JP2008206668A - Wireless remote-control model - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ラジコン模型の制御に係り、特に電動モータを動力源としたラジコン模型の取り扱い者の安全確保とラジコン模型自体の安全性を向上させるためのラジコン模型に関する。 The present invention relates to control of a radio control model, and more particularly to a radio control model for ensuring the safety of a radio control model handler using an electric motor as a power source and improving the safety of the radio control model itself.
遠隔制御されるヘリコプタや車両などの無線操縦模型はラジコン模型あるいは単にラジコンとも愛称され、ホビーの世界だけでなく、多くの産業分野で広く利用されている。特に、動力に電動モータを用いたラジコン模型(電動ラジコン模型)には、受信機、サーボモータ、スピードコントローラ、ジャイロ、操縦制御装置、および動力源であるバッテリーなど、飛行または走行制御をするための操縦機器、制御装置が搭載されている。 Remotely controlled radio control models such as helicopters and vehicles are also called radio control models or simply radio control models, and are widely used not only in the hobby world but also in many industrial fields. In particular, a radio control model (electric radio control model) using an electric motor for power is used to control flight or traveling, such as a receiver, a servo motor, a speed controller, a gyro, a steering control device, and a battery as a power source. Control equipment and control devices are installed.
図5は、ラジコン模型の操縦形態を説明する図である。図6は、図5に示したラジコン模型に搭載される制御モジュールの構成例を説明する図である。ここでは、ラジコン模型として電動モータを動力源としたラジコンヘリコプターを例として説明する。図5中、ラジコンヘリコプター100は送信機1により操縦制御されている。ラジコンヘリコプター100には、受信機2、制御モジュ−ル3、バッテリー27、および図示しない電動モータやサーボモータ等が搭載される。
FIG. 5 is a diagram for explaining a control form of the radio-controlled model. FIG. 6 is a diagram for explaining a configuration example of a control module mounted on the radio-controlled model shown in FIG. Here, a radio control helicopter using an electric motor as a power source will be described as an example of the radio control model. In FIG. 5, the radio controlled
図6に示したように、受信機2は受信部2A、デコーダ2Bを有し、制御モジュ−ル3は、制御部31や制御パラメータ等を格納するメモリ32、操舵用サーボモータ8,9を有する。そして、受信アンテナ17で受信した送信機1からの操縦指令信号に基づいて動力モータ7、コレクティングピッチやラダー、エルロン等の制御を行うサーボモータ8、9・・を駆動する。サーボモータ8、9は操舵部18、19を制御してラジコンヘリコプターに飛行、上昇、旋回などを行わせる。
As shown in FIG. 6, the receiver 2 has a
送信機1には、スティック20,21、操縦情報を視覚表示したり搭載機器の設定特性などの表示を行う表示器22、送信アンテナ304、チャンネル切り換えスイッチ307,308、その他のスイッチ24,25等が装備されている。送信機1から送信される操縦情報は受信機1で受信され、受信部2AでRF増幅、検波され、デコーダ2Bで復号される。復号された操縦情報(操縦制御指令)は制御モジュ−ル3でメモリ32に格納されている制御パラメータ(操縦特性パラメ−タ)で加工されて動力モータ7、コレクティブピッチやラダー、エルロン等の操舵部18、19の制御を行うサーボモータ8、9・・を駆動する。
The
電動モータを動力源としたラジコン模型は特許文献1に開示がある。また、産業分野は異なるが、所定の条件が満たされない場合にはエンジンが始動できないようにしたラジコン装置に関しては特許文献2に開示がある。
電動モータを動力源としたラジコン模型の普及と性能向上に伴い、電動モータの出力が増大し、バッテリーのエネルギー密度も増大している。一方では、ラジコン模型の知識や取り扱いに未熟な利用者(操縦者等)も多くなり、大出力電動モータ、大容量のエネルギー密度のバッテリーの安全な運用における安全性の確保が求められている。また、ラジコン模型に搭載された操縦装置やその制御装置などに不具合が生じている場合に、その不具合を持ったままで飛翔や走行をさせてしまうことで、深刻な故障を引き起こすことがある。 With the spread of radio control models using an electric motor as a power source and the performance improvement, the output of the electric motor has increased and the energy density of the battery has also increased. On the other hand, the number of users (operators, etc.) who are inexperienced in the knowledge and handling of radio control models has increased, and there is a demand for ensuring safety in the safe operation of large output electric motors and batteries with large energy density. In addition, when a malfunction occurs in the control device or its control device mounted on the radio control model, a serious failure may be caused by flying or running with the malfunction.
