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Die Erfindung bezieht sich auf eine Motorsteuerschaltung zur Durchführung einer Antriebssteuerung einer Servo-Einrichtung, die auf einem zu handhabenden Objekt montiert ist. Das zu handhabende Objekt kann eine Vielzahl von Modellen umfassen, beispielsweise einen Modelhelikopter, ein Modelflugzeug, ein Modelfahrzeug oder ein Modellschiff oder eine industrielle Maschine für den unbemannten Betrieb, und es wird ferngesteuert. Darüber hinaus bezieht sich die Erfindung auch auf eine Servo-Einrichtung, die mit der Motorsteuerschaltung ausgerüstet ist.
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Eine Servo-Einrichtung ist konfiguriert, um ein Betätigungsteil oder eine Anlage entsprechend einem Eingangssignal korrekt anzutreiben. Im Falle einer ferngesteuerten Einrichtung, die konfiguriert ist, um das zu handhabenden Objekt über eine drahtlose Funkverbindung fernzusteuern, ist solch eine Servo-Einrichtung auf dem zu handhabenden Objekt montiert. Darüber hinaus kann die Servo-Einrichtung als Antrieb verwendet werden, so dass jedes Betätigungsteil oder jede Anlage (bei einem Modellflugzeug, eine Leiter, ein Höhenleitwerk, eine Motordrossel, ein Querruder oder dergleichen) entsprechend einem Betätigungsbetrag eines Benutzers an einer Senderseite genau angetrieben werden kann. Als Referenz beschreibt die
JP H09-187 578 A diesen Typ von Servo-Einrichtung.
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Während der Handhabung des zu handhabenden Objektes hängt das Handhabungsempfinden oder -gefühl hauptsächlich von den Präferenzen der individuellen Benutzer ab. Beispielsweise schätz ein Benutzer eine analoge Servo-Einrichtung, in der die Antriebsfrequenz eines Motors mit dem Übertragungszyklus eines Senders synchronisiert ist, das heißt mit dem Pulszyklus des Signals von einem Empfänger, und die nicht geeignet ist für eine präzise Betätigung oder Handhabung, jedoch ein hohes Drehmoment während einer niedrig turigen Drehzahl eines Motors gestattet. Andererseits schätz ein anderer Benutzer eine digitale Servo-Einrichtung, bei der die Antriebsfrequenz eines Motors kürzer gemacht ist als die der Übertragungszyklus eines Senders, wodurch eine geringere, minimale Antriebspulsbreite für den Motorantrieb im Vergleich zu der analogen Servo-Einrichtung und außerdem ein hohes Niveau an Ansprechverhalten gestattet wird.
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In der herkömmlichen Servo-Einrichtung, wie sie in
JP H9-187578 (A) beschrieben ist, ist die Antriebsfrequenz für jede Einrichtung festgelegt. Wenn beabsichtigt ist, das zu handhabende Objekt mit einem gewünschtem Handhabungsempfinden oder -gefühl eines individuellen Benutzers zu handhaben, ist folglich eine separate Servo-Einrichtung, die das gewünschte Handhabungsempfinden oder -gefühl erfüllt, von Fall zu Fall vorzusehen, was eine mühsame Aufgabe ist.
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Im Hinblick auf die Nachteile oder Probleme wird die vorliegende Erfindung bereitgestellt. Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Motorsteuerschaltung, die in der Lage ist, die Antriebsfrequenz der Servo-Einrichtung auf einfache Weise ordnungsgemäß zu ändern und auch eine Servo-Einrichtung bereitzustellen, in der die Schaltung montiert ist.
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Zu diesem Zweck hat die Motorsteuerschaltung gemäß der Erfindung die Merkmale von Anspruch 1, und die Servo-Einrichtung gemäß der Erfindung hat die Merkmale von Anspruch 3. Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Unteransprüchen charakterisiert.
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Entsprechend der Erfindung kann ein Handhabungssignal von einem Sender in eine Antriebsfrequenz umgesetzt werden, die beliebig eingestellt ist, entsprechend einem gewünschten Handhabungsempfinden oder -gefühl eines Benutzers. Als Ergebnis ist keine Vielzahl von Servo-Einrichtungen für jeden der beweglichen Teile erforderlich. Ferner kann selbst dann, wenn eine Änderung in der Benutzungsumgebung stattfindet, die Bedingung für das zu handhabende Objekt, beispielsweise Wetter oder dergleichen, die Antriebseigenschaften oder das Ansprechverhalten flexible und leicht eingestellt werden, ohne dass es erforderlich ist, eine Verbindung zu verschiedenen Stelleinrichtungen, beispielsweise einem PC auf einer Basis von Fall zu Fall zum Zwecke der Einstellung herstellen zu müssen.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen
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1 ein funktionelles Blockdiagramm ist, das den allgemeinen Aufbau einer ferngesteuerten Einrichtung zeigt, die eine Servo-Einrichtung hat, an der eine Motorsteuerschaltung gemäß der Erfindung montiert ist;
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2 ein Wellformdiagramm ist, das ein PWM-Steuerungsverfahren in der Servo-Einrichtung zeigt;
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3 ein funktionales Blockdiagramm ist, das die Spezifikation einer PWM-Generatorschaltung in der Servo-Einrichtung zeigt;
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4 ein Wellenformdiagramm für jede Antriebsfrequenz ist, die mit der Antriebsfrequenz-Umsetzung in der Servo-Einrichtung verknüpft ist;
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5 einen Speicherteil der Servo-Einrichtung zeigt, und
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6 ein funktionales Blockdiagramm ist, welches ein anderes Ausführungsbeispiel der Servo-Einrichtung in der gleichen ferngesteuerten Einrichtung zeigt.
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Als erstes wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 eine Fernsteuereinrichtung mit einer Servo-Einrichtung, an der eine Motorsteuerschaltung gemäß der Erfindung montiert ist, im Folgenden im Detail beschrieben.
