Welche Gelenksysteme werden zur Befestigung von Manipulatoren an Raumfahrzeugen verwendet?

Das Space Station Remote Manipulator System (SSRMS) ist ein teleoperierter Manipulator mit sieben Gelenken, der auf der Internationalen Raumstation (ISS) verwendet wird. Jedes Ende des Manipulators besteht aus einem Latching End Effector (LEE), der einem doppelten Zweck dient: dem Greifen von Nutzlasten und dem Montieren des Manipulators auf der ISS.

Das LEE kann nur an speziell vorgesehenen Punkten auf der ISS und den Nutzlasten ("Grapple Fixtures") befestigt ("Grapple") werden. Die Greiferbefestigungen sind in verschiedenen Geschmacksrichtungen erhältlich. Einfache Nutzlasten können eine Flight Releasable Grapple Fixture (FRGF) haben, die einfachste Variante.

Diese Greifvorrichtung stellt nur eine mechanische Schnittstelle für das LEE bereit. Der LEE verfügt über einen drehbaren, einziehbaren Wagen, der mit Snare-Wiren ausgestattet ist. Während eines Greifens wird das SSRMS so positioniert, dass der Greifstift in der Mitte der Vorrichtung in die LEE eintritt. Wenn ein Capture befohlen wird, dreht sich der Schlitten, um die Snare-Drähte um den Schaft zu wickeln, zieht sich dann zurück und zieht die Drähte gegen den Knopf am Ende des Schafts, um Spannung bereitzustellen, um die Schnittstelle festzuhalten. Die drei gebogenen Metallstäbe um die Greiferwelle sorgen für Rotationsausrichtung und Stabilität, indem sie mit den halbkreisförmigen Ausschnitten im Außenring des LEE verbunden sind. Das schwarz-weiße Objekt oben auf der Greifvorrichtung ist ein Kameraziel, das mit einer Kamera auf dem LEE ausgerichtet ist. Hier ist ein Schema dieser Greifsequenz, von hier. Um den Manipulator auf der ISS zu stationieren, reicht diese einfache Greifvorrichtung nicht aus, da sie keine Strom- oder Datenverbindungen bietet. In diesem Fall muss eine Power Data Grapple Fixture bereitgestellt werden. Während es dem FRGF ähnlich ist, bietet es zusätzlich die vier rechteckigen Schnittstellen um das kreisförmige Merkmal herum. Hinter den Türen dieser Schnittstellen befinden sich Vorkehrungen zum Aufnehmen von einrastenden Versorgungskabeln, die sich von der LEE erstrecken können. Diese Versorgungsleitungen bieten eine stärkere mechanische Verbindung als die Schlingendraht-/Greiferschaft-Schnittstelle und enthalten auch Anschlüsse, die den Strom- und Datenfluss in die und aus der Schnittstelle ermöglichen. Auf diesem Bild (das mit entfernten Isolierdecken aufgenommen wurde) können Sie die um das LEE montierten Versorgungskabel sehen.

Der PDGF hat auch eine "krummlinige Kupplung" - den Kreis aus quadratischen schwarzen Zähnen - die mit der ähnlichen Kupplung am LEE verbunden ist, um beim Greifen zusätzlichen Widerstand gegen Rotationskräfte zu bieten.

Um einen PDGF zu greifen, läuft die Sequenz wie oben beschrieben ab. Zusätzlich erstrecken sich, nachdem der Schlitten steif gemacht wurde, die Versorgungsleitungen durch die Flipper-Türen auf dem PDGF, werden mechanisch befestigt und verbinden die Strom-, Daten- und Videoleitungen. Die Spannung kann dann von den Schlingendrähten entfernt werden, um die Belastung der LEE-Mechanismen zu verringern.