CN102830627A - 伺服器件及具备该器件的远距操作器件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种伺服器件及具备该器件的远距操作器件，所述的伺服器件是为了自传送器容易地进行伺服器件的响应特性的设定，该伺服器件具备有控制部(31)，该控制部(31)接收来自传送器(10)的控制信号，因应预先存储于存储部(35)的特性数据，而将该控制信号通过电动机控制部(34)变换为驱动信号而对驱动机构(32)进行驱动控制，其中，控制部(31)具备：信号处理部(33)，判别控制信号是操纵信号、或特性数据信号；以及存储部(35)，于判断控制信号属于特性数据信号时，依据所接收的特性数据信号将特性数据进行更新存储。

Description

伺服器件及具备该器件的远距操作器件

技术领域

本发明涉及一种伺服(servo)器件及一种具备该器件的远距操作器件，是搭载于例如直升机(helicopter)、飞机、汽车、船舶等各种模型，或无人操作的产业用机器等的通过无线电所远距操作的被操作体。

背景技术

伺服器件是因应输入信号而正确地驱动操作部位，而在使用电波等的通过无线通信对被操作体(包含各种模型与产业机器)进行远距操纵的远距操作器件中，搭载于被操作体。并且，用于因应来自传送器侧的操作量而正确地驱动被操作体的各操作部位(例如，若为模型飞机等，则为方向舵(rudder)、升降舵(elevator)、引擎油门(engine throttle)、副翼(aileron)的驱动机构。

然而，为了对应使用环境(天候及路面状态)及获得所期望的操作感，持有远距操作器件的使用者(user)是通过下述(1)、(2)的方法来变更相对于传送器的操作量的控制信号的响应特性。

(1)利用如下述专利文献1或2所揭示的进行被操作体的操作的传送器的空频道(channel)，来进行变更流动于搭载在被操作体的电动机(motor)的电动机控制器的最大电流值等的特性的方法。

(2)将特性设定用的软件(software)下载(download)至PC(Personalcomputer，个人计算机)等外部机器，且依据来自PC的操作，来设定所期望的电流值并进行变更特性的方法。

(现有技术文献)

(专利文献)

专利文献1：日本特开平6-312065号公报

专利文献2：日本特开平10-295950号公报

发明内容

(发明所欲解决的课题)

然而，就所述(1)的设定方法而言，由于是属于以在传送器存在有空频道为前提的方法，故在使用者所持有的传送器未存在有空频道时，则无法变更响应特性，而有可通过该方法进行设定的使用者受到限制的问题。

再者，就所述(2)的设定方法而言，由于是使属于外部机器的PC与伺服器件进行有线连接，且将在PC画面上所设定的参数(parameter)反映至伺服器件，故在每次设定时必须连接PC与伺服器件，而必须将PC搬运至使用被操作体的场所，有无法轻松地进行变更设定的问题。再者，不习惯PC操作的使用者有无法通过该方法进行设定的疑虞。

再者，由于无线电控制操作的处理(handle)的响应性因使用环境而变化，且操作感觉是因每个使用者而有不同，故例如于竞赛中由于天气恶化而必须紧急变更响应特性时，是难以进行变更设定。

因此，本发明是有鉴于所述问题而完成者，目的在于提供一种伺服器件及具备该器件的远距操作器件，用以使伺服器件的各种设定变得容易而可谋求使用性(usability)提升。

(用以解决课题的手段)

为达成所述目的，本发明的一种实施方式的伺服器件具备有控制部，该控制部接收来自传送器的控制信号，且将该控制信号变换为因应预先存储于存储部的特性数据(data)的驱动信号，而对驱动机构进行驱动控制，其特征在于：所述控制部具备：信号处理部，判别来自所述传送器的控制信号是用以对所述驱动机构进行驱动控制的操纵信号、或是用以对所述特性数据的响应特性进行变更的特性数据信号；且所述存储部在判别所述控制信号是属于所述特性数据信号时，依据所接收的所述特性数据信号将所述特性数据予以更新存储。

