JPH05209891A - 慣性センサ - Google Patents
慣性センサInfo
- Publication number
- JPH05209891A JPH05209891A JP3299410A JP29941091A JPH05209891A JP H05209891 A JPH05209891 A JP H05209891A JP 3299410 A JP3299410 A JP 3299410A JP 29941091 A JP29941091 A JP 29941091A JP H05209891 A JPH05209891 A JP H05209891A
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- Japan
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- mass body
- pickup
- pendulum
- acceleration
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- Withdrawn
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Abstract
(57)【要約】
【目的】慣性航法用装置における角速度検出と加速度検
出の機能を併せ持った慣性センサを提供することにあ
る。 【構成】振子を形成する質量体１，ワイヤ２と、この振
子の振動励振機構４と、ピックアップセンサおよびリバ
ランスを兼用するピックアップ／リバランス機構６と、
電子制御回路７とから構成され、振子１の振動運動の慣
性特性を利用して慣性センサに加わる角速度，加速度の
両方を検出する。
出の機能を併せ持った慣性センサを提供することにあ
る。 【構成】振子を形成する質量体１，ワイヤ２と、この振
子の振動励振機構４と、ピックアップセンサおよびリバ
ランスを兼用するピックアップ／リバランス機構６と、
電子制御回路７とから構成され、振子１の振動運動の慣
性特性を利用して慣性センサに加わる角速度，加速度の
両方を検出する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は人工衛星・航空機などの
航行体に搭載され、航行体の姿勢および位置を求める慣
性航法に使用される慣性センサに関する。
航行体に搭載され、航行体の姿勢および位置を求める慣
性航法に使用される慣性センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の慣性航法に使用される慣
性センサとしては、ジャイロスコープと加速度計とが使
用される。前者の姿勢角速度を計測するタイプのジャイ
ロスコープでは、角速度データを計算機で積分すること
によって姿勢角が求められる。一方、加速度計は航行体
に加えられる外力に起因する加速度を計測し、これを計
算機で積分することによって速度変化を算出し、この速
度変化をさらに積分することによって位置の変化を求め
ている。このように従来の慣性センサは、航行体の姿勢
変化と位置の変化を知るために、ジャイロスコープと加
速度計とを組み合わせて使用されてきた。
性センサとしては、ジャイロスコープと加速度計とが使
用される。前者の姿勢角速度を計測するタイプのジャイ
ロスコープでは、角速度データを計算機で積分すること
によって姿勢角が求められる。一方、加速度計は航行体
に加えられる外力に起因する加速度を計測し、これを計
算機で積分することによって速度変化を算出し、この速
度変化をさらに積分することによって位置の変化を求め
ている。このように従来の慣性センサは、航行体の姿勢
変化と位置の変化を知るために、ジャイロスコープと加
速度計とを組み合わせて使用されてきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の慣性セ
ンサは、航行体の姿勢角、または姿勢角速度を計測する
ためにジャイロスコープと加速度計とを組み合わせて使
用しているので、これらを使用した従来の慣性航法装置
は大きく、重く、またコスト増となる欠点を有してい
た。
ンサは、航行体の姿勢角、または姿勢角速度を計測する
ためにジャイロスコープと加速度計とを組み合わせて使
用しているので、これらを使用した従来の慣性航法装置
は大きく、重く、またコスト増となる欠点を有してい
た。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の慣性センサは、
振子を形成するワイヤで２方向から支持された質量体
と、この振子に振動運動を付与する振動励起機構と、こ
の質量体の振動面を検出するとともにこの振動面を正規
の位置に戻すピックアップ／リバランス機構と、このピ
ックアップ／リバランス機構からの検出電流とトルカ電
流とを入出力する電子制御回路とを有する。
振子を形成するワイヤで２方向から支持された質量体
と、この振子に振動運動を付与する振動励起機構と、こ
