JP2607164Y2 - ジョイスティック操作装置 - Google Patents

ジョイスティック操作装置

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JP2607164Y2
JP2607164Y2 JP1992076217U JP7621792U JP2607164Y2 JP 2607164 Y2 JP2607164 Y2 JP 2607164Y2 JP 1992076217 U JP1992076217 U JP 1992076217U JP 7621792 U JP7621792 U JP 7621792U JP 2607164 Y2 JP2607164 Y2 JP 2607164Y2
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正俊 三木
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守彦 松原
学 田村
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Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本考案は、ジョイスティック操作
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】ジョイスティック操作装置は、レバー等
を操作することにより、その操作量(変位量)をデジタ
ル信号に変換して、コンピュータ等に入力するための座
標入力装置の一つであり、リモコン操縦装置やその他の
装置に広く採用されている。
【0003】図6に従来のジョイスティック操作装置の
概略的な構成を示す。同図において、11はポテンショ
メータ(可変抵抗器)であり、このポテンショメータ1
1には図示は省略しているが、手動操作されるレバーが
機械的に連結されている。
【0004】このレバーが操作(一般には回動)される
ことにより、ポテンショメータ11の可動軸が移動又は
回転され、その抵抗値の変化が増幅器12により電圧変
化に変換され、アナログ信号が出力される。なお、ポテ
ンショメータ11には、可動軸が直線的に動作するも
の、あるいは可動軸が回転的に動作するものがある。
【0005】増幅器12は、調整用のポテンショメータ
13を有する零点調整器及び調整用のポテンショメータ
14を有する利得(傾き)調整器を備えている。零点調
整器及び利得調整器は、ポテンショメータ11の変位に
対する増幅器12の出力であるアナログ信号の特性を調
整するためのものである。
【0006】増幅器12のアナログ信号は、A/D変換
器(図示せず)を介してデジタル信号に変換された後、
マイクロコンピュータ15に入力される。また、このジ
ョイスティック操作装置は、例えば、ホーン鳴動を指示
するためのスイッチ16やレバーが中立点にあることを
検出するスイッチ17を備え、これらのスイッチ16,
17の設定はマイクロコンピュータ15により検出され
る。
【0007】マイクロコンピュータ15は、増幅器12
からのA/D変換されたデジタル信号や各種スイッチ1
6,17の設定等を、外部の主装置(このジョイスティ
ック操作装置を座標入力装置とする装置)とのプロトコ
ルに従って所定のフォーマットに変換し、この信号はシ
リアル又はパラレル通信を行う通信装置18を介して主
装置に送られる。
【0008】一般には、ポテンショメータ11に変位量
に応じて出力される増幅器12のアナログ信号の特性
は、図5中に直線で示されているように、縦軸に増幅
器12が出力するアナログ信号を、横軸にポテンショメ
ータ11の変位量Xをとったときに、原点対称の直線、
即ち、レバー中立点(X=0)においてゼロとなり、レ
バーの変位量Xに応じて比例的(直線的)に変化し、レ
バープラス側最大変位点(X=Xmax)又はレバーマ
イナス側最大変位点(X=Xmin)において、設計仕
様上決められた所定の値(Emax,Emin)となる
のが理想的である。
【0009】ところが、ポテンショメータ11の製造上
の誤差に基づく特性のバラツキ、ポテンショメータ11
の取り付け誤差やレバーとの連結機構部の整合誤差等に
より、上記のような理想的な特性とはならず、図5中に
直線〜で示されるような特性となってしまうことが
