JPH06289041A - Angular velocity sensor - Google Patents

Angular velocity sensor

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Publication number
JPH06289041A
JPH06289041A JP11086793A JP11086793A JPH06289041A JP H06289041 A JPH06289041 A JP H06289041A JP 11086793 A JP11086793 A JP 11086793A JP 11086793 A JP11086793 A JP 11086793A JP H06289041 A JPH06289041 A JP H06289041A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
angular velocity
detection
sensor
detection pattern
rotating
Prior art date
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Pending
Application number
JP11086793A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masaru Ando
勝 安道
Tsutomu Kubota
勉 久保田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Keyence Corp
Original Assignee
Keyence Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Keyence Corp filed Critical Keyence Corp
Priority to JP11086793A priority Critical patent/JPH06289041A/en
Publication of JPH06289041A publication Critical patent/JPH06289041A/en
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Abstract

PURPOSE:To provide a light and small angular velocity sensor for detecting angular velocity of two axis directions and enabling non-linear pulse outputting. CONSTITUTION:A detection pattern 3 is formed around a rotation part 2 capable of rotating together with the rotation axis 1 and inclining against a rotation axis 1. By detecting this with a detection sensor 5, angular velocity of the rotation axis 1 can be detected. And by properly setting the detection pattern 3, desired non-linear pulse output can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、2軸方向の角速度を検
出する角速度センサに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an angular velocity sensor for detecting angular velocity in two axial directions.

【0002】[0002]

【従来の技術】角速度を検出するセンサとしてレートジ
ャイロが存在する。しかしながら、レートジャイロは主
に1軸方向の角速度の検出のみであり、2軸方向の角速
度を検出するためには、2つのレートジャイロを直交方
向に配設する必要があった。
2. Description of the Related Art A rate gyro exists as a sensor for detecting an angular velocity. However, the rate gyro is mainly only for detecting the angular velocity in the uniaxial direction, and in order to detect the angular velocity in the biaxial direction, it is necessary to dispose two rate gyros in orthogonal directions.

【0003】このため、回路が複雑となり、重量も大き
くなるため、飛行玩具等に適用するためには制限があっ
た。
For this reason, the circuit becomes complicated and the weight becomes large, so that there is a limitation in applying it to a flying toy or the like.

【0004】また、2軸方向の角速度を検出するための
センサとしてチューンドドライジャイロが存在する。
A tuned dry gyro exists as a sensor for detecting the angular velocity in the biaxial directions.

【0005】これは、回転軸に対してフリーに傾動可能
なロータを設け、静電容量の変化を検出することよっ
て、傾動角度を検出するものである。
This is to detect a tilting angle by providing a rotor that can tilt freely with respect to a rotating shaft and detecting a change in capacitance.

【0006】しかしながら、これも大型であり、飛行玩
具等に使用することは困難である。
However, this is also large and difficult to use for a flying toy or the like.

【0007】レートジャイロでは、磁気センサとマグネ
ットが使われることが多く、マグネットの着磁のバラツ
キによって精度が悪くなるという問題点を内包してい
る。
In the rate gyro, a magnetic sensor and a magnet are often used, and there is a problem in that accuracy is deteriorated due to variation in magnetization of the magnet.

【0008】また、いずれの場合も、直流の線型出力し
か得ることができず、所望の非線型出力、またはパルス
出力を得ることはできない。
In either case, only a DC linear output can be obtained, and a desired nonlinear output or pulse output cannot be obtained.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
に鑑みて、所望の非線型出力をパルスの状態で得ること
を可能とし、また、軽量小型化、正確な検出を可能とす
る角速度センサの提供を目的とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, the present invention makes it possible to obtain a desired non-linear output in a pulsed state, and to reduce the weight and size, and the angular velocity that enables accurate detection. It is intended to provide a sensor.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、モータ等により回転駆動される回転軸と、
該回転軸に傾動可能に支承され、前記回転軸と一体的に
回転する回転部と、該回転部の回転面を前記回転軸と垂
直方向に保持する方向に前記回転部を付勢するダンパ
と、前記回転部周縁に設けられる検出パターンと、該検
出パターンの近傍に配置され、前記回転部の回転面と前
記回転軸の傾きに応じて信号出力を行う検出センサと、
よりなる角速度センサを構成するものである。
In order to achieve the above object, the present invention provides a rotary shaft that is rotationally driven by a motor or the like,
A rotating part that is tiltably supported by the rotating shaft and rotates integrally with the rotating shaft; and a damper that urges the rotating part in a direction to hold a rotating surface of the rotating part in a direction perpendicular to the rotating shaft. A detection pattern provided on the periphery of the rotating portion, and a detection sensor which is arranged in the vicinity of the detecting pattern and which outputs a signal in accordance with an inclination of the rotating surface of the rotating portion and the rotating shaft,
The angular velocity sensor is composed of the following.

