JP2000264292A - Maneuvering device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ヘリコプタ等の航
空機、車両、ロボットマニピュレータやコンピュータ用
のデータ入力装置などに好適な操縦装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control device suitable for an aircraft such as a helicopter, a vehicle, a robot manipulator, a data input device for a computer, and the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来の操縦装置では、操縦桿を大きく操
作するほど反力が大きくなるようなフィール機構を設け
て、パイロットの操縦性を向上させている。このフィー
ル機構として、操縦ステックの揺動部にスプリングを取
り付けた構成が一般に採用されている。2. Description of the Related Art In a conventional control device, a feeler mechanism is provided so that the reaction force increases as the control stick is increased, thereby improving pilot controllability. As this feel mechanism, a configuration in which a spring is attached to a swinging portion of the steering stick is generally adopted.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】こうしたスプリングに
よるフィール機構では、フィール傾斜が常に一定とな
る。フィール傾斜を変更するにはスプリング交換という
大改造が必要になるため、パイロットの体格や好みに応
じて自由にフィール傾斜を変更することは実際上困難で
ある。In such a feel mechanism using a spring, the feel inclination is always constant. Since changing the feel inclination requires a major modification of replacing the spring, it is practically difficult to freely change the feel inclination according to the physique and preference of the pilot.
【0004】また、フィール傾斜が一定であると、機体
速度に応じた操舵感が操縦桿にフィードバックされない
ため、パイロットが無意識に機体の運用限界を超えて操
作してしまう可能性がある。[0004] In addition, if the feel inclination is constant, the steering feeling according to the aircraft speed is not fed back to the control stick, so that the pilot may unconsciously operate beyond the operating limit of the aircraft.
【0005】本発明の目的は、操縦部のフィール特性を
任意に設定できる操縦装置を提供することである。[0005] It is an object of the present invention to provide a control device capable of arbitrarily setting the feel characteristics of a control section.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明は、筐体に対して
角変位自在に支持された操縦部と、操縦部の角変位量を
検出して、操縦量信号を出力するための操縦量センサ
と、操縦部の中立点を基準として角変位量に応じた操作
力を発生するための弾性部材と、弾性部材を介して操縦
部に連結され、該操縦部を駆動して中立点を移動させる
ためのバックドライブ機構と、操縦部の操作力を検出し
て、操作力信号を出力するための操作力センサと、操縦
量センサからの操縦量信号および操作力センサからの操
作力信号に基づいて、操縦部の角変位量と操作力との関
係が所望の特性となるようにバックドライブ機構を制御
するための制御部とを備えることを特徴とする操縦装置
である。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is directed to a control unit supported to be freely angularly displaceable with respect to a housing, and a control amount for detecting an angular displacement amount of the control unit and outputting a control amount signal. A sensor, an elastic member for generating an operating force corresponding to the amount of angular displacement based on the neutral point of the control unit, and the control unit connected to the control unit via the elastic member to move the neutral point by driving the control unit A back drive mechanism for causing the control unit to detect an operation force of the control unit, and an operation force sensor for outputting an operation force signal, based on a control signal from the control amount sensor and an operation force signal from the control force sensor. And a control unit for controlling the back drive mechanism so that the relationship between the amount of angular displacement of the control unit and the operation force has a desired characteristic.
【0007】本発明に従えば、操縦部に操作力センサを
取り付けることによって、操作力の検出が可能になる。
さらに操縦量センサからの操縦量信号および操作力セン
サからの操作力信号を利用して、操縦部の角変位量と操
作力との関係が所望の特性となるようにバックドライブ
機構を制御することによって、操縦部のフィール特性を
任意に設定できる。たとえば操縦者がフィール傾斜を変
更したい場合には、制御部で設定したフィール特性を調
整することによって容易に実現できる。According to the present invention, the operation force can be detected by attaching the operation force sensor to the control unit.
Further, using the maneuver amount signal from the maneuver amount sensor and the maneuver force signal from the maneuver force sensor, controlling the back drive mechanism so that the relationship between the angular displacement of the maneuver unit and the maneuver force has desired characteristics. Thus, the feel characteristics of the control unit can be set arbitrarily. For example, when the operator wants to change the feel inclination, it can be easily realized by adjusting the feel characteristics set by the control unit.
