JP2587638B2 - 動揺制止水平保持装置 - Google Patents
動揺制止水平保持装置Info
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- Support Of Aerials (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （発明の技術分野） 本発明は、水平保持装置によって保持された保持物体
に対し加速度の影響を受動的に制止できる動揺制止水平
保持装置に関するものである。
に対し加速度の影響を受動的に制止できる動揺制止水平
保持装置に関するものである。
（従来技術とその問題点） 移動通信衛星業務，移動放送衛星業務などの如く常に
動揺を伴う移動体の上で使用される地球局アンテナ又は
移動体の上で使用される計測器類には、移動体の前後，
左右への動揺によってその姿勢および方向に変動を生じ
ないような動揺を補償する機能を備えなければならな
い。このような機能を有するものとしては、従来からジ
ャイロスコープ，レートセンサーなどを利用する能動方
式のものが知られている。しかしながら、これらは構造
が複雑であったり、特別な部品を用いたりするために高
価となる欠点があった。これらのほかに受動方式のもの
もあるが、大型であったり、加速度の影響を充分に防止
できない欠点を有していた。
動揺を伴う移動体の上で使用される地球局アンテナ又は
移動体の上で使用される計測器類には、移動体の前後，
左右への動揺によってその姿勢および方向に変動を生じ
ないような動揺を補償する機能を備えなければならな
い。このような機能を有するものとしては、従来からジ
ャイロスコープ，レートセンサーなどを利用する能動方
式のものが知られている。しかしながら、これらは構造
が複雑であったり、特別な部品を用いたりするために高
価となる欠点があった。これらのほかに受動方式のもの
もあるが、大型であったり、加速度の影響を充分に防止
できない欠点を有していた。
（発明の目的と特徴） 本発明は、上記の如き欠点を伴わない複数の回転結合
器からなる複合振子を利用する受動方式の動揺制止水平
保持装置を提供するものである。
器からなる複合振子を利用する受動方式の動揺制止水平
保持装置を提供するものである。
即ち、本発明は受動機構のみによって保持物体を安定
に水平保持するための復元力を増加せしめることを特徴
としている。
に水平保持するための復元力を増加せしめることを特徴
としている。
（発明の構成と作用） 以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の装置はそれを設置する移動体にピッチング，
ローリングの動揺がある場合に適用されるものである
が、説明を容易にするためにまず動揺が紙面内にある２
次元の動揺の場合について述べる。
ローリングの動揺がある場合に適用されるものである
が、説明を容易にするためにまず動揺が紙面内にある２
次元の動揺の場合について述べる。
図１は本発明の装置の基本的構成を示す図である。Ａ
は動揺体に結合した支持体で、水平保持器P0を支持す
る。Ｂは水平保持器P0に結合し保持物体Ｗを水平に保持
するための剛体である。水平保持器P0は保持物体Ｗをそ
の重心において剛体Ｂにより支持し、保持物体Ｗと剛体
Ｂを水平保持器P0を中心に紙面内に自由回転できるよう
にした構造を有する。以下、図面においては水平保持器
P0を白二重丸で示す。また結合点を黒二重丸で示す。Ｃ
は剛体Ｂに結合し、上部回転結合器P1,P2を水平保持器P
0を通る鉛直線に対称に水平保持器P0よりも上部に設け
るための剛体である。以下、図面においては回転結合器
P1,P2を黒二重丸で示す。Ｄは上部回転結合器P1,P2に連
結した吊架用剛体であり、その下端に下部回転結合器
Q1,Q2を連結する。下部回転結合器Q1,Q2は底部剛体Ｅに
上部回転結合器P1,P2よりも狭い間隔をもって固定され
る。回転結合器P1,Q1,Q2,P2は１つの複合振子として作
動し、その中心に水平保持器P0があるように構成されて
いる。また、底部剛体Ｅには剛体Ｈにより重錘W0がＸ点
よりも低い位置に結合されている。Ｘ点は▲▼
と▲▼の延長線の交点である。
は動揺体に結合した支持体で、水平保持器P0を支持す
