JP2948153B2 - Pilot device - Google Patents

Pilot device

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JP2948153B2
JP2948153B2 JP8225427A JP22542796A JP2948153B2 JP 2948153 B2 JP2948153 B2 JP 2948153B2 JP 8225427 A JP8225427 A JP 8225427A JP 22542796 A JP22542796 A JP 22542796A JP 2948153 B2 JP2948153 B2 JP 2948153B2
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JP
Japan
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control stick
control
feel
axis
actuator
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健一郎 米原
隆司 城福
義雄 野島
裕幸 上林
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KOMYUUTA HERIKOPUTA SENSHIN GIJUTSU KENKYUSHO KK
Original Assignee
KOMYUUTA HERIKOPUTA SENSHIN GIJUTSU KENKYUSHO KK
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C13/00Control systems or transmitting systems for actuating flying-control surfaces, lift-increasing flaps, air brakes, or spoilers
    • B64C13/02Initiating means
    • B64C13/04Initiating means actuated personally
    • B64C13/042Initiating means actuated personally operated by hand
    • B64C13/0421Initiating means actuated personally operated by hand control sticks for primary flight controls
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C13/00Control systems or transmitting systems for actuating flying-control surfaces, lift-increasing flaps, air brakes, or spoilers
    • B64C13/02Initiating means
    • B64C13/04Initiating means actuated personally
    • B64C13/10Initiating means actuated personally comprising warning devices
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00Aeronautics or air transport
    • Y02T50/40Weight reduction

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、操縦桿による操縦
操作を電気信号に変換して航空機などの機体運動を制御
するフライ・バイ・ワイヤ用の操縦装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fly-by-wire control device for controlling the movement of an aircraft or the like by converting a control operation by a control stick into an electric signal.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のフライ・バイ・ワイヤ用の操縦装
置では、操縦者による操舵量に応じたフィール(操舵
感)を人工的に作り出すために操縦桿にばねとダンパを
取付け、これによってフィールを反力として操縦桿に付
与している。このようなパッシブ型操縦装置では、ばね
とダンパの組合わせから成るので、イナーシャや固有振
動数などの影響を受けてオーバーシュートや収束遅れ、
および振動環境下では共振が生じるといった問題を有す
る。また機体応答からの操舵感、たとえば機体の動き、
舵の動きおよび空気抵抗の影響などが操縦桿にフィード
バックされないことからも適切な操作が困難であるとい
う問題があった。このようなパッシブ型操縦装置の問題
を解消するためにアクティブ型操縦装置がある。
2. Description of the Related Art In a conventional fly-by-wire steering device, a spring and a damper are attached to a control stick in order to artificially create a feel (steering feeling) corresponding to a steering amount by a driver, and thereby a feeler is provided. Is applied to the control stick as a reaction force. In such a passive type steering device, since it consists of a combination of a spring and a damper, it is affected by inertia and natural frequency, etc.
In addition, there is a problem that resonance occurs in a vibration environment. The steering feeling from the aircraft response, for example, the movement of the aircraft,
There is a problem in that proper operation is difficult because the influence of the rudder movement and the air resistance are not fed back to the control stick. There is an active control device to solve the problem of the passive control device.

【0003】アクティブ型操縦装置では、操縦桿に操縦
桿の変位および操縦力を検出するセンサが設けられ、検
出された操縦力および変位に基づいてフィール算出機に
よって操縦桿に与えるフィールを算出し、この算出され
たフィールをアクチュエータによって操縦桿に付与す
る。こうしたフィール算出機を用いることによって、任
意のフィール特性を計算できるため、最適なフィールを
操縦桿に容易に付与することができる。また、機体応答
に応じてフィールを変化させることによってフィードバ
ック効果を与えることができ、操作性を向上させること
ができる。しかしながらこのようなアクティブ型操縦装
置では、アクチュエータが万一故障した場合には操縦を
継続することが困難となる。
In an active control device, a control stick is provided with a sensor for detecting a displacement and a steering force of the control stick. Based on the detected steering force and displacement, a feel calculator calculates a feel given to the control stick. The calculated feel is applied to the control stick by the actuator. By using such a feel calculator, an arbitrary feel characteristic can be calculated, so that an optimum feel can be easily given to the control stick. In addition, a feedback effect can be provided by changing the feel according to the body response, and operability can be improved. However, with such an active control device, it is difficult to continue the control if the actuator should fail.

【0004】このようなパッシブ型およびアクティブ型
操縦装置に用いられる操縦桿は通常ジンバル装置によっ
て2軸に角変位自在に設けられる。
The control stick used in such passive and active control devices is normally provided with a gimbal device so as to be angularly displaceable in two axes.

【0005】図12は従来のジンバル装置1を示す縦断
面図であり、図13はジンバル装置1の横断面図であ
り、図14は図12の切断面線A−Aから見た断面図で
ある。ジンバル装置1はインナージンバル8とアウター
ジンバル9とを有し、操縦桿2は操縦桿2の軸線5に垂
直な第1軸線6まわりに角変位自在に一対の第1軸3に
よってインナージンバル8に支持され、インナージンバ
ル8は、操縦桿2の軸線5および第1軸線6に垂直な第
2軸線7を有する一対の第2軸4によってアウタージン
バル9に第2軸線6まわりに角変位自在に支持される。
このような構成によって、操縦桿2は第1軸線7および
この第1軸線に垂直な第2軸線6まわりに角変位自在に
設けられる。
FIG. 12 is a longitudinal sectional view showing the conventional gimbal device 1, FIG. 13 is a transverse sectional view of the gimbal device 1, and FIG. 14 is a sectional view taken along the line AA of FIG. is there. The gimbal device 1 has an inner gimbal 8 and an outer gimbal 9, and the control stick 2 is angularly displaceable about a first axis 6 perpendicular to the axis 5 of the control stick 2 by a pair of first shafts 3. Supported, the inner gimbal 8 is supported on the outer gimbal 9 by a pair of second shafts 4 having a second axis 7 perpendicular to the axis 5 and the first axis 6 of the control stick 2 so as to be angularly displaceable about the second axis 6. Is done.
With such a configuration, the control stick 2 is provided so as to be angularly displaceable about the first axis 7 and the second axis 6 perpendicular to the first axis.

【0006】このようなジンバル装置1をアクティブ型
操縦装置に使用する場合には、各第1軸3および第2軸
4の変位を検出するためにそれぞれ第1軸用変位センサ
11および第2軸用変位センサ12が設けられ、さらに
操縦桿2に与えられた操縦力を検出する操縦力センサ1
0が操縦桿2の一端部2aに設けられる。このような操
縦力センサ10は、操縦桿2の第1軸線6および第2軸
線7まわりの2軸の操縦力を検出するために多軸フォー
スセンサが使用される。
When such a gimbal device 1 is used in an active control device, a first axis displacement sensor 11 and a second axis displacement sensor 11 are used to detect displacements of the first axis 3 and the second axis 4, respectively. Force sensor 1 which is provided with a displacement sensor 12 for use and further detects a control force applied to the control stick 2.
0 is provided at one end 2 a of the control stick 2. As such a steering force sensor 10, a multi-axis force sensor is used to detect two-axis steering force around the first axis 6 and the second axis 7 of the control stick 2.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】操縦力センサ10によ
って操縦桿2に作用する第1軸線6および第2軸線7ま
わりの操縦力を検出する場合には、操縦力センサ10は
1つであるので、クロスカップリング(相互影響)が生
じ、正確に各軸線6,7まわりの操縦力を検出すること
が困難であるという問題が生じる。
When the steering force sensor 10 detects the steering force acting on the control stick 2 around the first axis 6 and the second axis 7, the number of the steering force sensors 10 is one. , Cross-coupling (mutual influence) occurs, and it is difficult to accurately detect the steering force around each of the axes 6 and 7.