【0008】また、操縦部のフィール特性は、弾性部材
が生成する一定のフィール傾斜とバックドライブ機構が
生成する可変フィール傾斜との合成になる。したがっ
て、万一バックドライブ機構が故障して可変フィール傾
斜が発生しなくなった場合でも、弾性部材によるフィー
ル傾斜は存続するため、操縦性を維持できる。Further, the feel characteristics of the control unit are a combination of a constant feel inclination generated by the elastic member and a variable feel inclination generated by the back drive mechanism. Therefore, even if the back drive mechanism breaks down and the variable feel inclination is no longer generated, the feel inclination by the elastic member remains, so that the maneuverability can be maintained.
【0009】また本発明は、操縦部の角変位量θの増分
Δθと操作力Fの増分ΔFとの比であるフィール傾斜Δ
F/Δθが可変であることを特徴とする。Also, the present invention provides a feel inclination Δ which is a ratio of an increment Δθ of the angular displacement θ of the control section to an increment ΔF of the operation force F.
F / Δθ is variable.
【0010】本発明に従えば、操縦者の体格や好みに応
じて任意にフィール傾斜ΔF/Δθを変更することが可
能となるため、操縦性を向上できる。According to the present invention, it is possible to arbitrarily change the feel inclination ΔF / Δθ according to the physique and preference of the pilot, so that the controllability can be improved.
【0011】また本発明は、操縦部の角変位量θが所定
範囲を超えると、フィール傾斜ΔF/Δθがステップ的
に増加することを特徴とする。Further, the present invention is characterized in that when the angular displacement θ of the control section exceeds a predetermined range, the feel inclination ΔF / Δθ increases stepwise.
【0012】本発明に従えば、人間の感覚は緩やかな変
化に対して鈍感であるため、フィール傾斜ΔF/Δθが
ステップ的に増加することによって、操縦者は操縦部の
角変位量θが所定範囲を超えたことを確実に認識でき
る。この臨界点として、機体の運用限界または危険領域
などに対応付けて設定することが好ましく、これによっ
て操縦の信頼性が向上し、運行の安全確保に資する。According to the present invention, since the human sensation is insensitive to a gradual change, the operator can set the angular displacement θ of the control unit to a predetermined value by increasing the feel inclination ΔF / Δθ stepwise. You can surely recognize that you have exceeded the range. It is preferable that the critical point is set in association with the operational limit of the airframe or the danger area, thereby improving the reliability of the operation and contributing to ensuring the safety of operation.
【0013】また本発明は、制御部は、機体速度信号に
基づいてフィール傾斜ΔF/Δθを変化させることを特
徴とする。Further, the present invention is characterized in that the control unit changes the feel inclination ΔF / Δθ based on the vehicle speed signal.
【0014】本発明に従えば、機体に設けられた機体速
度センサからの機体速度信号を取り込んで、フィール傾
斜ΔF/Δθの変化に反映させることによって、操縦者
は機体速度の変化に応じた操舵感を認識できる。たとえ
ば機体速度が高くなるほどフィール傾斜を大きくするよ
うにフィール特性を設定することによって、低速飛行時
には機敏な操縦が可能になり、高速飛行時には操縦の安
定化が図られる。According to the present invention, the operator can take the vehicle speed signal from the vehicle speed sensor provided on the vehicle and reflect it on the change in the feel inclination ΔF / Δθ, so that the driver can perform steering according to the change in the vehicle speed. You can recognize the feeling. For example, by setting the feel characteristics so as to increase the feel inclination as the body speed increases, agile maneuvering can be performed at low speed flight, and the maneuvering can be stabilized at high speed flight.
【0015】[0015]
【発明の実施の形態】図1は本発明の実施の一形態を示
す構成図であり、図2はその電気的構成を示すブロック
図である。操縦用のスティック3は、前後のピッチ方向
および左右のロール方向に角変位自在なように、ジンバ
ル機構等を介して筐体(不図示)に支持されている。こ
こでは、ピッチ軸の操縦系統について例示するが、本発
明はロール軸やその他の軸に関する操縦にも適用でき、
あるいは足で操作する操縦ペダルにも同様に適用可能で
ある。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing an electrical configuration thereof. The control stick 3 is supported by a housing (not shown) via a gimbal mechanism or the like so as to be angularly displaceable in the forward and backward pitch directions and the left and right roll directions. Here, the control system of the pitch axis is exemplified, but the present invention can also be applied to control of a roll axis and other axes,
Alternatively, the present invention can be similarly applied to a control pedal operated by a foot.
