JP2809128B2 - ラジオコントロール装置 - Google Patents

ラジオコントロール装置

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JP2809128B2
JP2809128B2 JP11413395A JP11413395A JP2809128B2 JP 2809128 B2 JP2809128 B2 JP 2809128B2 JP 11413395 A JP11413395 A JP 11413395A JP 11413395 A JP11413395 A JP 11413395A JP 2809128 B2 JP2809128 B2 JP 2809128B2
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伸光 金綱
聡 射越
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、飛行体をラジオコント
ロールするラジオコントロール装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】空用の模型である飛行機やヘリコプター
の操縦は、ヨー軸、ロール軸、ピッチ軸の3軸の制御を
同時に行う必要があり、また機体の姿勢が変化した場合
等においては、前記3軸の制御を行って操縦者が機体を
元に戻す操作を行わなければならず、制御の難易度が高
く初心者や入門者の妨げとなっていた。そこで、最近こ
の操作を容易にするための、補助装置が開発されてい
る。その一例を上げると、ロール軸およびピッチ軸の制
御装置において、比例(P)制御のみを行うようにした
制御装置が提案されている。この制御装置は、常に機体
を基準姿勢(ニュートラル)に戻す動作を行う。
【0003】従って、模型が操縦者の意図に反して姿勢
が崩れても、スティック(操縦レバー)をニュートラル
に戻すことにより、自動的に模型もニュートラル状態に
復帰し、危険を回避することができる。また、単純な操
作により旋回動作や、直線飛行を容易に行えるものであ
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、万が一
模型がラジオコントロール送信機よりの電波の到達距離
を越えてしまった場合は、前記した自動制御機能により
ニュートラル状態とされ、安定した姿勢のまま燃料が切
れるまで直進飛行を続けることになる。この飛行距離
は、諸条件により異なるが、10kmを越える恐れもあ
る。すると、一般に空用の模型は人家のない川原等の場
所を選んで飛行させているにもかかわらず、住宅地まで
飛行してしまう恐れが生じたり、模型を見失ってしまう
と云う問題点があった。
【0005】そこで、本発明は、模型がラジオコントロ
ール送信機よりの電波の到達距離を越えてしまった場合
は、模型を自動的に旋回飛行させるようにしたラジオコ
ントロール装置を提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明のラジオコントロール装置は、ラジオコント
ロールする制御側からの制御信号が正常に受信されない
場合に、予め設定されている旋回飛行状態となるよう
に、前記飛行体に搭載されている制御部が制御するよう
にしたものである。
【0007】また、前記ラジオコントロール装置におい
て、前記制御側からの制御信号が正常に受信されない場
合に、前記飛行体に備えられている受信部で受信された
制御側からの前記制御信号に替えて、旋回飛行状態とな
るような設定信号をサーボ回路に供給するようにしたも
のであり、さらに、前記飛行体に備えられている受信部
で受信された制御側からの制御信号に、旋回飛行状態と
なるような設定信号を加算してサーボ系に供給するよう
にしたものであり、さらにまた、前記飛行体に備えられ
ている受信部で受信された制御側からの制御信号に加算
される前記設定信号のレベルを、前記制御側からの信号
が正常に受信される場合と正常に受信されない場合とで
切り換えるようにしたものである。
【0008】
【作用】本発明によれば、ラジオコントロール送信機よ
りの電波が、被制御側の飛行体に届かなくなっても、被
制御側においてはこの状態を検出して自動的に旋回動作
を行うようにしたので、ラジオコントロール送信機より
の電波の伝搬路を回復させることが可能となる。これに
より、安定性を格段に向上することができる。また、模
型を見失うことがなくなる。また、電波が被制御側に届
かなくなった状態において燃料が切れたとしても、模型
は比較的近くに落下するため、機体の回収を可能とする
ことができる。
【0009】
【実施例】本発明のラジオコントロール装置の一実施例
の構成を示すブロック図を図1に示すが、ラジオコント
ロールされる被制御体を飛行機として以下に説明する。
この図において、制御部1には、受信機(Rx)2より
の受信信号および2軸のセンサ3よりのセンサ信号が入
