの組み合わせを含む他の結合方法も本開示の範囲内である。
【0075】
本明細書に示され説明するように、グリッパ取り付けの例示的な実施形態は、支持構造体とネット／メッシュとの間のテザーへの空間的に周期的な取り付けを含む。取り付けは、セイルが展開および／または引き込みを可能にするために、取付特徴部と支持構造体との間の相対運動を可能にする、取付特徴部の任意の組み合わせであってもよい。例えば、取付部は、支持構造体１４０４の一部または全周を囲むリング１４４４を含むことができる。リングは、リングが支持構造体の一部分の周りに配置されたままであるように、リングを支持構造体に結合するのに十分な支持構造体の部分に外接することができる。リング１４４４は、リングが支持構造体の長さに沿って摺動するように、支持構造体１４０４の長手方向の相対移動を可能にすることができる。図１５に関して示されるように、リングは、支持構造体の側面を横切る第１の側面と、支持構造体の対向する側縁の周りに延びる２つの対向する保護部と、を画定してもよい。
【0076】
ここで使用されるリングは、円形断面に限定されず、支持構造体のほぼ断面の外面を横切る任意の完全または部分的な幾何学的または非幾何学的形状を含んでもよい。リングは、単一の平面内に保持または収容される必要はないが、支持構造体の一部の周りに螺旋状または他の方法で巻き付くこととしてもよい。リングは、支持構造体の外面と接触していてもよく、または接触していなくてもよい。
【0077】
展開された支持構造体の長さに沿った周期的な位置で支持構造体にネット／メッシュを繋ぐために、支持構造体の長さに沿って複数のリングが使用されてもよい。本明細書に記載の例示的な実施形態は、所望の間隔で支持構造体の長さに沿って隣接するリングを位置決めするための機構の任意の組み合わせを含んでもよい。例えば、セイルへの取付特徴部（例えば、リング）の位置および取り付けは、展開構成において隣接する取付特徴部間の分離距離を規定することができる。例えば、取付部は、ネット／メッシュ１４０６に恒久的に取り付けられるか、ネット／メッシュへの取付位置が変化しないようにテザーに固定されるリングであってもよい。次いで、ネット／メッシュ材料は、支持構造体の端部に近接する規定の位置で支持構造体に取り付けられてもよく、または取付特徴部が支持構造体に取り付けられてもよい。次いで、ネット／メッシュの長さに沿って順次取付特徴部を配置することができる。支持構造体が展開すると、ネット／メッシュ材料は、支持構造体の伸長によって終端部で引っ張られる。次いで、ネット／メッシュに周期的に取り付けられた取付特徴部が、材料を有する支持構造体に沿って展開されまたは引っ張られることができる。
【0078】
他の位置決め装置も同様にまたは代替的に使用されてもよい。例えば、支持構造体およびネット／メッシュの外側にあり、支持構造体およびネット／メッシュから分離している隣接する取付特徴部を互いに直接結合するテザーが使用されてもよい。支持構造体は、隣接する取付特徴部を互いに対して位置決めするために、取付特徴部と共に使用されてもよい。例えば、支持構造体および取付特徴部は、支持構造体の長さにわたってそれらの間の相対運動を可能にするが、その後に、支持構造体および取付特徴部を一緒に移動させるために所望の位置で係合される嵌合特徴部を含んでもよい。例えば、取付特徴部の内部寸法は、寸法間の関係がある長さに沿った摺動を可能にし、支持構造体の別の長さまたは位置で引っかかる（少なくとも１つの方向のさらなる相対移動を低減するために接触する）ように、支持構造体の外部寸法に対応することができる。例えば、支持構造体の外形寸法は、その外面のテーパまたは突起などから可変（連続的または段階的またはそれらの組み合わせ）であってもよい。取付特徴部の内径は、第１の長さについては支持構造体の可変外径の一部よりも大きくてもよく、第２の長さまたは位置については支持構造体の可変外径と同じまたはそれよりも小さくてもよい。相対寸法は、窪み、突出部、可変外周、およびそれらの組み合わせによって作成されてもよい。
【0079】
例示的な実施形態では、システムは、１つまたは複数の支持構造体を展開するための、および／またはグリッパを開放構成から閉鎖構成に作動させる際のアクチュエータを含んでもよい。これは、収納構造を収納構成から展開構成に駆動または引っ張るモータによって達成されることができる。アクチュエータおよび／または駆動または牽引機構は、支持構造体の構成に依存し得る。例えば、支持構造体は、内部のモータドライバのリードスクリューを使用して展開される伸縮ブームを含んでもよい。例えば、支持構造体は、矯正マンドレルを通して展開される巻かれたテープばねを含んでもよい。支持構造体のテープばね構成の場合、テープばねは、元々巻き付け位置にあってもよい。巻き付けられたテープばねは、マンドレル上に配置されてもよく、または単にそれ自体の上に巻かれてもよい。アクチュエータは、支持構造体を伸長して展開し、および／または支持構造体を引き込んで収納するように構成されてもよい。
【0080】