【0008】また操縦桿2に第1軸3および第2軸4ま
わりにフィールを付与するために各第1軸3および第2
軸4にそれぞれアクチュエータを設ける必要があるが、
第1軸3はインナージンバル8のみによって支持される
ため、この第1軸3にフィールを与えるアクチュエータ
はインナージンバル8に装着しなければならない。した
がってインナージンバル8の構成および重量が大きくな
ってしまい、さらに第2軸にフィールを与えるアクチュ
エータはこのように大重量となったインナージンバル8
を駆動させねばならず、これによってジンバル装置の構
成がさらに大きくなってしまうという問題が生じる。
In order to give the control stick 2 a feel around the first axis 3 and the second axis 4, the first axis 3 and the second axis
It is necessary to provide an actuator for each shaft 4,
Since the first shaft 3 is supported only by the inner gimbal 8, an actuator that gives a feel to the first shaft 3 must be mounted on the inner gimbal 8. Therefore, the structure and weight of the inner gimbal 8 are increased, and the actuator that gives the feel to the second shaft is not so heavy.
Must be driven, which causes a problem that the configuration of the gimbal device is further increased.

【0009】また操縦桿2に与えるフィールは、操縦者
の操作力に耐えるだけの反力をアクチュエータに与える
必要があるので、駆動源が大きくなってしまい、これに
よって構成がさらに大きくなってしまう。
Further, the feel given to the control column 2 must apply a reaction force enough to withstand the operation force of the operator to the actuator, so that the driving source becomes large, and the configuration is further enlarged.

【0010】本発明の目的は、操縦力を正確に検出でき
て構成が大きくならず、アクチュエータが故障したとし
ても操縦を継続することができる操縦装置を提供するこ
とである。
It is an object of the present invention to provide a steering apparatus capable of accurately detecting a steering force, not increasing the configuration, and continuing the steering even if an actuator fails.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明は、操縦桿に与え
られた操縦力を検出する操縦力センサと、操縦桿の変位
を検出する変位センサと、検出された操縦力および変位
に基づいて操縦桿に与えるフィールを算出するフィール
算出手段と、算出された前記フィールを操縦桿に付与す
るアクチュエータと、操縦桿にフィールを付与するばね
手段と、前記アクチュエータからのフィールを伝達また
は遮断する断続手段とを含むことを特徴とする操縦装置
である。本発明に従えば、操縦桿に与えられた操縦力お
よび操縦桿の変位はそれぞれ操縦力センサおよび変位セ
ンサによって検出され、フィール算出手段は検出された
操縦力および変位に基づいてフィールを算出する。アク
チュエータは算出されたフィールを操縦桿に付与する。
これらの構成によってアクティブ型操縦装置が構成さ
れ、通常はこのアクティブ型操縦装置によって操縦が行
われる。また、操縦桿には操縦桿にフィールを付与する
ばね手段が設けられ、このばね手段と操縦桿とによって
パッシブ型操縦装置が構成される。したがってアクチュ
エータが故障するなどアクティブ型操縦装置による操縦
が困難となった場合には、パッシブ型操縦装置によって
継続して操縦を行うことができる。また操縦桿にはばね
手段が設けられるので、アクティブ型操縦装置で操縦を
行っている間にもばね手段によるばね力が操縦桿に作用
し、これによって操縦桿にフィールを与えるアクチュエ
ータの駆動力を軽減でき、小型化が図られる。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is based on a control force sensor for detecting a control force applied to a control stick, a displacement sensor for detecting displacement of the control stick, and a control method based on the detected control force and displacement. Feel calculating means for calculating the feel given to the control stick; an actuator for giving the calculated feel to the control stick; spring means for giving the feel to the control stick; and intermittent means for transmitting or blocking the feel from the actuator. And a steering device. According to the present invention, the control force applied to the control stick and the displacement of the control stick are detected by the control force sensor and the displacement sensor, respectively, and the feel calculating means calculates the feel based on the detected control force and displacement. The actuator applies the calculated feel to the control stick.
An active control device is constituted by these configurations, and usually the steering is performed by the active control device. Further, the control stick is provided with a spring means for giving a feel to the control stick, and the spring means and the control stick constitute a passive type control device. Therefore, when it is difficult to control the vehicle by the active control device due to a failure of the actuator, the passive control device can continue the control. In addition, since the control stick is provided with spring means, the spring force by the spring means acts on the control stick during the operation with the active type control device, thereby reducing the driving force of the actuator which gives the feel to the control stick. The size can be reduced and the size can be reduced.

【0012】また、アクティブ型操縦装置で操縦してい
るときに、たとえばアクチュエータの故障などによって
適正な操縦が困難となった場合に、断続手段によってア
クチュエータからのフィールを遮断することによって、
操縦桿にはばね手段のみによってフィールが与えられ、
アクティブ型操縦装置はパッシブ型操縦装置に素早く切
換わる。これによって操縦を継続することができる。
[0012] Further, when it is difficult to properly control the vehicle due to a malfunction of the actuator during operation by the active type control device, the field from the actuator is cut off by the intermittent means.
The control stick is given a feel only by spring means,
Active pilots switch quickly to passive pilots. Thus, the maneuver can be continued.

【0013】また本発明は、アクチュエータの変位中心
と操縦桿の変位中心とが所定の距離を隔てて設けられ、
操縦桿とアクチュエータとの間には、アクチュエータか
らのフィールを操縦桿に伝達する伝達手段が設けられる
ことを特徴とする。 本発明に従えば、アクチュエータからのフィールは、た
とえばリンク機構などの伝達手段を介して操縦桿に伝達
される。したがってアクチュエータを直接操縦桿に設け
る必要がなくなり、配置の自由度が高くなり、操縦桿付
近の構成を小型化できる。
Further, according to the present invention, the displacement center of the actuator and the displacement center of the control stick are provided at a predetermined distance from each other,
A transmission means for transmitting a feel from the actuator to the control stick is provided between the control stick and the actuator. According to the present invention, the feel from the actuator is transmitted to the control stick via transmission means such as a link mechanism. Therefore, it is not necessary to provide the actuator directly on the control stick, and the degree of freedom of arrangement is increased, and the configuration near the control stick can be reduced in size.

【0014】また本発明の伝達手段は操縦桿の変位軸毎
に設けられ、前記操縦力センサは、操縦桿の変位軸毎に
設けられた各伝達手段に取付けられることを特徴とす
る。本発明に従えば、操縦力センサは伝達手段に取付け
られるので、従来のように操縦桿に直接取付けることに
よって操縦桿の構成が大きくなってしまうといった問題
が防がれる。また操縦力センサは各伝達手段に取付けら
れるので、クロスカップリングが生じることなく正確に
各変位軸毎の操縦力を検出することができる。
The transmission means of the present invention is provided for each control rod displacement axis, and the steering force sensor is attached to each transmission means provided for each control rod displacement axis. According to the present invention, since the steering force sensor is attached to the transmission means, it is possible to prevent a problem that the configuration of the control stick is increased by directly attaching the control force sensor to the control stick as in the related art. Further, since the steering force sensor is attached to each transmission means, it is possible to accurately detect the steering force for each displacement axis without cross-coupling.

【0015】また本発明の前記操縦桿は、同一平面上で
直交する2つの軸線まわりに独立に角変位可能に支軸さ
れる外側および内側ジンバルを有するジンバル装置に前
記2つの軸線まわりに角変位可能に支持され、外側ジン
バルと内側ジンバルとの連結部にはスライド板と一対の
ベアリングを有する連結部材とが設けられることを特徴
とする。本発明に従えば、内側ジンバルおよび外側ジン
バルにそれぞれ別個にフィール用アクチュエータを設け
ることが可能となり、内側ジンバルの小型、軽量化が図
られる。また、スライド板と一対のベアリングを使用す
ることによって、内側ジンバルと外側ジンバルとが円滑
に連結される。
The control stick of the present invention is also provided with a gimbal device having an outer and an inner gimbal which is supported so as to be angularly displaceable independently about two axes orthogonal to each other on the same plane. The slide member and the connecting member having a pair of bearings are provided at a connecting portion between the outer gimbal and the inner gimbal. According to the present invention, it is possible to separately provide the actuators for the feel on the inner gimbal and the outer gimbal, and the size and weight of the inner gimbal can be reduced. Further, by using the slide plate and the pair of bearings, the inner gimbal and the outer gimbal are smoothly connected.