【0016】スティック3の上部は、パイロットが把持
するためのグリップ2となる。スティック3の回転軸に
は、スティック3の角変位量θを検出するスティックポ
ジションセンサ4が設けられる。スティックポジション
センサ4が出力するスティック位置信号Sθは、操縦量
を表す信号として飛行制御コンピュータ30に入力され
る。The upper part of the stick 3 becomes the grip 2 for the pilot to grip. A stick position sensor 4 for detecting the angular displacement θ of the stick 3 is provided on the rotation axis of the stick 3. The stick position signal Sθ output from the stick position sensor 4 is input to the flight control computer 30 as a signal indicating the amount of operation.
【0017】スティック3と連動する揺動アーム3aに
は、操作力を検出してスティックフォース信号SFを出
力するフォースセンサ5が設けられる。揺動アーム3a
の端部は、バックドライブユニット(Back Drive Unit)
10の駆動アーム7に連結され、両者の間にフィールス
プリング6が介在している。フィールスプリング6は、
駆動アーム7の位置を原点としてばね定数による弾性力
を揺動アーム3aに付与することによって、スティック
3に一定のフィールを発生する。グリップ2から手を離
した状態でスティック3が静止する位置が中立点とな
り、この中立点は駆動アーム7の位置に応じて変化す
る。逆に、バックドライブユニット10が駆動アーム7
の位置を積極的に制御することによって、手離し状態で
の自動操縦が可能になる。A force sensor 5 for detecting an operation force and outputting a stick force signal SF is provided on the swing arm 3a which is linked with the stick 3. Swing arm 3a
The end of the back drive unit (Back Drive Unit)
The drive spring 7 is connected to the drive arm 7 and a feel spring 6 is interposed between the two. Feel spring 6
By giving an elastic force based on a spring constant to the swing arm 3a with the position of the drive arm 7 as the origin, a certain feel is generated on the stick 3. The position where the stick 3 stands still with the hand released from the grip 2 is a neutral point, and this neutral point changes according to the position of the drive arm 7. Conversely, the back drive unit 10 is
By actively controlling the position of, automatic control in a hand-off state becomes possible.
【0018】バックドライブユニット10には、駆動ア
ーム7の駆動力を供給するバックドライブモータ11
と、駆動アーム7とバックドライブモータ11との間を
連結するためのギア機構と、駆動アーム7の位置を検出
してバックドライブ位置信号SBを出力するバックドラ
イブユニットポジションセンサ15などが設けられる。
ギア機構は、ディファレンシャル(差動)ギア13とフ
ァイナルギア14とで構成される。ディファレンシャル
ギア13は2つの入力軸を有し、第1入力軸はバックド
ライブモータ11と連結され、第2入力軸は電磁ブレー
キ12に連結される。バックドライブ機能を働かせる通
常時には、電磁ブレーキ12は接続状態であり、ディフ
ァレンシャルギア13の第2入力軸を固定することによ
って、バックドライブモータ11のトルクがそのままフ
ァイナルギア14に伝達される。バックドライブ機能を
オフにしたい場合には、電磁ブレーキ12を開放状態と
すると、ディファレンシャルギア13の第2入力軸がフ
リー回転になり、バックドライブモータ11からファイ
ナルギア14への伝達が遮断され、駆動アーム7もフリ
ーとなる。The back drive unit 10 has a back drive motor 11 for supplying the driving force of the drive arm 7.
And a gear mechanism for connecting the drive arm 7 and the back drive motor 11, a back drive unit position sensor 15 for detecting the position of the drive arm 7 and outputting a back drive position signal SB, and the like.
The gear mechanism includes a differential (differential) gear 13 and a final gear 14. The differential gear 13 has two input shafts, a first input shaft is connected to the back drive motor 11, and a second input shaft is connected to the electromagnetic brake 12. Normally, when the back drive function is operated, the electromagnetic brake 12 is in a connected state, and by fixing the second input shaft of the differential gear 13, the torque of the back drive motor 11 is transmitted to the final gear 14 as it is. When the back drive function is desired to be turned off, when the electromagnetic brake 12 is released, the second input shaft of the differential gear 13 is rotated freely, and the transmission from the back drive motor 11 to the final gear 14 is interrupted. The arm 7 is also free.
