JP3706365B2 - Direct drive power joystick mechanism - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は直接駆動型動力ジョイスティック機構に係り、特に大動力源直接駆動、高速高負荷応答システムに適用できる汎用動力型ジョイスティック機構であり、伝統的なデスクトップ型コンピュータのジョイスティックの、大動力駆動に耐えられず、断裂しやすく、機械強度が不足する使用上の欠点、或いは一般工業用の操縦桿の動力駆動を具備しないための荷重問題を改善できる、直接駆動型動力ジョイスティック機構に関する。
【0002】
【従来の技術】
伝統的なデスクトップ型コンピュータのジョイスティック機構には大きく三種類があり、すなわち、ボール型、十字交叉型、及び双コ型である。
1.ボール型は、その設計方式において、使用者が操作する操縦桿を具え、操縦桿の底端に摩擦ボールがあり、摩擦方式で起動され、摩擦力が不十分であると、空滑りを発生して呼応が遅くなる欠点がある。
2.十字交叉型は、機械性構造設計を採用し、これにより大動力での駆動が必要な場合は、その構造の厚さを増さなければ、機構の断裂現象を発生しやすい。しかし増厚すると、重くなるので操作上不便であり、且つ摩擦力が大きく、呼応が緩慢となる。
3.双コ型は、強力な機構手段の支持に欠け、このため過大な機械力を使用して駆動することができず、もし大動力を使用すると、偏心、歯車間の空回り、さらには機構断裂を形成する恐れがある。
【0003】
ゆえに、上述の三種類の伝統的なデスクトップ型コンピュータのジョイスティック機構は、用途上、制限があり、並びに良好な汎用性の点で産業上の利用価値を達成することができず、改良の必要がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の技術の欠点を鑑み、本発明は一種の直接駆動型動力ジョイスティック機構を提供する。本発明の直接駆動型動力ジョイスティック機構は、一種の非特異直接駆動型動力ジョイスティック機構であり、いわゆる「非特異」とは特異点がないことを示し、特異点のない機構は最も好ましい機構設計であり、特異点は即ち死点であり、死点のある機構は死点に遭遇する時に不安定となり、崩壊、ひっかかり、運動不連続等の危険な状況を発生しうる。本発明は非特異機構に属し、これにより極めて良好な機構設計である。
【0005】
本発明の主要な目的は、大動力源による直接駆動、高速高負荷呼応システムに適用される汎用型直接駆動型動力ジョイスティック機構を提供し、これにより伝統的なジョイスティックが大動力駆動に耐えられず、断裂しやすく、機械強度が不足し、摩擦力過大である等の使用上の欠点を有効に改善することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、直接駆動型動力ジョイスティック機構において、
操縦桿とされ、底端に座標桿座が設けられ、この桿座の中心に横向きに貫通するガイド孔があり、ガイド孔の下方の中心部分に底よりガイド孔を貫通してガイド孔上方に至る中心孔があり、桿座の一側端に軸方向がガイド孔の軸方向と垂直な位置決め孔がある、上記操縦桿と、
第1、第2L形框手段とされ、それぞれ横壁と垂直壁を具え、第1、第2L形框手段が共同で操縦桿の桿座を内側に区画し、第1L形框手段の横壁に桿座のガイド孔に対応し内部に軸受手段を具えた孔座があり、第2L形框手段の垂直壁に桿座の位置決め孔に対応し内部に軸受手段を具えた孔座がある、上記第1及び第2L形框手段と、
二つのモータとされ、位置検出エンコーダを具えて受信した座標情報を制御装置に伝送し、制御装置にモータの回転角度を制御させ、第1L形框手段の垂直壁端側と、第2L形框手段の横壁端側に取り付けられ、二つのモータの回転軸が対応する第1L形框手段の垂直壁、第2L形框手段の横壁に連結し駆動する、上記二つのモータと、
第1、第2連動手段とされ、第1連動手段は操縦桿底端の桿座のガイド孔内に挿入され並びに第1L形框手段の横壁の軸受け孔より突出して位置決めされ、桿座の中心孔に対応する部分に穿孔を具え、ネジ部品が桿座の中心孔下方より挿入されて第1連動手段の該穿孔を貫通して桿座の中心孔に固定され、第2連動手段は、一端が操縦桿側端の位置決め孔内に固定され、もう一端が軸体を具えて第2L形框手段の垂直壁の軸受け孔内に位置決めされる、上記第1、第2連動手段と、
を具え、以上により操縦桿が操作される時に発生する移動量を二つのモータの位置検出エンコーダが検出して座標情報を正確に迅速にモータの制御装置に送り、これにより二つのモータの回転の有無と回転角度を制御し、これにより正確にモータの回転軸の回転量を制御し、第1、第2L形框手段を駆動し、補助動力を第1、第2L形框手段に連結された操縦桿に提供し、使用者の操縦桿操作を楽に行わせ、直接駆動、高負荷、高速呼応を達成する、直接駆動型動力ジョイスティック機構としている。
請求項2の発明は、請求項1に記載の直接駆動型動力ジョイスティック機構において、操縦桿の桿座及び二つのL形框手段の周側に保護框が設けられて保護機能を形成し、且つ保護框の上端に円形框口が設けられて操縦桿の上端を突出させると共に、操縦桿の移動角度を制限することを特徴とする、直接駆動型動力ジョイスティック機構としている。