【0016】また本発明の前記連結部材は、操縦桿の軸
線まわりに角変位自在に設けられることを特徴とする。 本発明に従えば、前記連結部材は操縦桿の軸線まわりに
角変位自在に連結されるので、スライド板への追従運動
が良好となる。
Further, the connecting member of the present invention is characterized in that it is provided so as to be angularly displaceable about the axis of the control stick. According to the present invention, since the connecting member is connected so as to be angularly displaceable about the axis of the control stick, the follow-up movement to the slide plate is improved.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】図1は、本発明の実施の一形態で
ある操縦装置20の模式図である。操縦装置20は操縦
桿21とフィール計算機24とアクチュエータ25とク
ラッチ29とリンク機構30とを含んで構成される。こ
のような操縦装置20は、たとえばフライ・バイ・ワイ
ヤ用の航空機に用いられる。
FIG. 1 is a schematic view of a steering device 20 according to an embodiment of the present invention. The control device 20 includes a control stick 21, a feel calculator 24, an actuator 25, a clutch 29, and a link mechanism 30. Such a control device 20 is used, for example, in an aircraft for fly-by-wire.

【0018】操縦桿21に与えられた操縦力は操縦力セ
ンサ22によって検出され、操縦桿21の変位は変位セ
ンサ23によって検出される。フィール計算機24は、
検出された操縦力および変位に基づいて操縦桿21に与
えるフィールを算出する。アクチュエータ25は、サー
ボモータ27と減速装置28とサーボモータ27の速度
および変位を検出するレゾルバ26とから構成され、フ
ィール算出機24によって算出されたフィールに応じて
アクチュエータにフィールを付与する。アクチュエータ
25の変位中心P1と操縦桿21の変位中心P2とは所
定の距離を隔てて設けられ、アクチュエータ25と操縦
桿21との間には、アクチュエータからのフィールを伝
達および遮断する断続手段であるクラッチ29およびア
クチュエータ25からのフィールを操縦桿21に伝達す
る伝達手段であるリンク機構30が設けられる。前述の
操縦力センサ22はこのリンク機構30に取付けられ
る。またリンク機構30にはばね手段31が設けられ、
このばね手段31はリンク機構30を介して操縦桿21
にフィールを付与する。
The control force applied to the control stick 21 is detected by a control force sensor 22, and the displacement of the control stick 21 is detected by a displacement sensor 23. Feel calculator 24 is
The feel given to the control stick 21 is calculated based on the detected control force and displacement. The actuator 25 includes a servomotor 27, a speed reduction device 28, and a resolver 26 that detects the speed and displacement of the servomotor 27, and gives a feel to the actuator according to the feel calculated by the feel calculator 24. A displacement center P1 of the actuator 25 and a displacement center P2 of the control stick 21 are provided at a predetermined distance from each other, and between the actuator 25 and the control stick 21 is an intermittent means for transmitting and blocking a feel from the actuator. A link mechanism 30 is provided as transmission means for transmitting the feel from the clutch 29 and the actuator 25 to the control stick 21. The aforementioned steering force sensor 22 is attached to this link mechanism 30. Further, the link mechanism 30 is provided with a spring means 31,
The spring means 31 is connected to the control stick 21 via the link mechanism 30.
To give the feel.

【0019】操縦力センサ22から検出された操縦力ま
たは変位センサ23から検出された変位は電気信号に変
換され、図示しない油圧アクチュエータなどを介して舵
を変位させて操縦装置20を備える機体の運動を制御す
る。
The steering force detected by the steering force sensor 22 or the displacement detected by the displacement sensor 23 is converted into an electric signal, and the rudder is displaced via a hydraulic actuator or the like (not shown) to move the body equipped with the steering device 20. Control.

【0020】クラッチ29が接続され、アクチュエータ
25からのフィールが操縦桿21に付与される状態で
は、操縦装置20はアクティブ型操縦装置として機能す
る。フィール算出機24は、操縦桿21に与えられた操
縦力および操縦桿21の変位だけでなく、たとえば機体
の動き、舵の動きおよび空気抵抗の影響などの機体応答
に基づいてフィールを算出する。したがって操縦者は操
縦桿21から機体応答のフィードバック効果を受けるこ
とができ、操縦性が向上される。
When the clutch 29 is connected and the feel from the actuator 25 is applied to the control stick 21, the control device 20 functions as an active control device. The feel calculator 24 calculates the feel based on not only the steering force given to the control stick 21 and the displacement of the control stick 21, but also the body response such as the influence of the body movement, the rudder movement and the air resistance. Therefore, the pilot can receive the feedback effect of the body response from the control stick 21, and the maneuverability is improved.

【0021】サーボモータ27は、算出されたフィール
に応じて減速装置28、クラッチ29およびリンク機構
30を介して操縦桿21にフィールを与える。サーボモ
ータ27は、レゾルバ26によって速度および変位が検
出され、検出されたサーボモータ27の変位および速度
はフィール計算機24に入力される。このようにして、
サーボモータ27はフィードバック制御される。
The servo motor 27 gives a feel to the control stick 21 via a speed reducer 28, a clutch 29 and a link mechanism 30 according to the calculated feel. The speed and displacement of the servomotor 27 are detected by the resolver 26, and the detected displacement and speed of the servomotor 27 are input to the field calculator 24. In this way,
The servo motor 27 is feedback-controlled.

【0022】また操縦力センサ22からの検出信号をコ
マンド信号としてフィール計算機24に入力し、変位セ
ンサ23からの検出信号をフィードバック信号としてフ
ィール算出機24に入力することによって、クローズド
ループの制御計を備えるアクティブ型操縦装置とするこ
とが可能である。
A detection signal from the steering force sensor 22 is input to the feel calculator 24 as a command signal, and a detection signal from the displacement sensor 23 is input to the feel calculator 24 as a feedback signal, so that the closed-loop controller can be controlled. It is possible to provide an active control device provided.

【0023】リンク機構30にはばね手段31が設けら
れ、このばね手段31はリンク機構30を介して操縦桿
21にフィールを付与する。サーボモータ27によって
操縦桿21に付与されるフィールは人間の力に耐え得る
だけの力を要するが、操縦桿21にはばね手段31によ
ってもフィールが与えられ、これによってサーボモータ
27の負担が軽くなる。したがってサーボモータ27の
小型化および消費電力の低減化を図ることができる。
The link mechanism 30 is provided with a spring means 31, which gives a feel to the control stick 21 via the link mechanism 30. The feel given to the control stick 21 by the servomotor 27 requires a force enough to endure human power, but the control stick 21 is also given a feel by the spring means 31, thereby reducing the load on the servomotor 27. Become. Therefore, the size and power consumption of the servomotor 27 can be reduced.

【0024】クラッチ29が接続し、アクティブ型操縦
装置として機能しているときに、たとえばアクチュエー
タ25の故障などによって適正な操縦が困難となった場
合には、フィール算出機24からクラッチ29に遮断信
号を入力し、アクチュエータ25から操縦桿21に付与
されるフィールを遮断する。これによって、操縦桿21
にはばね手段31からのみフィールが与えられてパッシ
ブ型操縦装置として機能する。このようにクラッチ29
によってアクチュエータ25からのフィールを遮断する
ことによって迅速にアクティブ型操縦装置からパッシブ
型操縦装置に切換えて継続して操縦することができる。
クラッチ29が遮断したとしても、操縦力センサ22お
よび変位センサ23は操縦桿21の操縦力および変位を
検出することができるので、これらの操縦力または変位
を入力することによってフライ・バイ・ワイヤ用の操縦
装置として継続して操縦することができる。
When the clutch 29 is connected and functions as an active control device, if it becomes difficult to perform proper control due to, for example, a failure of the actuator 25, the cutoff signal is transmitted from the feel calculator 24 to the clutch 29. Is input, and the feel given to the control stick 21 from the actuator 25 is cut off. As a result, the control stick 21
Is provided only with the spring means 31 and functions as a passive steering device. Thus, the clutch 29
By interrupting the feel from the actuator 25, the active control device can be quickly switched to the passive control device and the vehicle can be continuously controlled.
Even if the clutch 29 is disengaged, the steering force sensor 22 and the displacement sensor 23 can detect the steering force and the displacement of the control stick 21. By inputting the steering force or the displacement, the fly-by-wire Can be continuously operated as a steering device.

