JPH02501697A - 遠隔制御信号の送受信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 遠隔制御信号の送受信システム 発明の技術分野 本発明は電気信号送信システムに関するものであり、より詳しくは、遠隔制御信 号の送信及び受信のためのシステムに関するものである。

従来の技術 無線周波数帯（ｒａｄｉｏ　ｃｈａｎｎｅｌ）は現在では無線制御のため幅広く 使用されている。

従来の技術として知られているものとして、タイプＦＳＧ　２５００無線制御装 置（Ｇ１１ｒｃｋａｕｆ”、　ＮＯ８，１９６７、Ｋ、　Ｗｅｂｅｒ　ｅｔ　ａ ｌ。

’Ｐｏｒｔａｂｌｅ　５ｔａｔｉｏｎ　ｆｏｒ　Ｒｅｍｏｔｏ　Ｃｏｎｔｒｏｌ 　ｏｆ　Ｍｉｎｉｎｇ　Ｍａｃｈｉｎｅｒｙｖｉａ　Ｒａｄｉｏ”ｐ１６〜２１ ）があり、この装置は携帯制御盤と受信アンテナ、無線受信器、デコーダ、及び 鉱山機械に取り付けられた駆動リレーとから構成されている。

この従来技術の装置は次のような欠点がある。即ち、無線周波数帯（ｒａｄｉｏ 　ｃｈａｎｎｅｌ）は電力ネットワーク、スターター、制御装置、溶接器等から 出る電磁波ノイズの影響を受け易い。

かかる公知の装置の操作は無線波の伝達に依存しており、かつ該無線波は金属構 造物及びその他の電気的導電物体によりスリーンされる。

このことは無線システム（ｒａｄｉｏ　ｓｙｓｔｅｍ）が作業場、トンネル或は 鉱山の内で使用される場合に特に顕著である。

又携帯用制御ユニットの送信アンテナが保護用ヘルメットに取り付けられる場合 、無線波は人間の生体組織に悪影響を与えることとなる。

無線波の伝達に関する好ましい条件のもとでは、装置は操作員に１重大な危険と なるであろう制御される物体の動作領域における状態を目で監視することなしに 数１００ｍはなれた場所で制御されうる。

線遠隔制御のため幅広く応用されうろことが見出されて来ている。

本発明と技術的要素において最も近い従来例として赤外線放射手段により遠隔制 御のための信号を送信しかつ受信するシステムがフランス特許（ＰＲ，Ｂ）第２ ．３３７．３８６に示されている。

この従来のシステムは制御装置（ｃｏｎｔｒｏｌｓ）の位置に関する情報を制御 信号や変換すること及び該信号を送信することを目的としている携帯用制御盤を 含んでいる。

又このシステムは、制御される対象物上に設けられるのに適合せしめられた以下 のユニットを含んでいる。即ち、制御信号受信器、その入力が該制御信号受信器 の出力に接続されているタイミングパルス選択器、パルス発生器、そのゼロセッ ト用入力が該タイミングパルス選択器の出力と該パルス発生器のゼロセット入力 に接続されて又その出力はパルス分配器のタイミング入力と接続されているパル ス分配器、そのタイミング入力が、パルス分配器の出力と電気的に接続され、一 方その出力は励起要素ユニットの入力と接続されている記憶ユニットとから構成 されており更にデータ入力は制御信号受信器の出力と接続されている。

この公知技術のシステムは、赤外線通信周波数帯を有する携帯用制御盤を装備し ている。

赤外線通信周波数帯は無線領域において電磁波の影響は受けず、概して制御は制 御される物体が直接視覚しつる範囲内においてのみ可能であり又一般的な導電物 体は赤外線放射においては何の効果も有していない。