の質量体の振動面を検出するとともにこの振動面を正規
の位置に戻すピックアップ／リバランス機構と、このピ
ックアップ／リバランス機構からの検出電流とトルカ電
流とを入出力する電子制御回路とを有する。
【０００５】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。図１は本発明の一実施例を示す慣性センサの破断面
図を有する斜視図、図２は本実施例の装置が回転してい
る状態における角速度検出の原理説明図、図３は本実施
例の装置が外部加速度を受けている状態における加速度
検出の原理説明図である。すなわち、本実施例では従来
例のジャイロスコープによる角速度検出の代りに、図２
で説明する方式により角度検出を行っている。
る。図１は本発明の一実施例を示す慣性センサの破断面
図を有する斜視図、図２は本実施例の装置が回転してい
る状態における角速度検出の原理説明図、図３は本実施
例の装置が外部加速度を受けている状態における加速度
検出の原理説明図である。すなわち、本実施例では従来
例のジャイロスコープによる角速度検出の代りに、図２
で説明する方式により角度検出を行っている。
【０００６】図１において、質量体１は２本のワイヤ２
によって支持され、２本のワイヤ２の他端は、それぞれ
本装置のケース３に固定されている。質量体１とワイヤ
２とは振子を形成しており、振動励起機構４によって励
振される。装置が慣性空間に対して静止している場合
に、平面５の中で振子運動を行なう。ピックアップ／リ
バランス機構６は、装置が回転、あるいは加速度運動を
している時の質量体１の振動面の平面５からのずれを検
出し、平面５の中に戻す動作を行う。電子制御回路７は
振動励起機構４、ピックアップ／リバランス機械６を駆
動する電気信号を出力する。又、矢印８，９，１０は装
置の基準軸である。
によって支持され、２本のワイヤ２の他端は、それぞれ
本装置のケース３に固定されている。質量体１とワイヤ
２とは振子を形成しており、振動励起機構４によって励
振される。装置が慣性空間に対して静止している場合
に、平面５の中で振子運動を行なう。ピックアップ／リ
バランス機構６は、装置が回転、あるいは加速度運動を
している時の質量体１の振動面の平面５からのずれを検
出し、平面５の中に戻す動作を行う。電子制御回路７は
振動励起機構４、ピックアップ／リバランス機械６を駆
動する電気信号を出力する。又、矢印８，９，１０は装
置の基準軸である。
【０００７】次に本実施例の角度検出の動作を図２によ
り説明する。なお、図２は本装置の回転基準軸８の方向
から見た図である。本装置のケース３が基準軸８のまわ
りに回転している時に、振子となる質量体１は、その慣
性運動によって平面５からずれ別の平面５Ａ内で振動し
ようとする。このずれはピックアップセンサ１１Ａ〜Ｄ
によって検出される。ピックアップサ１１Ａ〜１１Ｄの
信号レベルをそれぞれレベルＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄとすると、
Ａ−Ｂ＋Ｃ−Ｄ／４によって振動面５Ａの平面５からの
偏角θが計測される。逆にリバランス回路によって偏角
θが０、すなわち、Ａ＝Ｂ，Ｃ＝Ｄとなる様にトルカ電
流を流すと、トルカ電流の値（ＩＡ，ＩＢ，ＩＣ，Ｉ
Ｄ）から基準軸８のまわりの角速度を知ることができ
る。また、本装置が基準軸９の方向に力を受けた場合に
は、図３に示す様に、質量体１は平面５に平行な平面５
Ｂ内で振動しようとする。この変位はピックアップセン
サ１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄの信号レベルＡ，
Ｂ，Ｃ，Ｄとすると、Ａ−Ｂ−Ｃ＋Ｄ／４によって加速
度の大きさが計測される。リバランス回路によってこの
変位を０とする様にトルカ電流を流すとトルカ電流の値
（ＩＡ，ＩＢ，ＩＣ，ＩＤ）から基準軸９の方向の加速
度の大きさを知ることができる。実際的には、信号レベ
ルＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄは角速度と加速度の合成値として検出
されるので、リバランスをとって０とすべき角速度Ｉ１
と加速度Ｉ２の値はトルカ電流の計測値ＩＡ，ＩＢ，Ｉ
Ｃ，ＩＤから、次式で演算される。
り説明する。なお、図２は本装置の回転基準軸８の方向
から見た図である。本装置のケース３が基準軸８のまわ
りに回転している時に、振子となる質量体１は、その慣
性運動によって平面５からずれ別の平面５Ａ内で振動し
ようとする。このずれはピックアップセンサ１１Ａ〜Ｄ
によって検出される。ピックアップサ１１Ａ〜１１Ｄの
信号レベルをそれぞれレベルＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄとすると、
Ａ−Ｂ＋Ｃ−Ｄ／４によって振動面５Ａの平面５からの
偏角θが計測される。逆にリバランス回路によって偏角
θが０、すなわち、Ａ＝Ｂ，Ｃ＝Ｄとなる様にトルカ電