【0025】なお、図1ではリンク機構30、ばね手段
31、クラッチ29およびアクチュエータ25はそれぞ
れ1つずつしか図示していないが、以下に述べるよう
に、これらの構成は操縦桿21の変位軸、すなわち第1
軸線43および第2軸線44の各軸毎に設けられるの
で、本形態では2つずつ設けられる。
In FIG. 1, only one link mechanism 30, one spring means 31, one clutch 29 and one actuator 25 are shown, but as described below, these components are used for the displacement axis of the control stick 21, That is, the first
In this embodiment, two shafts are provided for each of the axis 43 and the second shaft 44.

【0026】図2は操縦装置20に備えられる操縦桿用
ジンバル装置39を示す縦断面図であり、図3は操縦桿
用ジンバル装置39の横断面図であり、図4は図2の切
断面線IV−IVから見た断面図である。操縦桿用ジン
バル装置39は、内支持体40と外支持体41と角変位
伝達部材49とを有する。内支持体40は、操縦桿21
の軸線42に垂直な第1軸線43まわりに操縦桿21を
角変位自在に支持し、外支持体41は操縦桿21の軸線
42および第1軸線43に垂直な第2軸線44まわりに
内支持体40を角変位自在に支持する。操縦桿21の軸
線42、第1軸線43および第2軸線44の交点が操縦
桿21の変位中心P2となる。
FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing a control stick gimbal device 39 provided in the control device 20, FIG. 3 is a transverse sectional view of the control stick gimbal device 39, and FIG. 4 is a sectional view of FIG. FIG. 4 is a sectional view taken along line IV-IV. The control stick gimbal device 39 includes an inner support 40, an outer support 41, and an angular displacement transmitting member 49. The inner support 40 includes the control stick 21.
The control rod 21 is supported so as to be angularly displaceable about a first axis 43 perpendicular to the axis 42 of the control rod 21, and the outer support 41 is internally supported around an axis 42 of the control rod 21 and a second axis 44 perpendicular to the first axis 43. The body 40 is supported for angular displacement. The intersection of the axis 42, the first axis 43, and the second axis 44 of the control stick 21 is the displacement center P2 of the control stick 21.

【0027】操縦桿21の中心部よりもやや一端部21
a寄りには、第1軸線43を有し、操縦桿21に固定さ
れる一対の第1軸部材45が固定され、これらの第1軸
部材45はそれぞれインナージンバル50に玉軸受51
を介して角変位自在に軸支される。これらのインナージ
ンバル50および各第1軸部材45を含んで内支持体4
0は構成される。インナージンバル50には、第2軸線
44を有する一対の第2軸部材46a,46bが固定さ
れ、これらの第2軸部材46a,46bはそれぞれ玉軸
受53を介してアウタージンバル52に第2軸線44ま
わりに角変位自在に軸支される。これらの第2軸部材4
6a,46bおよびアウタージンバル52を含んで外支
持体41は構成され、各第2軸部材46a,46bが操
縦桿21の第2軸線の変位軸を構成する。
One end 21 of the control stick 21 is slightly wider than the center.
A pair of first shaft members 45 having a first axis line 43 and being fixed to the control stick 21 is fixed to a position closer to a, and these first shaft members 45 are respectively mounted on the inner gimbal 50 and the ball bearings 51.
Is supported so as to be angularly displaceable. The inner support 4 including the inner gimbal 50 and the first shaft members 45
0 is configured. A pair of second shaft members 46a and 46b having a second axis 44 are fixed to the inner gimbal 50, and these second shaft members 46a and 46b are respectively connected to the outer gimbal 52 via ball bearings 53 by the second axis 44. It is rotatably supported around it. These second shaft members 4
The outer support body 41 includes the outer gimbal 52 and the outer support members 6a and 46b, and the second shaft members 46a and 46b form a displacement axis of the second axis of the control stick 21.

【0028】角変位伝達部材49は、第1軸線43と同
軸に外支持体41のアウタージンバル52に角変位自在
に支持される一対の軸部材46a,46bと、各軸部材
46a,46b間にわたって設けられ、第2軸線44を
中心として円弧状に延びるスライド板48を有する角変
位伝達部材49とを含んで構成される。各軸部材47
a,47bはそれぞれ玉軸受54を介して角変位自在に
アウタージンバル52に軸支される。これらの軸部材4
7a,47bおよび前記一対の第1軸部材45が操縦桿
21の第1軸線の変位軸を構成する。スライド板48
は、両端部がそれぞれ軸部材47a,47bに一対の支
持部材55を介して支持される。操縦桿21の一端部2
1aには連結部材56が設けられ、この連結部材56は
スライド板48に装着される。
The angular displacement transmitting member 49 extends over a pair of shaft members 46a and 46b supported by the outer gimbal 52 of the outer support 41 so as to be angularly displaceable coaxially with the first axis 43, and between the shaft members 46a and 46b. And an angular displacement transmission member 49 having a slide plate 48 extending in an arc shape around the second axis 44. Each shaft member 47
a and 47b are supported by the outer gimbal 52 via a ball bearing 54 so as to be freely angularly displaceable. These shaft members 4
7a, 47b and the pair of first shaft members 45 constitute a displacement axis of the first axis of the control stick 21. Slide plate 48
Are supported by the shaft members 47a and 47b via a pair of support members 55, respectively. One end 2 of the control stick 21
1a is provided with a connecting member 56, which is mounted on the slide plate 48.

【0029】図5は連結部材56付近を示す操縦桿21
の断面図であり、図6は連結部材56の側面図である。
連結部材56は、スライド板48が挿通される一対の挿
通孔57が形成され、略短円筒状の連結部64と、連結
部64の上部に連なり、操縦桿21の一端部21aに形
成される挿入孔58に挿入される軸部65とを有する。
連結部材56の軸部65は一対のころ軸受59を介して
操縦桿21に、軸線42まわりに角変位自在に支持され
る。軸部65の上端には玉軸受60が設けられ、この玉
軸受60の内輪61は軸部65に固定され、外輪62は
操縦桿21に固定される。このようにして連結部材56
は操縦桿21の一端部21aに、操縦桿21の軸線42
まわりに角変位自在に設けられるので、操縦者は操縦桿
21を任意の向きに角変位させることができる。
FIG. 5 shows the control stick 21 showing the vicinity of the connecting member 56.
FIG. 6 is a side view of the connecting member 56.
The connecting member 56 is formed with a pair of insertion holes 57 through which the slide plate 48 is inserted. The connecting member 64 has a substantially short cylindrical shape, and is connected to an upper portion of the connecting portion 64 and is formed at one end 21 a of the control stick 21. And a shaft 65 inserted into the insertion hole 58.
The shaft 65 of the connecting member 56 is supported by the control stick 21 via a pair of roller bearings 59 so as to be angularly displaceable about the axis 42. A ball bearing 60 is provided at an upper end of the shaft 65, and an inner ring 61 of the ball bearing 60 is fixed to the shaft 65, and an outer ring 62 is fixed to the control stick 21. Thus, the connecting member 56
Denotes an axis 42 of the control stick 21 at one end 21 a of the control stick 21.
Since it is provided so as to be freely angularly displaced around, the operator can angularly displace the control stick 21 in an arbitrary direction.

【0030】連結部材56の連結部64には、スライド
板48を挟持する2対の円柱状のベアリング63が設け
られる。したがって連結部材56は、スライド板48に
沿って変位自在で、かつスライド板48に垂直な方向の
変位が拘束された状態でスライド板48に装着される。
The connecting portion 64 of the connecting member 56 is provided with two pairs of cylindrical bearings 63 for holding the slide plate 48 therebetween. Therefore, the connecting member 56 is mounted on the slide plate 48 in a state where it can be displaced along the slide plate 48 and the displacement in the direction perpendicular to the slide plate 48 is restricted.