赤外線放射は人間の生体組織に危険な影響を与えるものではない。

かかる公知例におけるシステムは安価であり又技術的にはより進歩しているが然 しながらそれはある欠点を有する赤外線通信周波数帯であった。

つまり、赤外線放射は直線に沿って伝達され、多種の物体の表面によって反射さ れる。

この反射係数（ｒｅｆｌｃｔｉｏｎ　ｆａｃｔｏｒ）は一般的には表面物質によ って０．１〜０．６の範囲となっている。これに加えて、赤外線放射は煙や空気 中に浮遊しているごみやちりにより散乱される。従って、赤外線放射受信器は通 常直線状と散乱された放射を受信する。

部屋、作業場、トンネル等、の閉鎖された空間においては、散乱或は反射された 放射の部分が大きく、そのため３〜６ｍの距離において、操作員は遠隔制御盤か らの放射器の配置とは無関係に制御を実行しうる。

かかる盤（ｄｅｓｋ）と制御される物体の間の距離がより大きいと（最大１０〜 ２０ｍ）反射されたフラックス（ｆｌｕｘ）の部分は低下し、一方自由空間にお いては、赤外光線の反射は存在しないので、従って操作員は携帯用盤を制御され る物体に向けて配置しなければならない。

安全規則は、無線遠隔制御システムは制御される物体は通信周波数帯が非動作と なったらすぐスイッチオフされるように設計されることを要求している。

このように、通信が回復した時にはシステムは再スタートされなければならない 。操作の工程において、操作員はうっかり制御領域から外に出ることもあるし或 は時々は直線状の放射フラックスが、反射信号が非常に弱いか或は全くない間に 、受信器に到達しないような位置に立つこともありうる。

このような場合には、制御されている物体は自動的にスイッチオフとなる。

このようなことは、制御される物体のスターターや機構を早期に摩耗せしめるこ とになり、つまり機能的な信頼性が低下することになる。

このように、従来のシステムは、通常の非常時ではない状態において制御される 物体のランダムな操作員の予期しない遮断に基因した機能的な信頼性が低いとい う特質があった。

発明の要約 本発明の主な目的は通信チャネルの滅失による予期せざる制御される物体の遮断 を除去し、それによって遠隔制御信号の通信及び受信のためのシステムにおける 機能の信頼性を改良しうる遠隔制御信号の送信及び受信のためのシステムを提供 するものである。

本発明の目的は、遠隔制御信号の送信及び受信のためのシステムを以下のように 構成することによって達成しうる。即ち 当該システムは、制御機構の位置に関する情報を命令信号に変換しそして該信号 を制御される物体に送信することを目的とする携帯用の制御盤、制御信号受信器 、その入力が制御信号受信器の出力に接続されているタイミングパルス選択器、 パルス発生器、そのゼロセット入力（Ｚｅｒｏ　ｓｅｔｔｉｎｇ　１ｎｐｕｔ） が該タイミングパルス選択器の出力に接続されるとともに又その出力がパルス分 配器のタイミング入力に接続されているパルス発生器のゼロセット装置の入力に 接続されているパルス分配器、その出力が制御物体の制御回路に接続されている 励起要素のユニット、そのタイミング入力はパルス分配器の出力と電気的に接続 された記憶ユニット、又その出力は該励起要素ユニットの入力に接続され一方デ ータ入力は制御信号受信器の出力と接続されているように構成されている。を含 む制御される物体に取り付けられるのに適合したユニット、そして本発明によれ ば、当該システムは制御される物体に取り付けられるべき以下の装置を含んでい る。即ちそのゼロセット入力がタイミングパルス選択器の出力に接続され、一方 その相補入力はパルス分配器の１つの出力と接続されているパルスカウンター、 その入力がパルスカウンターの出力と接続され、一方その出力は記憶ユニットの ゼロセット入力と接続されている遅延要素、その入力がパルスカウンターの出力 と接続されている信号ユニット、その入力がパルス分配器の出力と接続され一方 その出力が記憶ユニットの対応するタイミング入力と接続されているスイッチユ ニットであって該スイッチングユニットの制御入力はパルスカウンターの出力と 接続されているスイッチユニットとを含むものである。