【0019】グリップ2の周辺には、バックドライブ動
作を指示するためのトリムスイッチやバックドライブ動
作を解除するためのマグスイッチが取り付けられ、スイ
ッチ状態を示すスイッチ信号SAを出力する。A trim switch for instructing a back drive operation and a mag switch for canceling the back drive operation are attached around the grip 2, and output a switch signal SA indicating a switch state.
【0020】図2の飛行制御コンピュータ30は、各種
センサや上位コンピュータなどからの信号に基づいて操
縦系統を電気的に制御する機能を有する。ここでは、ス
ティック位置信号Sθ、スイッチ信号SAおよび機体速
度センサ31からの機体速度信号SVが入力され、バッ
クドライブユニット10を制御するバックドライブ制御
装置20に種々のコマンド信号を出力し、ここではステ
ィック3を自動操縦するための操縦位置コマンド信号C
sと、バックドライブの各種モードを指示するためのモ
ードコマンド信号Cmとを出力している。The flight control computer 30 shown in FIG. 2 has a function of electrically controlling a control system based on signals from various sensors and a host computer. Here, the stick position signal Sθ, the switch signal SA, and the aircraft speed signal SV from the aircraft speed sensor 31 are input, and various command signals are output to the back drive control device 20 that controls the back drive unit 10. Position command signal C for automatically piloting
s and a mode command signal Cm for instructing various modes of the back drive.
【0021】バックドライブ制御装置20は、引算部2
1と、BDU制御則演算部22、23と、モードロジッ
ク部24と、バックドライブモータ11を駆動するモー
タ駆動部25と、電磁ブレーキを駆動する電磁ブレーキ
駆動部26などで構成される。The back drive control device 20 includes a subtraction unit 2
1, a BDU control law calculation unit 22, 23, a mode logic unit 24, a motor drive unit 25 for driving the back drive motor 11, an electromagnetic brake drive unit 26 for driving an electromagnetic brake, and the like.
【0022】引算部21は、飛行制御コンピュータ30
からの操縦位置コマンド信号Csからバックドライブ位
置信号SBを引算して差分位置信号SDを出力する。B
DU制御則演算部22は、差分位置信号SDおよびフォ
ースセンサ5からのスティックフォース信号SFに基づ
いて操縦部の角変位量と操作力との関係が可変フィール
特性となるように差分位置信号SDを修正する。モード
ロジック部24は、スイッチ信号SAおよびモードコマ
ンド信号Cmに基づいてバックドライブユニット10の
動作モードを管理する。BDU制御則演算部23は、モ
ードロジック部24からのモード信号に従って、BDU
制御則演算部22からの修正差分位置信号に基づいてバ
ックドライブモータ11の駆動信号を出力する。The subtraction unit 21 includes a flight control computer 30
And subtracts the back drive position signal SB from the control position command signal Cs from the controller to output a difference position signal SD. B
The DU control law calculation unit 22 converts the difference position signal SD based on the difference position signal SD and the stick force signal SF from the force sensor 5 such that the relationship between the angular displacement of the control unit and the operation force has a variable feel characteristic. Fix it. The mode logic unit 24 manages the operation mode of the back drive unit 10 based on the switch signal SA and the mode command signal Cm. The BDU control law calculation unit 23 performs the BDU control according to the mode signal from the mode logic unit 24.
The drive signal of the back drive motor 11 is output based on the corrected difference position signal from the control law calculation unit 22.
【0023】次に動作について説明する。図3は、フィ
ールスプリング6のみのフィール特性による操縦状態を
示す説明図である。バックドライブユニット10の駆動
アーム7が一定の位置で停止している場合、図3(ii)に
示すように、フィールスプリング6が自然長であると
き、スティック3は中立位置に静止する。次に図3(i)
に示すように、スティック3を前方に傾斜させると、ス
ティック3の角変位量に応じてフィールスプリング6が
伸びて、その伸び量に応じた弾性力が操作力として発生
する。逆に図3(iii)に示すように、スティック3を後
方に傾斜させると、スティック3の角変位量に応じてフ
ィールスプリング6が縮んで、その縮み量に応じた弾性
力が操作力として発生する。Next, the operation will be described. FIG. 3 is an explanatory diagram showing a steering state based on the feel characteristics of only the feel spring 6. When the drive arm 7 of the back drive unit 10 is stopped at a fixed position, as shown in FIG. 3 (ii), when the feel spring 6 has a natural length, the stick 3 stops at the neutral position. Next, FIG.