【0031】このような操縦桿用ジンバル装置39の操
縦桿21の第1軸線43まわりの角変位は、操縦桿21
の一端部21aに設けられる前記連結部材56を介して
角変位伝達部材49に伝達される。したがって、アウタ
ージンバル52から外方に突出してアウタージンバル5
2に軸支される一方の軸部材47aによって、操縦桿2
1のアウタージンバル52に対する第1軸線43まわり
の角変位を取出すことができる。操縦桿21のアウター
ジンバル52に対する第2軸線44まわりの角変位は、
アウタージンバル52から外方に突出する一方の第2軸
部材46aによって取出すことができる。したがって操
縦桿21に第1軸線43まわりのフィールを与えるアク
チュエータ25をインナージンバル50に設ける必要が
なくなり、角変位伝達部材49の一方の軸部材47aを
介して第1軸線43まわりのフィールを外部から与える
ことができる。これによって操縦桿用ジンバル装置39
の構成を小型化することができる。操縦桿21の第2軸
線44まわりのフィールは、一方の第2軸部材46aを
介してアクチュエータ25によって与えられる。
The angular displacement of the control stick 21 of the control stick gimbal device 39 around the first axis 43 is as follows.
Is transmitted to the angular displacement transmitting member 49 via the connecting member 56 provided at the one end 21a of the second member 21a. Accordingly, the outer gimbal 5 projects outward from the outer gimbal 52 and
The control stick 2 is supported by one of the shaft members 47a supported by the control rod 2.
The angular displacement about the first axis 43 with respect to the first outer gimbal 52 can be taken out. The angular displacement of the control stick 21 about the second axis 44 with respect to the outer gimbal 52 is
It can be taken out by one second shaft member 46a protruding outward from the outer gimbal 52. Therefore, it is not necessary to provide the inner gimbal 50 with the actuator 25 that gives the control stick 21 a feel around the first axis line 43, and the feel around the first axis line 43 is externally transmitted via one shaft member 47 a of the angular displacement transmission member 49. Can be given. Thus, the control stick gimbal device 39 is provided.
Can be downsized. The feel of the control stick 21 around the second axis 44 is provided by the actuator 25 via one second shaft member 46a.

【0032】図7は第1軸線43まわりに操縦桿21に
フィールを与える構成を示す操縦装置20内部を簡略化
して示す正面図であり、図8はその右側面図である。な
お、図7および図8では図解の便宜のため、第2軸線4
4まわりに操縦桿21にフィールを与える構成について
は省略して示している。操縦桿21に第1軸線43まわ
りのフィールを与えるアクチュエータ25a、リンク機
構30aおよびばね手段31aはハウジング70内に収
納され、このハウジング70の上部には操縦桿21を備
えるジンバル装置39が設けられる。このハウジング7
0を覆ってカバー体69が設けられる。
FIG. 7 is a simplified front view showing the inside of the control device 20 showing a structure for giving a feel to the control stick 21 around the first axis 43, and FIG. 8 is a right side view thereof. 7 and 8, for convenience of illustration, the second axis 4
The structure for giving a feel to the control stick 21 around 4 is omitted. An actuator 25a, a link mechanism 30a, and a spring means 31a for giving a feel to the control stick 21 around the first axis 43 are housed in a housing 70, and a gimbal device 39 having the control stick 21 is provided above the housing 70. This housing 7
A cover body 69 is provided so as to cover 0.

【0033】操縦桿21の第1軸線43まわりの角変位
を伝達する角変位伝達部材49の一方の軸部材47aに
はリンク機構30aが連結され、このリンク機構30a
を介してアクチュエータ25aから操縦桿21に第1軸
線43まわりのフィールが与えられる。リンク機構30
aは第1アーム71a、ジョイントロッド72aおよび
第2アーム73aを有し、第1アーム71aの一端は角
変位伝達部材49の一方の軸部材47aに固定され、第
1アーム71aの他端はジョイントロッド72aの一端
にピン78aを介して角変位自在に連結され、ジョイン
トロッド72aの他端は第2アーム73aの一端にピン
79aを介して角変位自在に連結される。第2アーム7
3aの他端はばね手段31aにピン80aを介して角変
位自在に連結されるとともに、第2アーム73aの中央
部はクラッチ29aの一方の軸86に固定される。クラ
ッチ29aの他方の軸にはアクチュエータ25aが連結
され、クラッチ29aはアクチュエータ25aの変位を
伝達および遮断することができる。
A link mechanism 30a is connected to one shaft member 47a of the angular displacement transmitting member 49 for transmitting the angular displacement of the control stick 21 about the first axis 43, and the link mechanism 30a is connected to the link mechanism 30a.
A feeling about the first axis 43 is given to the control stick 21 from the actuator 25a via the. Link mechanism 30
a has a first arm 71a, a joint rod 72a and a second arm 73a, one end of the first arm 71a is fixed to one shaft member 47a of the angular displacement transmitting member 49, and the other end of the first arm 71a is a joint. One end of the rod 72a is connected via a pin 78a so as to be angularly displaceable, and the other end of the joint rod 72a is connected to one end of a second arm 73a via a pin 79a so as to be angularly displaceable. Second arm 7
The other end of 3a is connected to the spring means 31a via a pin 80a so as to be angularly displaceable, and the center of the second arm 73a is fixed to one shaft 86 of the clutch 29a. An actuator 25a is connected to the other shaft of the clutch 29a, and the clutch 29a can transmit and cut off the displacement of the actuator 25a.

【0034】アクチュエータ25aの減速装置28aは
ボールねじによって構成され、このボールねじのねじ軸
74は基台91に回転自在に軸支され、カップリング8
5aを介してサーボモータ27aの出力軸に固定され
る。ねじ軸74に螺合するナット75には、ロッド76
の一端が揺動自在に連結され、このロッド76の他端部
は、クラッチ29aの他方の軸に固定されるシリンダ7
7に挿排自在に設けられる。本形態ではクラッチ29a
の他方の軸は、アクチュエータ25aの変位中心P1a
としても機能する。
The speed reducer 28a of the actuator 25a is constituted by a ball screw, and the screw shaft 74 of the ball screw is rotatably supported by the base 91, and the coupling 8
It is fixed to the output shaft of the servomotor 27a via 5a. A nut 76 screwed to the screw shaft 74 has a rod 76
Is pivotally connected to the other end of the rod 76. The other end of the rod 76 is connected to a cylinder 7 fixed to the other shaft of the clutch 29a.
7 is provided so as to be freely inserted and ejected. In this embodiment, the clutch 29a
Is the displacement center P1a of the actuator 25a.
Also works as

【0035】ばね手段31aは内部に圧縮コイルばね8
4を備えるシリンダ83と、このシリンダ83に挿入さ
れるロッド82とから構成される。シリンダ83の一端
は、第2アーム73aの他端がピン80によって角変位
自在に連結され、シリンダ83の他端である底部にはロ
ッド82の一端部が挿入される。ロッド82の他端部は
ピン81を介してハウジング70に角変位自在に連結さ
れる。シリンダ83は長手方向中央部で段差部87を介
して小径となり、図7に示されるように操縦桿21が中
立位置にある場合には、ロッド82の一端部はシリンダ
83の中央部に配置される。このロッド82の一端部に
は、大径となる大径部88が形成される。ロッド82に
は環状の係止部材89が嵌まり込み、この係止部材89
の上面はロッド82の大径部88またはシリンダ83の
段差部87に係止され、この係止部材89とシリンダ8
3の底部との間に圧縮コイルばね84が介在される。操
縦桿21が中立位置にある場合には、圧縮コイルばね8
4のばね力によって係止部材89はロッド82の大径部
88およびシリンダ83の段差部87に係止される。
The spring means 31a has a compression coil spring 8 inside.
4 and a rod 82 inserted into the cylinder 83. One end of the cylinder 83 is connected to the other end of the second arm 73a so as to be angularly displaceable by a pin 80, and one end of a rod 82 is inserted into the bottom, which is the other end of the cylinder 83. The other end of the rod 82 is connected to the housing 70 via a pin 81 so as to be angularly displaceable. The cylinder 83 has a small diameter at the center in the longitudinal direction via a stepped portion 87. When the control stick 21 is in the neutral position as shown in FIG. 7, one end of the rod 82 is arranged at the center of the cylinder 83. You. A large diameter portion 88 having a large diameter is formed at one end of the rod 82. An annular locking member 89 is fitted into the rod 82, and the locking member 89
Of the rod 82 or the stepped portion 87 of the cylinder 83, the locking member 89 and the cylinder 8
The compression coil spring 84 is interposed between the compression coil spring 84 and the bottom of the third coil 3. When the control stick 21 is in the neutral position, the compression coil spring 8
The locking member 89 is locked by the large diameter portion 88 of the rod 82 and the stepped portion 87 of the cylinder 83 by the spring force of No. 4.