請求項3の発明は、請求項1に記載の直接駆動型動力ジョイスティック機構において、桿座の中心に設けられたガイド孔が長方楕円型の孔とされたことを特徴とする、直接駆動型動力ジョイスティック機構としている。
請求項4の発明は、請求項1に記載の直接駆動型動力ジョイスティック機構において、桿座の位置決め孔が雌ネジ孔とされ、第2連動手段の位置決め孔との固定端がネジを切った凸体とされたことを特徴とする、直接駆動型動力ジョイスティック機構としている。
請求項5の発明は、請求項1に記載の直接駆動型動力ジョイスティック機構において、桿座の中心孔の、ガイド孔の上方に位置する部分がネジ孔とされてネジ部品の、下から上に第1連動手段の穿孔を通過した後の固定に供されることを特徴とする、直接駆動型動力ジョイスティック機構としている。
【0007】
【発明の実施の形態】
本発明の直接駆動型動力ジョイスティック機構は、
操縦桿とされ、底端桿座の中心に横向きのカプセル状のガイド孔が設けられ、ガイド孔の下方の桿座中心部分にガイド孔と連通する中心孔があり、ガイド孔の水平方向且つ垂直端側に位置決め孔がある上記操縦桿と、
第1及び第2L形框手段とされ両者が操縦桿の桿座を内側に区画し、第1L形框手段の横壁に桿座のガイド孔に対応し内部に軸受手段を具えた孔座があり、第2L形框手段の垂直壁に桿座の位置決め孔に対応し内部に軸受手段を具えた孔座がある上記第1及び第2L形框手段と、
二つのサーボモータとされ、位置検出エンコーダを具えて直接座標情報を受信して制御装置に伝送し、制御装置によりサーボモータの回転角度が制御され、二つのサーボモータの回転軸がそれぞれ第1L形框手段の垂直壁と第2L形框手段の横壁に固定され駆動する上記二つのサーボモータと、
第1連動手段とされ、操縦桿底端の桿座のガイド孔内に挿入され並びに第1L形框手段の横壁の軸受け孔より突出して位置決めされ、桿座の中心孔に対応する部分に穿孔を具え、ネジ部品が桿座の中心孔下方より挿入されて貫通して桿座と固定される上記第1連動手段と、
第2連動手段とされ、一端が操縦桿側端の位置決め孔内に固定され、もう一端が軸体を具えて第2L形框手段の垂直壁の軸受け孔内に位置決めされる上記第2連動手段と、
を具え、これにより操縦桿が操作される時に発生する移動量をサーボモータの位置検出エンコーダが検出して座標情報を正確に迅速にサーボモータの制御装置に送り、これにより二つのサーボモータの回転を制御し、これにより規範自由度内で任意にジョイスティックの運動軌跡を制御でき、二つのL形框手段を駆動し連動させることにより、補助動力を操縦桿に提供し、高い力のモーメント、高速、高呼応システムによる駆動を達成する。
【0008】
【実施例】
図1、2は、本発明の実施例の部品分解図及びその組合せ平面構造表示図である。本発明の組成要件は、以下を含む。即ち、
操縦桿1とされ、該操縦桿1(即ちジョイスティック)の底端に、基準座標桿座10が設けられ、該桿座10の中心に横向きに貫通したカプセル状のガイド孔11が設けられ、桿座10の底端中心に、孔の深さがガイド孔11上方に貫通する中心孔12があり、中心孔12のガイド孔11の上方に位置する部分はネジ孔120とされて、桿座10の一つの側壁に、ガイド孔11と水平に設置されて平面視で垂直配列されて内側に雌ネジを具えた位置決め孔13が設けられた、上記操縦桿1と、
第1L形框手段2A及び第2L形框手段2Bとされ、各L形框手段2A、2Bがいずれも垂直角度に設置された横壁20A、21Bと垂直壁21A、20Bを具え、二つのL形框手段2A、2Bが框口状を呈するよう配列設置され、操縦桿1の桿座10を内側に区画し(図2の如し)、そのうち第1L形框手段2Aの横壁20Aに桿座10のガイド孔11に対応する孔座200Aが設けられ、該孔座200A内に軸受手段201Aが固定され、該軸受手段201Aの軸受孔2010Aが桿座10のガイド孔11に対応し、第2L形框手段2Bの垂直壁20Bは桿座10の位置決め孔13に対応する孔座200Bを具え、該孔座200Bにも軸受手段201Bが取り付けられ、該軸受手段201Bの軸受孔2010Bが桿座10の位置決め孔13に対応する、上記第1L形框手段2A及び第2L形框手段2Bと、
二つのモータホルダ3A、3Bとされ、前述の二つのL形框手段2A、2Bの垂直壁21A、横壁21Bの外側端に取り付けられ(図2の如し)、底面が固定板6に取り付けられ(図2から図4の如し)、且つ二つのL形框手段2A、2Bの垂直壁21A、横壁21Bに向いた端側に貫通孔30A、30Bが設けられ、サーボモータM1、M2の取り付けに供され(図2の如し)、該二つのモータホルダ3A、3Bの貫通孔30A、30BがさらにサーボモータM1、M2の回転軸M10、M20の二つのモータホルダ3A、3Bの夾角端への進入に供され、該サーボモータM1、M2の回転軸M10、M20端部の側壁に凸部M11、M21が設けられ、凸部M11、M21にネジ部品M111、M211がねじ込み位置決めに供される雌ネジM110、M210が設けられ(図1、2の如し)、第1L形框手段2Aの垂直壁21A、第2L形框手段2Bの横壁21B端面にサーボモータM1、M2の回転軸M10、M20を位置決めする受け孔22A、22Bが設けられ、サーボモータM1、M2が起動する時、回転軸M10、M20が駆動されてある角度回転し(回転軸M10、M20の回転は僅かに一つの移動行程角度内に設定できる)、こうして、二つのL形框手段2A、2Bが同期に一つの移動行程角度駆動され、また二つのサーボモータM1、M2自身に位置検出エンコーダが設置され、座標情報を正確に速やかに制御装置(例えばマイクロコンピュータコントロールIC)に伝送し、制御装置に正確にサーボモータM1、M2の動作を制御させ、これにより回転軸M10、M20を制御してある角度の回転(或いは未回転)を行わせる、上記二つのモータホルダ3A、3Bと、