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Bezugnehmend auf 1 umfasst ein Ausführungsbeispiel der ferngesteuerten Einrichtung 1 einen Sender 10, der eine Vielzahl von Steuersignalen (beispielsweise ein Handhabungssignal und ein Frequenz-Einstellsignal) erzeugt, die an ein Objekt, das zu handhaben ist, (beispielsweise eine industrielle Maschinen oder eine Vielzahl von Modellen, beispielsweise Helikopter, Flugzeuge, ein Fahrzeug, ein Schiff oder ein Roboter), und eine Servo-Einrichtung 30 übertragen werden, die auf dem zu handhabenden Objekt montiert ist und die konfiguriert ist, um die Bewegung (das heißt die Wegstrecke der Bewegung) eines beweglichen Teils zu steuern oder die gewünschte Antriebsfrequenz entsprechend dem Steuersignal einzustellen, welches von einem Empfänger 20 empfangen wird. Der Empfänger 20 kann mit einer Vielzahl von Servo-Einrichtungen 30 verbunden sein. Darüber hinaus kann der Empfänger 20 wahlweise mit anderen Einrichtungen, beispielsweise einer Gyroskopeinrichtung und einem Motorkontroller, als mit der Servo-Einrichtung verbunden werden.
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Der Sender 10 ist konfiguriert, um ein Steuersignal zum Handhaben oder Manövrieren der Servo-Einrichtung 30, die auf einem zu handhabenden Objekt montiert ist, zu Erzeugen und zu Übertragen. Der Sender 10 umfasst einen Betriebsteil 11, einen Einstellteil 12, einen Signalgeneratorteil 13 und einen Senderteil 14.
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Der Betriebsteil 11 ist aus einer Vielzahl von Hebeln, beispielsweise einem Schalthebel, oder Schaltern gebildet und er ist konfiguriert, um ein Analogsignal bezogen auf eine Betätigung (das heißt auf die Wegstrecke einer Betätigung), beispielsweise eine Betätigung eines Hebels nach links, rechts, nach oben und nach unten, oder durch Niederhalten eines Schalters während der Betätigung des Signalgenerator 13 auszugeben. Das Analogsignal kann als Betriebssignal in Bezug auf jeden Kanal verwendet werden.
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Der Einstellteil 12 kann von einer Vielzahl von Schlüsseln, beispielsweise einen Editierungsschlüssel oder ein Touch Panel gebildet sein, die auf einem Anzeigeschirm einer Display-Einrichtung, beispielsweise einem Flüssigkristall-Display, vorgesehen sind, und die betätigt werden, wenn eine Vielzahl von Einstellungen oder Änderungen der Einstellungen gefordert wird. Insbesondere wird ein Antriebsfrequenz-Einstellbildschirm der Servo-Einrichtung 30 auf dem Anzeigeschirm der Display-Einrichtung angezeigt. Ein Benutzer kann die Betätigungsschlüssel oder das Touch Panel mit Blick auf den vorstehenden Anzeigebildschirm manipulieren oder betätigen, wobei eine gewünschte Antriebsfrequenz abhängig von der Handhabungswahrnehmung während der Handhabung ausgewählt wird. Zur Erläuterung können in dem gezeigten Ausführungsbeispiel „Einstellung 1” bis „Einstellung 4” entsprechend vier Antriebsfrequenzen (das heißt „Antriebsfrequenz 1” bis „Antriebsfrequenz 4”) ausgewählt werden. Darüber hinaus wird ein digitales Signal, welches dem eingestellten Inhalt entspricht, als Einstell- und Manipulationssignal an dem Signalgeneratorteil 13 ausgegeben.
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Der Signalgeneratorteil 13 ist aus einer bekannten Signalgeneratorschaltung gebildet, die ein Steuersignal erzeugt, das an die Servo-Einrichtung 30 über den Senderteil 14 ausgegeben wird, wenn das Manipulationssignal von dem Betriebsteil 11 oder das Einstellungs- und Manipulationssignal von dem Einstellungsteil 12 eingegeben wird. Das Steuersignal kann das Handhabungssignal oder das Frequenzeinstellungssignal sein. Insbesondere ist der Signalgeneratorteil 13 konfiguriert, um das Manipulationssignal von dem Betriebsteil 11 (A/D-Umsetzung) umzusetzen und eine Signalverarbeitung durchzuführen, so dass das Signal mit einem gewünschten Zeitmultiplexzyklus übertragen werden kann (beispielsweise eine Pulsbereit von 1520 μs plus oder minus 600 μs an einem Übertragungszyklus von 14–20 ms). Das auf diese Weise erhaltene Steuersignal kann als Handhabungssignal (das heißt als PWM-Signal, PWN = Pulsbreitenmopdulation) zur Durchführung der Antriebssteuerung einer Antriebseinrichtung 32 an dem Senderteil 14 ausgegeben werden. Zur Bezugnahme wird die Antriebseinrichtung 32 im Folgenden beschrieben.
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Der Signalgeneratorteil 13 ist des Weiteren konfiguriert, um eine Signalverarbeitung durchzuführen, so dass serielle Daten einschließlich dem Einstellungs- und Manipulationssignal erhalten werden können, welches von dem Einstellungsteil 12 erhalten wird. Das Steuersignal, das durch die vorstehende Signalverarbeitung erzeugt wird, wird als Frequenzeinstellungssignal an dem Senderteil 14 ausgegeben.
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Nachdem der Senderteil 14 das Steuersignal von dem Signalgeneratorteil 13 moduliert (das heißt das Handhabungssignal oder das Frequenzeinstellungssignal) mit Hilfe der Hochfrequenzmodulation (beispielsweise Amplitudenmodulation oder Frequenzmodulation), der räumlichen Diffusion oder dergleichen moduliert hat, überträgt der das modulierte Signal als Funkwelle von einer Antenne über den Empfänger 20 zu der Servo-Einrichtung 30.