る。Ｂは水平保持器P0に結合し保持物体Ｗを水平に保持
するための剛体である。水平保持器P0は保持物体Ｗをそ
の重心において剛体Ｂにより支持し、保持物体Ｗと剛体
Ｂを水平保持器P0を中心に紙面内に自由回転できるよう
にした構造を有する。以下、図面においては水平保持器
P0を白二重丸で示す。また結合点を黒二重丸で示す。Ｃ
は剛体Ｂに結合し、上部回転結合器P1,P2を水平保持器P
0を通る鉛直線に対称に水平保持器P0よりも上部に設け
るための剛体である。以下、図面においては回転結合器
P1,P2を黒二重丸で示す。Ｄは上部回転結合器P1,P2に連
結した吊架用剛体であり、その下端に下部回転結合器
Q1,Q2を連結する。下部回転結合器Q1,Q2は底部剛体Ｅに
上部回転結合器P1,P2よりも狭い間隔をもって固定され
る。回転結合器P1,Q1,Q2,P2は１つの複合振子として作
動し、その中心に水平保持器P0があるように構成されて
いる。また、底部剛体Ｅには剛体Ｈにより重錘W0がＸ点
よりも低い位置に結合されている。Ｘ点は▲▼
と▲▼の延長線の交点である。
一方、水平保持器P0にはひとつの例であるが交流で作
動する振動用電磁石Ｆが結合されており、底部剛体Ｅに
取付けた磁性振動子Ｇにより底部剛体Ｅを左右に強制的
に振動せしめるようにしてある。上部回転結合器P1,P2
間に結合されたＷ′は底部剛体Ｅより上部にある水平保
持器P0の保持状態を均衡せしめるための補正用重量物体
である。
動する振動用電磁石Ｆが結合されており、底部剛体Ｅに
取付けた磁性振動子Ｇにより底部剛体Ｅを左右に強制的
に振動せしめるようにしてある。上部回転結合器P1,P2
間に結合されたＷ′は底部剛体Ｅより上部にある水平保
持器P0の保持状態を均衡せしめるための補正用重量物体
である。
以下、本発明の作用を図１および説明用の略図として
示した図２および図３によって述べる。
示した図２および図３によって述べる。
まず、第１に支持体Ａが紙面内で傾斜する場合から説
明する。図１において、水平保持器P0によるすべての保
持物体は、左右に完全に均衡がとられているので、支持
体Ａが傾斜をしても重錘W0に鉛直に加わる重力FGにより
水平保持物体Ｗは水平保持器P0を中心として水平状態を
保ち続けることは説明するまでもなく明らかなところで
ある。後述する如く、重錘W0は水平保持器P0に直結して
いないことが本発明の特徴となっている。
明する。図１において、水平保持器P0によるすべての保
持物体は、左右に完全に均衡がとられているので、支持
体Ａが傾斜をしても重錘W0に鉛直に加わる重力FGにより
水平保持物体Ｗは水平保持器P0を中心として水平状態を
保ち続けることは説明するまでもなく明らかなところで
ある。後述する如く、重錘W0は水平保持器P0に直結して
いないことが本発明の特徴となっている。
第２に、水平保持物体Ｗが外部からの回転力を受けて
傾斜をした場合の復元力について述べる。図２は水平保
持物体Ｗが傾斜状態にある場合の説明用の略図である。
重錘W0は図１に示すＸ点より低い位置にあるので、図の
如く傾斜によって重錘W0は水平保持物体Ｗが上昇した方
の側に移動することとなり、水平保持物体Ｗを水平状態
に引き戻す復元力FRを生ずるようになっている。復元力
FRの大きさは重錘W0の重量と吊下体（下部剛体）Ｈの長
さによって調節することができる。実際の場合におい
て、充分な復元力を与えることは必要であって、その作
用を電磁石Ｆによって行わせているが、それは後に詳し
く述べることとする。
傾斜をした場合の復元力について述べる。図２は水平保
持物体Ｗが傾斜状態にある場合の説明用の略図である。
重錘W0は図１に示すＸ点より低い位置にあるので、図の
如く傾斜によって重錘W0は水平保持物体Ｗが上昇した方
の側に移動することとなり、水平保持物体Ｗを水平状態
に引き戻す復元力FRを生ずるようになっている。復元力
FRの大きさは重錘W0の重量と吊下体（下部剛体）Ｈの長
さによって調節することができる。実際の場合におい
て、充分な復元力を与えることは必要であって、その作
用を電磁石Ｆによって行わせているが、それは後に詳し
く述べることとする。
第３に、重錘W0が加速度を受けた場合にも保持状態に
は影響がでないことについて説明する。説明用略図の図
３は重錘W0に左下向きに加速度による力FAが働く場合を
示している。力FAはその鉛直分力FVと水平分力FHとに分