本発明の目的は、操縦者(取り扱い者)等の安全を確保すると共に、ラジコン模型自身の安全確保も実現したラジコン模型を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a radio control model that secures the safety of a pilot (handler) and the like and also realizes the safety of the radio control model itself.
本発明のラジコン模型には、受信機と、センサ部と、制御モジュールと、動力モータと、サーボモータと、バッテリーと、スタートボタンと、ブザーを有する。受信機は、操縦者が操作する送信機から電波に乗せて送信された操縦指令信号を受信する受信回路と、受信信号から該操縦指令信号を復号するデコーダとを有する。センサ部は、搭載バッテリーの電流と電圧および温度を検出する電流センサ、電圧センサおよび温度センサ、動力モータの回転を検出する回転センサ、前記サーボモータの回転角および機体の角速度を検出する角速度センサとを含む。 The radio control model of the present invention includes a receiver, a sensor unit, a control module, a power motor, a servo motor, a battery, a start button, and a buzzer. The receiver includes a receiving circuit that receives a steering command signal transmitted on radio waves from a transmitter operated by a pilot, and a decoder that decodes the steering command signal from the received signal. The sensor unit includes a current sensor for detecting the current, voltage and temperature of the on-board battery, a voltage sensor and a temperature sensor, a rotation sensor for detecting the rotation of the power motor, an angular velocity sensor for detecting the rotation angle of the servo motor and the angular velocity of the airframe, including.
制御モジュールは、中央制御部と、制御パラメータの格納領域を有するメモリとを有する。中央制御部は、センサ部で検出された検出信号とメモリに格納された制御パラメータを用いてデコーダで復号された操縦指令信号を加工し、操縦制御信号を生成して動力モータとサーボモータに与えて操縦を制御する統合制御部と、センサ部で検出された検出信号に基づいて動力モータとサーボモータおよびバッテリーの正常/異常の判定を行う安全管理部と、安全管理部の判定結果に従って、ブザーに複数パターンの鳴動信号を供給するブザー制御部とを有する。 The control module includes a central control unit and a memory having a control parameter storage area. The central control unit processes the steering command signal decoded by the decoder using the detection signal detected by the sensor unit and the control parameter stored in the memory, generates a steering control signal, and gives it to the power motor and the servo motor. An integrated control unit that controls steering, a safety management unit that determines normality / abnormality of the power motor, servo motor, and battery based on the detection signal detected by the sensor unit, and a buzzer according to the determination result of the safety management unit And a buzzer controller for supplying a plurality of patterns of sound signals.
安全管理部は、バッテリーが正しく接続された時は、ブザー制御部にバッテリーが接続されたことを示す第1パターン鳴動信号指令を供給し、バッテリーが正しく接続された状態でスタートボタンが押されているチェック期間は、ブザー制御部にスタート操作中を示す第2パターン鳴動信号指令を供給し、チェックによって正常と判定した場合には、ブザー制御部に動力モータが駆動可能なスタンバイ状態になったことを告知する第3パターン鳴動信号指令を供給する判定部を有する。 When the battery is properly connected, the safety management unit supplies the first pattern ringing signal command indicating that the battery is connected to the buzzer control unit, and the start button is pressed while the battery is correctly connected. During the check period, the second pattern ringing signal command indicating that the start operation is being performed is supplied to the buzzer control unit, and when it is determined to be normal by the check, the buzzer control unit is in a standby state in which the power motor can be driven. A determination unit for supplying a third pattern ringing signal command to notify
ブザーは、安全管理部の判定部からの各パターン鳴動音信号に従って、第1パターン鳴動音、第2パターン鳴動音、第3パターン鳴動音を発する。 The buzzer emits a first pattern sound, a second pattern sound, and a third pattern sound according to each pattern sound signal from the determination unit of the safety management unit.