【0011】[0011]

【作用】本発明は、上述の構成でなり、回転軸がある角
速度で動いている場合には、回転部の慣性により、その
回転面を維持しようとするが、ダンパの付勢力により、
次第に回転軸と直交方向に回転面が変化する。
The present invention is configured as described above, and when the rotating shaft is moving at a certain angular velocity, the inertia of the rotating portion tries to maintain the surface of rotation, but the urging force of the damper causes
The plane of rotation gradually changes in the direction orthogonal to the axis of rotation.

【0012】回転部の回転中、検出センサは回転部周縁
に設けられた検出パターンを検出し、パルス出力をす
る。
During rotation of the rotating portion, the detection sensor detects a detection pattern provided on the periphery of the rotating portion and outputs a pulse.

【0013】ここで、回転部が回転軸に対して傾きをも
つと、検出センサが検出パターンの位置が変わり、出力
信号のパルス信号のパルス幅が変化する。
Here, when the rotating portion has an inclination with respect to the rotation axis, the position of the detection pattern of the detection sensor changes, and the pulse width of the pulse signal of the output signal changes.

【0014】検出パターンを適宜設定しておけば、回転
部と回転軸の傾きを検出できる。
If the detection pattern is set appropriately, the inclination of the rotating part and the rotating shaft can be detected.

【0015】この検出センサの出力信号はそのままモー
タ制御用の駆動信号として用いることができる。
The output signal of this detection sensor can be used as it is as a drive signal for motor control.

【0016】[0016]

【実施例】本発明の詳細を図示た実施例に基づいて説明
する。
The details of the present invention will be described based on the illustrated embodiments.

【0017】図1は、本発明に係る角速度センサの1実
施例の説明図である。
FIG. 1 is an illustration of an embodiment of the angular velocity sensor according to the present invention.

【0018】1は、モータ等によって駆動される回転軸
である。
Reference numeral 1 is a rotary shaft driven by a motor or the like.

【0019】2は、回転軸1にユニバーサルジョイント
(図示せず)等によって取付けられ、回転軸1に対して
傾動可能に支承されるとともに、回転軸1と一体的に回
転する回転部である。
Reference numeral 2 is a rotary portion which is attached to the rotary shaft 1 by a universal joint (not shown) or the like, is supported so as to be tiltable with respect to the rotary shaft 1, and rotates integrally with the rotary shaft 1.

【0020】回転部2は、その回転面が回転軸1と直交
するようにダンパ4、4によって付勢されている。
The rotating part 2 is urged by the dampers 4 and 4 so that its rotating surface is orthogonal to the rotating shaft 1.

【0021】また、回転部2の周縁には、検出パターン
3が設けられており、ここでは、鋸歯状のパターンが白
黒にぬりわけられている。
Further, a detection pattern 3 is provided on the periphery of the rotating portion 2, and here, the sawtooth pattern is colored in black and white.

【0022】この検出パターンの近傍には検出センサ
5、5が設けられている。
Detection sensors 5 and 5 are provided in the vicinity of this detection pattern.

【0023】ここで検出センサ5として用いられるもの
は、反射型の光電センサ、即ちフォトリフレクタであ
り、回転部2の回転面に応じて検出パターン3の白い部
分を検出し、パルス信号を出力するものである。
The detection sensor 5 used here is a reflection type photoelectric sensor, that is, a photoreflector, which detects a white portion of the detection pattern 3 according to the rotating surface of the rotating portion 2 and outputs a pulse signal. It is a thing.

【0024】回転軸1が静止状態にある時は、図2
(A)のa、cの期間のように検出パターン3の中央位
置が検出センサ5の検出位置を通過するように設定され
ており、この時の検出センサ5の出力信号は、図2
(B)のa、cのようになる。
When the rotary shaft 1 is in a stationary state, as shown in FIG.
The central position of the detection pattern 3 is set so as to pass through the detection position of the detection sensor 5 as in the periods a and c in (A), and the output signal of the detection sensor 5 at this time is as shown in FIG.
It becomes like a and c of (B).

【0025】回転軸1が角速度をもって移動している時
には、回転部2は回転軸1と傾きをもつこととなり、例
えば、図2(A)のbのように検出センサ5は検出パタ
ーン3の中央位置と異なる位置を検出することとなる。
When the rotating shaft 1 moves at an angular velocity, the rotating portion 2 has an inclination with respect to the rotating shaft 1. For example, the detecting sensor 5 has the center of the detecting pattern 3 as shown by b in FIG. 2 (A). A position different from the position will be detected.