解できるが、図１の均衡状態において加速度が加わる場
合には、鉛直分力FVは水平保持状態をくずすような作用
をしないことは明らかである。しかしながら、水平分力
FHは下部剛体Ｈと重錘W0とを図３の如く左方向に動かす
ように働くことになる。この場合には、上部回転結合器
P1,P2および下部回転結合器Q1,Q2には瞬間的にそれぞれ
FH/4の力が働くが、それらの力は水平保持器P0が複合振
子の中心点におかれているために、水平保持器P0につい
ては互いに打ち消し合うようになっている。即ち、水平
保持器P0の回りに紙面内の回転力を生じ、水平保持物体
Ｗの水平保持状態をくずすことにはならないのである。
は影響がでないことについて説明する。説明用略図の図
３は重錘W0に左下向きに加速度による力FAが働く場合を
示している。力FAはその鉛直分力FVと水平分力FHとに分
解できるが、図１の均衡状態において加速度が加わる場
合には、鉛直分力FVは水平保持状態をくずすような作用
をしないことは明らかである。しかしながら、水平分力
FHは下部剛体Ｈと重錘W0とを図３の如く左方向に動かす
ように働くことになる。この場合には、上部回転結合器
P1,P2および下部回転結合器Q1,Q2には瞬間的にそれぞれ
FH/4の力が働くが、それらの力は水平保持器P0が複合振
子の中心点におかれているために、水平保持器P0につい
ては互いに打ち消し合うようになっている。即ち、水平
保持器P0の回りに紙面内の回転力を生じ、水平保持物体
Ｗの水平保持状態をくずすことにはならないのである。
また、重錘W0が図３の如く移動した場合には重力FGの
作用により元の位置に引き戻す復元力FRを生じるように
なっている。
作用により元の位置に引き戻す復元力FRを生じるように
なっている。
複合振子は水平分力FHが充分に強い場合には図３のよ
うに作動するが回転結合器の摩擦力に比し水平分力FHが
弱い場合又は水平保持物体Ｗの慣性力が充分に大きくな
い場合には、複合振子は外力の条件によってはそれ自体
の振動よりもむしろ水平保持器P0の回りの紙面に沿う回
転力として水平保持物体Ｗの水平状態をくずして水平保
持物体Ｗを傾斜せしめるおそれがありうる。図１の如
く、これを避ける方策の１つとして電磁石Ｆを装置の振
動周期より充分短い周期の交流によって作動せしめるこ
とができる。即ち、電磁石Ｆは交流周期に従い底部剛体
Ｅに対し磁性振動子Ｇによって左右に振動力を与える。
その結果、摩擦の影響を受けない高感度の復元力を複合
振子が得るようになっている。前記の如き水平保持物体
Ｗの保持状態に傾斜が生じた場合においては、特に復元
力の大きいことが望ましいのであって、上記の振動付与
の方法は特に効果的である。
うに作動するが回転結合器の摩擦力に比し水平分力FHが
弱い場合又は水平保持物体Ｗの慣性力が充分に大きくな
い場合には、複合振子は外力の条件によってはそれ自体
の振動よりもむしろ水平保持器P0の回りの紙面に沿う回
転力として水平保持物体Ｗの水平状態をくずして水平保
持物体Ｗを傾斜せしめるおそれがありうる。図１の如
く、これを避ける方策の１つとして電磁石Ｆを装置の振
動周期より充分短い周期の交流によって作動せしめるこ
とができる。即ち、電磁石Ｆは交流周期に従い底部剛体
Ｅに対し磁性振動子Ｇによって左右に振動力を与える。
その結果、摩擦の影響を受けない高感度の復元力を複合
振子が得るようになっている。前記の如き水平保持物体
Ｗの保持状態に傾斜が生じた場合においては、特に復元
力の大きいことが望ましいのであって、上記の振動付与
の方法は特に効果的である。
以上の例は電磁石による振動付与の感度上昇方法につ
いて述べているが、水平保持器POの回りの回転運動を制
止する方法として重錘W0の代わりに比較的小型の回転モ
ータを用いることもできる。
いて述べているが、水平保持器POの回りの回転運動を制
止する方法として重錘W0の代わりに比較的小型の回転モ
ータを用いることもできる。
以上本発明の基本的な動作を２次元の場合を例に説明
をした。しかし、本発明は３次元の即ち、前後，左右の
動揺のある場合においても全く同様の機能を発揮するも
のである。
をした。しかし、本発明は３次元の即ち、前後，左右の
動揺のある場合においても全く同様の機能を発揮するも
のである。
図４は３次元の動揺に対する本発明例の構成要領を示