本発明では、第1パターン鳴動音は穏やかな連続音とし、第2パターン鳴動音はエンジンスタータ擬似音とし、第3パターン鳴動音はエンジンアイドリング擬似音とすることにより、あたかも内燃エンジンを動力としたラジコン模型と同じような感触で取り扱うことで静穏動力である電動モータを用いたラジコン模型でも安全性が向上する。 In the present invention, the first pattern ringing sound is a gentle continuous sound, the second pattern ringing sound is an engine starter pseudo sound, and the third pattern ringing sound is an engine idling pseudo sound. Handling with the same feel as a radio controlled model improves the safety of the radio controlled model using an electric motor that is quietly powered.
また、メモリに履歴格納領域を有し、この領域に安全管理部が判定した結果を記録することで、ラジコン模型の部品交換や、メンテナンスの容易化を実現できる。 In addition, by having a history storage area in the memory and recording the result determined by the safety management unit in this area, it is possible to realize parts replacement of the radio control model and easy maintenance.
以下、本発明の最良の実施形態につき、本発明をラジコンヘリコプターに適用した実施例の図面を参照して詳細に説明する。 DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings of examples in which the present invention is applied to a radio control helicopter.
図1は、本発明に係るラジコン模型の制御システムの構成例を説明するブロック図である。図1において、参照符号1は送信機、2は受信機、2Aは受信部(RF増幅、検波等)、2Bはデコーダ、3は制御モジュール、31は中央制御装置、311は統合制御部、312は安全管理部、313はブザー制御部、314は判定部、32はメモリ、321は設定値格納部、322は履歴格納部である。センサ部4は、電流センサ41、電圧センサ42、温度センサ43、回転センサ44、回転角センサ45、角速度センサ46を含む。なお、この他に、音響レーダあるいは電波レーダなどの適宜のセンサを搭載できる。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of a control system for a radio-controlled model according to the present invention. In FIG. 1,
そして、制御モジュール3には、動力モータ7、操舵部を制御するサーボモータ8、9,10およびバッテリー27が接続されている。また、5はスタートスイッチ、6はブザーである。スタートスイッチ5はラジコンヘリコプターを操縦可能状態にするメインスイッチである。このスタートスイッチ5を押圧することでオン状態にロックし、搭載機器に電源が供給され、安全管理部312による各部のチェックと判定部314による正常/異常の判定が行われる。ブザー6は、判定部314の判定に基づいて第1パターン鳴動音、第2パターン鳴動音、第3パターン鳴動音を発する。
The
本実施例では、電流センサ41、電圧センサ42、温度センサ43はバッテリーの電流、電圧および温度を検出するセンサとして設置される。回転センサ44は動力モータの出力軸の回転を検出する。回転角センサ25と角速度センサはサーボモータで操作される操舵角の回転角と機体の角速度を検出するセンサであるが、サイボモータの駆動パルス数とパルス幅から演算してもよい。サーボモータはコレクティブピッチ、ラダー、エルロン等の飛行制御を行う部位に設置される。
In this embodiment, the
ラジコンヘリコプター100の飛行前あるいは飛行後にパーソナルコンピュータ(PC)200で変更、調整した制御パラメータの設定値をラジコンヘリコプター100に搭載したメモリ32の設定値格納部321に格納する。この作業は、コネクタ33にケーブルを接続して、パソコン200から転送するもので、動力モータの駆動特性、コレクティブピッチ、ラダー、エルロン等の操作特性などをメモリ32に制御パラメータとして設定する。
The control parameter setting values changed and adjusted by the personal computer (PC) 200 before or after the flight of the
ラジコンヘリコプター100の動力モータ7の回転開始から浮揚、飛行、着陸の期間に、送信機1から送信される操縦指令信号を構成する各制御信号で変調した搬送波はラジコンヘリコプター100に搭載された受信機2で受信される。受信された搬送波は受信機内で検波され、デコーダ3で復号されて各種の操縦指令信号として再生される。再生された操縦指令信号は統合制御回路311でメモリ32の設定値格納部321に格納されている設定値(制御パラメータ:設定特性)に従ってそれぞれ加工される。
The carrier modulated by each control signal that constitutes the operation command signal transmitted from the
図2は、図1に示した制御システムにおける正常/異常の判定手順を含む制御を説明する流れ図である。この手順は、バッテリーの装着から始まる。前記したように、スタートボタンは、判定が出るまで押圧操作を続けなければならない。正常/異常の判定に要する時間は搭載したセンサや中央制御部(CPU:マイコン)の動作速度/処理速度で決まり、実際には後述するように、全ての必要なセンサにより正常との判定が得られるのに十分な時間とする。以下、この手順の詳細を説明する。 FIG. 2 is a flowchart for explaining control including normal / abnormal determination procedures in the control system shown in FIG. This procedure begins with the installation of the battery. As described above, the start button must be pressed until a determination is made. The time required to determine normality / abnormality is determined by the operating speed / processing speed of the installed sensor and central control unit (CPU: microcomputer). In fact, as will be described later, it is determined that all necessary sensors are normal. Sufficient time to be used. Details of this procedure will be described below.