本发明较优选的伺服器件的特征在于：所述特性数据信号是包含设定有响应特性的信息的串行数据(serial data)；所述操纵信号是PWM信号。

本发明较优选的伺服器件的特征在于：所述信号处理部是将用以判别所述控制信号的脉宽(pulse width)是否为既定长度以下的脉宽比较用临限值予以保持而作为信号判别用信息；且比较来自所述传送器的控制信号与所述信号判别用信息，来进行所述控制信号是否为所述操纵信号、或为所述特性数据信号的判别。

本发明较优选的伺服器件的特征在于：所述存储部具备：操纵信号存储手段，存储所述操纵信号；以及特性数据存储手段，对于将存在有多个的所述特性数据予以个别地存储的存储区域因应所述特性数据的数量进行分割，且将用以使所述特性数据存储于所符合的存储区域的存储地址(address)予以设定于每个所述存储区域；且所述信号处理部具备：存储地址生成手段，是生成用以将所述操纵信号存储于所述操纵信号存储手段的存储地址，及用以使所述特性数据存储于所述特性数据存储手段的所符合的存储区域的存储地址；所述信号处理部是比较所输入的所述控制信号的脉宽与所述信号判别用临限值，若所述控制信号为所述操纵信号，则依据所述存储地址生成部所生成的所述存储地址，使所述操纵信号存储于所述操纵信号存储手段，而若所述控制信号为所述特性数据信号，则依据所述存储地址使所述特性数据信号存储于所述特性数据信号存储手段的所符合的存储区域。

本发明的一种实施方式的远距操作器件具备：传送器，将用以变更特性数据的特性数据信号的任一个作为控制信号予以传送，该特性数据是属于被操作体的每个可动部位所对应的各频道所对应的操作部的操作量所因应的操纵信号或响应特性；接收器，接收来自所述传送器的所述控制信号；以及伺服器件，判别通过所述接收器所接收的所述控制信号是否为所述操纵信号、或为所述特性数据信号，而在判别所述控制信号为所述特性数据信号时，依据所接收的所述特性数据信号，将存储于存储部的所述特性数据予以更新存储。

(发明的效果)

依据本发明的伺服器件，无须利用传送器的空频道，也无须使用PC等外部器件，而仅通过将传送器所生成的控制信号通过接收器输出至伺服器件即可容易地进行属于响应特性的特性数据的设定。

再者，通过所输入的控制信号的脉宽判别操纵信号或特性数据信号，则可因应信号的种类而通过1台传送器来进行被操作体的操纵或特性数据的更新存储，故可简便地变更响应特性的设定。

附图说明

图1为显示本发明的远操作器件的概略构成的功能方块图。

图2为显示图1的器件的信号处理部及存储部的详细的功能方块图。

图3为显示图1的器件的脉宽比较部的详细的功能方块图。

图4为显示图1的器件的一连串处理动作的流程图。

主要组件符号说明

1    远距操作器件

10   传送器

11   操作部

12   设定部

13   信号产生部

14   传送部

20   接收器

30   伺服器件

31   控制部

32   驱动机构

32a  电动机

32b  减速机构

32c  输出轴

33   信号处理部

33a  模式处理手段

33b  脉宽检测手段

33c  信号判定手段

33d  操纵信号生成手段

33e  特性数据信号生成手段

33f  数据选择手段

33g  存储地址生成手段

34   电动机控制部

34a  位置信号产生部

34b  脉宽比较部

34c    PWM生成电路

34d    驱动电路

34e    位置检测部

34f    数字滤波器

34g    差分脉波生成部

35     存储部

35a    操纵信号存储手段

35b    特性数据存储手段。

具体实施方式

接下来，针对用以实施本发明的方式，一面参照附件附图一面进行详细说明。并且，本发明并非被本实施方式所限定者，依据本实施方式而可为所属领域中具有通常知识者所实施的其它实施方式、实施例及运用技术等皆包含于本发明的范畴内。

[器件构成]

首先，一面参照图1至图3，一面针对具备本发明的伺服器件的远距操作器件的构成要素进行说明。

如图1所示，本例的远距操作器件1的概略构成是具备：传送器10，生成对属于远距操作对象的被操作体(例如，直升机、飞机、车、船、机器人等各种模型或产业机器)进行传送的各种控制信号(操纵信号或特性数据信号)；以及伺服器件30，搭载于被操作体，且依据通过接收器20所接收的控制信号来控制可动部位的动作量。