す略図である。図の各記号などは前記の場合とほぼ同様
である。但し、中央の水平保持器P0は直交する鉛直面内
に自在に回転しうる構造を有している。回転自在なる２
対の上部回転結合器P1,P2,P3,P4および下部回転結合器Q
1,Q2,Q3,Q4はそれぞれ１つの平面内に配置されている。
P1,Q1,Q4,P4およびP3,Q3,Q2,P2なる回転結合器を頂点と
する２つの四角形はそれぞれ底部剛体ＥにW0なる重錘を
共通に結合しており、その中央にある水平保持器P0の中
心を通る鉛直軸を中心として無理なく振動しうる構造と
なっている。
す略図である。図の各記号などは前記の場合とほぼ同様
である。但し、中央の水平保持器P0は直交する鉛直面内
に自在に回転しうる構造を有している。回転自在なる２
対の上部回転結合器P1,P2,P3,P4および下部回転結合器Q
1,Q2,Q3,Q4はそれぞれ１つの平面内に配置されている。
P1,Q1,Q4,P4およびP3,Q3,Q2,P2なる回転結合器を頂点と
する２つの四角形はそれぞれ底部剛体ＥにW0なる重錘を
共通に結合しており、その中央にある水平保持器P0の中
心を通る鉛直軸を中心として無理なく振動しうる構造と
なっている。
３次元の動揺に対する本発明の装置の作用は、上述の
２次元の場合から容易に理解されるところであるので、
その詳細な説明は省略する。
２次元の場合から容易に理解されるところであるので、
その詳細な説明は省略する。
図５は本発明の動揺制止水平保持装置を２次元の傾斜
検出装置（例えば特開昭61−145408号）に適用した場合
の図である。この傾斜検出装置は水平に保持すべき物体
上に設置して使用されるものである。図５の各記号は前
記の各図のものと大部分が同様である。
検出装置（例えば特開昭61−145408号）に適用した場合
の図である。この傾斜検出装置は水平に保持すべき物体
上に設置して使用されるものである。図５の各記号は前
記の各図のものと大部分が同様である。
但し、Ａは動揺する支持体としての筺体であり、また
該傾斜検出器の支持体でもある。水平保持器P0は支持体
（筺体）Ａに結合されている。またS1,S2は傾斜方向を
検出するための接点であり、支持体（筺体）Ａが水平状
態にあれば開の状態になっている。支持体（筺体）Ａに
加速による運動が起これば、底部剛体Ｅの末端は直ちに
筺体に取付けられた接片J1又はJ2に接触するので、その
影響は防止される。また、支持体（筺体）Ａに傾斜が生
じた場合にのみ接点S1またはS2のいずれかが閉じて傾斜
方向が端子T0と端子T1あるいは端子T2の間において情報
として検出できる。即ち、従来の装置に比較すれば、そ
の動作は加速度に影響されないので、一層確実である。
該傾斜検出器の支持体でもある。水平保持器P0は支持体
（筺体）Ａに結合されている。またS1,S2は傾斜方向を
検出するための接点であり、支持体（筺体）Ａが水平状
態にあれば開の状態になっている。支持体（筺体）Ａに
加速による運動が起これば、底部剛体Ｅの末端は直ちに
筺体に取付けられた接片J1又はJ2に接触するので、その
影響は防止される。また、支持体（筺体）Ａに傾斜が生
じた場合にのみ接点S1またはS2のいずれかが閉じて傾斜
方向が端子T0と端子T1あるいは端子T2の間において情報
として検出できる。即ち、従来の装置に比較すれば、そ
の動作は加速度に影響されないので、一層確実である。
（発明の効果） 以上、詳述した如く、本発明は比較的簡単なる構造の
装置によって保持物体を水平に保持し、加速度の影響に
よる姿勢および位置の変化を伴わぬようにした受動方式
による動揺制止水平保持装置を実現するものである。即
ち、本発明は構造簡単、動作は確実かつ安定にして、経
済的効果も大きい。従って、移動通信用装置，航測用装
置などその応用範囲は広い。
装置によって保持物体を水平に保持し、加速度の影響に
よる姿勢および位置の変化を伴わぬようにした受動方式
による動揺制止水平保持装置を実現するものである。即
ち、本発明は構造簡単、動作は確実かつ安定にして、経
済的効果も大きい。従って、移動通信用装置，航測用装
置などその応用範囲は広い。
図１は本発明装置の２次元の動揺に対する基本的構成を
示す図、図2,図３は本発明装置の動作説明のための略
図、図４は本発明装置の３次元の動揺に対する構成要領