【0026】これにより、検出センサ5の出力信号は図
2(B)のbのようにパルス幅が変化する。
As a result, the pulse width of the output signal of the detection sensor 5 changes as shown by b in FIG. 2 (B).

【0027】従って、この検出センサ5のパルス幅によ
って、回転部2の回転軸1に対する傾き角を検出するこ
とができ、これから回転軸1の角速度を検出ることが可
能となるものである。
Therefore, the pulse width of the detection sensor 5 can detect the tilt angle of the rotating portion 2 with respect to the rotary shaft 1, and from this, the angular velocity of the rotary shaft 1 can be detected.

【0028】このような検出センサ5を回転軸1より見
て直交方向に少なくとも2つ配置すれば、回転軸1に直
交する2軸方向の角速度を検出することが可能となる。
By arranging at least two such detection sensors 5 in the direction orthogonal to the rotation axis 1, it becomes possible to detect the angular velocity in the two axial directions orthogonal to the rotation axis 1.

【0029】この実施例において、検出パターン3は鋸
歯状であるため、回転部2の傾きに応じて検出センサ5
の出力パルスの幅が増減する線型出力を得ることができ
るが、例えば、図3のような検出パターンを用いること
によって非線型の出力信号を得る事も可能となるもので
ある。
In this embodiment, since the detection pattern 3 has a saw-tooth shape, the detection sensor 5 can be moved in accordance with the inclination of the rotating portion 2.
Although it is possible to obtain a linear output in which the width of the output pulse is increased or decreased, it is also possible to obtain a non-linear output signal by using the detection pattern as shown in FIG. 3, for example.

【0030】〔他の実施例〕 1.上記の実施例においては、検出センサ5として、フ
ォトリフレクタを用いたが、回転部2を樹脂成形品また
は金属加工品等により検出パターンの形状を形成すれ
ば、これをフォトインタラプタにより検出パターンを検
出するように構成することも可能となるものである。
[Other Embodiments] 1. In the above-described embodiment, the photo reflector is used as the detection sensor 5. However, if the rotating portion 2 is formed of a resin molded product, a metal processed product, or the like, the detection pattern is detected by a photo interrupter. It can also be configured to do so.

【0031】2.ダンパ4を省略して、回転部2の慣性
により回転面を復元させるように構成することも可能で
ある。
2. It is also possible to omit the damper 4 and restore the rotating surface by the inertia of the rotating portion 2.

【0032】〔応用例〕このような角速度センサは軽量
小型であり、また、モータの駆動制御をこのセンサ出力
を用いて行うことが可能であるため、模型ヘリコプタ等
に利用すれば効果的と考えられる。
[Application Example] Since such an angular velocity sensor is lightweight and small, and the drive control of the motor can be performed by using this sensor output, it is considered effective when used in a model helicopter or the like. To be

【0033】図4は本発明の角速度センサを用いたモー
タ駆動によるヘリコプタ玩具の例を示す回路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram showing an example of a motor-driven helicopter toy using the angular velocity sensor of the present invention.

【0034】11は、所謂プロポと呼ばれている送信器
であり、ヘリコプタのメインロータの出力を増減して上
昇・下降の制御、テールロータの出力を増減して回転方
向の制御、メインロータ用のメインモータに回転むらを
与えてメインロータ回転,縁を前後に傾動させ、前進・
後退の制御、同様にメインロータの回転を傾動させて左
右方向の制御の4チャンネルの制御信号を送信するもの
である。
Reference numeral 11 denotes a so-called transmitter, which is used to increase / decrease the output of the main rotor of the helicopter to increase / decrease the control, and to increase / decrease the output of the tail rotor to control the rotation direction, for the main rotor. Rotating the main rotor of the main rotor by rotating the main rotor, tilting the edge back and forth,
The control signal of four channels for the control of the backward movement, the tilting of the rotation of the main rotor similarly and the control of the left-right direction are transmitted.

【0035】12は、送信器11からの信号を受信する
受信器であり、受信器12により受信された信号は、デ
コーダ13によってモータ駆動用の制御信号に変換され
る。
Reference numeral 12 is a receiver for receiving the signal from the transmitter 11. The signal received by the receiver 12 is converted into a motor drive control signal by the decoder 13.

【0036】ここでは図示していないが、回転部がメイ
ンロータの回転軸に傾動可能に支承されており、回転軸
より見て回転部の前後左右に位置して検出センサ51、
52、53、54が設けられている。
Although not shown here, the rotating portion is supported by the rotating shaft of the main rotor so as to be tiltable, and is located in the front, rear, left and right of the rotating portion when viewed from the rotating shaft, and the detection sensors 51,
52, 53 and 54 are provided.