第1連動手段4とされ、図1、2、5に示されるように、操縦桿1の第2L形框手段2Bの横壁21Bに近い端部より桿座10のガイド孔11内に挿入され並びに第1L形框手段2Aの軸受孔2010Aより突出し、第1L形框手段2Aの横壁20Aより突出する端部にネジ部40が設けられて、規格の符合するナット41と螺合されて位置決めされ、桿座10のガイド孔11が長方楕円型孔状とされ(即ちガイド孔11の上下端内壁面が垂直とされ、両端が円弧面とされている)、これにより第1連動手段4がガイド孔11内で移動のゆとりの空間を有し、第1連動手段4が桿座10のガイド孔11内の桿体に桿座10の中心孔12に対応する穿孔42が設けられ、中心孔12の下方よりネジ部品43が挿入されて桿座10の中心孔12、第1連動手段4の穿孔42を貫通し最後に桿座10のネジ孔120にねじ込まれ位置決めされ(図2、5の如し)、これにより第1L形框手段2Aが操縦桿1の一端を支持し、ネジ部品43が桿座10(操縦桿1)の中心点を保持して移動させない、上記第1連動手段4と、
第2連動手段5とされ、図1に示されるように、一端に操縦桿1の側端の位置決め孔13に挿入される螺合凸体50(図2の如し)が設けられ、もう一端は第2L形框手段2Bの垂直壁20Bの軸受孔2010Bに挿入されて位置決めされる軸体51とされ、第2L形框手段2Bが操縦桿1のもう一端を支持する、上記第2連動手段5と、
保護框7(図2、3の如し)とされ、第1、第2L形框手段2A、2B及び操縦桿1の桿座10を区画し、操縦桿1の上端に位置し、円形限位框口70を区画し、操縦桿1上端を突出させて操縦桿1の操作移動角度を制限する、保護框7と、
を具えている。
【0009】
これらの設置により、組立後の全体の平面構造は図2に示されるようであり、正面及び側面構造は図3、4に示されるとおりである。本発明の全体機構は、操縦桿1が操作されて移動量を発生した時、二つのサーボモータM1、M2自身に設置された位置検出エンコーダが、座標信号を正確に速やかに制御装置(例えばマイクロコンピュータコントロールIC)に送り、制御装置に正確にサーボモータM1、M2の動作を制御させ、回転軸M10、M20をある角度回転させるか或いは未回転とし、これにより補助動力を操縦桿1に提供し、使用者に操縦桿1を楽に操作させる。
【0010】
本発明の制御方式は以下のようである。
一.まず、操縦桿1が未操作で中心で直立した状態を保持する時、平面視は図2のようであり、正面視は図3、右側面視は図4のようである。図3、4から分かるように、第1、第2L形框手段2A、2Bはいずれも水平状態を保持している。
二.使用者が操縦桿1を操作して図6、9の矢印Xの方向(前方左に45°角)に移動させる時、サーボモータM1、M2自身の位置検出エンコーダが情報を検出し、座標情報を正確快速に制御装置に伝送しサーボモータM1を制御して第1L形框手段2Aを回転させて図8に示される角度となし、サーボモータM2を制御して第2L形框手段2Bを図7に示される角度となし、これにより使用者が操縦桿1を操作する時、サーボモータM1、M2の動力補助を受けて、操作を楽に行える。反対に、もし操縦桿1を図10、図13に示される矢印Yの方向(後方右に45°角)に移動させる時、サーボモータM1、M2自身の位置検出エンコーダが情報を検出し、座標情報を正確快速に制御装置に伝送しサーボモータM1を制御して第1L形框手段2Aを回転させて図12に示される角度となし、サーボモータM2を制御して第2L形框手段2Bを図11に示される角度となし、これにより使用者が操縦桿1を操作する時、サーボモータM1、M2の動力補助を受けて、操作に力を消耗する現象を発生せず、極めて操作が楽となる。
三.もし使用者が操縦桿1を操作する方向に、図14から図17に示されるように第1、第2L形框手段2A、2Bと垂直に交叉する角度が存在する時、その時の操縦桿1の角度制御は以下のようである。
1.図14は操縦桿1をサーボモータM2に向けて横方向移動させる右側面図であり、図15は操縦桿1をサーボモータM2より離れるように横方向移動させる左側面図である。これら二つの状態の時、操縦桿1は第2L形框手段2Bと垂直交叉の状態を呈し、ゆえに、操縦桿1底端の桿座10と第2L形框手段2Bの間に連結設置された第2連動手段5は原地で軸回転しサーボモータM1に対しては、移動量が存在せず、ゆえにサーボモータM2は運転せず、ただ隣のサーボモータM1が回転軸M10を駆動し、これにより第1L形框手段2Aを揺動させて補助動力を操縦桿1に提供する。
2.同様に、図16、17は、それぞれ使用者が操縦桿1を操作してサーボモータM1に横方向に接近させる正面図、及び使用者が操縦桿1を操作してサーボモータM1より離すように横方向に移動させる正面図である。この状態にあって、操縦桿1底端の桿座10と第1L形框手段2Aの間に連結設置された第1連動手段4は原地で軸回転し、サーボモータM1に対しては、移動量が存在せず、ゆえにサーボモータM1は運転せず、ただ隣のサーボモータM2が回転軸M20を駆動し、これにより第2L形框手段2Bを揺動させて補助動力を操縦桿1に提供する。