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Der Empfänger 20 ist konfiguriert, um die Funkwelle, die von dem Sender empfangen wird, zu verstärken, und die Funkwelle in das Steuersignal zu demodulieren. Das so erhaltene Steuersignal wird an die Servo-Einrichtung 30 ausgegeben. Diese Art von Empfänger 20 ist bekannt.
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Die Servo-Einrichtung 30 ist konfiguriert, um die Antriebssteuerung der beweglichen Teile oder des beweglichen Teils des zu betreibenden Objekts entsprechend dem Handhabungssignal unabhängig durchzuführen, welches über den Empfänger 20 empfangen wird. In einem Fall, in dem das zu betreibende Objekt ein Modellflugzeug ist, können die beweglichen Teile eine Steigsteuerung, ein Querruder, ein Höhenleitwerk, eine Motordrossel oder dergleichen sein. Die Servo-Einrichtung 30 umfasst einen Steuerteil 31 und eine Antriebseinrichtung 32.
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Der Steuerteil 31 kann ein Steuerungs-LSI(LSI = Large Scale Integration = Integration in hohem Maßstab)-Bauteil sein, welches konfiguriert ist, um eine Antriebssteuerung der Antriebseinrichtung 32 abhängig von dem Handhabungssignal von dem Sender 10 durchzuführen. Mit anderen Worten kann der Steuerteil 31 als Motorsteuerschaltung funktionieren. Der Steuerteil 31 umfasst einen Signalverarbeitungsteil 33, einen Motorsteuerteil 34 und einen Speicherteil 35. Ferner wird die Antriebssteuerung von jedem der Teile des Steuerteils 31 synchron mit einem Tastsignal von einer bekannten Oszillatorschaltung 36 betätigt, die beispielsweise einen Kristalloszillator oder eine Frequenztreiberschaltung hat.
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Der Signalverarbeitungsteil 33 ist konfiguriert, um eine Pulsbreite des Steuersignals zu erfassen, das über den Empfänger 20 eingegeben wird, und den Typ des Eingangssteuersignals abhängig von der erfassten Pulsbreiteninformation zu spezifizieren, um das Handhabungssignal oder das Frequenzeinstellungssignal zu erzeugen und um es zeitweise zu halten. Darüber hinaus ist der Signalverarbeitungsteil 33 konfiguriert, um das zeitweilig gehaltene Handhabungssignal oder das Frequenzeinstellungssignal zu extrahieren und dadurch das Einschreiben an dem gewünschten Bereich des Speicherteils 35 durchzuführen (d. h. eine Handhabungssignal-Speichereinrichtung 35a oder eine Frequenzinformation-Speichereinrichtung 35b).
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Der Motorsteuerteil 34 hat einen Positionsinformations-Generatorteil 34a, der konfiguriert ist, um ein Positionssignal, welches ein Pulssignal ist, das mit einer Positionsinformation von dem Positionsdetektorteil 32d verknüpft ist (d. h. Information, die die Drehlage der Ausgangswelle 32c der Antriebseinrichtung 32 darstellt) zu erzeugen und auszugeben, einen Pulsbreiten-Vergleichsteil 34b, der konfiguriert ist, um ein Differenzdaten-Taktsignal zu erzeugen und auszugeben, welches einem Taktsignal entspricht, das einem Taktsignal entspricht, das mit Differenzdaten zwischen der Pulsbreite, die dem Handhabungssignal zugeordnet ist, wie es in dem Speicherteil 35 gespeichert ist (d. h. ein Zielwert) und einer Pulsbreite des Positionssignals (d. h. ein gemessener Wert) synchronisiert ist, und eine Zeitsteuerung zum Auffrischen der Differenzdaten (d. h. ein Zeitintervall der Probennahme der Differenzdaten), eine PWM-Generatorschaltung 34c, die konfiguriert ist, um ein Antriebssignal zu erzeugen und auszugeben, so dass die Differenzdaten zu einem Antriebssignal für die ausgewählte Antriebsfrequenz werden, und eine Antriebsschaltung 34d, die konfiguriert ist, Strom in einer positiven oder negativen Richtung abhängig von dem Antriebssignal fließen zu lassen, um die Antriebssteuerung der Drehrichtung der Antriebseinrichtung 32 durchzuführen.
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Ferner wird der Pulsbreiten-Vergleichsteil 34b einem Geschwindigkeitsvergleich unterworfen, so dass das eingegebene Positionssignal entsprechend der Geschwindigkeitsinformation und der Art der Drehung des Motors 32a geringfügig geändert werden kann.
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Bezugnehmend auf 2 können in dem Pulsbreitenvergleichsteil 34b die Differenzdaten erhalten werden, indem ein Zielwert gehalten wird, der einer Pulsbreite des Handhabungssignals von dem Sender 10 entspricht, und indem eine Differenz (d. h. eine Abweichung) zwischen dem Zielwert und einem Messwert berechnet wird, der der Pulsbreite des Positionssignals von dem Positionssignal-Generatorteil 34a bei jeder Probennahme entspricht. Wie gezeigt ist, können in einem Fall, in dem der Zielwert als Handhabungssignal von einem Zielwert A in einen Zielwert B und wiederum von dem Zielwert B in einen Zielwert C geändert wird, die Differenzdaten ordnungsgemäß entsprechend dem geänderten Zielwert bei dem nächsten Takt eingestellt werden.
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Als nächstes wird die PWM-Generatorschaltung 34c, die einen der hauptsächlichen Teile der Erfindung darstellt, im Einzelnen beschrieben. Unter Bezugnahme auf 3 hat die PWM-Generatorschaltung 34 einen Pulsgeneratorzähler 34e, einen Zählwertbereich-Einstellteil 34f, einen Differenzdaten-Wandlerteil 34g und einen Pulsgeneratorteil 34h, und sie ist konfiguriert, um die Antriebsfrequenz des Antriebssignals entsprechend den Differenzdaten und den Differenzdaten-Taktsignal umzusetzen und zu verarbeiten, die von dem Pulsbreitenvergleicherteil 34b erhalten werden, so dass die Handhabungswahrnehmung oder das Handhabungsgefühl, dass von einem Benutzer gewünscht wird, erhalten werden kann.