図１５は、本明細書に記載の実施形態による例示的な作動システムを示す図である。例示的な実施形態では、システムは、１つまたは複数の支持構造体を展開するための、および／またはグリッパを開放構成から閉鎖構成に作動させる際のアクチュエータを含んでもよい。図１５は、本明細書に記載の実施形態による例示的なアクチュエータ１５２６を示す。図示するように、アクチュエータ１５２６は、テープばね１５０４に対するリングまたは結合機構１５３８に組み込まれてもよい。リング１５３８は、テープばねの大部分よりも多く部分的に外接するように構成されてもよい。したがって、リングは、テープばねの一方の側を横切って、テープばねの反対側に延びる部分を含むように対向する縁部の周りを囲む。アクチュエータ１５２６は、テープばねを伸長位置からその記憶された湾曲構成に移行させるためにテープばねに接触する機械的機構を含む。
【0081】
例示的な実施形態は、隣接する支持構造体間のネット／メッシュ材料の引き込みまたは展開を支援するための引込機構を含んでもよい。例えば、ネット／メッシュが引き込み位置にある間、および／またはネット／メッシュが引き込まれおよび／または展開されているときに、隣接する支持構造体間で材料を配向および／または位置決めするために、引込機構が使用されてもよい。引込機構は、ネット／メッシュ材料を折り畳む、位置決めする、引き込む、展開する、およびそれらの組み合わせに使用されてもよい。例示的な引込機構は、隣接する支持構造体の間に配置されたネット／メッシュ材料に結合されたテザーであってもよい。次いで、テザーを展開および／または引き込んで、ネット／メッシュ材料の終端部を位置決めし、および／またはネット／メッシュ材料の内部をハブに対して配向および／または位置決めすることができる。例示的な実施形態では、引込機構は、隣接する支持構造体の間に、および隣接する支持構造体から離れてネット／メッシュの外周に近接して結合される。引込機構は、引込機構がネット／メッシュ材料の周縁部をハブに向かって引っ張って引き込むように、支持構造体と共に引き込むように構成される。引込機構は、例えば、ネット／メッシュ材料の外周の周りに延在し、ネット／メッシュ材料の対向する側でハブに向かって戻るループであってもよい。引込機構は、例えば、ハブからネット／メッシュ材料の外周まで、またはネット／メッシュ材料の外周に向かって延びるテザーであってもよい。テザーは、テザーの長さに沿った別個の分離可能な位置など、全長に沿って、または部分的な長さに沿ってネット／メッシュ材料に結合されてもよい。したがって、引込機構の引き込みは、引込機構がネット／メッシュ材料に接触または取り付けられる位置でネット／メッシュを引っ張って位置決めすることができる。したがって、ネット／メッシュ材料の取り付けられていない部分は、ネット／メッシュ材料と接触する部分に対して配置されてもよい。例えば、ネット／メッシュ材料のテザー引込機構への周期的な取り付けは、取付位置を互いに隣接して配置することができ、ネット／メッシュの未取付部分は、テザーから分離して、格納のための材料のプリーツを画定または形成するように構成される。引込機構の構成は、支持構造体が引き込まれ、および／またはソーラーネット／メッシュが格納または復元されるときに、ネット／メッシュ材料のうねりを低減または防止することができる。
【0082】
本明細書に記載の例示的な実施形態は、２つ以上の内部キャビティを有する接続システムを含む。内部キャビティは、１つまたは複数のバルブを介して流体結合されてもよく、および／または分離され、接続システムに注入するための材料源に独立して結合されてもよい。本明細書に記載の例示的な実施形態は、システムが複数の構成を備える接続システムを含む。例えば、第１の構成は、２つ以上の内部キャビティの各々が排気され、接続システムが幅、長さ、直径、面積、および／または容積などの最小寸法を有する格納構成を含んでもよい。接続システムは、接続システムが別の物体に接続する準備ができた位置で拡張される展開構成を含み得る第２の構成を有してもよい。展開構成は、伸長位置に１つまたは複数の伸長部を有することができ、ならびに／あるいは接続システムは、幅、長さ、直径、面積、および／または容積などの最大寸法を有してもよい。展開構成は、材料で充填された複数の内部キャビティのうちの第１の内部キャビティを有してもよい。接続システムは、結合構成を含み得る第３の構成を有してもよい。結合構成は、接続システムがそれに結合するために、別の物体を包囲または部分的に取り囲むように構成される変形構成であってもよい。結合構成は、材料で充填された２つ以上の内部キャビティのうちの第２の内部キャビティを有してもよい。
【0083】
本明細書に記載の例示的な実施形態は、接続システムを含む。接続システムは、１つまたは複数のブームを含んでもよく、１つまたは複数のブームは、格納構成、展開構成、および閉鎖構成を有する。接続システムはまた、捕捉面を含んでもよい。
【0084】
例示的な実施形態では、１つまたは複数のブームの各々は、２つの膨張可能キャビティを備える。２つの膨張可能キャビティは、別々に膨張可能であってもよい。２つの膨張可能キャビティのうちの第１の膨張可能キャビティは、第１の長さを画定してもよく、２つの膨張可能キャビティのうちの第２の膨張可能キャビティは、第２の長さを画定してもよい。第２の長さは、第１の長さよりも長くてもよい。長さは、キャビティの取り付けられていない直線長さとして測定されてもよい。２つの膨張可能キャビティは、２つの膨張可能キャビティの結合された長さがほぼ等しくなるように、それらの終端部に隣接してほぼ取り付けられてもよい。長さは、製造公差、および本明細書に記載の目的を達成する能力を考慮して近似値である。例えば、取付部が膨張時に所望の湾曲を提供する場合には、長さはおおよそであってもよい。例示的な実施形態では、取り付け後に長さが１％未満だけ異なる場合、取り付けはほぼ同じ長さである。例示的な実施形態では、２つの膨張可能キャビティの終端部領域は結合され、２つの膨張可能キャビティは第１の長さに沿って周期的に互いに結合される。