并且，接收器20可连接有多个伺服器件30。再者，除了伺服器件30以外也可为任意连接陀螺仪表(gyro instrument)或电动机控制器等机器的构成。

＜传送器＞

传送器10是生成并传送用以操作搭载于被操作体的伺服器件30的器件，而构成为具备：操作部11；设定部12；信号产生部13；以及传送部14。

操作部11是由操作杆(stick lever)等各种杆(lever)与开关(switch)类所构成，且将因应依据各种杆的上下左右的操作、开关类的按下操作的操作量的模拟(analog)信号输出至信号产生部13作为相对于各频道的操作信号。

设定部12是例如由设置于液晶显示器(display)等显示器件的显示画面上的触控面板(touch panel)或编辑键(edit key)等各种操作键所构成，并于进行各种操作或其设定变更时予以操作。具体而言，使伺服器件30的特性设定画面显示于显示器件的显示画面，且使用者一面参照该画面一面对操作键或触控面板进行既定操作，借此进行相对于操作时的操作量的响应特性的设定。并且，将依据所设定的内容的数字(digital)信号输出至信号产生部13以作为设定操作信号。

信号产生部13是由在输入来自操作部11的操作信号或输入来自设定部12的设定操作信号时，生成通过传送部14对伺服器件30输出的控制信号(操纵信号或特性数据信号)的习知的信号生成电路所构成。具体而言，信号产生部13是对来自操作部11的操作信号进行A/D变换，且分时性的进行以既定的周期(例如以1讯框14至20mS的周期，各频道的脉宽是1520μS±600μS)进行送出的信号处理，且将由此处理所生成的控制信号输出至传送部14作为操纵信号(PWM信号)。再者，信号产生部13是进行包含来自设定部12的设定操作信号成为串行数据的信号处理，且将由此处理所生成的控制信号输出至传送部14作为特性数据信号。

传送部14是通过高频调制(例如AM调制或FM调制)、或展频等对来自信号产生部13的控制信号(操纵信号或特性数据信号)进行调制后，由天线(antenna)通过接收器20传送至伺服器件30作为电波。

＜接收器＞

接收器20是将由天线接收作为电波的来自传送器10的接收电波予以放大，并解调为控制信号再输出至伺服器件30的习知的接收器件。

＜伺服器件＞

伺服器件30是用以依据通过接收器20所接收的控制信号，来对被操作体的可动部位(例如，若被操作体为模型飞机，则相当于方向舵、副翼、升降舵、引擎油门等)分别独立的进行驱动控制的器件，构成为具备有控制部31、及驱动机构32。

(控制部)

控制部31是依据来自传送器10的操纵信号来对驱动机构32进行驱动控制的控制用LSI(Large Scale Integration，大规模集成电路)，具备信号处理部33、电动机控制部34、及存储部35并进行各部的驱动控制。

信号处理部33构成为具备：模式(mode)处理手段33a；脉宽检测手段33b；信号判定手段33c；操纵信号生成手段33d；特性数据信号生成手段33e；数据选择手段33f；以及存储地址生成手段33g；且依据接收器20所接收的控制信号的输入经过时间的判定结果及信号的脉宽的判定结果，进行由控制信号所生成的操纵信号或特性数据信号的生成，及对于存储部35的写入处理等。

模式处理手段33a依据通过接收器20自前次所接收的控制信号至下次输入为止的经过时间，来切换进行通常操纵的操纵模式或判别信号种类的信号判别模式，且将所切换的模式状态所对应的模式信息(操纵模式信息或信号判定模式信息)输出至脉宽检测手段33b及数据选择手段33f。

脉宽检测手段33b依据来自模式处理手段33a的信号判定模式信息，来检测通过接收器20所输入的控制信号的脉宽，且将该检测结果输出至信号判定手段33c作为脉宽信息。

信号判定手段33c依据来自脉宽检测手段33b的脉宽信息及预先设定的信号判定用信息(例如，用以判别所输入的控制信号的脉宽是否为既定长度以下的脉宽比较用临限值)，来确定所输入的控制信号的种类，且将该判定结果输出至数据选择手段33f及存储地址生成手段33g作为信号判定信息。