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Der Pulsgeneratorzähler 34e ist konfiguriert, um den gewünschten Wert (d. h. 18 Bits) synchron mit dem Differenzdatentaktsignal, das von dem Pulsbreitenvergleicherteil 34b erhalten wird, wie in 4 gezeigt ist, aufwärts zu zählen, so dass der Zählerwert an dem Zählerwertbereichs-Einstellteil 34f ausgegeben wird.
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Der Zählerwertbereich-Einstellteil 34f ist konfiguriert, einzustellen, welcher Bereich des Zählerwertes unter den Zählerwerten (in dem gezeigten Ausführungsbeispiel 18 Bits Zähler) benutzt wird, die an dem Pulsgeneratorzähler 34e gezählt werden, in Übereinstimmung mit der gegenwärtig ausgewählten Antriebsfrequenz-Einstellinformation, wie sie in dem Speicherteil 35 gespeichert ist. Darüber hinaus wird der eingestellte Inhalt als Zählerwert-Bereichssignal an dem Pulsgeneratorteil 34h ausgegeben.
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Mit anderen Worten ist in dem Fall, in dem der Benutzer die „Einstellung 2” in dem Sender 1 auswählt, der Zählwertbereich-Einstellteil 34f konfiguriert, das Zählerwertbereichssignal auszugeben, welches ein Befehl ist, um die unteren 17 Bits aus den 18 gezählten Bits an dem Pulsgeneratorteil 34 zu benutzen. Der vorstehende Befehl ist auf der Grundlage des Einstellungsinhalts von „Antriebsfrequenz 2”, wie er in dem Speicherteil 35 gespeichert ist. Im Einzelnen wird, wenn die „Einstellung 2” ausgewählt wird, die „Antriebsfrequenz 2” unter der gespeicherten Antriebsfrequenz-Einstellungsinformation ausgewählt.
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Der Differenzdaten-Umsetzungsteil 34g ist konfiguriert, um die Frequenz der Differenzdaten (in dem gezeigten Ausführungsbeispiel Daten mit 16 Bits), die synchron mit dem Differenzdaten-Taktsignal, welches von dem Pulsbreiten-Vergleicherteil 34b erhalten wird, entsprechend der gegenwärtig ausgewählten Antriebsfrequenz-Einstellungsinformation, wie sie in dem Speicherteil 35 gespeichert ist, umzusetzen. Die Umsetzung kann durch Multiplikation der Frequenz der Differenzdaten mit 2n durchgeführt werden, wobei n eine positive oder negative ganze Zahl ist. Das umgesetzte Signal wird als umgesetztes Differenzdatensignal an dem Pulsgeneratorteil 34h ausgegeben. In Bezug auf ein Beispiel der Frequenzumsetzung der Differenzdaten kann ferner auf 4 Bezug genommen werden. Bezugnehmend auf 4 werden Antriebsfrequenzen mit 50% Tastverhältnis bereitgestellt, was der Zeitperiode entspricht, während der der Motor während eines Zyklus der Motorantriebsfrequenz in dem „Ein”-Zustand ist. Im Detail bedeutet die Zeitdauer, in der der Motor in dem „Ein”-Zustand ist, eine Periode, wenn der Motor sich dreht. In einem Fall, in dem die „Antriebsfrequenz 1” ausgewählt ist, kann die ausgewählte Antriebsfrequenz durch „f” dargestellt werden. In diesem Fall kann die Frequenz der „Antriebsfrequenz 2” gleich „2f” durch die Umsetzung sein (d. h. durch Verdoppeln von „f”). Die Frequenz der „Antriebsfrequenz 3” kann gleich „4f” über die Umsetzung sein (d. h. durch Multiplizieren von f mit vier). Die Frequenz der „Antriebsfrequenz 4” kann gleich „8f” über die Umsetzung sein (d. h. durch Multiplizieren von f mit 8).
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Mit anderen Worten wird in einem Fall, in dem die „Einstellung 2” von einem Benutzer in dem Sender 10 ausgewählt wird, die „Antriebsfrequenz 2” unter der Antriebsfrequenzeinstellungsinformation, die gespeichert ist, ausgewählt. Folglich ist der Datenumsetzerteil 34g konfiguriert, um das umgesetzte Differenzdatensignal (17 Bits, das durch Multiplizieren der Differenzdaten (16 Bits) mit zwei (21) erhalten werden kann, an dem Pulsgeneratorteil 34h) auszugeben entsprechend der „Antriebsfrequenz 2”, die in dem Speicherteil 35 gespeichert ist.
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Der Pulsgeneratorteil 34h ist konfiguriert, um das Antriebssignal (d. h. einen Antriebsimpuls) zu erzeugen, welches eine Antriebsfrequenz der gegenwärtig ausgewählten Antriebsfrequenzeinstellungsinformation gestattet in Übereinstimmung mit der gegenwärtig eingestellten Antriebsfrequenzeinstellungsinformation, die in dem Speicherteil 35 gespeichert ist, dem Zählwertbereichssignal von dem Zählwertbereichseinstellungsteil 34f und dem umgesetzten Differenzdatensignal von dem Differenzdatenumsetzungsteil 34g. Das Antriebssignal, das auf diese Weise erhalten wird, kann an der Antriebsschaltung 34d ausgegeben werden.
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Mit anderen Worten, wenn ein Benutzer „Einstellung 2” in dem Sender 10 auswählt, erzeugt der Pulsgeneratorteil 34h untere 17 Bits des umgesetzten Differenzdatensignals als Antriebssignal zum tatsächlichen Antreiben der Antriebseinrichtung 32 (d. h. 17 Bits Zyklus-Antriebssignal) unter dem umgesetzten Differenzdatensignal von dem Differenzdatenumsetzungsteil 34e, das von dem Differenzdatenumsetzungsteil 34g erhalten wird entsprechend dem Zählwertbereichssignal von dem Zählwertbereichseinstellungsteil 34f.