【0085】
例示的な実施形態では、接続システムはハブも含む。ハブは膨張可能であってもよい。ハブは、第１または第２のキャビティの膨張と共に膨張可能であってもよい。
【0086】
本明細書に記載の例示的な実施形態は、目標物体を捕捉する方法を含む。方法は、グリッパを提供することと、グリッパを第１の構成に展開することと、グリッパを第２の構成に展開することとを含んでもよい。
【0087】
例示的な実施形態はまた、グリッパを格納された縮小構成で提供することを含んでもよい。本方法は、格納構成でグリッパを始動させるステップと、次いでグリッパを第１の構成に展開するステップと、次いで第１の構成への展開後のある時点でグリッパを第２の構成に展開するステップと、を含んでもよい。本方法は、グリッパが目標物体に近接して操作された後に、グリッパを第２の構成に展開するステップを含んでもよい。例示的な実施形態では、本方法は、グリッパをハウジングから分離するステップを含んでもよい。グリッパおよびハウジングは、テザーによって保持されてもよい。本方法はまた、目標物体を捕捉面で囲むステップを含んでもよい。目標物体は、２つの膨張キャビティのうちの第２の膨張キャビティを第２の構成に膨張させることによって囲まれてもよい。
【0088】
例示的な実施形態では、グリッパは少なくとも２つの膨張キャビティを備える。方法は、グリッパを第１の構成に展開することを含んでもよく、少なくとも２つの膨張キャビティのうちの第１の膨張キャビティを膨張させることを備える。方法は、グリッパを第２の構成に展開することを含んでもよく、少なくとも２つの膨張キャビティのうちの第２の膨張キャビティを膨張させることを含む。
【0089】
本発明の実施形態は、接続システムに関して本明細書で説明および例示することができるが、本発明の実施形態はそのようには限定されず、変形可能構造体の他の用途にさらに適用可能であることを理解されたい。例えば、本明細書に記載の接続システムは、ネットまたは他の材料を含んでもよく、それにより、それは別の物体に対するバッグまたはカバーとして機能する。バッグまたはカバーは、他の物体の遮蔽または保護を形成してもよい。接続システムはまた、その中に別の物体を保持するように構成されてもよい。本明細書に記載の例示的な実施形態はまた、展開システム、保持システム、作動システム、トリガシステム、およびそれらの任意の組み合わせとして使用されてもよい。
【0090】
本発明の実施形態が添付の図面を参照して十分に説明されたが、様々な変更および修正が当業者には明らかになることに留意されたい。そのような変更および修正は、添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の実施形態の範囲内に含まれると理解されるべきである。具体的には、例示的な構成要素が本明細書に記載されている。これらの構成要素の組み合わせは任意の組み合わせで使用されてもよい。例えば、任意の構成要素、特徴、ステップまたは部品は、統合され、分離され、細分され、除去され、複製され、追加され、または任意の組み合わせで使用され、本開示の範囲内に留まってもよい。実施形態は単なる例示であり、特徴の例示的な組み合わせを提供するが、それに限定されない。
【0091】
本明細書および特許請求の範囲で使用される場合、「備える」および「含む」という用語およびそれらの変形は、指定された特徴、ステップまたは整数が含まれることを意味する。これらの用語は、他の特徴、ステップまたは構成要素の存在を排除するものと解釈されるべきではない。
【0092】
前述の説明、または以下の特許請求の範囲、または添付の図面に開示した特徴は、それらの特定の形態で、または開示された機能を実行するための手段、または開示された結果を達成するための方法もしくはプロセスに関して、必要に応じて、別個に、またはそのような特徴の任意の組み合わせで、本発明をその多様な形態で実現するために利用されることができる。
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図2】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図2D】
【図2E】
【図3】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図3D】
【図3E】
【図3F】
【図4】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図4D】
【図5】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図7A】
【図7B】
【図7C】
【図7D】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【国際調査報告】