多い。
【0010】そこで、従来は増幅器12が備える零点調
整器及び利得調整器により、これを調整して良好な特性
を実現するようにしていた。即ち、増幅器12からの出
力をモニタしながら、零点調整器及び利得調整器の各ポ
テンショメータ13,14に連動する調整ネジをドライ
バ等で回転させて、上記理想的な特性(図5中の直線
参照)となるような適宜な位置を見出し、ロックペイン
ト等で該調整ネジを固定することが行われていた。
【0011】
【考案が解決しようとする課題】しかし、従来技術によ
る特性の調整作業は全て手作業であるとともに、零点の
調整と利得の調整は互いに影響し合うため、例えば、零
点の調整後、利得を調整すると、零点の位置が変動して
しまう等、その調整作業は熟練した技能を要し、調整に
長時間を要するとともに、作業が非常に煩雑であるとい
う問題があった。また、ロックペイント等で調整ネジを
固定する等、作業工数が多いという問題があった。
【0012】さらに、利得調整器はコストや小型化等の
観点から通常は一個しか設けないので、プラス側とマイ
ナス側の利得(傾き)が異なる場合に、調整に限界があ
るという問題もあった。
【0013】本考案はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、その目的とするところは、簡略な作業を実施
するだけで、設計仕様に極めて近い特性を実現できるジ
ョイスティック操作装置を提供することである。
【0014】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ため、図1にその原理構成を示すようなジョイスティッ
ク操作装置を提供する。
【0015】即ち、本考案によるジョイスティック操作
装置は、中立点(X=0) を中心として変位されるレバー手
段1と、レバー手段1の変位量(X) に応じて比例的に変
化するデジタル信号(Ex)を出力する変位検出手段2と、
レバー手段1の中立点(X=0)での変位検出手段2の出力
信号(Ex)、レバー手段1の最大変位点(X=Xm)での変位検
出手段2の出力信号(Ex)及び通常動作での変位検出手段
の出力信号(Ex)のいずれの場合であるかを設定する複数
のスイッチ手段と、複数のスイッチ手段の設定に基づ
き、レバー手段1の中立点(X=0) 及び最大変位点(X=Xm)
での変位検出手段2の出力信号(Ex)を、第1記憶手段3
に実データ(Ex=E0,E'm) として取り込むデータ取込手段
4と、最大変位点(X=Xm)で出力するべき設計仕様上のデ
ジタル信号が設計データ(Em)として予め記憶された第2
記憶手段5とを備えている。
【0016】そして、変位検出手段2の出力信号をEx
とし、中立点(X=0) 及び最大変位点(X=Xm)での実データ
をそれぞれE0 、E'mとし、最大変位点(X=Xm)での設計
データをEm として、 E'x=f(Ex)=Em *(Ex −E0 )/(E'm−E0 ) …(1) なる補正演算を実施し、変位検出手段2の出力信号(Ex)
を補正したデジタル信号(E'x) を出力する補正手段6と
を備えている。
【0017】
【作用】図5に示されるように、縦軸に補正手段6に入
力されるデジタル信号Ex 又は補正手段6から出力され
るデジタル信号E'xを、横軸にレバー手段1の変位量X
をとった正規直交座標系を考える。
【0018】このジョイスティック操作装置の実特性
(例えば、直線参照)は、レバー中立点の座標を(X
=0,Ex =E0 )、最大変位点の座標を(X=Xm,
Ex =E’m)として、この2点を通る直線の式で表さ
れる。即ち、 X=Xm*(Ex −E0 )/(E’m−E0 ) …(2) である。
【0019】一方、ジョイスティック操作装置の設計仕
様上の特性(直線参照)は、中立点の座標を(X=
0,E'x=0)、最大変位点の座標を(X=Xm,E'x
=Em)として、この2点を通る直線の式で表される。
即ち、 E'x=X*Em/Xm …(3) である。
【0020】(3) 式に(2) 式を代入して、 E'x=Em*(Ex −E0 )/(E’m−E0 )…(1) となる。
【0021】上記補正演算に必要なデータとしてのE0
はレバー手段1を中立点にした状態でデータ取込手段4
に指示することにより第1記憶手段3に取り込まれ、