【0011】
【発明の効果】
ゆえに、上述の説明から分かるように、本発明によると、操縦桿1を操縦すると同時に、操縦桿1の操作角度に応じて直接サーボモータM1、M2が駆動されて一緒に動作するか、或いはいずれか一方が自動駆動され、サーボモータM1、M2が直接第1、第2L形框手段2A、2Bを駆動して揺動させることにより、使用者による操縦桿1の操作が極めて楽に行え、並びに高い力のモーメント、高速高呼応システム及び機構の特異点のない駆動の使用機能を達成し、有効に、伝統的なジョイスティックの、大動力による駆動に耐えられず、断裂しやすく、機械強度が不足し、摩擦力が過大である等の使用上の欠点を改善し、機能上、極めて顕著な増進を有し、進歩性と実用性を具えている。
【0012】
特に、本発明の上述の設計の機構は設計規範の自由度内で完全に任意の軌跡区画を達成し、並びに機構特異点がなく、低摩擦で、直接駆動型ジョイスティックの有するべき高速、高応答、高周波数幅の運動特色を具備している。このほか、本機構の設計の部品は簡単で、製造コストが低廉であるにも関わらず、極めて高い機械強度と極めて大きな負荷に耐える能力を有する。一般に直交型のジョイスティック機構は、中心点が固定されているため特異点を発生するが、本発明の機構はジョイスティックの桿材の桿座に長方楕円型ガイド孔が設けられたことに加え、桿座を位置決めするネジ部品により特異点現象を克服し、特異点の発生のない優れた機構を達成している。直接駆動とはすなわちいかなる減速歯車も使用しない機構であり、また直接大動力で駆動され、高速応答の要求を達成することを指す。本機構の設計は直接駆動に対してなされ、軸受手段をモータの大負荷駆動の支持を行うために採用し、これにより直接駆動を受けて大量負荷の駆動、高速運動等の過酷な要求を達成しつつ、極めて強い機械機構強度を具備する。本機構は非特異であるだけでなく、大負荷に耐えられ、また、高速呼応等の工業レベルの要求を達成でき、さらに、使用部品が相当に簡単で、製造コスト上相当に低廉であり、且つ組立が容易である。さらに、操縦桿1は大動力源駆動に応用されるほか、操縦桿1は固定モニタのビデオカメラ用、車椅子の操縦桿用、自動車の舵取り盤の補助動力等に使用できる。
【0013】
総合すると、本発明のこのような設計は、進歩性と産業上の利用価値を有し、且つ本発明の構造特徴は未だ公開、発表されておらず、新規性を有する。なお、以上の実施例は本発明の実施範囲を限定するものではなく、本発明に基づきなしうる細部の修飾或いは改変は、いずれも本発明の請求範囲に属するものとする。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の分解図である。
【図2】本発明の実施例の組合せ平面構造図である。
【図3】図2のF方向の状態表示図である。
【図4】図2のR方向の状態表示図である。
【図5】図4の断面構造図である。
【図6】本発明の実施例の操縦桿がX方向に操作される状態の平面図である。
【図7】図6中の矢印B方向の状態表示図である。
【図8】図6中の矢印C方向の状態表示図である。
【図9】図6の拡大図である。
【図10】本発明の実施例の操縦桿がY方向に操作される状態の平面図である。
【図11】図10の矢印B方向の状態表示図である。
【図12】図10の矢印C方向の状態表示図である。
【図13】図10の拡大図である。
【図14】本発明の実施例の操縦桿と第1、第2L形框手段が直交角度方向を呈する状態表示図である。
【図15】本発明の実施例の操縦桿と第1、第2L形框手段が直交角度方向を呈する状態表示図である。
【図16】本発明の実施例の操縦桿と第1、第2L形框手段が直交角度方向を呈する状態表示図である。
【図17】本発明の実施例の操縦桿と第1、第2L形框手段が直交角度方向を呈する状態表示図である。
【符号の説明】
1 操縦桿 10 桿座 11 ガイド孔
12 中心孔 13 位置決め孔 2A、2B L形框手段
20A、21B 横壁 21A、20B 垂直壁
200A 孔座 201A 軸受手段 2010A 軸受孔
200B 孔座 201B 軸受手段 2010B 軸受孔
3A、3B モータホルダ 30A、30B 貫通孔
M1、M2 サーボモータ M10、M20 回転軸
M11、M21 凸部 M111、M211 ネジ部品
M110、M210 雌ネジ 22A、22B 受け孔
4、5 連動手段 6 固定板
40 ネジ部 41 ナット
42 穿孔 43 ネジ部品
50 凸体 51 軸体
7 保護框 70 框口
120 ネジ孔[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a direct drive type power joystick mechanism, and is a general purpose power type joystick mechanism applicable to a high power source direct drive, high speed and high load response system, which can withstand the high power drive of a traditional desktop computer joystick. The present invention relates to a direct drive type power joystick mechanism which can improve the problem of use that is not easily broken and has insufficient mechanical strength or the load problem caused by not having the power drive of a general industrial control stick.
