JP2010133599A - Steering device and flying body having this steering device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、飛しょう体の操舵装置に関し、特にロール舵、ピッチ舵、ヨー舵を合成せずに独立して操舵を可能とし、モータの数を低減させることが可能な飛しょう体の操舵翼の駆動機構に関する。 The present invention relates to a flying body steering apparatus, and more particularly to a flying body steering wing capable of independently steering without synthesizing a roll rudder, pitch rudder and yaw rudder and capable of reducing the number of motors. This relates to the drive mechanism.
従来のスキッド・トゥ・ターンの飛しょう体における操舵方法は、ロール舵、ピッチ舵、ヨー舵を合成した操舵量を4枚の操舵翼に振り分け、各操舵翼を独立して操舵していた(例えば特許文献1、図4)。
このため、操舵翼が4枚ある場合操舵翼毎に合計4つの駆動部が必要であり、飛しょう体の重量を増加させる原因となっていた。 For this reason, when there are four steering blades, a total of four drive units are required for each steering blade, which increases the weight of the flying object.
また、ロール、ピッチ、ヨーの操舵装置に対する操舵量の要求が異なる場合であってもより高い応答性能が要求される操舵方向に合わせて操舵装置の性能をそろえる必要があり、俊敏な操舵が妨げられるという問題点があった。 In addition, even if the steering amount requirements for the roll, pitch, and yaw steering devices are different, it is necessary to align the performance of the steering device in accordance with the steering direction for which higher response performance is required, which prevents agile steering. There was a problem of being.
本発明は上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、ロール舵、ピッチ舵、ヨー舵を合成せずに独立して操舵を可能とし、モータの数を低減させることが可能な飛しょう体の操舵装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and enables the steering independently without combining the roll rudder, the pitch rudder, and the yaw rudder, and can reduce the number of motors. It is an object of the present invention to provide a steering body steering apparatus.
この目的を達成するために本発明は、駆動力を発生させるロール制御用駆動部と、ロール制御用駆動部からの駆動力を受けてこの駆動力を伝達するロールギアと、ロールギアからの駆動力を受けて機体中心から見て同方向に回動する複数のロール操舵翼と、駆動力を発生させるピッチ制御用駆動部と、ピッチ制御用駆動部からの駆動力を受けてこの駆動力を伝達するピッチギアと、ピッチギアからの駆動力を受けて機体中心から見て逆方向に回動する複数のピッチ操舵翼と、駆動力を発生させるヨー制御用駆動部と、ヨー制御用駆動部からの駆動力を受けてこの駆動力を伝達するヨーギアと、ヨーギアからの駆動力を受けて機体中心から見て逆方向に回動する複数のヨー操舵翼と、を備える操舵装置を提供する。 In order to achieve this object, the present invention provides a roll control drive unit that generates a drive force, a roll gear that receives the drive force from the roll control drive unit and transmits the drive force, and a drive force from the roll gear. A plurality of roll steering blades that receive and rotate in the same direction as seen from the center of the machine body, a pitch control drive unit that generates a drive force, and a drive force from the pitch control drive unit to receive this drive force A pitch gear, a plurality of pitch steering blades that receive a driving force from the pitch gear and rotate in the opposite direction when viewed from the center of the body, a yaw control driving unit that generates driving force, and a driving force from the yaw control driving unit And a yaw gear that transmits this driving force and a plurality of yaw steering blades that receive the driving force from the yaw gear and rotate in the opposite direction when viewed from the center of the machine body.
本発明によれば、俊敏な舵角制御が可能となり、機体の重量を低減させることが可能となるという効果がある。 According to the present invention, it is possible to perform agile steering angle control and to reduce the weight of the airframe.