先ず、バッテリーがラジコンヘリコプター装着され、電気系統に接続される(プロセス1、以下P−1のように表記する)と、安全管理部312はこの接続を検知してブザー制御部313に鳴動を指令する。ブザー6は第1パターン鳴動音で鳴動する(P−2)。この第1パターン鳴動音は、操作者にバッテリーが接続されて操縦システムに通電されたことを告知する。この鳴動音は、穏やかな連続音であることが望ましいが、周囲の騒音環境によっては聴覚感度の良い周波数、例えば1kHz程度の連続音とすればよい。しかし、これに限定されるものではない。なお、ブザー音量は可変とすることができる。また、ブザーに限らず、スピーカを用いたり、LEDランプ等を併用して情報量を増やすこともできる。
First, when the battery is mounted on the radio control helicopter and connected to the electrical system (
スタートスイッチ5が押されてオンがロック保持されると、ブザー6は第2パターン鳴動音に切り替わる(P−4)。スタートスイッチ5のオンにより、各部のチェックが前記したセンサ部4のうちの所要のセンサの検知信号に基づいて実行される(P―5)。チェック時間は、センサ項目数(n)と安全管理部312とその判定部314の処理時間による。チェックを実行中、ブザー6は第2パターン鳴動音の出力を継続する。第2パターン鳴動音は、エンジンスタータ擬似音とするのが望ましい。すなわち、内燃エンジンを動力としたラジコン模型と同じような感触を取り扱い者に与えることで、緊張感を出す。なお、この異常判定の情報は、図1に示したメモリ32に履歴格納部322を設けて、ここに記録し、その後のメンテナンスに利用する構成することもできる。なお、第2パターン鳴動音もこれに限らず、他の適当な鳴動音とすることができる。
When the start switch 5 is pressed and ON is locked, the
チェックを実行中に異常(例えば、バッテリーの電圧が定められた値を下回っている場合等)が判定されると(P−6)、以降のチェックが中止される(P―7)。このとき、ブザー6は第1パターン鳴動音に戻って鳴動する。ブザー6は異常なしが判定されるまで、第2パターン鳴動音を継続する。なお、上記のチェック中止を行うことなく、全てのチェックを完了後に、何れかの異常があることを通知する如く第1パターン鳴動音に戻って鳴動するようにしてもよい。
If an abnormality (for example, when the voltage of the battery is lower than a predetermined value) is determined during the execution of the check (P-6), the subsequent check is stopped (P-7). At this time, the
チェック項目を順次進め(+1)、所定項目数(n)のチェックに異常がなく、所要のチェックが完了すると(P−8)、ブザー6は第3パターン鳴動音に切り替わる(P−9)。第3パターン鳴動音は内燃エンジンを動力としたラジコン模型のアイドリング擬似音とするのが望ましい。すなわち、送信機からの飛翔開始信号が受信されれば、いつでも動力モータが回転を始めて飛び出せる状態(スタンバイ状態)にあることを告知する警報信号となる。
The check items are sequentially advanced (+1), and when there is no abnormality in the check of the predetermined number of items (n) and the required check is completed (P-8), the
このスタンバイ状態で送信機から飛行開始すなわち動力モータの起動信号が送信されることで、次のようにして飛行を開始させ、あるいは動力モータの起動信号をオフとして飛行を停止し、スタートボタンの再押圧でバッテリー装着時に戻る。図3は、ラジコンヘリコプターの飛行と停止を含む操縦手順の概要を説明する流れ図である。送信機の起動スイッチをオンとする(P−10)。安全管理部312は図2で説明したスタンバイ状態にあると判断する(P−11)。動力モータ7が回転を始め、ブザー6はオフとなる(P−12)。送信機からのリフトアップの指令信号(あるいは、動力モータ7の回転数増加信号)によりラジコンヘリコプターは上昇し、さらに送信機からの各種操縦信号で様々な飛行が行われる(P−13)。