E’mはレバー手段1を最大変位点に設定した状態でデ
ータ取込手段4に指示することにより第1記憶手段3に
取り込まれる。Emは設計仕様上、予め決められていて
第2記憶手段5に記憶されている。
【0022】補正手段6は上記の(1) 式に基づき、変位
検出手段2が出力するデジタル信号Exを補正し、補正
後のデジタル信号としてE'xを出力する。このような補
正演算を実施することにより、実特性が直線〜に示
すようなものであっても、直線に示すような設計仕様
に極めて近い特性を有するジョイスティック操作装置と
なるのである。
【0023】本考案によると、従来の如き調整作業を全
く必要とせず、単に、レバー手段を中立点及び最大変位
点に設定して、データ取込手段4に指示するという極め
て簡略な作業を行うだけで良く、その他に何らの作業を
する必要もない。従って、熟練技能者でなくとも、短時
間で作業を終了することができる。
【0024】なお、プラス側とマイナス側でそれぞれ独
立的に補正を行うようにすれば、実特性のプラス側とマ
イナス側のそれぞれの利得(傾き)が異なる場合であっ
ても精度の良い補正を行うことができる。
【0025】
【実施例】以下、図面を参照して本考案の実施例を詳細
に説明する。図2は本発明が適用されたジョイスティッ
ク操作装置の全体構成を示す図である。同図において、
21はポテンショメータ(可変抵抗器)であり、このポ
テンショメータ21には図示は省略しているが、手動操
作されるレバーが機械的に連結されている。
【0026】このレバーが操作(一般には回動)される
ことにより、ポテンショメータ21の可動軸が変位さ
れ、その抵抗値の変化が増幅器22により電圧変化に変
換され、アナログ信号(Eout)が出力される。ポテ
ンショメータ21には、可動軸が直線的に動作するも
の、あるいは可動軸が回転的に動作するものがある。な
お、増幅器22は、従来技術の如き零点調整器や利得
(傾き)調整器は備えていない。
【0027】増幅器22の出力であるアナログ信号(E
out)は、A/D変換器(図示せず)を介してデジタ
ル信号(Ex)に変換された後、マイクロコンピュータ
23に入力される。また、このジョイスティック操作装
置は、例えば、ホーン鳴動を指示するためのスイッチ2
4やレバーが中立点にあることを検出するスイッチ25
を備え、これらのスイッチ24,25の設定はマイクロ
コンピュータ23により検出される。
【0028】さらに、このジョイスティック操作装置
は、本発明の補正手段6が補正演算をするために必要と
する各種データの取り込みを指示するための3つのスイ
ッチ(SW0)26,(SW1)27,(SW2)28
を備えており、これらのスイッチ26,27,28の設
定もマイクロコンピュータ23により検出され、マイク
ロコンピュータ23はこれらの設定に基づき、後述する
データ取込処理を実施する。
【0029】これらのスイッチ26,27,28はジョ
イスティック筐体内部の回路基板上に設けることがで
き、また、カバーの着脱作業を省略するためジョイステ
ィック筐体外部でコネクタを介して接続されるようにす
ることができる。
【0030】マイクロコンピュータ23は、増幅器22
からA/D変換器を介して送られたデジタル信号(E
x)を補正した後、該補正したデジタル信号(E'x)や
各種スイッチ24,25の設定等を、外部の主装置(こ
のジョイスティック操作装置を座標入力装置とする装
置)とのプロトコルに従って所定のフォーマットに変換
し、この信号はシリアル又はパラレル通信を行う通信装
置29を介して主装置に送られる。
【0031】マイクロコンピュータ23の図示しないメ
モリには、設計データが記憶される領域が確保されてお
り、設計データとしては、レバープラス側最大変位点
(X=Xmax)で出力するべき設計仕様上のデジタル
信号(E'x=Emax)及びレバーマイナス側最大変位
点(X=Xmin)で出力するべき設計仕様上のデジタ
ル信号(E'x=Emin)が予め記憶保持されている。
【0032】また、マイクロコンピュータ23の図示し
ないメモリには、実データが記憶される領域が確保され
ており、この実施例では、中立点でのA/D変換された
増幅器22からのデジタル信号E0 、レバープラス側最
大変位点でのA/D変換された増幅器22からのデジタ
ル信号E’max、及びレバーマイナス側最大変位点で