以下、本発明による操舵装置の一実施の形態を、図面を用いて詳細に説明する。図1は操舵装置109の概要を示した構成図である。図1に示すように、レートセンサ101の出力が飛しょう制御回路102に出力され、飛しょう制御回路102の出力に従って操舵装置109が駆動する。
Hereinafter, an embodiment of a steering apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of the
操舵翼Y1(105)はヒンジにより回動可能に結合された操舵翼Y1前部105Fと操舵翼Y1後部105Rとを備える。操舵翼Y2(106)はヒンジにより回動可能に結合された操舵翼Y2前部106Fと操舵翼Y2後部106Rとを備える。操舵翼Y1(105)と操舵翼Y2(106)とは機体を挟んで対向する位置に配置される。
The steering blade Y1 (105) includes a steering blade Y1
操舵翼Z1(107)はヒンジにより回動可能に結合された操舵翼Z1前部107Fと操舵翼Z1後部107Rとを備える。操舵翼Z2(108)はヒンジにより回動可能に結合された操舵翼Z2前部108Fと操舵翼Z2後部108Rとを備える。操舵翼Z1(107)と操舵翼Z2(108)とは機体を挟んで対向する位置に配置される。
The steering blade Z1 (107) includes a steering blade
ロールレートセンサ101Rはロール方向の機体の姿勢変化を示す機体レートをロール制御回路102Rに出力する。ロール制御回路102Rはロール操舵信号を生成し、例えばモータから構成されるロール制御用駆動部103Rに出力する。ロール制御用駆動部103Rはロール操舵信号に従ってロールギア(以下、Rギアと呼ぶ。)104Rを回転させる。Rギア104Rは操舵翼Y1前部105Fと操舵翼Y2前部106Fと操舵翼Z1前部107Fと操舵翼Z2前部108Fとを、それぞれ機体中心から見て同方向に回動させる。操舵翼Y1前部105Fと操舵翼Y2前部106Fと操舵翼Z1前部107Fと操舵翼Z2前部108Fとをロール操舵翼と呼ぶ。
The
ピッチレートセンサ101Pはピッチ方向の機体の姿勢変化を示す機体レートをピッチ制御回路102Pに出力する。ピッチ制御回路102Pはピッチ操舵信号を生成し、例えばモータから構成されるピッチ制御用駆動部103Pに出力する。ピッチ制御用駆動部103Pはピッチ操舵信号に従ってピッチギア(以下、Pギアと呼ぶ。)104Pを回転させる。Pギア104Pは操舵翼Y1後部105Rと操舵翼Y2後部106Rとを、それぞれ機体中心から見て逆方向に回動させる。操舵翼Y1後部105Rと操舵翼Y2後部106Rとをピッチ操舵翼と呼ぶ。
The
ヨーレートセンサ101Yはヨー方向の機体の姿勢変化を示す機体レートをヨー制御回路102Yに出力する。ヨー制御回路102Yはヨー操舵信号を生成し、例えばモータから構成されるヨー制御用駆動部103Yに出力する。ヨー制御用駆動部103Yはヨー操舵信号に従ってヨーギア(以下、Yギアと呼ぶ。)104Yを回転させる。Yギア104Yは操舵翼Z1後部107Rと操舵翼Z2後部108Rとを、それぞれ機体中心から見て逆方向に回動させる。操舵翼Z1後部107Rと操舵翼Z2後部108Rとをヨー操舵翼と呼ぶ。
The
図2は操舵装置109を前方から見た図である。図3は操舵装置109を図2矢印Xの方向から見た図である。図4は操舵装置109を図2矢印Yの方向から見た図である。図5は操舵装置109の分解斜視図である。
FIG. 2 is a view of the
図2乃至図5に示すように、操舵翼Y1後部105Rと操舵翼Y2後部106RとはYロッド301により結合されている。Yロッド301はPギア104Pを介してピッチ制御用駆動部103Pによって回転される。このYロッド301の回転により機体中心から見て操舵翼Y1後部105Rと操舵翼Y2後部106Rとがそれぞれ逆方向に回動する。
As shown in FIGS. 2 to 5, the steering blade Y1
操舵翼Z1後部107Rと操舵翼Z2後部108RとはZロッド302により結合されている。Zロッド302はYギア104Yを介してヨー制御用駆動部103Yによって回転される。このZロッド302の回転により機体中心から見て操舵翼Z1後部107Rと操舵翼Z2後部108Rとがそれぞれ逆方向に回動する。
The steering blade Z1
Rギア104Rは、傘歯歯車を有するY1傘歯ロッド304と傘歯歯車を有するY1駆動ロッド303を介して操舵翼Y1前部105Fを回動させる。Rギア104Rは、傘歯歯車を有するY2傘歯ロッド306と傘歯歯車を有するY2駆動ロッド305を介して操舵翼Y2前部106Fを回動させる。
The
Rギア104Rは、傘歯歯車を有するZ1傘歯ロッド404と傘歯歯車を有するZ1駆動ロッド403を介して操舵翼Z1前部107Fを回動させる。Rギア104Rは、傘歯歯車を有するZ2傘歯ロッド406と傘歯歯車を有するZ2駆動ロッド405を介して操舵翼Z2前部108Fを回動させる。
The
図6は操舵装置109のピッチ舵を示す図である。図6(a)は機体後方から、図6(b)は機体側面操舵翼Y2(106)方向から見た図である。ピッチ舵の場合、操舵装置109は操舵翼Y1後部105Rと操舵翼Y2後部106Rとを−Z方向に回動させる。この回動により、矢印A方向の揚力が生じピッチ方向に飛しょう体が旋回する。
FIG. 6 is a view showing the pitch rudder of the