本発明は遠隔制御信号の送信及び受信システムにおける突然の断絶（ｄ　１ｓｃ ｏｎｎｅｃｔ　１ｏｎ）を除去することを可能とし、それによってスターターや 電気機械的駆動における摩耗を減少することを可能とする。

これに加えて、操作員の労働条件も改良される。

図面の簡単な説明 本発明は添付の図面を参照しながら実施例の形で更に説明される。

第１図は本発明に係る遠隔制御信号の送信及び受信のためのシステムに関するブ ロックダイアダラムを示す図である。

第２図は本発明に係る携帯用制御板の機能ダイアダラムを示す図である。

第３図は本発明に係る制御信号受信器の機能ダイアダラムを示す図である。

第４図は本発明に係るパルス発生器についての概略ダイアダラムを示す図である 。

第５図は本発明に係る信号ユニットについての概略ダイアダラムを示す図である 。

本発明の最適な具体例 遠隔制御信号の送信及び受信システムは制御機構の位置に関する情報を命令信号 に変換するために用いられ又該変換信号を制御物体に送信するために使用される 携帯用制御盤（ｄｅｓｋ）１　（第１図参照）、制御信号受信器２を含む制御さ れる物体に取り付けられるに適合しているユニット、タイミングパルス選択器３ 、パルス発生器４、及び以下の直列に接続された要素とを含むものである。即ち 該直列接続された要素は出力を有するパルス分配器５、スイッチユニット６、記 憶ユニツ）　（ｒｅｇｉｓｔｅｒ　ｕｎｉｔ）　７、励起要素を有するユニット ８、とからなっており、又該ユニット８の出力は制御される物体（第１図には示 されていない）に接続されている。

パルス発生器４のゼロセット入力はタイミングパルス選択器３の出力と接続され 又その出力はパルス分配器５のクロック入力に接続されている。

該遠隔制御信号の送信及び受信のためのシステムは又制御される物体に取り付け られるに適した以下のユニットを含んでいる。即ち、パルスカウンター９、その 入力がパルスカウンター９の出力と接続された遅延要素１０、その入力がパルス カウンター９の出力と接続された信号ユニット１１等のユニットである。

パルスカウンター９のゼロセット入力はタイミングパルス選択器３の出力と接続 され一方該カウンター９の相補入力はパルス分配器５の出力の１つと接続されて いる。又該遅延要素１０の出力は記憶ユニット７のゼロセット入力に接続されて いる。

スイッチユニットの制御入力はパルスカウンター９の出力と接続されている。

記憶ユニット７のタイミング入力はスイッチユニット６の個々の出力と接続され 、一方データ入力は制御信号受信器２の出力と接続されている。

パルス選択器３は、パルスの上昇前￥ｔ（ｌｅａｄｉｎｇ　ｅｄｇｅ）を遅延さ せる遅延ユニットの形式に作られており、コンデンサ１２と抵抗１３とを含んで いる。

抵抗１３の出力には、ダイオード１４が接続され、そのダイオードのアノードは 抵抗１３とコンデンサ１２との接合部に接続されている。

スイッチユニット６は、各抵抗の第１の出力が分配器５の各々の出力と接続され ている抵抗１５．、１５２．・・・１５．、とトランジスタ１６とトランジスタ １６のコレクタと接続されているカソードをもったダイオード１７．、１７２． ・・・１７ｈとを含んでおり、かつ各ダイオード１７．．４７．、・・・１７ｈ のアノードは各々の抵抗１５、、１５．、・・・１５．、の第２の出力と接続さ れている。

トランジスタ１６のエミッタは共通バスに接続され、一方スイッチユニット６の 制御入力である該トラン・ジスタ１６のベースはパルス分配器９の相補入力（ｃ ｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ　１ｎｐｕｔ）と接続されている。