When the stick 3 is tilted forward, the feel spring 6 expands in accordance with the angular displacement of the stick 3, and an elastic force corresponding to the amount of expansion is generated as an operation force. Conversely, when the stick 3 is tilted backward as shown in FIG. 3 (iii), the feel spring 6 contracts in accordance with the angular displacement of the stick 3, and an elastic force corresponding to the contraction is generated as an operating force. I do.
【0024】図4は、バックドライブユニット10を併
用した強いフィール特性による操縦状態を示す説明図で
ある。図4(ii)に示すように、バックドライブユニット
10の駆動アーム7が図3(ii)と同じ位置で停止してい
る場合、スティック3は中立位置に静止する。FIG. 4 is an explanatory diagram showing a steering state with strong feel characteristics using the back drive unit 10 together. As shown in FIG. 4 (ii), when the drive arm 7 of the back drive unit 10 is stopped at the same position as in FIG. 3 (ii), the stick 3 stops at the neutral position.
【0025】次に図4(i) に示すように、スティック3
を前方に傾斜させると、スティック3の角変位量に応じ
てフィールスプリング6が伸びるとともに、バックドラ
イブユニット10の駆動アーム7が下方に角変位する。
したがって、フィールスプリング6の伸び量は図3(i)
のときより増加し、その分フィールスプリング6の弾性
力も増加するため、操作力も大きくなる。Next, as shown in FIG.
Is tilted forward, the feel spring 6 extends in accordance with the angular displacement of the stick 3, and the drive arm 7 of the back drive unit 10 is angularly displaced downward.
Therefore, the extension amount of the feel spring 6 is shown in FIG.
And the elastic force of the feel spring 6 increases accordingly, so that the operating force also increases.
【0026】次に図4(iii) に示すように、スティック
3を後方に傾斜させると、スティック3の角変位量に応
じてフィールスプリング6が縮むとともに、バックドラ
イブユニット10の駆動アーム7が上方に角変位する。
したがって、フィールスプリング6の縮み量は図3(ii
i) のときより増加し、その分フィールスプリング6の
弾性力も増加するため、操作力も大きくなる。Next, as shown in FIG. 4 (iii), when the stick 3 is tilted backward, the feel spring 6 contracts in accordance with the angular displacement of the stick 3, and the drive arm 7 of the back drive unit 10 moves upward. Angular displacement.
Therefore, the contraction amount of the feel spring 6 is shown in FIG.
i), and the elastic force of the feel spring 6 increases accordingly, so that the operating force also increases.
【0027】こうしてスティック3の角変位量に応じて
バックドライブユニット10の動作を制御し、駆動アー
ム7の位置をスティック3の動きと反対方向に変化させ
ることによって、全体として大きなフィール傾斜を付与
することができる。By controlling the operation of the back drive unit 10 in accordance with the angular displacement of the stick 3 and changing the position of the drive arm 7 in the direction opposite to the movement of the stick 3, a large feeling inclination is given as a whole. Can be.
【0028】図5は、バックドライブユニット10を併
用した弱いフィール特性による操縦状態を示す説明図で
ある。図5(ii)に示すように、バックドライブユニット
10の駆動アーム7が図3(ii)と同じ位置で停止してい
る場合、スティック3は中立位置に静止する。FIG. 5 is an explanatory diagram showing a steering state with a weak feel characteristic using the back drive unit 10 together. As shown in FIG. 5 (ii), when the drive arm 7 of the back drive unit 10 is stopped at the same position as in FIG. 3 (ii), the stick 3 stops at the neutral position.
【0029】次に図5(i) に示すように、スティック3
を前方に傾斜させると、スティック3の角変位量に応じ
てフィールスプリング6が伸びるとともに、バックドラ
イブユニット10の駆動アーム7が上方に角変位する。
したがって、フィールスプリング6の伸び量は図3(i)
のときより減少し、その分フィールスプリング6の弾性
力も減少するため、操作力は小さくなる。Next, as shown in FIG.
Is tilted forward, the feel spring 6 extends in accordance with the angular displacement of the stick 3, and the drive arm 7 of the back drive unit 10 is angularly displaced upward.
Therefore, the extension amount of the feel spring 6 is shown in FIG.
And the elastic force of the feel spring 6 is also reduced accordingly, so that the operating force is reduced.