【0036】したがってばね手段31aに圧縮力が作用
した場合には、シリンダ83内にロッド82がさらに挿
入される。このとき、圧縮コイルばね84は、係止部材
89を介してシリンダ83の段差部87と、シリンダ8
3の底部との間で圧縮される。これによってばね手段3
1aは圧縮力に抗する向きにばね力を与える。
Therefore, when a compressive force acts on the spring means 31a, the rod 82 is further inserted into the cylinder 83. At this time, the compression coil spring 84 is connected to the stepped portion 87 of the cylinder 83 via the locking member 89 and the cylinder 8.
3 between the bottom. Thereby, the spring means 3
1a gives a spring force in a direction against the compression force.

【0037】また逆に、ばね手段31に引張力が作用す
るとロッド82が排出され、圧縮コイルばね84は係止
部材89を介してロッド82の大径部88と、シリンダ
83の底部との間で圧縮される。これによって、ばね手
段31は引張力に抗する向きにばね力を与える。このよ
うにばね手段31は、引張りおよび圧縮のどちらの力が
作用したとしても、圧縮コイルばね84が圧縮されて、
引張りおよび圧縮力に抗する向きにばね力を与えるの
で、圧縮コイルばね84が伸びて塑性変形するといった
ことが防がれる。
Conversely, when a tensile force acts on the spring means 31, the rod 82 is ejected, and the compression coil spring 84 moves between the large-diameter portion 88 of the rod 82 and the bottom of the cylinder 83 via the locking member 89. Compressed. As a result, the spring means 31 applies a spring force in a direction against the tensile force. In this manner, the spring means 31 allows the compression coil spring 84 to be compressed regardless of whether the tension or compression force is applied,
Since the spring force is applied in a direction against the tension and the compression force, the compression coil spring 84 is prevented from being expanded and plastically deformed.

【0038】リンク機構30aのジョイントロッド72
には操縦力センサ22aが設けられる。リンク機構30
aの第1アーム71aの軸部材47aとピン78aとの
間の長さ、および第2アーム73aの一方のクラッチの
軸86aとピン79aとの長さは互いに等しく選ばれ、
ジョイントロッド72aのピン78aとピン79aとの
間の長さ、および軸部材47aとクラッチの一方の軸8
6aとの間の長さも互いに等しく選ばれる。これによっ
て操縦桿21に作用する第1軸線43まわりの力は、リ
ンク機構30aのジョイントロッド72aに引張りおよ
び圧縮力として作用する。したがってジョイントロッド
72aに作用する引張りおよび圧縮力を操縦力センサ2
2aによって検出することによって、操縦桿21に作用
する第1軸線43まわりの操縦力を正確に検出すること
ができる。
The joint rod 72 of the link mechanism 30a
Is provided with a steering force sensor 22a. Link mechanism 30
a, the length between the shaft member 47a of the first arm 71a and the pin 78a and the length between the shaft 86a of one clutch of the second arm 73a and the pin 79a are selected to be equal to each other;
The length between the pin 78a and the pin 79a of the joint rod 72a, the shaft member 47a and one shaft 8 of the clutch.
6a are also selected to be equal to each other. As a result, the force around the first axis 43 acting on the control stick 21 acts as a tensile and compressive force on the joint rod 72a of the link mechanism 30a. Therefore, the pulling and compressing forces acting on the joint rod 72a are controlled by the steering force sensor 2.
By detecting by 2a, the control force around the first axis 43 acting on the control stick 21 can be accurately detected.

【0039】角変位伝達部材49の他方の軸部材47b
には、変位センサ用リンク機構90aを介して変位セン
サ23aが連結され、この変位センサ23aによって操
縦桿21の第1軸線43まわりの角変位が検出される。
操縦桿用ジンバル装置39は角変位伝達部材49によっ
てアウタージンバル52に対する操縦桿21の第1軸線
43まわりの角変位を取出すことができるので、変位セ
ンサ23aをインナージンバル50に取付ける必要がな
く、図8に示されるようにジンバル装置39の外部に設
けることができる。これによってジンバル装置39の小
型化および軽量化を図ることができる。
The other shaft member 47b of the angular displacement transmitting member 49
Is connected to a displacement sensor 23a via a displacement sensor link mechanism 90a, and the displacement sensor 23a detects an angular displacement of the control stick 21 around the first axis 43.
Since the control stick gimbal device 39 can extract the angular displacement of the control stick 21 around the first axis 43 with respect to the outer gimbal 52 by the angular displacement transmitting member 49, there is no need to attach the displacement sensor 23a to the inner gimbal 50. 8, it can be provided outside the gimbal device 39. Thus, the gimbal device 39 can be reduced in size and weight.

【0040】また操縦桿用ジンバル装置39とアクチュ
エータ25aとはリンク機構30aによって連結される
ので、アクチュエータ25aと操縦桿21とを上下方向
(図7における上下方向)に配置することができ、これ
によって操縦装置20の構成が操縦桿21に垂直な平面
方向に大きくなることが防がれる。したがって操縦装置
20が他の機器の妨げとなることが防がれる。
Further, since the control stick gimbal device 39 and the actuator 25a are connected by the link mechanism 30a, the actuator 25a and the control stick 21 can be arranged in the vertical direction (the vertical direction in FIG. 7). The configuration of the control device 20 is prevented from increasing in the plane direction perpendicular to the control stick 21. Therefore, the control device 20 is prevented from interfering with other devices.