流を流すと、トルカ電流の値（ＩＡ，ＩＢ，ＩＣ，Ｉ
Ｄ）から基準軸８のまわりの角速度を知ることができ
る。また、本装置が基準軸９の方向に力を受けた場合に
は、図３に示す様に、質量体１は平面５に平行な平面５
Ｂ内で振動しようとする。この変位はピックアップセン
サ１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄの信号レベルＡ，
Ｂ，Ｃ，Ｄとすると、Ａ−Ｂ−Ｃ＋Ｄ／４によって加速
度の大きさが計測される。リバランス回路によってこの
変位を０とする様にトルカ電流を流すとトルカ電流の値
（ＩＡ，ＩＢ，ＩＣ，ＩＤ）から基準軸９の方向の加速
度の大きさを知ることができる。実際的には、信号レベ
ルＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄは角速度と加速度の合成値として検出
されるので、リバランスをとって０とすべき角速度Ｉ１
と加速度Ｉ２の値はトルカ電流の計測値ＩＡ，ＩＢ，Ｉ
Ｃ，ＩＤから、次式で演算される。
【０００８】Ｉ１＝（ＩＡ−ＩＢ＋ＩＣ−ＩＤ）／４ Ｉ２＝（ＩＡ−ＩＢ−ＩＣ＋ＩＤ）／４ すなわち、Ｉ１は基準軸８のまわりの角速度を示し、Ｉ
２は基準軸９の方向の加速度を示している。
２は基準軸９の方向の加速度を示している。
【０００９】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、振子の質
量体、振動励振機構、ピックアップ／リバランス機構、
電子制御回路を備えることにより、慣性センサの角速
度、加速度の両方を一つの装置で計測できるので、軽
量、低電力、低コストで実現できるという効果がある。
量体、振動励振機構、ピックアップ／リバランス機構、
電子制御回路を備えることにより、慣性センサの角速
度、加速度の両方を一つの装置で計測できるので、軽
量、低電力、低コストで実現できるという効果がある。
【図１】本発明の一実施例の一部破断面を含む斜視図で
ある。
ある。
【図２】本実施例の原理説明図である。
【図３】本実施例の原理説明図である。
１ 質量体 ２ ワイヤ ３ ケース ４ 振動励振機構 ５，５Ａ，５Ｂ 振動平面 ６ ピックアップ／リバランス機構 ７ 電子制御回路 ８，９，１０ 装置の基準軸 １１Ａ〜１１Ｄ ピックアップセンサ
Claims (2)
- 【請求項１】 振子を形成するワイヤで２方向から支持
された質量体と、この振子に振動運動を付与する振動励
起機構と、この質量体の振動面を検出するとともにこの
振動面を正規の位置に戻すピックアップ／リバランス機
構と、このピックアップ／リバランス機構からの検出電
流とトルカ電流とを入出力する電子制御回路とを有する
ことを特徴とする慣性センサ。 - 【請求項２】 前記ピックアップ／リバランス機構が前
記質量体の振子としての振動面をはさんで２対のピック
アップセンサから構成されていることを特徴とする請求
項１記載の慣性センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3299410A JPH05209891A (ja) | 1991-11-15 | 1991-11-15 | 慣性センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3299410A JPH05209891A (ja) | 1991-11-15 | 1991-11-15 | 慣性センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05209891A true JPH05209891A (ja) | 1993-08-20 |
Family
ID=17872204
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3299410A Withdrawn JPH05209891A (ja) | 1991-11-15 | 1991-11-15 | 慣性センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05209891A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103112475A (zh) * | 2013-01-21 | 2013-05-22 | 中国神华能源股份有限公司 | 用于推车机的震颤检测装置和推车机 |
-
1991
- 1991-11-15 JP JP3299410A patent/JPH05209891A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103112475A (zh) * | 2013-01-21 | 2013-05-22 | 中国神华能源股份有限公司 | 用于推车机的震颤检测装置和推车机 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990204 |