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Während das gezeigte Ausführungsbeispiel auf ein Beispiel eines kundenspezifischen IC gerichtet ist, der in dem Motorsteuerteil 34 bereitgestellt wird, der als einziges LSI-Element auf einem einzigen Chip montiert ist, können diese Teile selbstverständlich auch als separate Schaltungen bereitgestellt werden, die voneinander unabhängig sind.
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Der Speicherteil 35 kann einen wieder beschreibbaren, nicht flüchtigen Speicher umfassen, beispielsweise ein Produkt, das unter dem Warenzeichen „EEPROM” vertrieben wird. Bezugnehmend auf 5 kann der Speicherteil 35 eine Handhabungssignal-Speichereinrichtung 35a, die konfiguriert ist, um das Handhabungssignal, eine Vielzahl von Antriebsfrequenzeinstellungs-Informationen, die entsprechend der Spezifikation des zu handhabenden Objekts, dem Handhabungsempfinden oder -gefühl eines Benutzers oder dergleichen vorbestimmt ist, zu speichern, und eine Frequenzinformationsspeichereinrichtung 35b umfassen, die konfiguriert ist, um den ausgewählten Zustand der Antriebsfrequenzeinstellungsinformation entsprechend dem Frequenzeinstellungssignal zu speichern. Als solches kann der Speicherteil 35 das aufgefrischte Frequenzeinstellungssignal oder Handhabungssignal von dem Signalverarbeitungsteil 33 speichern.
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Die Handhabungssignal-Speichereinrichtung 35a entspricht einem Speicherbereich zum Speichern des Handhabungssignals von dem Signalverarbeitungsteil 33. Wenn das Handhabungssignal von dem Signalverarbeitungsteil 33 eingegeben wird, bringt die Handhabungssignal-Speichereinrichtung 35a den Zielwert auf den neuesten Stand, der zum Erhalten der Differenzdaten in dem Pulsbreitenvergleicherteil 34b verwendet wird, und sie speichert diesen.
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Die Frequenzinformation-Speicheinrichtung 35b ist ein Speicherbereich, in dem eine Vielzahl von Antriebsfrequenzeinstellungsinformation in eine Vielzahl von Sektionen unterteilt ist, und sie ist jeweils in jedem der Sektionen gespeichert. Als Bezug wird die Vielzahl der Antriebsfrequenzeinstellungsinformation entsprechend der Spezifikation des zu handhabenden Objekts, der Handhabungswahrnehmung oder des Handhabungsgefühls eines Benutzers oder dergleichen vorgegeben. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel gibt es vier Antriebsfrequenzeinstellungsinformationen. Bezugnehmend auf 5 wird, sobald das Frequenzeinstellungssignal von dem Signalverarbeitungsteil 33 eingegeben wird, die Antriebsfrequenzinformation, die dem eingegebenen Signal entspricht, durch die Frequenzinformationsspeichereinrichtung 35b gespeichert. In 5, wenn ein Benutzer „Einstellung 1” in dem Sender auswählt, ist ein Flag von „Antriebsfrequenzinformation 1”, welches der „Einstellung 1” entspricht, eingeschaltet. Wenn das Frequenzeinstellungssignal, das der Antriebsfrequenz entspricht, die sich von der gegenwärtig ausgewählten Antriebsfrequenz unterscheidet, eingegeben wird, wird ferner das Flag der gegenwärtig ausgewählten Antriebsfrequenzeinstellungsinformation deaktiviert oder in den „Aus”-Zustand gebracht, und das Flag der Antriebsfrequenzeinstellungsinformation, welches dem neu eingegebenen Frequenzeinstellungssignal entspricht, ist in dem „Ein”-Zustand.
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Die Antriebsfrequenzeinstellungsinformation wird im Folgenden beschrieben. Die Antriebsfrequenzeinstellungsinformation ist eine Art von Verarbeitungsinformation zum Umsetzen der Differenzdaten von dem Pulsbreitenvergleicherbereich 34b in die ausgewählte Antriebsfrequenz, so dass das gewünschte Handhabungsempfinden oder -gefühl erhalten werden kann. In der Antriebsfrequenzeinstellungsinformation ist die Zählwertbereichseinstellinformation und die Differenzdatenumsetzungseinstellungsinformation gespeichert und einander über die gewünschte Antriebsfrequenz zugeordnet.
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Die Antriebsfrequenz, wie sie für jede Antriebsfrequenzeinstellungsinformation gespeichert ist, entspricht der Frequenz, die beispielsweise von vorherigen Experimenten erhalten wurde, sodass das gewünschte Handhabungsempfinden oder -gefühl für den Benutzer erreicht wird. Bezugnehmend auf 5 wird in einem Fall, bei dem „Antriebsfrequenz 1” ausgewählt ist, die ausgewählte Antriebsfrequenz durch die Frequenz „f” dargestellt. Als solches kann die „Antriebsfrequenz 2” durch die Frequenz „2f” dargestellt werden, die „Antriebsfrequenz 3” kann durch die Frequenz „4f” dargestellt werden, und die „Antriebsfrequenz 4” kann durch die Frequenz „8f” dargestellt werden. Diese Frequenzen werden jeweils in jeder Sektion gespeichert. Ferner entsprechen die „Antriebsfrequenz 1” bis „Antriebsfrequenz 4” der „Einstellung 1” bis zur „Einstellung 4”, wie durch den Sender 10 ausgewählt ist.
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Die Zählwertbereichseinstellungsinformation ist konfiguriert, um den Bereich der Zählwerte zu bestimmen oder vorzugeben, in dem das umgesetzte Differenzdatensignal verwendet wird, unter den Zählwerten (Anzahl von Bits), die von dem Pulsgeneratorzähler 34e gezählt werden, entsprechend der Antriebsfrequenz der gegenwärtig ausgewählten Antriebsfrequenzeinstellungsinformation. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Zählwert, wie er von dem Pulsgeneratorzähler 34e gezählt wird, gleich 18 Bits.