In this standby state, the start of flight, that is, the start signal of the power motor is transmitted from the transmitter, so that the flight is started as follows, or the start signal of the power motor is turned off and the flight is stopped, and the start button is restarted. Press to return when the battery is installed. FIG. 3 is a flowchart for explaining an outline of a maneuver procedure including flying and stopping of the radio control helicopter. The transmitter start switch is turned on (P-10). The safety management unit 312 determines that it is in the standby state described in FIG. 2 (P-11). The
送信機からの着陸指令信号でラジコンヘリコプターは着陸し、動力モータ7の回転停止指令で動力モータ7は停止する(P−14)。動力モータ7の停止に伴い、ブザー6はスタンバイ状態すなわち第3パターン鳴動音で鳴動を再開する(P−15)。第3パターン鳴動音を出力している状態で再度飛行させることを決めた場合は、送信機の起動スイッチをオンとし(P−10)、以下同様の手順となる。一方、(P−15)で再飛行はしない、とした場合はスタートボタンをオフとする。この時点でブザー6は第1パターン鳴動に戻る。さらに、バッテリーを取り外すことでブザー6は鳴動を停止する。なお、所定に時間にスタートボタンのオフがないときには、電源が自動的にカットオフする。
The radio controlled helicopter is landed by the landing command signal from the transmitter, and the
図4は、本発明を適用したラジコン模型の一例としてのラジコンヘリコプターの全体図である。このラジコンヘリコプター100は、その胴体部に動力モータ7、バッテリー27、サーボモータ8,9,10、および受信機2、制御モジュール3、センサ部4、ジャイロを含む操縦機構を搭載している。
FIG. 4 is an overall view of a radio control helicopter as an example of a radio control model to which the present invention is applied. The
そして、胴体部にはメインロータ13、ランディングギア16などが配置され、シャフト14でティルロータ15が取り付けてある。操縦機構や動力モータはスタートボタン5で活性化され、アンテナ17で受信した操縦指令で操縦機構を制御して飛行を行う。ブザー6は、前記のように第1、第2、第3パターン鳴動音で鳴動する。なお12は発光ダイオード(パイロットランプ)で、搭載機器に電源が投入された時点で点灯する。
A
このようにして、操作者とラジコン模型の安全な取り扱いを実現できる。本発明は、ラジコンヘリコプターに限るものではなく、固定翼ラジコン機、ラジコン自動車、ラジコン船、その他の各種ラジコン模型にも同様に適用できることは言うまでもない。 In this way, safe handling of the operator and the radio-controlled model can be realized. It goes without saying that the present invention is not limited to a radio control helicopter, but can be similarly applied to a fixed wing radio control aircraft, a radio control automobile, a radio control ship, and other various radio control models.