力されており、これらの入力信号に応じて、制御部1は
サーボ回路(Sx)に制御信号を供給している。この実
施例においては、主翼に備えられた補助翼エルロン(A
IL)を操作するサーボ回路、水平尾翼の補助翼エレベ
ータ(ELE)を操作するサーボ回路、垂直尾翼の補助
翼ラダー(RUD)を操作するサーボ回路が備えられて
いる。
【0010】受信機2は、図示しないラジオコントロー
ル送信機より送信された電波を受信して、エルロンを制
御するエルロン制御信号と、エレベータを制御するエレ
ベータ制御信号と、ラダーを制御するラダー制御信号と
の3チャンネルの信号を復調して制御部1に供給してい
る。この3チャンネルの復調信号は、各チャンネルの制
御量情報に応じてパルス幅が変化するパルス幅変調(P
WM)信号とされており、このPWM信号は制御部1内
のパルス幅−電圧変換回路10において各チャンネルの
制御量情報に応じた電圧信号にそれぞれ変換される。
【0011】そして、電圧信号に変換されたエルロンの
制御信号は第1スイッチSW1に入力され、電圧信号に
変換されたエレベータの制御信号は第2スイッチSW2
に入力され、電圧信号に変換されたラダーの制御信号は
第3スイッチSW3に入力される。また、第1スイッチ
SW1には可変抵抗VR1よりの設定電圧信号が入力さ
れ、いずれかが選択されて出力される。さらに、第2ス
イッチSW2には可変抵抗VR2よりの設定電圧が入力
され、いずれかが選択されて出力される。さらにまた、
第3スイッチSW3には可変抵抗VR3よりの設定電圧
信号が入力され、いずれかが選択されて出力される。
【0012】次いで、第1スイッチSW1の出力信号は
加算器12に入力されて、演算回路16よりの第1補正
信号と加算される。また、第2スイッチSW2の出力信
号は加算器13に入力されて、演算回路16よりの第2
補正信号と加算される。そして、加算回路12の出力電
圧信号、加算回路13の出力電圧信号、および第3スイ
ッチSW3の出力電圧信号は、それぞれ電圧−パルス幅
変換回路15に入力されて、入力される電圧のレベルに
応じたパルス幅信号に変換されて出力される。
【0013】この場合、パルス幅変調されているエルロ
ン制御信号が同期信号として供給されているパルストリ
ガー回路14より発生されるトリガーパルスのタイミン
グで、電圧−パルス幅変換回路15はパルス幅信号を出
力している。電圧−パルス幅変換回路15より出力され
る3チャンネルのパルス幅信号は、エルロン用サーボ回
路、エレベータ用サーボ回路、ラダー用サーボ回路にそ
れぞれ供給される。
【0014】また、2軸のセンサ3は飛行機の下面ある
いは上面に取りつけられており、ロール軸とピッチ軸の
傾きを検出している。検出されたロール軸とピッチ軸の
傾き信号は、制御部1内の演算回路16に入力されて、
ロール軸の傾きとピッチ軸の傾きを打ち消す信号が演算
されて、第1補正信号および第2補正信号として、前記
した加算器12および加算器13に供給されている。第
1補正信号および第2補正信号の利き具合は、この演算
回路16に供給されている感度調整用の可変抵抗VR4
を調整することにより、調整することができる。
【0015】ところで、制御部1内のエラー検出回路1
1は、飛行機等がラジオコントロール送信機よりの電波
の到達距離を越えてしまった場合を検出する回路であ
り、例えばエルロン制御信号が消失あるいは著しく低下
した異常状態を検出している。そして、エラー検出回路
11においてこの異常状態が検出されると、第1スイッ
チSW1ないし第3スイッチSW3が切り換えられるよ
うになる。
【0016】次に、このように構成されたラジオコント
ロール装置の動作を説明すると、ラジオコントロール送
信機より送信された電波を受信機2が受信することによ
り、ラジオコントロール送信機に備えられた操縦レバー
の操作量に応じた各制御信号が復調されて、制御部1に
供給される。制御部1において各制御信号は、パルス幅
−電圧変換回路10により電圧信号に変換されるが、こ
の場合は受信機2が電波を受信している状態なので、第
1スイッチSW1ないし第3スイッチSW3がパルス幅
−電圧変換回路10側に切り換えられて、変換されたエ
ルロン制御用の電圧信号が加算器12に、変換されたエ
レベータ制御用の電圧信号が加算器13に、変換された
ラダー制御用の電圧信号が電圧−パルス幅変換回路15
に入力される。
【0017】そして、変換されたエルロン制御用の電圧
信号に、演算回路16よりの第1補正信号が加算器12
において加算され、変換されたエレベータ制御用の電圧
信号に、演算回路16よりの第2補正信号が加算器13
において加算される。この加算器12および加算器13
より出力される補正信号の加算されたエルロン制御用あ
るいはエレベータ制御用の電圧信号は、電圧−パルス幅
変換回路15において、パルス幅信号に変換される。こ
の変換されるタイミングは、前記したように、パルスト