記憶ユニット７は遂時記録記憶器（ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ　ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ ｒｅｇｉｓｔｅｒ）ＩＬ、　ｔｏ２．−−−１ａａを含んでいる。該記憶器１ｇ 、、　１８□。

・・・１８．、のタイミング入力はスイッチユニットの個々の出力に接続されて いる。該記憶器１８．．１８２．・・・１８．、のデータ入力は制御信号受信器 ２の出力と接続されている記憶器７のデータ入力と全て接続されている。

又該記憶器１８．．１８□、・・・１８．、のゼロセット入力は全て遅延要素１ ０の出力と接続された記憶器７のゼロセット入力と接続されている。

励起要素のユニット８はリレー１９．、１９２．・・・１９゜を含んでおり、そ のいくつかの巻線リード（ｗｉｎｄｉｎｇｌｅａｄｓ）は全て電力供給ユニット の端子（図示せず）に接続されており、又それぞれのコレクタが個々のリレー１ ９．、１９□、・・・１９．、の他の巻線のリードと接続しているトランジスタ ２０．、２０２．・・・２０．を含んでいる。

各トランジスタ２０．．２０２．・−・２０．、のベースは個々の抵抗２１１゜ ２１２、・・・２１ゎを介して記憶ユニット７の適当な出力と接続されている。

リレー１９１．１９ｇ、・・・１９．、のコンタクト２２．、２２□、・・・２ ２、、は制御される物体（図示せず）の制御回路２３．、２３２．・・・２３、 と接続されている。

遅延要素１０はコンデンサ２４と抵抗２５を含んでいる。矢印Ａは赤外線放射の 方向を示し、矢印Ｂは音波の伝搬方向を示している。

携帯用制御盤１は制御器２６（第２図）、その入力が該制御器２６の出力と接続 されたコーダー２７、放射器２８、トランジスタ３０と抵抗３１をスイッチング させるスイッチ２９とから構成されている。

抵抗３１の一方の端子はトランジスタ３０のベースに接続され一方その他方の端 子はコーダー２７の出力と接続されている。

トランジスタ３０のエミッタは共通バスに接続されており、一方そのコレクタは 放射器２８に接続されている。

携帯用制御盤１は又放射器２８に接続されたバッテリー３２、該放射器２８と接 続されたしきい値装置３３、該放射器２８と接続された表示器３４、トランジス タ３６と抵抗３７とをスイッチングするスイッチ３５とを含んでいる。

抵抗３７（７）一方の端子はトランジスタ３６のベースに接続されるとともに、 その抵抗の、他の端子はしきい値装置３３の出力に接続されている。トランジス タ３６のエミッタは共通バスに接続され、一方そのコレクタは表示器３４と接続 されている。

放射器２８に減衰抵抗３８の一端子が接続されており、その抵抗の他の端子は端 子３９と接続されていて、該端子は又アノードが共通バスに接続されたチェチー ダイオード４００カソードに接続されている。

制御信号受信器２は以下の直列に接続された要素を含んでいる。即ち、光電受信 器（ｐｈｏｔｏ　ｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｒｅｃｅｉｖｅｒ）４０第３図）、バンド パスフィルター４２、減衰器（ａｌｌｅｎｕａｔｏｒ）　４３、増幅器４４及び 振幅検出器４５から構成されている。増幅器４４の出力はフィードバック回路を 介して減衰器４３の入力に接続されている。振幅検出器４５はダイオード４７を 含んでおり、かつ該ダイオードのアノードは増幅器４４の出力と接続しており又 コンデンサ４８はその一方の端子はダイオード４７のカソードと接続され、又他 端は共通バスと接続している。

パルス発生器４は水晶制御共振器（ｑｕａｒｔｚ−ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｒｅｓ ｏｎａｔｏｒ）４９　（第４図）、周波数分割器５０、抵抗５１．５２、とから なり、該抵抗のいくつかの端子は全て周波数分割器５０に接続されている。抵抗 ５１の第２の端子は共振器４９及び周波数分割器５０に接続されている。又抵抗 ５２の第２の端子は水晶制御共振器４９とコンデンサ５３とに接続されている。