【0041】図9は、第1軸線43まわりに操縦桿21
にフィールを付与するときの状態を説明する操縦装置2
0内部の正面図である。操縦者によって操縦桿21が矢
符B1方向(図9における時計まわり方向)に第1軸線
43まわりに操作されると、これとは逆方向、すなわち
矢符B2方向にフィールが付与される。矢符B2方向に
反力としてフィールを付与する場合には、サーボモータ
27aによってねじ軸74を回転駆動させてナット75
を矢符B3方向に変位駆動させる。このナット75に連
結されるロッド76は、シリンダ77を介してクラッチ
29aの他方の軸を矢符B4方向に角変位駆動させる。
アクティブ型操縦装置と機能している場合には、クラッ
チ29aの他方の軸と一方の軸86aとは接続され、こ
れによってクラッチ29aの一方の軸86aおよびリン
ク機構30aの第2アーム73aは矢符B4方向に角変
位駆動される。この第2アーム73aの角変位はジョイ
ントロッド72a、第1アーム71aおよび角変位伝達
部材49を介して操縦桿21に伝達され、これによって
操縦桿21には矢符B2方向にフィールが付与される。
またこの際、第2アーム73aの他端にはばね手段31
aが設けられ、このばね手段31は操縦桿21が矢符B
1方向に変位している場合には、操縦桿21が中立位置
に変位する方向、すなわち矢符B2方向に変位する向き
にばね力を作用させる。すなわちばね手段31aのばね
力はアクチュエータ25aによって操縦桿21に与える
フィールと同じ向きに作用する。したがってアクティブ
型操縦装置として機能している場合に、ばね手段31a
はアクチュエータ25aのサーボモータ27aの負担が
軽減する向きにばね力が作用し、これによってサーボモ
ータ27の消費電力の減少および小型化を図ることがで
きる。
FIG. 9 shows the control stick 21 around the first axis 43.
Control device 2 for explaining a state when a feel is given to a vehicle
FIG. When the control lever 21 is operated around the first axis 43 in the direction of arrow B1 (clockwise direction in FIG. 9) by the operator, a feel is given in the opposite direction, that is, in the direction of arrow B2. When a feel is applied as a reaction force in the direction of arrow B2, the screw shaft 74 is rotationally driven by the servomotor 27a and the nut 75
Is displaced in the direction of arrow B3. The rod 76 connected to the nut 75 drives the other shaft of the clutch 29a via a cylinder 77 to perform angular displacement in the direction of arrow B4.
When functioning as the active type steering device, the other shaft of the clutch 29a and the one shaft 86a are connected, whereby the one shaft 86a of the clutch 29a and the second arm 73a of the link mechanism 30a are indicated by arrows. Angular displacement driving is performed in the B4 direction. The angular displacement of the second arm 73a is transmitted to the control rod 21 via the joint rod 72a, the first arm 71a, and the angular displacement transmitting member 49, whereby the control rod 21 is given a feel in the direction of the arrow B2. .
At this time, the spring means 31 is connected to the other end of the second arm 73a.
a, and the control means 21 has an arrow B
When the control lever 21 is displaced in one direction, the spring force is applied in a direction in which the control stick 21 is displaced to the neutral position, that is, a direction in which the control stick 21 is displaced in the direction of the arrow B2. That is, the spring force of the spring means 31a acts in the same direction as the feel given to the control stick 21 by the actuator 25a. Therefore, when functioning as an active control device, the spring means 31a
The spring force acts in a direction in which the load on the servomotor 27a of the actuator 25a is reduced, whereby the power consumption and the size of the servomotor 27 can be reduced.

【0042】このようにクラッチ29aが接続されてい
る状態では、アクチュエータ25aから操縦桿21にフ
ィールが与えられ、アクティブ型操縦装置として機能す
る。アクチュエータ25aが故障するなどして適正な操
縦が行えない場合には、アクチュエータ25aから操縦
桿21に伝達されるフィールをクラッチ29aによって
遮断することによって、操縦桿21にはばね手段31a
のみからフィールが付与され、パッシブ型操縦装置とし
て機能する。これによって操縦を継続して行うことがで
きる。
In the state where the clutch 29a is connected as described above, the feel is given to the control stick 21 from the actuator 25a, and the control stick 21 functions as an active control device. If the actuator 25a is out of order due to malfunction or the like, the feel transmitted from the actuator 25a to the control stick 21 is cut off by the clutch 29a.
Feel is given only from this, and it functions as a passive control device. As a result, the steering can be continued.

【0043】矢符B2とは反対方向に操縦桿21にフィ
ールを付与する場合には、前述とは逆回転方向にサーボ
モータ27aを駆動させることによって前述と同様の作
用によって操縦桿21には第1軸線43まわりに矢符B
2とは逆方向の矢符B1方向にフィールが付与される。
In the case where a feel is given to the control stick 21 in the direction opposite to the arrow B2, the control motor 21a is driven in the reverse rotation direction to the control stick 21 by the same operation as described above. Arrow B around axis 43
The feel is given in the direction of arrow B1 opposite to 2.

【0044】図10は第2軸線44まわりに操縦桿21
にフィールを与える構成を示す操縦装置20内部を簡略
化して示す左側面図であり、図11はその正面図であ
る。なお、図10および図11では図解の便宜のため、
第1軸線43まわりに操縦桿21にフィールを与える構
成については一部省略して示している。第2軸線44ま
わりにフィールを与える構成は、前述の図7〜図8に示
される第1軸線43まわりにフィールを与える構成とほ
ぼ同様の構成を有するので、対応する構成には同一の参
照符号を付し、添字aをbに換えて説明を省略する。
FIG. 10 shows the control stick 21 around the second axis 44.
FIG. 11 is a simplified left side view showing the inside of the control device 20 showing a configuration for giving a feel to the vehicle, and FIG. 11 is a front view thereof. In FIGS. 10 and 11, for convenience of illustration,
A configuration for giving a feel to the control stick 21 around the first axis 43 is partially omitted. The configuration for providing the feel around the second axis 44 has substantially the same configuration as the configuration for providing the feel around the first axis 43 shown in FIGS. 7 and 8, and the corresponding components have the same reference numerals. And the description is omitted by replacing the subscript a with b.

【0045】第2軸線44まわりにフィールを付与する
構成では、前述のボールねじから成る減速装置28aに
代えて歯車減速装置から成る減速装置28bが用いられ
る。このような構成においてもクラッチ29bを遮断す
ることによってアクティブ型操縦装置からパッシブ型操
縦装置に素早く切換えることができる。
In the configuration in which the feel is provided around the second axis 44, a reduction gear 28b composed of a gear reduction gear is used instead of the reduction gear 28a composed of a ball screw. Even in such a configuration, it is possible to quickly switch from the active control device to the passive control device by disconnecting the clutch 29b.

【0046】[0046]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、操縦装置
は操縦桿にアクチュエータによってフィールが与えられ
るアクティブ型操縦装置およびばね手段によってフィー
ルが与えられるパッシブ型操縦装置の両方の機能を備え
るので、たとえばアクチュエータの故障などによって適
正な操縦が困難となった場合には、パッシブ型操縦装置
によって操縦を継続して行うことができる。また、操縦
桿にはばね手段が設けられているので、アクティブ型操
縦装置として機能している場合にばね手段によってアク
チュエータの駆動力が軽減され、これによってアクチュ
エータの駆動力の軽減および小型化を図ることができ
る。
As described above, according to the present invention, the control device has both functions of an active control device in which the control stick is given a feel by the actuator and a passive type control device in which the feel is given by the spring means. For example, when it becomes difficult to perform proper steering due to a failure of the actuator, for example, the passive type steering apparatus can continue the steering. In addition, since the control stick is provided with a spring means, the driving force of the actuator is reduced by the spring means when functioning as an active control device, thereby reducing the driving force of the actuator and miniaturizing the actuator. be able to.

【0047】またアクチュエータからのフィールを伝達
および遮断する断続手段が設けられるので、アクチュエ
ータが故障した場合にはこの断続手段によってアクチュ
エータからのフィールを遮断することによってアクティ
ブ型操縦装置は素早くパッシブ型操縦装置に切換わり、
操縦を継続することができる。
Further, since an intermittent means for transmitting and interrupting the feel from the actuator is provided, when the actuator is broken down, the feel from the actuator is interrupted by the intermittent means, so that the active type steering device can quickly become the passive type steering device. Switch to
Maneuvering can be continued.

【0048】操縦桿とアクチュエータとの間には伝達手
段が設けられるので、アクチュエータを直接操縦桿に取
付ける必要がなくなり操縦桿付近の構成が小型化でき
る。
Since the transmission means is provided between the control stick and the actuator, it is not necessary to mount the actuator directly on the control stick, and the configuration near the control stick can be reduced in size.

【0049】また操縦力センサは前記伝達手段に取付け
られるので、操縦桿の構成が小型化し、さらに操縦力を
正確に検出することができる。
Further, since the steering force sensor is attached to the transmitting means, the structure of the control stick can be reduced in size, and the steering force can be accurately detected.

【0050】また操縦桿用ジンバル装置において、フィ
ール用のアクチュエータを内側ジンバルに設ける必要が
なくなり、これによってジンバル装置の小型化、軽量化
が図られる。
Further, in the control stick gimbal device, it is not necessary to provide a feel actuator on the inner gimbal, thereby reducing the size and weight of the gimbal device.