操纵信号生成手段33d将所输入的控制信号假设为属于操纵信号，且根据控制信号生成操纵信号并暂时予以保持。并且，依据来自数据选择手段33f的重置(reset)信号予以重置。

特性数据信号生成手段33e将所输入的控制信号假设为属于特性数据信号，且根据控制信号生成特性数据信号并暂时予以保持。并且，依据来自数据选择手段33f的重置信号予以重置。

数据选择手段33f依据来自信号判定手段33c的信号判定信息，而自操纵信号生成手段33d或特性数据信号生成手段33e选择抽出所生成的操纵信号或特性数据信号，且进行写入至存储部35。再者，数据选择手段33f在输入来自模式处理手段33a的操纵模式信息时，自操纵信号生成手段33d选择抽出操纵信号且进行写入至存储部35。

并且，数据选择手段33f在抽出操纵信号或特性数据信号的任一个信号时，将进行重置现在所保持的各信号的重置信号输出至操纵信号生成手段33d及特性数据信号生成手段33e。

存储地址生成手段33g进行存储依据由信号判定手段33c的信号判定信息所生成的操纵信号或特性数据信号的存储区域的地址指定(即，存储部35的操纵信号存储手段35a或特性数据存储手段35b的各特性数据所对应的每个存储区域的地址指定)，且将该所指定的存储地址输出至存储部35。

电动机控制部34具备：位置信号产生部34a，生成并输出属于来自位置检测部34e的位置信息(显示驱动机构32的输出轴32c的旋转位置的信息)所对应的脉波信号(pulse signal)的位置信号；脉宽比较部34b，比较位置信号的脉宽与存储部35所存储的操纵信号的脉宽，而生成并输出成为其差分的差分脉波信号；PWM生成电路，以将属于比较输出的差分脉波信号成为存储部35所存储的特性信号所对应的驱动信号的方式，进行信号生成并输出；以及驱动电路34d，流通对应于该驱动信号的正方向或反方向的电流，并对驱动机构32的旋转方向进行驱动控制。

就脉宽比较部34b的比较处理而言，如图3所示，使成为目标值信息的来自传送器10的操纵信号、及来自位置检测部34e的位置信息分别通过数字滤波器(digital filter)34f，并于差分脉波生成部34g通过目标值信息与位置信息的相加来生成差分脉波信号。由于若将来自传送器的操纵信号直接进行反映时是有产生激烈的电动机驱动的疑虞，故该数字滤波器34f是作为用以以成为平顺且圆滑的驱动的方式，来对操纵信号、位置信息及差分脉波信号进行对应于特性数据信号的修正的滤波器而发挥功能。再者，也可使驱动机构32具备检测电动机32a的速度信息的速度检测手段，并除了操纵信号及位置信息以外，也使用速度信息来生成差分脉波信号。

并且，虽属于将电动机控制部34作为一个LSI来安装于单芯片(onechip)的定制(custom)IC的例，但是当然可使各部作为各自独立的个别的电路进行构成。

存储部35是由EEPROM(注册商标)等可重写的非挥发性存储器所构成，且具备：操纵信号存储手段35a，存储操纵信号；及特性数据存储手段35b，存储特性数据信号作为特性数据；且分别对来自数据选择手段33f的操纵信号或特性数据信号进行更新存储。

操纵信号存储手段35a是属于存储来自数据选择手段33f的操纵信号的存储区域，且预先设定有存储地址(例如地址「0」)以存储操纵信号。

特性数据存储手段35b是以将多个特性数据予以个别存储的方式，而依据特性数据的数量分割存储区域，且按每个存储区预先设定各特性数据所对应的存储地址(例如，图2的地址「1」至「4」)。因此，来自数据选择部33f的特性数据信号是存储于由存储地址生成手段33g所生成的存储地址所对应的存储区域。