のA/D変換された増幅器22からのデジタル信号E’
minの3つのデータが以下のようなデータ取込処理を
経て記憶保持される。
【0033】図3はマイクロコンピュータ23によるデ
ータ取込処理を示すフローチャート、図4はスイッチ
(SW0)26,(SW1)27,(SW2)28の設
定と処理内容との関係を表した図である。
【0034】まず、図3を参照する。マイクロコンピュ
ータ23は、SW0の設定を常に検出しており(ST
2)、SW0の設定が「0」である場合には、通常処理
(詳細は後述する)を実施している(ST1)。SW0
の設定が「1」である場合には、次いでSW1の設定を
検出し(ST3)、SW1の設定が「0」である場合に
は、さらにSW2の設定を検出し(ST4)、SW2の
設定が「0」である場合には、処理を実行して(ST
5)、ST1に戻る。
【0035】ST4において、SW2の設定が「1」で
ある場合には、処理を実行して(ST6)、ST1に
戻る。ST3において、SW1の設定が「1」である場
合には、処理を実行して(ST7)、ST1に戻る。
【0036】上記の処理〜においては、A/D変換
された増幅器22からのデジタル信号Ex がマイクロコ
ンピュータ23のメモリの実データ記憶領域に取り込ま
れる。即ち、処理では中立点X=0でのデジタル信号
Ex =E0 が、処理ではレバープラス側最大変位点X
=Xmaxでのデジタル信号Ex =E’maxが、処理
ではレバーマイナス側最大変位点X=Xminでのデ
ジタル信号Ex =E’minがそれぞれ取り込まれる。
【0037】次いで、調整作業者による調整作業(デー
タ取込作業)からみた処理を、図4を参照して説明す
る。調整作業者は調整作業を実施する場合には、レバー
を中立点X=0に位置させた状態でSW0の設定を
「1」、SW1の設定を「0」、SW2の設定を「0」
とする。マイクロコンピュータ23はこのときの増幅器
22からのデジタル信号Ex =E0 をメモリの所定の領
域に記憶保持する。
【0038】そして、レバーをプラス側最大変位点X=
Xmaxに位置させた状態で、SW0及びSW1の設定
はそのままで、SW2の設定を「1」とする。マイクロ
コンピュータ23はこのときの増幅器22からのデジタ
ル信号Ex =E’maxをメモリの所定の領域に記憶保
持する。
【0039】さらに、レバーをマイナス側最大変位点X
=Xminに位置させた状態でSW0の設定はそのまま
で、SW1の設定を「1」とする。マイクロコンピュー
タ23はこのときの増幅器22からのデジタル信号Ex
=E’minをメモリの所定の領域に記憶保持する。上
記の作業が終了したならば、SW0の設定を「0」に戻
すことにより、通常処理が実行され、調整作業が終了す
る。
【0040】図3のST1に示したマイクロコンピュー
タ23による通常処理について説明する。マイクロコン
ピュータ23は増幅器22からのA/D変換されたデジ
タル信号Ex を常に読み込んでおり、メモリに予め記憶
保持されている設計データとしてのEmax,Emin
及び上記の調整作業を経てメモリに記憶保持されている
実データとしてのE0 ,E’max,E’minを読み
出し、以下の補正演算を実施して、補正後のデジタル信
号E’x を所定のフォーマットに変換し、通信装置29
に送る。
【0041】即ち、レバープラス側においては、 E'x=Emax*(Ex −E0 )/(E’max−E0 ) レバーマイナス側においては、 E'x=Emin*(Ex −E0 )/(E’min−E0 ) である。
【0042】この補正演算を実施することにより、実特
性に拘わらず、レバー中立点で出力されるデジタル信号
E'xはゼロとなり、レバープラス側最大変位点で出力さ
れるデジタル信号E'xは設計仕様上決められたXmax
となり、同じくレバーマイナス側最大変位点で出力され
るデジタル信号E'xは設計仕様上決められたXminと
なる。
【0043】本実施例によると、実特性がポテンショメ
ータ21の製造上の誤差に基づく特性のバラツキ、ポテ
ンショメータ21の取り付け誤差やレバーとの連結機構
部の整合誤差等により、図5中の直線〜に示すよう
なものであっても、図5中の直線に示すような設計仕
様上の理想的な特性を忠実に再現するジョイスティック
操作装置が得られる。しかも、補正を行うために実施す
る必要がある作業は、極めて簡単であり、従来の如き調