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In dem in 5 gezeigten Ausführungsbeispiel benutzt die „Antriebsfrequenz 1” 18 Bits, die „Antriebsfrequenz 2” benutzt die unteren 17 Bits, die „Antriebsfrequenz 3” benutzt die unteren 16 Bits, und die „Antriebsfrequenz 4” benutzt die unteren 15 Bits. Als Bezug wird der gewünschte Zählwert von dem Pulsgeneratorzähler 34e gezählt. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist der gewünschte Zählwert 18 Bits. Folglich wird in einem Fall, in dem ein Benutzer die „Einstellung 1” in dem Sender 10 auswählt, die „Antriebsfrequenz 1” unter der gespeicherten Antriebsfrequenzeinstellungsinformation ausgewählt, und die Zählwertbereichseinstellungsinformation wird als Einstellungsinformation verwendet, um das umgesetzte Differenzdatensignal von 18 Bits, welches durch den Pulsgeneratorzähler 34e gezählt wird, in das Antriebssignal umzusetzen.
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Die Differenzdaten-Umsetzungseinstellungsinformation ist eine Einstellungsinformation, um die Differenzdaten von dem Pulsbreiten-Vergleicherteil 34b in die Antriebsfrequenz der gegenwärtig ausgewählten Antriebsfrequenzeinstellungsinformation in Übereinstimmung mit der Zählwertbereichseinstellungsinformation umzusetzen. Die vorstehende Umsetzung (d. h. die Frequenzumsetzung) kann durch Multiplikation der Frequenz der Differenzdaten mit zwei 2n durchgeführt werden (n = ist eine positive oder negative ganze Zahl).
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Bezugnehmend auf 5 ist in dem Fall, in dem die ursprünglichen Differenzdaten Daten von 16 Bits sind und wenn der erwünschte maximale Zählwert, der von dem Pulsgeneratorzähler 34e gezählt wird, 18 Bits ist, die „Antriebsfrequenz 1” so eingestellt, dass die „ursprünglichen” Differenzdaten in 18 Bits umgesetzt werden, indem die Differenzdaten mit 4 (22) multipliziert werden; die „Antriebsfrequenz 2” ist so eingestellt, dass die „ursprünglichen” Differenzdaten in 17 Bits umgesetzt werden, indem die Differenzdaten mit zwei multipliziert werden (21); die „Antriebsfrequenz 3” wird so eingestellt, dass die ursprünglichen 16 Bits (20) verwendet werden; und die „Antriebsfrequenz 4” ist so eingestellt, dass die „ursprünglichen” Differenzdaten in 15 Bits umgesetzt werden, indem die Differenzdaten mit 1/2 multipliziert werden (2 – 1). Folglich wird in einem Fall, in dem ein Benutzer die „Einstellung 1” in dem Sender 10 auswählt, die „Antriebsfrequenz 1” unter der gespeicherten Antriebsfrequenzeinstellungsinformation ausgewählt, und die Differenzdatenumsetzungseinstellungsinformation wird als Einstellungsinformation verwendet, um die eingegebenen Differenzdaten (beispielsweise 16 Bits) in das umgesetzte Differenzdatensignal (beispielsweise 18 Bits) umzusetzen, indem die Differenzdaten mit vier multipliziert werden (22).
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In der Antriebseinrichtung 32 wird der Motor 32a durch einen Strom (oder die Größe eines Stroms) angetrieben, der durch das Antriebssignal gesteuert werden kann, welches von der Antriebsschaltung 34d geliefert wird, und der bewegliche Teil kann durch Drehung der Ausgangswelle 34c bewegt werden, die über eine Verzögerungseinrichtung 34b daran angeschlossen ist. In diesem Sinne entspricht die Antriebseinrichtung 32 einer Leistungsübertragungseinrichtung. Darüber hinaus kann die Drehstellung der Ausgangswelle 32c durch den Positionsdetektorteil 32d erfasst werden, der eine Einrichtung sein kann, die in der Lage ist, die Position der Ausgangswelle 32c zu erfassen und die einen Potentiometer, einen Drehstellungscodierer, eine Auflösungseinrichtung oder dergleichen umfasst. Die Positionsinformation, die von dem Positionsdetektorteil 32d erfasst wird, kann an dem Positionssignalgeneratorteil 34a ausgegeben werden.
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Als nächstes werden serielle Handhabungen der Servo-Einrichtung 30, an der die Motorsteuerschaltung gemäß der Erfindung montiert ist, im Folgenden im Detail beschrieben. Insbesondere wird eine Beschreibung in Bezug auf die Handhabungen bereitgestellt, wenn die Antriebsfrequenz eingestellt wird und auch, wenn das zu handhabende Objekt gehandhabt oder manövriert wird.
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Als erstes kann ein Benutzer die „Einstellung 1” bis zu der „Einstellung 4” auf einem Betriebsbildschirm beliebig auswählen, um den Sender 10 ordnungsgemäß zu betreiben und die Antriebsfrequenz auszuwählen, die dem gewünschten Handhabungsempfinden oder -gefühl des Benutzers für das zu handhabende Objekt entspricht. Darüber hinaus wird das Frequenzeinstellungssignal, das entsprechend dem Einstellungsinhalt erhalten wird, als Steuersignal an die Servo-Einrichtung 30 übertragen, um das Objekt mit der ausgewählten Antriebsfrequenz anzutreiben.