【0030】次に図5(iii) に示すように、スティック
3を後方に傾斜させると、スティック3の角変位量に応
じてフィールスプリング6が縮むとともに、バックドラ
イブユニット10の駆動アーム7が下方に角変位する。
したがって、フィールスプリング6の縮み量は図3(ii
i) のときより減少し、その分フィールスプリング6の
弾性力も減少するため、操作力は小さくなる。Next, as shown in FIG. 5 (iii), when the stick 3 is tilted backward, the feel spring 6 contracts in accordance with the angular displacement of the stick 3, and the drive arm 7 of the back drive unit 10 moves downward. Angular displacement.
Therefore, the contraction amount of the feel spring 6 is shown in FIG.
i), and the elastic force of the feel spring 6 decreases accordingly, so that the operating force decreases.
【0031】こうしてスティック3の角変位量に応じて
バックドライブユニット10の動作を制御し、駆動アー
ム7の位置をスティック3の動きと同じ方向に追従させ
ることによって、全体として小さいフィール傾斜を付与
することができる。By controlling the operation of the back drive unit 10 in accordance with the amount of angular displacement of the stick 3 and causing the position of the drive arm 7 to follow the same direction as the movement of the stick 3, a small feeling inclination is given as a whole. Can be.
【0032】図6は、フィール特性の一例を示すグラフ
である。横軸はスティック3の角変位量θ、縦軸はステ
ィック3の操作力Fを示し、角変位量θの増分Δθと操
作力Fの増分ΔFとの比ΔF/Δθがフィール傾斜を意
味する。また、角変位量θが正である場合を示している
が、角変位量θが負となる場合は操作力Fも負となるた
め、同様なフィール特性になる。FIG. 6 is a graph showing an example of the feel characteristics. The horizontal axis indicates the angular displacement θ of the stick 3 and the vertical axis indicates the operating force F of the stick 3, and the ratio ΔF / Δθ between the increment Δθ of the angular displacement θ and the increment ΔF of the operating force F means the feel inclination. Although the case where the angular displacement θ is positive is shown, when the angular displacement θ is negative, the operation force F is also negative, so that the same feel characteristics are obtained.
【0033】ラインL3は図3に対応し、フィールスプ
リング6のみのフィール特性を示す。ラインL4は図4
に対応し、ラインL3よりも大きなフィール傾斜ΔF/
Δθを示している。ラインL5は図5に対応し、ライン
L3よりも小さいフィール傾斜ΔF/Δθを示してい
る。A line L3 corresponds to FIG. 3 and shows the feel characteristics of only the feel spring 6. Line L4 is shown in FIG.
, The feel inclination ΔF /
Δθ is shown. Line L5 corresponds to FIG. 5 and shows a smaller feel slope ΔF / Δθ than line L3.
【0034】このようにフィール傾斜ΔF/Δθが可変
であることによって、スティック3のフィール特性を任
意に変更できるため、パイロットの体格や好みに応じた
フィール設定が可能になり、操縦性を向上できる。Since the feel characteristics of the stick 3 can be arbitrarily changed by changing the feel inclination ΔF / Δθ as described above, the feel can be set according to the physique and preference of the pilot, and the maneuverability can be improved. .
【0035】また、フィール傾斜ΔF/Δθの調整を機
体速度センサ31からの機体速度信号SVに関連付ける
ことも可能である。たとえば機体速度が高くなるほどフ
ィール傾斜を大きくするようにフィール特性を設定する
ことによって、低速飛行時には機敏な操縦が可能にな
り、高速飛行時には操縦の安定化を確保できる。It is also possible to associate the adjustment of the feel inclination ΔF / Δθ with the vehicle speed signal SV from the vehicle speed sensor 31. For example, by setting the feel characteristics such that the feel inclination increases as the vehicle speed increases, agile maneuvering can be performed during low-speed flight, and stable maneuvering can be ensured during high-speed flight.
【0036】図7は、フィール特性の他の例を示すグラ
フである。横軸はスティック3の角変位量θ、縦軸はス
ティック3の操作力Fを示す。このフィール特性は、フ
ィール傾斜ΔF/Δθが角変位量θに応じて変化する特
性を示す。角変位量θがゼロから所定の角変位量θaま
での範囲では、小さいフィール傾斜ΔF/Δθを示す。
角変位量θが角変位量θaを超えると、フィール傾斜Δ
F/Δθがステップ的に増加している。したがって、パ
イロットがスティック3を徐々に傾斜させていって、あ
る位置を境に操作力Fが強く変化することを体感でき
る。この位置を機体の運用限界または危険領域などに対
応付けて設定することによって、操縦の信頼性が向上す
ることになる。FIG. 7 is a graph showing another example of the feel characteristics. The horizontal axis indicates the angular displacement θ of the stick 3, and the vertical axis indicates the operating force F of the stick 3. This feel characteristic indicates that the feel inclination ΔF / Δθ changes in accordance with the angular displacement θ. When the angular displacement θ is in the range from zero to a predetermined angular displacement θa, a small feel inclination ΔF / Δθ is shown.