[0002]
[Prior art]
There are three main types of joystick mechanisms in traditional desktop computers: a ball type, a cross-over type, and a double-sided type.
1. The ball type has a control stick that is operated by the user in its design method, and there is a friction ball at the bottom end of the control stick, which is activated by the friction method. If the friction force is insufficient, slipping occurs. There is a drawback that the response becomes slow.
2. The cross-cross type adopts a mechanical structure design, and when driving with high power is required, the mechanism is likely to break unless the thickness of the structure is increased. However, if the thickness is increased, it becomes heavier, which is inconvenient in operation, has a large frictional force, and is slow to respond.
3. The twin-co type lacks support for powerful mechanism means, and therefore cannot be driven using excessive mechanical force. If large power is used, eccentricity, idle rotation between gears, and mechanism breakage are caused. There is a risk of forming.
[0003]
Therefore, the above three kinds of traditional desktop computer joystick mechanisms are limited in application and cannot achieve industrial utility value in terms of good versatility, and need to be improved. is there.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In view of the above-mentioned drawbacks of the prior art, the present invention provides a kind of direct drive power joystick mechanism. The direct drive type power joystick mechanism of the present invention is a kind of non-singular direct drive type power joystick mechanism, so-called "non-singularity" indicates that there is no singularity, and a mechanism without singularity is the most preferable mechanism design. Yes, the singular point is the dead point, and the mechanism with the dead point becomes unstable when the dead point is encountered, and can cause dangerous situations such as collapse, catching, and discontinuity of movement. The present invention belongs to a non-singular mechanism, which is a very good mechanism design.