1・・・送信機、2・・・受信機、3・・・制御モジュール、4・・・センサ部、5・・・スタートスイッチ(スタートボタン)、6・・・ブザー、7・・・動力モータ、8〜10・・・操舵用サーボモータ、12・・・発光ダイオード、13・・・メインロータ、14・・・シャフト、15・・・リアロータ、16・・・ランディングギア、17・・・受信アンテナ、31・・・中央制御装置、311・・・統合制御部、312・・・安全管理部、313・・・ブザー制御部、32・・・メモリ、321・・・設定値格納部、322・・・履歴格納部、27・・・バッテリー。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記受信機は、送信機から電波に乗せて送信された操縦指令信号を受信する受信回路と、受信信号から該操縦指令信号を復号するデコーダとを有し、
前記センサ部は、前記バッテリーの電流と電圧および温度を検出する電流センサと電圧センサおよび温度センサと、前記動力モータの回転を検出する回転センサと、前記サーボモータの回転角およびその角速度を検出する回転角センサを少なくとも有し、
前記制御モジュールは、中央制御装置と、制御パラメータの格納領域を有するメモリとを有し、
前記中央制御装置は、
前記センサ部で検出された検出信号と前記メモリに格納された制御パラメータを用いて前記デコーダで復号された操縦指令信号を加工し操縦制御信号を生成し、これを前記動力モータとサーボモータに印加して操縦を制御する統合制御部と、
前記センサ部で検出された検出信号に基づいて前記動力モータとサーボモータおよびバッテリーの正常/異常の判定を行う安全管理部と、
前記安全管理部の判定結果に従って、前記ブザーに複数パターンの鳴動信号を供給するブザー制御部と、
を有し、
前記安全管理部は、
前記バッテリーが正しく接続された時は、前記ブザー制御部にバッテリーが接続されたことを示す第1パターン鳴動信号指令を供給し、
バッテリーが正しく接続された状態で前記スタートボタンが押されているチェック期間は、前記ブザー制御部にスタート操作中を示す第2パターン鳴動信号指令を供給し、
前記チェックによって正常と判定した場合には、前記ブザー制御部に前記動力モータが駆動可能なスタンバイ状態になったことを告知する第3パターン鳴動信号指令を供給する判定部を有し、
前記ブザーは、前記安全管理部の前記判定部からの前記各パターン鳴動音に従って、第1パターン鳴動音、第2パターン鳴動音、第3パターン鳴動音を発することを特徴とするラジコン模型。 A radio control model having a receiver, a sensor unit, a control module, a power motor, a servo motor, a battery, a start button, and a buzzer,
The receiver includes a receiving circuit that receives a steering command signal transmitted from a transmitter on radio waves, and a decoder that decodes the steering command signal from the received signal,
The sensor unit detects a current sensor, a voltage sensor, and a temperature sensor that detect current, voltage, and temperature of the battery, a rotation sensor that detects rotation of the power motor, and a rotation angle and an angular velocity of the servo motor. Having at least a rotation angle sensor;
The control module includes a central control device and a memory having a control parameter storage area;
The central controller is
Using the detection signal detected by the sensor unit and the control parameter stored in the memory, the steering command signal decoded by the decoder is processed to generate a steering control signal, which is applied to the power motor and the servo motor. And an integrated control unit for controlling the maneuvering,
A safety management unit that determines normality / abnormality of the power motor, servo motor, and battery based on a detection signal detected by the sensor unit;
According to the determination result of the safety management unit, a buzzer control unit that supplies the buzzer with a plurality of pattern sound signals;
Have
The safety management unit
When the battery is correctly connected, a first pattern ringing signal command indicating that the battery is connected to the buzzer control unit is supplied,
During a check period in which the start button is pressed while the battery is correctly connected, a second pattern ringing signal command indicating a start operation is supplied to the buzzer control unit,
When it is determined normal by the check, the buzzer control unit includes a determination unit that supplies a third pattern ringing signal command that notifies the buzzer control unit that the power motor is in a standby state that can be driven,
The buzzer emits a first pattern sound, a second pattern sound, and a third pattern sound according to the pattern sound from the determination unit of the safety management unit.
前記第1パターン鳴動音は穏やかな連続音であり、前記第2パターン鳴動音はエンジンスタータ擬似音であり、前記第3パターン鳴動音はエンジンアイドリング擬似音であることを特徴とするラジコン模型。 In claim 1,
The radio control model, wherein the first pattern ringing sound is a gentle continuous sound, the second pattern ringing sound is an engine starter pseudo sound, and the third pattern ringing sound is an engine idling pseudo sound.
前記メモリに履歴格納領域を有し、
前記安全管理部が判定した結果を前記履歴格納領域に記録することを特徴とするラジコン模型。 In claim 1,
A history storage area in the memory;
A radio control model, wherein a result determined by the safety management unit is recorded in the history storage area.
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