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Die Servo-Einrichtung 30 ist konfiguriert, um das Steuersignal, das über den Empfänger 20 empfangen wird, an dem Signalverarbeitungsteil 33 auszugeben. Der Signalverarbeitungsteil 33 spezifiziert das Frequenzeinstellungssignal im Hinblick auf die seriellen Daten des Steuersignals, wie eingegeben ist. Nachdem der Signalverarbeitungsteil 33 das Frequenzeinstellungssignal erzeugt, hält oder erhält er zeitweise das Frequenzeinstellungssignal. Ferner ist der Signalverarbeitungsteil 33 konfiguriert, um das zeitweise gehaltene Frequenzeinstellungssignal in die Frequenzinformations-Speichereinrichtung 35b des Speicherteils 35 einzuschreiben.
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In der oben beschriebenen Weise wird aus der Antriebsfrequenzeinstellungsinformation, wie sie in der Frequenzinformations-Speichereinrichtung 35b gespeichert ist, die Antriebsfrequenzeinstellinformation ausgewählt, die der Antriebsfrequenz entspricht, wie sie von einem Benutzer in dem Sender 10 eingestellt ist. Siehe 3. Der ausgewählte Zustand, wie oben erwähnt wurde, kann auch durch den Ausdruck „Flag ein” dargestellt werden. Das Antriebsfrequenz-Umsetzungsverfahren des Handhabungssignals kann entsprechend der gegenwärtig ausgewählten Antriebsfrequenzeinstellinformation durchgeführt werden, bis das Frequenzeinstellsignal neu eingegeben wird.
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Wenn das zu handhabende Objekt manövriert oder gehandhabt wird, überträgt der Benutzer ein Handhabungssignal entsprechend dem Manipulationssignal, das als Ergebnis des Betriebs des Senders 10 erhalten wurde, als Steuersignal an die Servo-Einrichtung 30.
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Die Servo-Einrichtung 30 ist konfiguriert, um das Steuersignal, das über den Empfänger 20 empfangen wird, an dem Signalverarbeitungsteil 33 auszugeben. Der Signalverarbeitungsteil 33 spezifiziert das Handhabungssignal von der Pulsbreite des Steuersignals als Eingabe, um das Handhabungssignal zu erzeugen, und dann das Handhabungssignal zeitweise zu halten oder beizubehalten. Ferner ist der Signalverarbeitungsteil 33 konfiguriert, um das zeitweise gehaltene Handhabungssignal in der Handhabungssignal-Speichereinrichtung 35a des Speicherteils 35 einzuschreiben.
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Der Pulsbreitenvergleicherteil 34b ist konfiguriert, um die Differenzdaten zwischen der Pulsbreite des Handhabungssignals, wie es in der Handhabungssignal-Speichereinrichtung 35a gespeichert ist, und der Pulsbreite des Positionssignals, das von der Positionsinformation auf der Grundlage der Drehlage der Ausgangswelle 32c der Antriebseinrichtung 32 erhalten wird, zu berechnen. Die auf diese Weise erhaltenen Differenzdaten werden an der PWM-Generatorschaltung 34c ausgegeben.
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In der PWM-Generatorschaltung 34c ist der Zählwertbereichseinstellteil 34f konfiguriert, um das Zählwertbereichssignal der gegenwärtig ausgewählten Antriebsfrequenzeinstellinformation von der Frequenzinformations-Speichereinrichtung 34b auszulesen. Darüber hinaus ist der Differenzdaten-Umsetzerteil 34g konfiguriert, um die Differenzdatenumsetzungs-Einstellinformation der gegenwärtig ausgewählten Antriebsfrequenzeinstellinformation von der Frequenzinformations-Speichereinrichtung 35b auszulesen.
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Als nächstes, wenn erst das Differenzdatentaktsignal durch den Pulsbreitenvergleicherteil 34b eingegeben wird, ist der Pulsgeneratorzähler 34e konfiguriert, um einen Zählwert oder Zählwerte an einem Probennahmeintervall von „t” zu zählen, welches mit dem Differenzdatentaktsignal synchronisiert ist. Nachdem die Zählung abgeschlossen ist, wird die Zählungsabschlussinformation an dem Zählwertbereichseinstellteil 34f ausgegeben.
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Wenn die Zählungsabschlussinformation durch den Pulsgeneratorzähler 34e eingegeben wird, ist als nächstes der Zählwertbereichseinstellteil 34f konfiguriert, einzustellen, welcher Bereich von Zählwerten oder den Zählwerten verwendet wird, die an dem Pulsgeneratorzähler 34e gezählt werden, entsprechend der gegenwärtig ausgewählten Antriebsfrequenzeinstellinformation (d. h. erneut gelesene Information). Darüber hinaus wird der eingestellte Inhalt als Zählwertbereichssignal an dem Pulsgeneratorteil 34h ausgegeben. Ferner ist der Differenzdaten-Umsetzungsteil 34g konfiguriert, um die Frequenz der Differenzdaten, die synchron mit dem Differenzdatentaktsignal aufgenommen werden, das von dem Pulsbreitenvergleicherteil 34b entsprechend der Zählwertbereichseinstellinformation in Übereinstimmung mit der Differenzdatenumsetzungs-Einstellinformation (d. h. der ausgelesenen Information) erhalten wird, umzusetzen.
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Der Pulsgeneratorteil 34h ist konfiguriert, um das Antriebssignal entsprechend der Antriebsfrequenz der gegenwärtig ausgewählten Antriebsfrequenzeinstellinformation in Übereinstimmung mit der Zählwertbereichseinstellinformation von dem Zählwertbereichseinstellteil 34f und dem umgesetzten Differenzdatensignal von dem Differenzdatenumsetzungsteil 34g zu erzeugen und die Antriebssteuerung des Motors 32a durch Ausgeben des erzeugten Antriebssignals an die Antriebseinrichtung 32 durchzuführen.