[0005]
The main object of the present invention is to provide a general-purpose direct drive power joystick mechanism that is applied to a direct drive by a large power source and a high speed and high load response system, so that a traditional joystick cannot withstand a large power drive. It is intended to effectively improve drawbacks in use such as easy tearing, insufficient mechanical strength, and excessive frictional force.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The invention of
A control rod is provided with a coordinate saddle at the bottom end, and there is a guide hole penetrating laterally at the center of this saddle. The guide hole penetrates the guide hole from the bottom to the upper center of the guide hole. A control hole, and a positioning hole whose axial direction is perpendicular to the axial direction of the guide hole at one side end of the saddle ,
First and second L-shaped rod means, each having a lateral wall and a vertical wall, the first and second L-shaped rod means jointly partition the control rod's saddle on the inside, and the first L-shaped rod means There is a hole seat having bearing means inside corresponding to the guide hole of the seat, and there is a hole seat having bearing means inside corresponding to the positioning hole of the collar seat on the vertical wall of the second L-shaped rod means. First and second L-shaped scissors means;
Two motors, which are provided with a position detection encoder, transmit the received coordinate information to the control device, cause the control device to control the rotation angle of the motor, and the second L-shaped rod The two motors attached to the lateral wall end side of the means, and connected to and driven by the vertical walls of the corresponding first L-shaped rod means and the lateral walls of the second L-shaped rod means, the rotation axes of the two motors;
The first and second interlocking means are inserted into the guide hole in the saddle at the bottom end of the control rod and positioned so as to protrude from the bearing hole in the lateral wall of the first L-shaped rod means. A portion corresponding to the hole has a perforation, and a screw part is inserted from below the center hole of the saddle to penetrate the perforation of the first interlocking means and is fixed to the center hole of the saddle. The second interlocking means has one end Is fixed in the positioning hole at the control rod side end, and the other end is positioned in the bearing hole of the vertical wall of the second L-shaped rod means with a shaft,
The position detection encoders of the two motors detect the amount of movement that occurs when the control stick is operated as described above, and the coordinate information is sent to the motor control device accurately and quickly. The presence / absence and rotation angle are controlled, thereby accurately controlling the rotation amount of the rotation shaft of the motor, the first and second L-shaped rod means are driven, and the auxiliary power is connected to the first and second L-shaped rod means. This is a direct drive power joystick mechanism that is provided to the control stick and allows the user to easily operate the control stick to achieve direct drive, high load, and high speed response.
According to a second aspect of the present invention, in the direct drive type power joystick mechanism according to the first aspect, a protective rod is provided on a peripheral side of the control rod and the two L-shaped rod means to form a protective function, and A direct drive type power joystick mechanism is provided, characterized in that a circular spout is provided at the upper end of the protective rod to project the upper end of the control rod and to limit the movement angle of the control rod.
According to a third aspect of the present invention, in the direct drive type power joystick mechanism according to the first aspect, the guide hole provided in the center of the saddle is a rectangular elliptical hole. Power joystick mechanism.
According to a fourth aspect of the present invention, in the direct drive power joystick mechanism according to the first aspect, the positioning hole of the saddle is a female screw hole, and the fixed end of the second interlocking means with the positioning hole is a threaded projection. It is a direct drive power joystick mechanism characterized by its body.
According to a fifth aspect of the present invention, in the direct drive type power joystick mechanism according to the first aspect, a portion of the center hole of the saddle located above the guide hole is a screw hole so that the screw part is located from below to above. The direct drive power joystick mechanism is used for fixing after passing through the perforation of the first interlocking means.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The direct drive power joystick mechanism of the present invention is
It is a control stick, a lateral capsule-shaped guide hole is provided in the center of the bottom edge scorpion, and there is a central hole communicating with the guide hole in the center part of the scorpion below the guide hole. The control stick having a positioning hole on the end side,
There are first and second L-shaped rod means, both of which divide the rod of the control rod inward, and there is a hole seat on the side wall of the first L-shaped rod means corresponding to the guide hole of the saddle and having bearing means inside. The first and second L-shaped scissors means having a hole seat on the vertical wall of the second L-shaped scissors means corresponding to the positioning hole of the scissors and having bearing means inside;
The two servo motors are equipped with a position detection encoder to receive the coordinate information directly and transmit it to the control device. The control device controls the rotation angle of the servo motor, and the rotation axes of the two servo motors are each of the first L type. The two servo motors fixed and driven on the vertical wall of the scissors means and the lateral wall of the second L-shaped scissors means;
The first interlocking means is inserted into the guide hole of the saddle at the bottom end of the control stick and is positioned so as to protrude from the bearing hole on the lateral wall of the first L-shaped saddle means, and a hole corresponding to the center hole of the saddle is drilled. The first interlocking means, wherein the screw part is inserted from below the center hole of the saddle and penetrates and fixed to the saddle,
The second interlocking means, wherein the second interlocking means is fixed in the positioning hole at the control rod side end, and the other end is positioned in the bearing hole of the vertical wall of the second L-shaped anchoring means. When,
As a result, the position detection encoder of the servo motor detects the amount of movement that occurs when the control stick is operated, and the coordinate information is sent to the servo motor control device accurately and quickly, thereby rotating the two servo motors. By controlling the joystick, the movement trajectory of the joystick can be controlled arbitrarily within the standard degree of freedom. By driving and interlocking the two L-shaped rod means, auxiliary power is provided to the control rod, and high moment of force, high speed To achieve driving by a highly responsive system.