信号ユニット１１は直列に接続されたＮＡＮＤ要素５４．５５．５６（第５図） 、増幅器５７、音響放射器５８とから構成されている。

ＮＡＮＯ要素５６の出力は抵抗５９と介してＮＡＮＤ要素５４の入力に接続され ており又抵抗５９とコンデンサ６０を介してこのＮＡＮＤ要素５６の入力にも接 続されている。

かかる遠隔制御信号の送信と受信のためのシステムの動作は以下のとおりである 。

赤外線周波数スペクトルはノイズにより影響を受けないので、制御信号の単純な 時分割の使用が可能である。タイミング入力は例えば４８ｍ５の均等な時間間隔 で発生される。タイミングパルスの間のギャップにおいて、制御パルス（２２コ マンド）を存在せしめられ、そのそれぞれのパルスは例えば１ｍｓの幅を有して いる。

２２図の位置の１つにおいて制御パルスが現われることは要求されたコマンド（ 命令）が送られたと云う事実を表示する。

このコマンドは、もし個々の制御パルスが遂時的に、２−４シリーズ（ｔｗｏ− ｔｏ　ｆｏｕｒ　５ｅｒｉｅｓ）において確認されるならば受信の終端で処理さ れる。

これは制御信号送信における信頼性を向上する。

通信チャネルにおいて、携帯用制御盤１　（第１図）の放射は制御信号受信器２ によって受信される。該携帯用制御盤１は赤外縁周′波数帯上に変調された制御 パルスの列を形成するのに使用される。制御パルスは制御パルスの間隔よりもず っと長い間隔を有するタイミングパルスによって分離される。

受信器２によって変調され又タイミングパルス選択器６によって分離された第１ のタイミングパルスはパルス分配器５パルスカウンター６とをリセットし又パル ス発生器４をスイッチオフする。

パルス発生器４とパルス分配器５はタイミングパルスが終了するとすぐ動作を開 始する。

このように、パルス分配器のシステムの終了についての送信と受信の周期的な同 期が実効される。パルス分配器５の動作工程において、信号は出力の１つから取 り出され、“１”がパルスカウンター９に記憶されるがこの信号の後に続くタイ ミングパルスはカウンター９をリセットする。

パルスカウンター９の出力から出るゼロ信号はスイッチングユニット６０制御入 力に印加される。この場合、ユニット６のスイッチは導電性を維持し分配器５の 出力パルスが、受信器２の出力から出るパルスの列を受信するデータ入力をもつ 記憶ユニット７のタイミング入力へ通過させることを許容する。

コマンドはスイッチユニット７のそれぞれの抵抗１８．、　ＩＬ。

・−・１８．に記録され、該ユニットにおいてタイミング入力とデータ入力はパ ルス分配器の出力から出るパルス及び制御信号受信器２からのパルスとを個々に 供給される。コマンドが記憶されている抵抗１８．、１８□、・・・１８ｎの出 力からの論理“１”の信号はそのコンタク）２２．、２２２．・・・２２．が制 御される物体の個々の励起機構の制御回路を閉鎖する励起要素のユニット８の個 々のリレー１９．、１９２．・・・１９．、の動作を開始させる。

もしこの携帯用制御盤１の直線状放射が受信器２に到達しない時、及び反射信号 が弱いか或は存在しない時、即ち通信チャネルが消失している時には、パルスカ ウンター９はリセットされない。パルス分配器５の次の動作サイクルの間、パル スカウンター９の出力に“１”の信号が記憶されている。