When the angular displacement θ exceeds the angular displacement θa, the feel inclination Δ
F / Δθ increases stepwise. Therefore, it is possible for the pilot to gradually incline the stick 3 and experience that the operating force F strongly changes at a certain position. By setting this position in association with the operation limit of the aircraft or the danger area, the reliability of the operation is improved.
【0037】[0037]
【発明の効果】以上詳説したように本発明によれば、操
縦部の角変位量と操作力との関係が所望の特性となるよ
うにバックドライブ機構を制御することによって、操縦
部のフィール特性を任意に設定できるようになるため、
操縦性を格段に向上できる。As described above in detail, according to the present invention, by controlling the back drive mechanism so that the relationship between the angular displacement of the control unit and the operation force has a desired characteristic, the feel characteristic of the control unit can be improved. Can be set arbitrarily,
Drivability can be significantly improved.
【0038】また、万一バックドライブ機構が故障した
場合でも、弾性部材によるフィール傾斜は存続するた
め、操縦性を安全に維持できる。Further, even if the back drive mechanism fails, the feel inclination by the elastic member continues, so that the maneuverability can be maintained safely.
【図1】本発明の実施の一形態を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing one embodiment of the present invention.
【図2】本発明の実施の一形態の電気的構成を示すブロ
ック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating an electrical configuration according to an embodiment of the present invention.
【図3】フィールスプリング6のみのフィール特性によ
る操縦状態を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing a steering state based on the feel characteristics of only the feel spring 6;
【図4】バックドライブユニット10を併用した強いフ
ィール特性による操縦状態を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing a maneuvering state with strong feel characteristics using the back drive unit 10 together.
【図5】バックドライブユニット10を併用した弱いフ
ィール特性による操縦状態を示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing a maneuvering state with a weak feel characteristic using the back drive unit 10 together.
【図6】フィール特性の一例を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing an example of a feel characteristic.
【図7】フィール特性の他の例を示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing another example of the feel characteristics.
2 グリップ 3 スティック 3a 揺動アーム 4 スティックポジションセンサ 5 フォースセンサ 7 駆動アーム 10 バックドライブユニット 11 バックドライブモータ 12 電磁ブレーキ 15 バックドライブユニットポジションセンサ 20 バックドライブ制御装置 30 飛行制御コンピュータ 31 機体速度センサ Reference Signs List 2 grip 3 stick 3a swing arm 4 stick position sensor 5 force sensor 7 drive arm 10 back drive unit 11 back drive motor 12 electromagnetic brake 15 back drive unit position sensor 20 back drive control device 30 flight control computer 31 aircraft speed sensor
─────────────────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成11年12月24日(1999.12.
24)[Submission date] December 24, 1999 (1999.12.
24)
【手続補正1】[Procedure amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】特許請求の範囲[Correction target item name] Claims
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【特許請求の範囲】[Claims]
【手続補正2】[Procedure amendment 2]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0006[Correction target item name] 0006
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明は、筐体に対して
角変位自在に支持された操縦部と、操縦部の角変位量を
検出して、操縦量信号を出力するための操縦量センサ
と、操縦部の中立点を基準として角変位量に応じた操作
力を発生するための弾性部材と、弾性部材を介して操縦
部に連結され、該操縦部を駆動して中立点を移動させる
ためのバックドライブ機構と、操縦部の操作力を検出し
て、操作力信号を出力するための操作力センサと、操縦
量センサからの操縦量信号および操作力センサからの操
作力信号に基づいて、操縦部の角変位量と操作力との関
係が所望の特性となるようにバックドライブ機構を制御
するための制御部とを備え、操縦部の角変位量θの増分
Δθと操作力Fの増分ΔFとの比であるフィール傾斜Δ
F/Δθが可変であることを特徴とする操縦装置であ
る。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is directed to a control unit supported to be freely angularly displaceable with respect to a housing, and a control amount for detecting an angular displacement amount of the control unit and outputting a control amount signal. A sensor, an elastic member for generating an operating force corresponding to the amount of angular displacement based on the neutral point of the control unit, and the control unit connected to the control unit via the elastic member to move the neutral point by driving the control unit A back drive mechanism for causing the control unit to detect an operation force of the control unit, and an operation force sensor for outputting an operation force signal, based on a control signal from the control amount sensor and an operation force signal from the control force sensor. A control unit for controlling the back drive mechanism so that the relationship between the amount of angular displacement of the control unit and the operation force has a desired characteristic, wherein an increment Δθ of the amount of angular displacement θ of the control unit and the operation force F The slope of the feel Δ
A steering apparatus characterized in that F / Δθ is variable.