[0008]
【Example】
1 and 2 are an exploded view of a part of the embodiment of the present invention and a combination plan structure display diagram thereof. The composition requirements of the present invention include: That is,
A control coordinate 1 is provided at the bottom end of the control stick 1 (that is, a joystick), and a capsule-shaped
First L-shaped scissors means 2A and second L-shaped scissors means 2B, each L-shaped scissors means 2A, 2B includes
The two
As shown in FIGS. 1, 2, and 5, the first interlocking means 4 is inserted into the
As shown in FIG. 1, the second interlocking means 5 is provided with a threaded convex body 50 (as shown in FIG. 2) inserted into the
A protective rod 7 (as shown in FIGS. 2 and 3), which divides the first and second L-shaped rod means 2A and 2B and the
It has.
[0009]
With these installations, the overall planar structure after assembly is as shown in FIG. 2, and the front and side structures are as shown in FIGS. In the overall mechanism of the present invention, when the
[0010]
The control method of the present invention is as follows.
one. First, when the
two. When the user operates the
three. If there is an angle perpendicular to the first and second L-shaped rod means 2A, 2B in the direction in which the user operates the
1. 14 is a right side view in which the
2. Similarly, FIGS. 16 and 17 are front views in which the user operates the
[0011]
【The invention's effect】
Therefore, as can be seen from the above description, according to the present invention, at the same time that the
[0012]
In particular, the above-described design mechanism of the present invention achieves an arbitrary trajectory segment within the design norm freedom, as well as no mechanism singularity, low friction, and high speed, high response that a direct drive joystick should have. It has a high frequency range motion feature. In addition, the design parts of this mechanism are simple and have a very high mechanical strength and the ability to withstand a very large load despite its low manufacturing costs. In general, the orthogonal joystick mechanism generates a singular point because the center point is fixed, but the mechanism of the present invention has a rectangular elliptical guide hole provided in the saddle of the joystick saddle. The singularity phenomenon is overcome by the screw parts that position the saddle, and an excellent mechanism with no singularity is achieved. The direct drive means a mechanism that does not use any reduction gear and is driven directly by a large power to achieve a high-speed response requirement. This mechanism is designed for direct drive, and the bearing means is used to support the heavy load drive of the motor, thereby receiving the direct drive and achieving the severe demands such as driving of large loads and high speed motion. However, it has extremely strong mechanical mechanism strength. Not only is this mechanism non-specific, it can withstand heavy loads, can achieve industrial-level requirements such as high-speed response, and the parts used are considerably simpler and the production cost is considerably lower. And assembly is easy. Further, the
[0013]
Taken together, such a design of the present invention has an inventive step and industrial utility value, and the structural features of the present invention have not yet been published or announced, and thus have novelty. It should be noted that the above embodiments do not limit the scope of the present invention, and any modification or alteration in detail that can be made based on the present invention shall belong to the claims of the present invention.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded view of an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a combined plan structure diagram of an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a state display diagram in the F direction of FIG. 2;
4 is a state display diagram in the R direction of FIG. 2;
5 is a cross-sectional structure diagram of FIG. 4;
FIG. 6 is a plan view showing a state where the control stick of the embodiment of the present invention is operated in the X direction.
7 is a state display diagram in the direction of arrow B in FIG. 6. FIG.
8 is a state display diagram in the direction of arrow C in FIG. 6. FIG.
FIG. 9 is an enlarged view of FIG. 6;
FIG. 10 is a plan view showing a state where the control stick of the embodiment of the present invention is operated in the Y direction.
11 is a state display diagram in the direction of arrow B in FIG.
12 is a state display diagram in the direction of arrow C in FIG.
13 is an enlarged view of FIG.
FIG. 14 is a state display diagram in which the control stick and the first and second L-shaped means of the embodiment of the present invention exhibit orthogonal angle directions.
FIG. 15 is a state display diagram in which the control stick and the first and second L-shaped stick means of the embodiment of the present invention exhibit orthogonal angle directions.