図7は操舵装置109のヨー舵を示す図である。図7(a)は機体後方から、図7(b)は機体側面操舵翼Y2(106)方向から見た図である。ヨー舵の場合、操舵装置109は操舵翼Z1後部107Rと操舵翼Z2後部108Rとを−Y方向に回動させる。この回動により、矢印A方向及び黒丸手前方向の揚力が生じヨー方向に飛しょう体が旋回する。
FIG. 7 is a view showing a yaw rudder of the
図8は操舵装置109のロール舵を示す図である。図8(a)は機体後方から、図8(b)は機体側面操舵翼Y2(106)方向から見た図である。ロール舵の場合、操舵装置109は操舵翼Y1前部105Fと操舵翼Y2前部106Fと操舵翼Z1前部107Fと操舵翼Z2前部108Fとをそれぞれ時計回り方向に回動させる。この回動により、図8(a)の矢印A方向に揚力が生じる。図8(b)においては、操舵翼Y1前部105Fには矢印B方向の、操舵翼Y2前部106Fには矢印B方向の、操舵翼Z1前部107Fには黒丸手前方向の、操舵翼Z2前部108Fには白丸向方向の揚力がそれぞれ生じ、機体がロール方向に回転する。
FIG. 8 is a view showing a roll rudder of the
図9は従来の操舵装置における舵角制御を示す図である。図9(b)乃至図9(e)は図9(a)におけるY1、Y2、Z1、Z2の各方向から見た操舵翼を示す図である。例えば、ロール舵とピッチ舵とヨー舵とを同時に切る場合、操舵翼Y1においてはロール角σR+ピッチ角σP、操舵翼Y2においてはσR−σP、操舵翼Z1においてはヨー角σY+σR、操舵翼Z2においては−σY+σRとなり、すべて異なってしまう。このため、操舵翼を駆動させるモータを4つ備える必要があった。 FIG. 9 is a diagram showing steering angle control in a conventional steering apparatus. FIGS. 9B to 9E are views showing the steering blades viewed from the directions Y1, Y2, Z1, and Z2 in FIG. 9A. For example, when simultaneously turning the roll rudder, pitch rudder and yaw rudder, the roll angle σR + pitch angle σP for the steering blade Y1, σR−σP for the steering blade Y2, the yaw angle σY + σR for the steering blade Z1, and the steering blade Z2 Becomes −σY + σR, which are all different. For this reason, it is necessary to provide four motors for driving the steering blades.
図10は操舵装置109における舵角制御を示す図である。図10(b)乃至図10(e)は図10(a)におけるY1、Y2、Z1、Z2の各方向から見た操舵翼を示す図である。例えば、ロール舵とピッチ舵とヨー舵とを同時に切る場合、ロール制御用駆動部103Rが操舵翼Y1前部105Fと操舵翼Y2前部106Fと操舵翼Z1前部107Fと操舵翼Z2前部108Fとを機体中心から見て同方向にσR回動させる。また、ピッチ制御用駆動部103Pは操舵翼Y1後部105Rと操舵翼Y2後部106Rとを機体中心から見て逆方向にσP回動させる。そして、ヨー制御用駆動部103Yは操舵翼Z1後部107Rと操舵翼Z2後部108Rとを機体中心から見て逆方向にσY回動させる。このため、操舵翼を駆動させるモータは3つで済む。
FIG. 10 is a diagram showing the steering angle control in the
以上述べたように、本実施形態の操舵装置109は各操舵翼が前部操舵翼と後部操舵翼とを備え、ロール方向の舵角制御をロール制御用駆動部103Rが前部操舵翼を回動させることにより行う。
As described above, in the
このため、俊敏な舵角制御が可能となり、機体の重量を低減させることが可能となるという効果がある。 For this reason, agile steering angle control is possible, and the weight of the aircraft can be reduced.
103R:ロール制御用駆動部、
103P:ピッチ制御用駆動部、
103Y:ヨー制御用駆動部、
104R:Rギア、
104P:Pギア、
104Y:Yギア、
105:操舵翼Y1、
106:操舵翼Y2、
107:操舵翼Z1、
108:操舵翼Z2、
109:操舵装置。
103R: Roll control drive unit,
103P: Pitch control drive unit,
103Y: Yaw control drive unit,
104R: R gear,
104P: P gear,
104Y: Y gear,
105: Steering blade Y1,
106: Steering wing Y2,
107: Steering blade Z1,
108: Steering wing Z2,
109: Steering device.