【手続補正3】[Procedure amendment 3]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0009[Correction target item name] 0009
【補正方法】削除[Correction method] Deleted
【手続補正4】[Procedure amendment 4]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0010[Correction target item name] 0010
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【0010】また、操縦者の体格や好みに応じて任意に
フィール傾斜ΔF/Δθを変更することが可能となるた
め、操縦性を向上できる。Further, since the feel inclination ΔF / Δθ can be arbitrarily changed according to the physique and preference of the operator, the maneuverability can be improved.
【手続補正5】[Procedure amendment 5]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0037[Correction target item name] 0037
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【0037】[0037]
【発明の効果】以上詳説したように本発明によれば、操
縦部の角変位量と操作力との関係が所望の特性となるよ
うにバックドライブ機構を制御することによって、操縦
部のフィール特性を任意に設定できるようになるため、
操縦性を格段に向上できる。また、操縦者の体格や好み
に応じて任意にフィール傾斜ΔF/Δθを変更すること
が可能となるため、操縦性を向上できる。As described above in detail, according to the present invention, by controlling the back drive mechanism so that the relationship between the angular displacement of the control unit and the operation force has a desired characteristic, the feel characteristic of the control unit can be improved. Can be set arbitrarily,
Drivability can be significantly improved. In addition, since the feel inclination ΔF / Δθ can be arbitrarily changed according to the physique or preference of the operator, the maneuverability can be improved.
Claims (4)
縦部と、 操縦部の角変位量を検出して、操縦量信号を出力するた
めの操縦量センサと、操縦部の中立点を基準として角変
位量に応じた操作力を発生するための弾性部材と、 弾性部材を介して操縦部に連結され、該操縦部を駆動し
て中立点を移動させるためのバックドライブ機構と、 操縦部の操作力を検出して、操作力信号を出力するため
の操作力センサと、 操縦量センサからの操縦量信号および操作力センサから
の操作力信号に基づいて、操縦部の角変位量と操作力と
の関係が所望の特性となるようにバックドライブ機構を
制御するための制御部とを備えることを特徴とする操縦
装置。1. A control unit supported to be angularly displaceable with respect to a housing, a control amount sensor for detecting a control amount of angular displacement of the control unit and outputting a control amount signal, and a neutral point of the control unit. An elastic member for generating an operation force according to the amount of angular displacement on the basis of, a back drive mechanism connected to the control unit via the elastic member, and driving the control unit to move the neutral point; An operation force sensor for detecting an operation force of the control unit and outputting an operation force signal, and an angular displacement amount of the control unit based on the operation amount signal from the operation amount sensor and the operation force signal from the operation force sensor. A control unit for controlling the back drive mechanism so that a relationship between the back drive mechanism and the operation force has a desired characteristic.
Fの増分ΔFとの比であるフィール傾斜ΔF/Δθが可
変であることを特徴とする請求項1記載の操縦装置。2. The steering apparatus according to claim 1, wherein a feel inclination ΔF / Δθ, which is a ratio of an increment Δθ of the angular displacement θ of the control section to an increment ΔF of the operation force F, is variable.
と、フィール傾斜ΔF/Δθがステップ的に増加するこ
とを特徴とする請求項2記載の操縦装置。3. The steering apparatus according to claim 2, wherein when the angular displacement θ of the steering section exceeds a predetermined range, the feel inclination ΔF / Δθ increases in a stepwise manner.
ール傾斜ΔF/Δθを変化させることを特徴とする請求
項2記載の操縦装置。4. The control device according to claim 2, wherein the control unit changes the feel inclination ΔF / Δθ based on the vehicle speed signal.
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