整ネジの調整作業やロックペイント等による固定作業等
は無く、熟練技能者によらなくても一律に良好な特性を
有するジョイスティック操作装置が得られる。
【0044】また、プラス側とマイナス側でそれぞれ独
立的に補正を行うようにしているので、実特性のプラス
側とマイナス側のそれぞれの利得(傾き)が異なる場合
であっても精度の良い補正を行うことができる。
【0045】
【考案の効果】本考案は以上説明したように構成したの
で、従来の如き調整作業を全く必要とせず、単に、レバ
ー手段を中立点及び最大変位点に設定して、データ取込
手段にデータの取り込みを指示するという極めて簡単な
作業を行うだけで、設計仕様に極めて近い特性のジョイ
スティック操作装置を実現できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本考案の原理構成を示すブロック図である。
【図2】本考案実施例の全体構成を示す図である。
【図3】本考案実施例のマイクロコンピュータによるデ
ータ取込処理を示すフローチャートである。
【図4】本考案実施例のデータ取込用スイッチの設定と
処理内容との関係を表した図である。
【図5】ジョイスティック操作装置の特性を示す図であ
る。
【図6】従来技術の構成を示す図である。
【符号の説明】
1 レバー手段 2 変位検出手段 3 第1記憶手段 4 データ取込手段 5 第2記憶手段 6 補正手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 田村 学 東京都千代田区丸の内二丁目5番1号 三菱重工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平2−156321(JP,A) 特開 昭60−169927(JP,A) 特開 平6−110602(JP,A) 実開 平4−20134(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G06F 3/033 G05G 9/047 H01C 10/20

Claims (1)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】 中立点(X=0) を中心として変位されるレ
    バー手段(1)と、該レバー手段(1) の変位量(X) に応じ
    て比例的に変化するデジタル信号(Ex)を出力する変位検
    出手段(2) とを備えたジョイスティック操作装置におい
    て、前記レバー手段(1) の中立点(X=0) での前記変位検出手
    段(2) の出力信号(Ex)、前記レバー手段(1) の最大変位
    点(X=Xm)での前記変位検出手段(2) の出力信号(Ex)及び
    通常動作での前記変位検出手段(2) の出力信号(Ex)のい
    ずれの場合であるかを設定する複数のスイッチ手段と、 前記複数のスイッチ手段の設定 に基づき、前記レバー手
    段(1) の中立点(X=0)及び最大変位点(X=Xm)での前記変
    位検出手段(2) の出力信号(Ex)を、第1記憶手段(3) に
    実データ(Ex=E0,E'm) として取り込むデータ取込手段
    (4) と、 最大変位点(X=Xm)で出力するべき設計仕様上のデジタル
    信号が設計データ(Em)として予め記憶された第2記憶手
    段(5) と、 前記変位検出手段(2) の出力信号をExとし、中立点(X=
    0) 及び最大変位点(X=Xm)での実データをそれぞれ
    0 、E'mとし、最大変位点(X=Xm)での設計データをE
    m として、 E'x=Em *(Ex −E0 )/(E'm−E0 ) なる補正演算を実施し、該変位検出手段(2) の出力信号
    (Ex)を補正したデジタル信号(E'x) を出力する補正手段
    (6) とを備えたことを特徴とするジョイスティック操作
    装置。
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JP2011258592A (ja) * 2010-06-04 2011-12-22 Sharp Corp 電気機器

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