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Wie oben beschrieben wurde, wenn die Servo-Einrichtung 30 das Frequenzeinstellsignal als Steuersignal durch den Empfänger 20 von dem Sender 10 empfängt, wählt sie die Information in Übereinstimmung mit dem empfangenen Frequenzeinstellsignal unter der Antriebsfrequenzeinstellinformation aus, wie sie vorher abgespeichert worden ist. Darüber hinaus, wenn das Handhabungssignal als Steuersignal von dem Sender 10 eingegeben wird, ist die Servo-Einrichtung 30 konfiguriert, um die Differenzdaten, die synchron mit dem Differenzdatentaktsignal von dem Pulsbreitenvergleicherteil 34b abgenommen werden, in die ausgewählte Antriebsfrequenz (d. h. Frequenzumsetzungsverarbeitung) umzusetzen. Zusätzlich ist die Servo-Einrichtung 30 konfiguriert, um das Antriebssignal von dem umgesetzten Differenzdatensignal aus dem gewünschten, entsprechenden Zählwertbreich zu erzeugen und die Antriebssteuerung der Antriebseinrichtung 32 so durchzuführen, dass die Handhabungswahrnehmung oder das von einem Benutzer gewünschte Gefühl erreicht werden kann.
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Aufgrund der vorstehenden Konfiguration kann das Handhabungssignal von dem Sender 10 in die Antriebsfrequenz umgesetzt werden, die entsprechend dem gewünschten Handhabungsempfinden oder -gefühl des Benutzers beliebig eingestellt worden ist. Um das Objekt mit dem gewünschten Handhabungsempfinden oder -gefühl zu handhaben, ist entsprechend keine separate Servo-Einrichtung, die den Präferenzen des Benutzers entspricht, für jeden der beweglichen Teile erforderlich. Durch Erhöhen der Antriebsfrequenz kann beispielsweise genügend Drehmoment erhalten werden selbst mit einer geringeren Pulsbreitenänderung des Handhabungssignals, und der bewegliche Teil des Objekts kann schnell an der gewünschten Stelle betätigt werden. Weil die minimale Antriebspulsbreite zum Antreiben des Motors 32a herabgesetzt werden kann, kann der Motor 32a ferner glatt in Drehung versetzt werden, wodurch der Wirkungsgrad des Motors 32a beim Drehen unterstützt und die Lebensdauer des Motors 32a verlängert wird. Andererseits kann, wenn die Antriebsfrequenz herabgesetzt wird, aufgrund der Tatsache, dass das Drehmoment ein geringeres Tastverhältnis hat, ein ausreichendes Startdrehmoment erhalten werden. Jedoch kann ein erhöhtes Drehmoment während einer niedertourigen Drehung entsprechend den Präferenzen des Benutzers erhalten werden.
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Selbst wenn eine Änderung in der Benutzungsumgebung, dem Zustand des zu handhabenden Objekts, des Wetters oder dergleichen stattfindet, können ferner die Antriebseigenschaften oder das Betriebsverhalten flexibel und leicht angepasst werden ohne die Notwendigkeit der Einstellung über eine Vielzahl von Einstelleinrichtungen, beispielsweise einen PC.
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In dem vorstehenden Ausführungsbeispiel ist der Einstellteil 12 zum Einstellen der Servo-Einrichtung 30 unabhängig von dem Betriebsteil 11 zum Betreiben oder Manipulieren der Servo-Einrichtung 30 ausgebildet. Der Betriebsteil 11 kann jedoch auch als Einstellbetätigungseinrichtung für den Einstellteil 12 verwendet werden, so dass der Einstellungsinhalt durch den Betriebsteil 11 geändert werden kann (d. h. die Betätigung oder Manipulation wird durch den Betriebsteil 11 durchgeführt), während der Bildschirm des Einstellteils 12 während der Frequenzeinstellung betrachtet werden kann.
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In dem vorstehenden Ausführungsbeispiel wird die Antriebsfrequenzeinstellinformation, die vorläufig in dem Speicherteil 35 gespeichert ist, durch die Frequenzeinstellinformation von dem Sender 10 ausgewählt. Die Erfindung ist jedoch nicht auf das vorstehende Ausführungsbeispiel beschränkt. Beispielsweise ist die Servo-Einrichtung 30 bezugnehmen auf 6 mit einer Schalteinrichtung 37 ausgerüstet, die der Antriebsfrequenzeinstellinformation, die in dem Speicherteil 35 gespeichert ist, und der Antriebsfrequenz entspricht, die das gewünschte Handhabungsempfinden oder -gefühl realisiert oder gestattet und zwar vor der Handhabung des zu handhabenden Objekts, was durch Umlegen des Schalters ausgewählt werden kann.
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Die Antriebsfrequenzeinstellinformation kann vorläufig in dem Speicherteil 35 über eine externe Einrichtung, beispielsweise einen PC, gespeichert werden. Die Antriebsfrequenzeinstellinformation, die der Antriebsfrequenz entspricht, die statt des Frequenzeinstellsignals von dem Sender 10 verwendet werden kann, kann als Einstellinformation übertragen werden, und auf diese Weise kann die Servo-Einrichtung 30 eingestellt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fernsteuereinrichtung
- 10
- Sender
- 11
- Betriebsteil
- 12
- Einstellteil
- 13
- Signalgenerator
- 14
- Sendeteil
- 20
- Empfänger
- 30
- Servo-Einrichtung
- 31
- Steuerteil
- 32
- Antriebseinrichtung (32a: Motor; 32b: Verzögerungseinrichtung; 32c: Ausgangswelle; 32d: Positionsdetektorteil)
- 33
- Signalverarbeitungsteil
- 34
- Motorsteuerteil (34a: Positionssignalgeneratorteil; 34b: Pulsbreiten-Vergleicherteil; 34c: PWM-Generatorschaltung; 34d: Antriebsschaltung; 34e: Pulsgeneratorzähler (Teil); 34f: Zählwertbereicheinstellteil; 34g: Differenzdatenumsetzerteil; 34h: Pulsgeneratorteil)
- 35
- Speicherteil (35a: Handhabungssignal-Speichereinrichtung; 35b: Frequenzinformationsspeichereinrichtung)
- 36
- Oszillatorschaltung
- 37
- Schalter