并且，就特性数据的种类而言，例如有伺服反转(servo reverse)(伺服的旋转方向的变更)、中位(neutral)调整(属于输出轴的基准位置的中位位置的变更)、速度控制(speed control)(动作速度的设定)、无感应带(dead band)(无感应带的角度指定)、舵角调整(以中位位置为中心的左右最大舵角的调整)、增压(boost)(伺服驱动时施加的最小电流的设定)、阀(damper)(关于摆动(hunting)的抑制的设定)、伸展器(stretcher)(与欲返回目标位置的转矩的误差的比例是数的指定)等。

(驱动机构)

驱动机构32是通过依据由驱动电路34d所供给的驱动信号的电流量而电动机32a进行驱动，且借由通过减速机构32b所连接的输出轴32c的旋转而将可动部位予以可动的动力传达机构。再者，输出轴32c的旋转位置通过位置检测部34e(例如，只要为电位计(potentiometer)、旋转编码器(rotary encoder)、分解器(resolver)等可进行输出轴32c的位置检测(旋转角度)的机器即可)予以检测，且将该位置信息输出至位置信号产生部34a。

[处理动作]

接着，一面参照图4一面针对本例的远距操作器件1的伺服器件30的一连串处理动作进行说明。

如图4所示，首先，在电源开启后，伺服器件30成为通过接收器20从传送器10接收作为操纵信号的控制信号的状态(操纵模式)(ST1)。然后，通过模式处理手段33a，进行判定从由接收器10所接收的控制信号的最后的接收时序起是否已经过既定时间(ST2)。

并且，虽图中未示出，但操纵信号生成手段33d与ST2的处理并列地进行将所输入的控制信号假设为属于操纵信号，且由控制信号生成操纵信号并暂时予以保持，并且特性数据信号生成手段33e假设所输入的控制信号属于特性数据信号，且由控制信号生成特性数据信号并暂时予以保持。

于ST2中，在判定为自控制信号的最后的接收时序起已经过既定时间时(ST2-Yes)，就模式状态而言是从操纵模式切换为信号判别模式(ST3)，且于脉宽检测手段33b中是依据来自模式处理手段33a的信号判定模式信息，来检测通过接收器20所输入的控制信号的脉宽(ST4)。接着，将检测结果输出至信号判定手段33c作为脉宽信息(ST5)，且于信号判定手段33c中，依据来自脉宽检测手段33b的脉宽信息及预先设定的信号判定用信息，将所输入的控制信号的种类予以确定(ST6)。

于ST6中，在所输入的控制信号为操纵信号时(ST6-Yes)，是将显示控制信号为操纵信号的信号判定信息输出至数据选择手段33f及存储地址生成手段33g作为其判定结果(ST7)。然后，于数据选择手段33f中，依据来自信号判定手段33c的信号判定信息，而选择抽出由操纵信号生成手段33d所生成的操纵信号(ST8)，并依据存储地址生成手段33g所生成的操纵信号所对应的存储地址，而使操纵信号存储手段35a予以存储(ST9)。

并且，由于ST9的处理是与后述的ST23的处理相同，故操纵信号的存储处理的后是推进至ST24，并依据操纵信号进行驱动机构32的驱动控制。

另一方面，在所输入的控制信号并非操纵信号时(ST6-No)，则将显示控制信号为特性数据信号的信号判定信息输出至数据选择手段33f及存储地址生成手段33g作为其判定结果(ST10)，且于数据选择手段33f中，依据来自信号判定手段33c的信号判定信息，而选择抽出由特性数据信号生成手段33e所生成的特性数据信号(ST11)。然后，依据由存储地址生成手段33g所生成的各特性数据信号所对应的存储地址，使特性数据存储手段35b内的各存储区域予以存储(ST12)，并再度返回ST4。

于ST2中，在判别为自控制信号的最后接收时序起尚未经过既定时间时(ST2-No)，是将模式状态作为操纵模式予以维持(ST20)，且将显示现在的模式状态的操纵模式信息输出至数据选择手段33f及存储地址生成手段33g(ST21)。接着，于数据选择手段33f中，依据所输入的操纵模式信息，而自操纵信号生成手段33d选择抽出操纵信号(ST22)，并因应存储地址生成手段33g所生成的操纵信号所对应的存储地址来使操纵信号存储手段35a存储操纵信号(ST23)。然后，电动机控制部34是由操纵信号存储手段35a所存储的操纵信号、与电动机32a的输出轴32c的位置信息来生成差分脉波信号，且依据因应于特性数据的驱动信号来对驱动机构32进行驱动控制(ST24)，并再度返回ST2。