リガー回路14より出力されるトリガーパルスの印加タ
イミングとされる。
【0018】この電圧−パルス変換回路15において、
再びパルス幅信号に変換されたエルロン制御信号、エレ
ベータ制御信号、およびラダー制御信号は、制御部1か
ら出力されて各サーボ回路に供給されることにより、パ
ルス幅に応じてサーボ回路が制御されるようになる。こ
れにより、ラジオコントロール送信機の操縦レバーの操
作に応じて、例えば受信機2および制御部1等が積載さ
れている飛行機を操縦することができる。
【0019】この場合、ロール軸およびピッチ軸の傾き
を検出しているセンサ3よりの信号が演算回路16を介
して加算器12および加算器13において加算されて、
飛行機が傾かないようにフィードバック制御されるの
で、ラジオコントロール送信機の操縦レバーから手を離
してニュートラル位置とした場合、飛行機は水平に安定
に飛行するようになる。このため、初心者や入門者等が
操作を誤った場合に操縦レバーから手を離すだけで、飛
行機をたてなおすことができ、操縦者がパニック状態に
陥っても容易に安定した飛行に戻すことができるように
なる。なお、演算回路16からの補正信号は、操縦した
い方向とは逆方向の信号となるので、正常に操縦できる
場合においては、演算回路16の感度を低く設定するよ
うにしてもよい。
【0020】ところで、受信機2がラジオコントロール
送信機よりの電波を正常に受信することができなくなっ
た場合は、このことをエラー検出回路11が検出して第
1スイッチSW1ないし第3スイッチSW3を可変抵抗
VR1ないし可変抵抗VR3側へ切り換えている。する
と、第1スイッチSW1からは可変抵抗VR1よりの設
定電圧信号が出力され、第2スイッチSW2からは可変
抵抗VR2よりの設定電圧信号が出力され、第3スイッ
チSW3からは可変抵抗VR3よりの設定電圧信号が出
力される。この場合、可変抵抗VR1および可変抵抗V
R2により設定される電圧は、エルロンおよびエレベー
タのサーボ回路に供給された時に、飛行機が水平に飛行
するようなニュートラル状態とされる設定電圧信号に設
定されており、可変抵抗VR3により設定される電圧
は、ラダーのサーボ回路に供給された時に、飛行機が旋
回するような設定電圧に設定されている。
【0021】また、第1スイッチSW1および第2スイ
ッチSW2から出力される設定電圧信号に、演算回路1
6から出力される第1補正信号および第2補正信号が加
算器12および加算器13において加算されている。こ
の加算された電圧信号は電圧−パルス幅変換回路15に
よりパルス幅に変換されてエルロンおよびエレベータ用
のサーボ回路に供給される。さらに、第3スイッチSW
3で選択された設定電圧信号は、電圧−パルス幅変換回
路15によりパルス幅に変換されてラダー用のサーボ回
路に供給される。
【0022】これにより、第1スイッチSW1ないし第
3スイッチSW3が切り換えられた時には、飛行機は略
ニュートラル状態とされて高度を保ったまま旋回飛行を
するようになる。従って、操縦者が旋回飛行をしている
飛行機に接近していけば、再びラジオコントロール送信
機よりの電波が飛行機に搭載されている受信機で受信で
きる状態に復帰させることができ、飛行機を再び操縦で
きるようになる。
【0023】なお、操縦不能状態の場合に、飛行機は高
度を保ったまま旋回飛行状態となるように予め可変抵抗
VR1ないしVR3は調整されているが、風等の影響に
より必ずしもこの状態のまま飛行するものとはならず、
飛行機が傾いた場合に墜落する恐れがある。このため
に、飛行機にセンサ3が設けられており、このセンサ3
により検出されたロール軸およびピッチ軸の傾きに応じ
た信号が、演算回路16において演算されて、飛行機の
傾きが戻されるような第1補正信号および第2補正信号
がフィードバック信号として生成されるようになる。こ
れにより、飛行機が傾いた場合、センサ3がこれを検出
して元に戻すような信号が加算器12および加算器13
に加算されるため、飛行機は安定に旋回飛行を続けるこ
とができるようになる。
【0024】また、電波を受信することができない時に
演算回路16の感度を高めるようにしてもよい。この調
整は、可変抵抗VR4により行う。さらに、電波を受信
することができない時は、パルストリガー回路14はト
リガーを発生することができないため、エラー検出回路
11の出力により、パルストリガー回路14を自己発振
するよう制御し、所定のタイミングで発生されたトリガ
ーパルスが電圧−パルス幅変換回路15に印加される。
なお、電波を受信することができない時にだけ演算回路
16よりの補正信号を加算器12,13に供給するよう
にしてもよいものである。
【0025】次に、センサ3の一例の外観を図2(a)
に示すが、2軸のセンサ3はセンサが収納されている円
筒状のセンサ部32とセンサを取り付けるための基部3
1とで構成されている。円筒状のセンサ部32には同図
(b)に示すように4つの光センサ32−1〜32−4