FIG. 16 is a state display diagram in which the control stick and the first and second L-shaped sticking means of the embodiment of the present invention exhibit orthogonal angle directions.
FIG. 17 is a state display diagram in which the control stick and the first and second L-shaped sticking means of the embodiment of the present invention exhibit orthogonal angular directions.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (5)
操縦桿とされ、底端に座標桿座が設けられ、この桿座の中心に横向きに貫通するガイド孔があり、ガイド孔の下方の中心部分に底よりガイド孔を貫通してガイド孔上方に至る中心孔があり、桿座の一側端に軸方向がガイド孔の軸方向と垂直な位置決め孔がある、上記操縦桿と、
第1、第2L形框手段とされ、それぞれ横壁と垂直壁を具え、第1、第2L形框手段が共同で操縦桿の桿座を内側に区画し、第1L形框手段の横壁に桿座のガイド孔に対応し内部に軸受手段を具えた孔座があり、第2L形框手段の垂直壁に桿座の位置決め孔に対応し内部に軸受手段を具えた孔座がある、上記第1及び第2L形框手段と、
二つのモータとされ、位置検出エンコーダを具えて受信した座標情報を制御装置に伝送し、制御装置にモータの回転角度を制御させ、第1L形框手段の垂直壁端側と、第2L形框手段の横壁端側に取り付けられ、二つのモータの回転軸が対応する第1L形框手段の垂直壁、第2L形框手段の横壁に連結し駆動する、上記二つのモータと、
第1、第2連動手段とされ、第1連動手段は操縦桿底端の桿座のガイド孔内に挿入され並びに第1L形框手段の横壁の軸受け孔より突出して位置決めされ、桿座の中心孔に対応する部分に穿孔を具え、ネジ部品が桿座の中心孔下方より挿入されて第1連動手段の該穿孔を貫通して桿座の中心孔に固定され、第2連動手段は、一端が操縦桿側端の位置決め孔内に固定され、もう一端が軸体を具えて第2L形框手段の垂直壁の軸受け孔内に位置決めされる、上記第1、第2連動手段と、
を具え、以上により操縦桿が操作される時に発生する移動量を二つのモータの位置検出エンコーダが検出して座標情報を正確に迅速にモータの制御装置に送り、これにより二つのモータの回転の有無と回転角度を制御し、これにより正確にモータの回転軸の回転量を制御し、第1、第2L形框手段を駆動し、補助動力を第1、第2L形框手段に連結された操縦桿に提供し、使用者の操縦桿操作を楽に行わせ、直接駆動、高負荷、高速呼応を達成する、直接駆動型動力ジョイスティック機構。In direct drive power joystick mechanism,
A control rod is provided with a coordinate saddle at the bottom end, and there is a guide hole penetrating laterally at the center of this saddle. The guide hole penetrates the guide hole from the bottom to the upper center of the guide hole. A control hole, and a positioning hole whose axial direction is perpendicular to the axial direction of the guide hole at one end of the saddle ,
First and second L-shaped rod means, each having a lateral wall and a vertical wall, the first and second L-shaped rod means jointly partition the control rod's saddle on the inside, and the first L-shaped rod means There is a hole seat having bearing means inside corresponding to the guide hole of the seat, and there is a hole seat having bearing means inside corresponding to the positioning hole of the collar seat on the vertical wall of the second L-shaped rod means. First and second L-shaped scissors means;
Two motors, which are provided with a position detection encoder, transmit the received coordinate information to the control device, cause the control device to control the rotation angle of the motor, and the second L-shaped rod The two motors attached to the lateral wall end side of the means, and connected to and driven by the vertical walls of the corresponding first L-shaped rod means and the lateral walls of the second L-shaped rod means, the rotation axes of the two motors;
The first interlocking means is inserted into the guide hole of the saddle at the bottom end of the control rod and positioned to protrude from the bearing hole on the lateral wall of the first L-shaped saddle means. A portion corresponding to the hole has a perforation, and a screw part is inserted from below the central hole of the saddle to penetrate the perforation of the first interlocking means and is fixed to the central hole of the saddle. The second interlocking means has one end Is fixed in the positioning hole at the control rod side end, and the other end is positioned in the bearing hole of the vertical wall of the second L-shaped rod means with a shaft,
The position detection encoders of the two motors detect the amount of movement that occurs when the control stick is operated as described above, and the coordinate information is sent to the motor control device accurately and quickly. The presence / absence and rotation angle are controlled, thereby accurately controlling the rotation amount of the rotation shaft of the motor, the first and second L-shaped rod means are driven, and the auxiliary power is connected to the first and second L-shaped rod means. A direct-drive power joystick mechanism that is provided to the control stick so that the user can easily control the control stick to achieve direct drive, high load, and high speed response.
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