Claims (4)
駆動力を発生させるピッチ制御用駆動部と、前記ピッチ制御用駆動部からの駆動力を受けてこの駆動力を伝達するピッチギアと、前記ピッチギアからの駆動力を受けて機体中心から見て逆方向に回動する複数のピッチ操舵翼と、
駆動力を発生させるヨー制御用駆動部と、前記ヨー制御用駆動部からの駆動力を受けてこの駆動力を伝達するヨーギアと、前記ヨーギアからの駆動力を受けて機体中心から見て逆方向に回動する複数のヨー操舵翼と、
を備える操舵装置。 A roll control drive unit that generates a drive force, a roll gear that receives the drive force from the roll control drive unit, and transmits the drive force, and receives the drive force from the roll gear in the same direction as viewed from the center of the machine body A plurality of roll steering blades that rotate to
A pitch control drive unit that generates a drive force, a pitch gear that receives the drive force from the pitch control drive unit and transmits the drive force, and a reverse direction as viewed from the center of the machine body that receives the drive force from the pitch gear A plurality of pitch steering blades that rotate to
A yaw control drive unit that generates a driving force, a yaw gear that receives the driving force from the yaw control driving unit and transmits the driving force, and a reverse direction as viewed from the center of the machine body that receives the driving force from the yaw gear A plurality of yaw steering blades that rotate
A steering apparatus comprising:
前記機体レートに基づいて操舵信号を生成する飛しょう制御回路と、をさらに備え、
前記飛しょう制御回路が、
ロール方向の操舵信号のみをロール制御用駆動部に、
ピッチ方向の操舵信号のみをピッチ制御用駆動部に、
ヨー方向の操舵信号のみをヨー制御用駆動部に、それぞれ出力することを特徴とする請求項1記載の操舵装置。 A rate sensor that detects the attitude change of the aircraft as the aircraft rate;
A flight control circuit that generates a steering signal based on the airframe rate, and
The flight control circuit is
Only the steering signal in the roll direction is sent to the roll control drive unit.
Only the steering signal in the pitch direction is sent to the pitch control drive unit.
2. The steering apparatus according to claim 1, wherein only the steering signal in the yaw direction is output to the yaw control drive unit.
前記機体レートに基づいて操舵信号を生成する飛しょう制御回路と、
前記操舵信号に基づいて駆動力を発生させるロール制御用駆動部と、前記ロール制御用駆動部からの駆動力を受けてこの駆動力を伝達するロールギアと、前記ロールギアからの駆動力を受けて機体中心から見て同方向に回動する複数のロール操舵翼と、
前記操舵信号に基づいて駆動力を発生させるピッチ制御用駆動部と、前記ピッチ制御用駆動部からの駆動力を受けてこの駆動力を伝達するピッチギアと、前記ピッチギアからの駆動力を受けて機体中心から見て逆方向に回動する複数のピッチ操舵翼と、
前記操舵信号に基づいて駆動力を発生させるヨー制御用駆動部と、前記ヨー制御用駆動部からの駆動力を受けてこの駆動力を伝達するヨーギアと、前記ヨーギアからの駆動力を受けて機体中心から見て逆方向に回動する複数のヨー操舵翼と、
を備える操舵装置と、
を備える飛しょう体。 A rate sensor that detects the attitude change of the aircraft as the aircraft rate;
A flight control circuit for generating a steering signal based on the airframe rate;
A roll control drive unit that generates a drive force based on the steering signal, a roll gear that receives the drive force from the roll control drive unit, and transmits the drive force, and an airframe that receives the drive force from the roll gear A plurality of roll steering blades rotating in the same direction as viewed from the center;
A pitch control drive unit that generates a drive force based on the steering signal, a pitch gear that receives the drive force from the pitch control drive unit, and transmits the drive force, and an airframe that receives the drive force from the pitch gear A plurality of pitch steering blades rotating in opposite directions when viewed from the center;
A yaw control driving unit that generates a driving force based on the steering signal, a yaw gear that receives the driving force from the yaw control driving unit and transmits the driving force, and an airframe that receives the driving force from the yaw gear A plurality of yaw steering blades rotating in opposite directions when viewed from the center;
A steering device comprising:
Flying body equipped with.
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JP2008308476A JP2010133599A (en) | 2008-12-03 | 2008-12-03 | Steering device and flying body having this steering device |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN115325889A (en) * | 2022-09-01 | 2022-11-11 | 北京中科宇航技术有限公司 | Control system for leaf surface rotating grid rudder |
-
2008
- 2008-12-03 JP JP2008308476A patent/JP2010133599A/en active Pending
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CN115325889A (en) * | 2022-09-01 | 2022-11-11 | 北京中科宇航技术有限公司 | Control system for leaf surface rotating grid rudder |
CN115325889B (en) * | 2022-09-01 | 2023-09-29 | 北京中科宇航技术有限公司 | Leaf surface rotating grid rudder control system |
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