如所述说明，所述的伺服器件30通过接收器20自传送器10接收控制信号，而在既定时间内未接收到控制信号时，进行自操纵模式切换至信号判别模式的模式切换。并且，比较接着接收的控制信号及信号判别用信息并判别信号的种类，且在判别所接收的信号属于特性数据信号时，将该信号输出至存储部35并重写特性数据进行更新。

借此，是无须利用传送器10的空频道，也无须使用PC等外部器件，而仅通过将传送器10所生成的控制信号通过接收器20输出至伺服器件30，即可在一般的被操作体的操作外，容易地进行属于响应特性的特性数据的设定，故可谋求使用性的提升。

再者，就所述的实施方式而言，虽作为以设定部12作为伺服器件30的设定用、以操作部11作为伺服器件30的操作用的个别构成来进行说明，但是也可构成为例如以在进行特性设定时一面观看设定部12的显示画面，一面通过操作部11的操作变更设定内容的方式将操作部11作为设定部12的设定操作手段予以利用。

再者，就自传送器10所传送的特性数据信号而言，虽以构成为按每个伺服器件30等机器的一个串行数据进行传送的方式予以说明，但是也可将特性数据以相对于多个机器的连续的一个串行数据来进行传送。

Claims (5)

1.一种伺服器件，其具备有控制部，该控制部接收来自传送器的控制信号，且将该控制信号变换为因应预先存储于存储部的特性数据的驱动信号，而对驱动机构进行驱动控制，其特征在于：

所述控制部具备：

信号处理部，判别来自所述传送器的控制信号是用以对所述驱动机构进行驱动控制的操纵信号、或是用以对所述特性数据的响应特性进行变更的特性数据信号；且

所述存储部在判别所述控制信号是属于所述特性数据信号时，依据所接收的所述特性数据信号将所述特性数据予以更新存储。

2.如权利要求1所述的伺服器件，其特征在于，所述特性数据信号是包含设定有响应特性的信息的串行数据；所述操纵信号是PWM信号。

3.如权利要求1或2所述的伺服器件，其特征在于，所述信号处理部是将用以判别所述控制信号的脉宽是否为既定长度以下的脉宽比较用临限值予以保持而作为信号判别用信息；

且比较来自所述传送器的控制信号与所述信号判别用信息，来进行所述控制信号是否为所述操纵信号、或为所述特性数据信号的判别。

4.如权利要求3所述的伺服器件，其特征在于，所述存储部具备：

操纵信号存储手段，存储所述操纵信号；以及

特性数据存储手段，对于将存在有多个的所述特性数据予以个别地存储的存储区域因应所述特性数据的数量进行分割，且将用以使所述特性数据存储于所符合的存储区域的存储地址予以设定于每个所述存储区域；

且所述信号处理部具备：

存储地址生成手段，是生成用以将所述操纵信号存储于所述操纵信号存储手段的存储地址，及用以使所述特性数据存储于所述特性数据存储手段的所符合的存储区域的存储地址；

所述信号处理部是比较所输入的所述控制信号的脉宽与所述信号判别用临限值，若所述控制信号为所述操纵信号，则依据所述存储地址生成部所生成的所述存储地址，使所述操纵信号存储于所述操纵信号存储手段，而若所述控制信号为所述特性数据信号，则依据所述存储地址使所述特性数据信号存储于所述特性数据信号存储手段的所符合的存储区域。

5.一种远距操作器件，其特征在于，具备：

传送器，将用以变更特性数据的特性数据信号的任一个作为控制信号予以传送，该特性数据是属于被操作体的每个可动部位所对应的各频道所对应的操作部的操作量所因应的操纵信号或响应特性；

接收器，接收来自所述传送器的所述控制信号；以及

伺服器件，判别通过所述接收器所接收的所述控制信号是否为所述操纵信号、或为所述特性数据信号，而在判别所述控制信号为所述特性数据信号时，依据所接收的所述特性数据信号，将存储于存储部的所述特性数据予以更新存储。

Images