を示す略図、図５は本発明を２次元の傾斜検出器に適用
した場合の構成を示す略図である。 Ａ……支持体（動揺体）、Ｂ……保持用剛体、Ｃ……結
合用剛体、Ｄ……吊架用剛体、Ｅ……底部剛体、Ｆ……
電磁石、FA……加速度による力、FG……重力による力、
FH……FAの水平分力、FR……復元力、FV……FAの垂直分
力、Ｇ……磁性振動子、Ｈ……下部剛体、J1,J2……接
片、P0……水平保持器、P1,P2,P3,P4……上部回転結合
器、Q1,Q2,Q3,Q4……下部回転結合器、S1,S2……接点、
T0,T1,T2……端子、Ｗ……水平保持物体、W0……重錘、
Ｗ′……補正重量物体。
示す図、図2,図３は本発明装置の動作説明のための略
図、図４は本発明装置の３次元の動揺に対する構成要領
を示す略図、図５は本発明を２次元の傾斜検出器に適用
した場合の構成を示す略図である。 Ａ……支持体（動揺体）、Ｂ……保持用剛体、Ｃ……結
合用剛体、Ｄ……吊架用剛体、Ｅ……底部剛体、Ｆ……
電磁石、FA……加速度による力、FG……重力による力、
FH……FAの水平分力、FR……復元力、FV……FAの垂直分
力、Ｇ……磁性振動子、Ｈ……下部剛体、J1,J2……接
片、P0……水平保持器、P1,P2,P3,P4……上部回転結合
器、Q1,Q2,Q3,Q4……下部回転結合器、S1,S2……接点、
T0,T1,T2……端子、Ｗ……水平保持物体、W0……重錘、
Ｗ′……補正重量物体。
Claims (1)
- 【請求項１】支持体に固定された１個の水平保持器によ
って保持物体がその重心において水平保持され、該１個
水平保持器には該水平保持器を中心として該水平保持器
より上部に中心を通る鉛直線に対称に２個又は４個の上
部回転結合器が結合され、該２個又は４個の上部回転結
合器には該２個又は４個の上部回転結合器より下部に底
部剛体に結合された２個の下部回転結合器がそれぞれ吊
架剛体によって連結され、該底部剛体にはその下部に重
錘が結合されるが如く構成された複合振子を備えたこと
を特徴とする動揺制止水平保持装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62143376A JP2587638B2 (ja) | 1987-06-10 | 1987-06-10 | 動揺制止水平保持装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62143376A JP2587638B2 (ja) | 1987-06-10 | 1987-06-10 | 動揺制止水平保持装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63308612A JPS63308612A (ja) | 1988-12-16 |
| JP2587638B2 true JP2587638B2 (ja) | 1997-03-05 |
Family
ID=15337344
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62143376A Expired - Lifetime JP2587638B2 (ja) | 1987-06-10 | 1987-06-10 | 動揺制止水平保持装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2587638B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3449615B2 (ja) * | 2000-08-21 | 2003-09-22 | 株式会社リオスコーポレーション | 移動体用カメラ取付装置 |
| CN107851883B (zh) | 2016-03-16 | 2019-11-26 | 株式会社小松制作所 | 天线的安装结构以及自卸卡车 |
-
1987
- 1987-06-10 JP JP62143376A patent/JP2587638B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63308612A (ja) | 1988-12-16 |
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