これは信号ユニット１１をスイッチオンすることになり操作員に対しチャネルが 切れていることを警告し、又ユニット６上のスイッチの接触を断つことになる。

このことは記憶ユニット７におけるデータの貯蓄を行うことになる。

もし操作員が３〜４秒に等しい要素１０の遅延時間の間に通信チャネルの回復を 行われなかった場合、要素１０の出力信号は記憶ユニット７の全てのレジスター １８１．１８２．・・・１８．、をリセットしそれによって制御される物体はス イッチオフとされる。

もし通信チャネルが３〜４秒の間に回復した時には、最初に受信したタイミング パルスがカウンタ９をリセットしそしてこのカウンタ９の出力信号は信号ユニッ ト１１をスイッチオンし、ユニット６のスイッチを導通させ操作員に制御される 物体の制御を継続させることを可能とする。

このように操作員にとっての突然の又予期せざる通信チャネルの断絶と同時に生 ずる制御される物体の非接続化即ち作動停止は除去され、又これによって遠隔制 御信号の送信及び受信のためのシステムにおける機能的信頼性が向上する。

本発明におけるシステムは、通信チャネルを介して送られるコマンドの送信を機 能的にモニターすることを提供し又要求される中断の補修期間の間に通信チャネ ルを遮断する場合のコマンドの処理を提供するものであり、これによって制御の 信頼性も向上する。

更に、本発明のシステムは、電力回路、スタート装置及び電気的溶接装置等から の電磁気的ノイズの影響を受けることはない。

本発明に使用されるデータ通信チャネルは、制御が制御される物体の直接的に目 視しうる範囲内で実行されるものであるので安全性は著しく向上する。

本発明の基本である赤外線放射は人間の生体組織に対しては悪影響は与えない。

又本発明の遠隔制御信号の送受信システムは技術的に有用である。

又本発明は目視しつる範囲内での移動物体を制御するための無線遠隔制御システ ムに使用されうる。

７・・・記憶ユニット、　８・・・励起ユニット、９・−・パルスカウンター、 １０・・・遅延要素、１１・・・信号ユニット。

ＦＩＩ２．．３ 国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．制御機構の位置に関する情報を命令信号に変換し、そして該信号を制御され る物体に送信するために使用される携帯用の制御盤、制御信号受信器（２）、そ の入力が制御信号受信器（２）の出力に接続されているタイミングパルス選択器 （３）、パルス発生器（４）、そのゼロセット入力が該タイミングパルス選択器 （３）の出力に接続されるとともに又その出力がパルス分配器（５）のクロック 入力に接続されているパルス発生器（４）のゼロセット装置の入力に接続されて いるパルス分配器（５）、その出力が制御物体の制御回路（２３１，２３２，… ２３ｎ）に接続されている励起要素のユニット（８）、そのタイミング入力はパ ルス分配器（５）の出力と電気的に接続され、その出力は該励起要素ユニット（ ８）の入力に接続され一方そのデータ入力は制御信号受信器（２）の出力と接続 されている記憶ユニット（７）とを含む制御される物体に取り付けられるのに適 合したユニットから構成される遠隔制御信号の送信及び受信のためのシステムで あって、当該システムは更にそのゼロセット入力がタイミングパルス選択器（３ ）の出力に接続され、一方その相補入力はパルス分配器（５）の１つの出力と接 続されているパルスカウンター（９）、その入力がパルスカウンター（９）の出 力と接続され、一方その出力は記憶ユニット（７）のゼロセット入力と接続され ている遅延要素（１０）、その入力がパルスカウンター（９）の出力と接続され ている信号ユニット（１１）、その入力がパルス分配器（５）の出力と接続とさ れ、一方その出力が記憶ユニット（７）の個々のタイミング入力と接続されてい るスイッチユニット（６）、を含んでおりかつスイッチングユニット（６）の制 御入力はパルスカウンター（９）の出力と接続されているスイッチングユニット とを含むものである制御される物体に取り付けられるべき装置を含んでいること を特徴とする遠隔制御信号の送信及び受信のためのシステム。