【0051】スライド板に装着される連結部材は、ベア
リングによって挟持するのでスライド板に対して変位量
を精度よく伝達できる。
Since the connecting member mounted on the slide plate is clamped by the bearing, the displacement can be transmitted to the slide plate with high accuracy.

【0052】また連結部材は操縦桿の一端に操縦桿の軸
線まわりに角変位自在に連結されるので、スライド板へ
の追従が良好となる。
Since the connecting member is connected to one end of the control stick so as to be angularly displaceable around the axis of the control stick, the follow-up to the slide plate is improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の一形態である操縦装置20の模
式図である。
FIG. 1 is a schematic view of a control device 20 according to an embodiment of the present invention.

【図2】操縦桿用ジンバル装置39の縦断面図である。FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a control stick gimbal device 39.

【図3】操縦桿用ジンバル装置39の横断面図である。3 is a cross-sectional view of the control stick gimbal device 39. FIG.

【図4】図2の切断面線IV−IVから見た断面図であ
る。
FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV of FIG. 2;

【図5】連結部材56付近を示す操縦桿21の断面図で
ある。
5 is a cross-sectional view of the control stick 21 showing the vicinity of the connecting member 56. FIG.

【図6】連結部材56の側面図である。FIG. 6 is a side view of the connecting member 56.

【図7】第1軸線43まわりに操縦桿21にフィールを
与える構成を示す操縦装置20内部を簡略化して示す正
面図である。
FIG. 7 is a simplified front view showing the inside of the steering device 20 showing a configuration for giving a feel to the control stick 21 around the first axis 43.

【図8】第1軸線43まわりに操縦桿21にフィールを
与える構成を示す操縦装置20内部を簡略化して示す右
側面図である。
FIG. 8 is a right side view schematically showing the inside of the control device 20 showing a configuration for giving a feel to the control stick 21 around the first axis 43.

【図9】第1軸線43まわりに操縦桿21にフィールを
付与するときの状態を説明する操縦装置20内部の正面
図である。
9 is a front view of the inside of the control device 20 for explaining a state when a feel is given to the control stick 21 around the first axis 43. FIG.

【図10】第2軸線44まわりに操縦桿21にフィール
を与える構成を示す操縦装置20内部を簡略化して示す
左側面図である。
FIG. 10 is a left side view schematically showing the inside of the control device 20 showing a configuration for giving a feel to the control stick 21 around the second axis 44.

【図11】第2軸線44まわりに操縦桿21にフィール
を与える構成を示す操縦装置20内部の正面図である。
FIG. 11 is a front view of the inside of the control device 20 showing a configuration for giving a feel to the control stick 21 around the second axis 44.

【図12】従来のジンバル装置1を示す縦断面図であ
る。
FIG. 12 is a longitudinal sectional view showing a conventional gimbal device 1.

【図13】ジンバル装置1の横断面図である。FIG. 13 is a cross-sectional view of the gimbal device 1.

【図14】図1の切断面線A−Aから見た断面図であ
る。
FIG. 14 is a sectional view taken along line AA of FIG. 1;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

20 操縦装置 21 操縦桿 22,22a,22b 操縦力センサ 23,23a,23b 変位センサ 24 フィール算出機 25,25a,25b アクチュエータ 26 レゾルバ 27,27a,27b サーボモータ 28,28a,28b 減速装置 29,29a,29b クラッチ 30,30a,30b リンク機構 31,31a,31b ばね手段 39 操縦桿用ジンバル装置 40 内支持体 41 外支持体 43 第1軸線 44 第2軸線 47a,47b 軸部材 48 スライド板 49 角変位伝達部材 56 連結部材 REFERENCE SIGNS LIST 20 control device 21 control stick 22, 22a, 22b control force sensor 23, 23a, 23b displacement sensor 24 feel calculator 25, 25a, 25b actuator 26 resolver 27, 27a, 27b servo motor 28, 28a, 28b reduction device 29, 29a , 29b Clutch 30, 30a, 30b Link mechanism 31, 31a, 31b Spring means 39 Gimbal device for control stick 40 Inner support 41 Outer support 43 First axis 44 Second axis 47a, 47b Shaft member 48 Slide plate 49 Angular displacement Transmission member 56 Connecting member

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上林 裕幸 岐阜県各務原市川崎町2番地 株式会社 コミュータヘリコプタ先進技術研究所内 (56)参考文献 特開 昭59−8598(JP,A) 特開 平5−282062(JP,A) 実開 平7−45038(JP,U) 実開 平7−43785(JP,U) 特表 平9−502675(JP,A) 米国特許4345195(US,A) 米国特許4607202(US,A) 米国特許4696445(US,A) 米国特許5002241(US,A) 米国特許5125602(US,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B64C 13/46 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing from the front page (72) Inventor Hiroyuki Uebayashi 2 Kawasaki-cho, Kakamigahara-shi, Gifu Prefecture Inside the Commuter Helicopter Advanced Technology Laboratory Co., Ltd. (56) References JP-A-59-8598 (JP, A) 5-282062 (JP, A) Japanese Utility Model 7-45038 (JP, U) Japanese Utility Model 7-43785 (JP, U) Table 9-502675 (JP, A) US Patent 4,345,195 (US, A) US Patent 4607202 (US, A) US Patent 4,964,445 (US, A) US Patent 5,024,241 (US, A) US Patent 5125602 (US, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) B64C 13 / 46

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 操縦桿に与えられた操縦力を検出する操
縦力センサと、 操縦桿の変位を検出する変位センサと、 検出された操縦力および変位に基づいて操縦桿に与える
フィールを算出するフィール算出手段と、 算出された前記フィールを操縦桿に付与するアクチュエ
ータと、 操縦桿にフィールを付与するばね手段と、 前記アクチュエータからのフィールを伝達または遮断す
る断続手段とを含むことを特徴とする操縦装置。
1. A control sensor for detecting a control force applied to a control stick, a displacement sensor for detecting displacement of the control stick, and calculating a feel to be applied to the control stick based on the detected control force and displacement. Feel calculation means, an actuator for giving the calculated feel to the control stick, spring means for giving the feel to the control stick, and intermittent means for transmitting or blocking the feel from the actuator. Pilot device.
【請求項2】 アクチュエータの変位中心と操縦桿の変
位中心とが所定の距離を隔てて設けられ、 操縦桿とアクチュエータとの間には、アクチュエータか
らのフィールを操縦桿に伝達する伝達手段が設けられる
ことを特徴とする請求項1記載の操縦装置。
2. A displacement center of the actuator and a displacement center of the control stick are provided at a predetermined distance from each other, and a transmission means for transmitting a feel from the actuator to the control stick is provided between the control stick and the actuator. The control device according to claim 1, wherein the control device is operated.
【請求項3】 伝達手段は操縦桿の変位軸毎に設けら
れ、前記操縦力センサは、操縦桿の変位軸毎に設けられ
た各伝達手段に取付けられることを特徴とする請求項2
記載の操縦装置。
3. The transmission means is provided for each displacement axis of the control stick, and the control force sensor is attached to each transmission means provided for each displacement axis of the control stick.
A control device as described.
【請求項4】 前記操縦桿は、同一平面上で直交する2
つの軸線まわりに独立に角変位可能に支軸される外側お
よび内側ジンバルを有するジンバル装置に前記2つの軸
線まわりに角変位可能に支持され、 外側ジンバルと内側ジンバルとの連結部にはスライド板
と一対のベアリングを有する連結部材とが設けられるこ
とを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の操縦装
置。
4. The control sticks are orthogonal to each other on the same plane.
A gimbal device having outer and inner gimbals that are independently pivotally supported about two axes, and are supported so as to be angularly displaceable about the two axes, and a connecting portion between the outer gimbal and the inner gimbal includes a slide plate; The control device according to any one of claims 1 to 3, further comprising a connecting member having a pair of bearings.
【請求項5】 前記連結部材は、操縦桿の軸線まわりに
角変位自在に設けられることを特徴とする請求項4記載
の操縦装置。
5. The control device according to claim 4, wherein the connecting member is provided so as to be angularly displaceable about an axis of the control stick.
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