が、直交する線上にそれぞれ配置されて設けられてお
り、この4つの光センサ32−1〜32−4によりロー
ル軸およびピッチ軸の傾きを検出することができる。検
出信号は基部31から引き出されているラインから出力
され、その先端のプラグ33を接続することにより、他
の回路に検出信号を取り込むことができる。
【0026】この場合、2軸のセンサ3は方向性を有し
ており、そのための刻印34がセンサ部32の外表面に
付されている。この刻印34の方向は、同図(b)に示
すようなA方向あるいはB方向とされている。そして、
この2軸のセンサ3は、図3に示すように例えば飛行機
の下面に取り付けられている。
【0027】なお、本発明のラジオコントロール装置に
おいて、アナログ量を量子化して制御部の処理をディジ
タル的に行うようにしてもよい。また、パルス幅信号の
検出および生成をカウンタを用いて行うようにしてもよ
い。また、PCM方式の受信機においては受信されたP
CMコードのエラー検出を行っており、このエラー信号
を電波が届かないことを検出する信号として、制御部1
において利用するようにしてもよい。さらに、エラー検
出は受信機1より入力されたいずれのチャンネル信号を
使用してもよく、またチャンネル信号を組み合わせるよ
うにしてもよい。なお、PCM方式の受信機1の場合
は、他のチャンネルを使用してフェイルセーフ機能によ
るパルス幅の変化を利用するようにしてもよい。
【0028】さらにまた、エラー検出時に切り換えられ
る設定電圧信号を固定値として制御部1が内部に持つよ
うにしてもよく、エルロンおよびエレベータ用の設定電
圧信号として、前回までの正常な電圧を記憶しておき、
これを利用するようにしてもよい。さらにまた、飛行機
の旋回性能を向上させるため、エルロンおよびラダーの
両方を組み合わせて使用するようにしてもよく、エルロ
ンのみにより旋回させるようにしても、また、エルロ
ン、エレベータ、およびラダーを組み合わせて旋回させ
るようにしてもよい。
【0029】
【発明の効果】本発明は以上のように構成されているの
で、ラジオコントロール送信機よりの電波が、被制御側
の飛行体に届かなくなっても、被制御側においてはこの
状態を検出して自動的に旋回動作を行うようにでき、ラ
ジオコントロール送信機よりの電波の伝搬路を回復させ
ることが可能となる。これにより、安定性を格段に向上
することができる。また、模型を見失うことがなくな
る。また、電波が模型に届かなくなった状態において燃
料が切れたとしても、模型は比較的近くに落下するた
め、機体の回収を可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のラジオコントロール装置の一実施例の
構成を示すブロック図である。
【図2】2軸のセンサの外観を示す図である。
【図3】2軸のセンサを飛行機に取り付けた状態を示す
図である。
【符号の説明】
1 制御部 2 受信機 3 センサ 10 パルス幅−電圧変換回路 11 エラー検出回路 12,13 加算器 14 パルストリガー回路 15 電圧−パルス幅変換回路 16 演算回路 31 基部 32 センサ部 33 プラグ 34 刻印
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) A63H 30/04 A63H 27/00

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 飛行体をラジオコントロールするラジ
    オコントロール装置において、 ラジオコントロールする制御側からの制御信号が正常に
    受信されない場合に、予め設定されている旋回飛行状態
    となるように、前記飛行体に搭載されている制御部が制
    御することを特徴とするラジオコントロール装置。
  2. 【請求項2】 前記制御側からの制御信号が正常に受
    信されない場合に、前記飛行体に備えられている受信部
    で受信された制御側からの前記制御信号に替えて、旋回
    飛行状態となるような設定信号をサーボ回路に供給する
    ことを特徴とする請求項1記載のラジオコントロール装
    置。
  3. 【請求項3】 前記飛行体に備えられている受信部で
    受信された制御側からの制御信号に、旋回飛行状態とな
    るような設定信号を加算してサーボ系に供給するように
    したことを特徴とする請求項1記載のラジオコントロー
    ル装置。
  4. 【請求項4】 前記飛行体に備えられている受信部で
    受信された制御側からの制御信号に加算される前記設定
    信号のレベルを、前記制御側からの信号が正常に受信さ
    れる場合と正常に受信されない場合とで切り換えるよう
    にしたことを特徴とする請求項3記載のラジオコントロ
    ール装置。
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