【0037】各検出センサ51、52、53、54に対
応して、増幅器61、62、63、64が設けられてお
り、ここで増幅された検出センサ51、52、53、5
4の出力信号はパルス演算器16に入力される。
Amplifiers 61, 62, 63 and 64 are provided corresponding to the respective detection sensors 51, 52, 53 and 54, and the detection sensors 51, 52, 53 and 5 amplified here are provided.
The output signal of No. 4 is input to the pulse calculator 16.

【0038】ここで、設置の都合上、回転軸から見て直
交方向に2カ所だけに検出センサを配置する場合には、
検出センサ51、52を同一カ所に配置し、これと直交
方向に53、54を配置て増幅器62、64を反転アン
プとすればよい。
Here, for the convenience of installation, when the detection sensors are arranged only at two positions in the direction orthogonal to the rotation axis,
It suffices to arrange the detection sensors 51 and 52 at the same location, arrange the detection sensors 51 and 52 in the direction orthogonal thereto, and use the amplifiers 62 and 64 as inverting amplifiers.

【0039】パルス演算器16は、デコーダ13を介し
て入力される送信器11からの目標制御信号及び検出セ
ンサ51、52、53、54からの制御信号を混合し
て、モータドライバ17に制御信号を入力する。
The pulse calculator 16 mixes the target control signal from the transmitter 11 and the control signals from the detection sensors 51, 52, 53 and 54, which are input via the decoder 13, and outputs a control signal to the motor driver 17. Enter.

【0040】これに基づいて、メインロータ用のメイン
モータ18は駆動される。
Based on this, the main motor 18 for the main rotor is driven.

【0041】機体の前後左右への制御は、特開平3−2
18787号に開示されているように、メインロータを
駆動するメインモータ18に周期的な回転ムラを起こ
し、メインロータの回転面を傾動させることで実現でき
る。
Control of the machine body to the front, rear, left and right is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 3-2.
As disclosed in Japanese Patent No. 18787, it can be realized by causing periodic rotation unevenness in the main motor 18 that drives the main rotor and tilting the rotation surface of the main rotor.

【0042】ここで、メインロータの回転軸の角速度を
本発明の角速度センサにより検出し、この出力信号をフ
ィードバックすることにより安定的に制御することが可
能となるものである。。
Here, the angular velocity of the rotating shaft of the main rotor is detected by the angular velocity sensor of the present invention, and the output signal is fed back to enable stable control. .

【0043】この応用例では、本発明の角速度センサを
用いているため、ヘリコプタ玩具の安定的な制御が可能
となり、また軽量小型か図ることが可能となるものであ
る。
In this application example, since the angular velocity sensor of the present invention is used, the helicopter toy can be stably controlled, and the weight and size can be reduced.

【発明の効果】【The invention's effect】

【0044】本発明に係る角速度センサは、上述のよう
にしてなり、軽量小型かつ安定的に角速度を検出するこ
とが可能となり、また線型出力に限らず、非線型出力、
パルス出力を得ることが可能となるため、所望の信号出
力を得ることが可能となり、特に無線制御による模型ヘ
リコプタ等に容易に適用することが可能となるものであ
る。
The angular velocity sensor according to the present invention is constructed as described above, and it is possible to detect the angular velocity in a lightweight, compact and stable manner, and not only the linear output but also the non-linear output,
Since a pulse output can be obtained, a desired signal output can be obtained, and in particular, it can be easily applied to a model helicopter or the like under wireless control.

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

【図1】 本発明の実施例の要部斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of an essential part of an embodiment of the present invention.

【図2】 本発明に検出パターン及び出力信号の説明図
である。
FIG. 2 is an explanatory diagram of a detection pattern and an output signal according to the present invention.

【図3】 本発明に他の実施例の検出パターンの説明図
である。
FIG. 3 is an explanatory diagram of a detection pattern of another embodiment of the present invention.

【図4】 本発明の角速度センサをヘリコプタ玩具に適
用した場合の回路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram when the angular velocity sensor of the present invention is applied to a helicopter toy.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:回転軸 2:回転部 3:検出パターン 4:ダンパ 5:検出センサ 1: Rotating shaft 2: Rotating part 3: Detection pattern 4: Damper 5: Detection sensor

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】モータ等により回転駆動される回転軸と、 該回転軸に傾動可能に支承され、前記回転軸と一体的に
回転する回転部と、 該回転部の回転面を前記回転軸と垂直方向に保持する方
向に前記回転部を付勢するダンパと、 前記回転部周縁に設けられる検出パターンと、 該検出パターンの近傍に配置され、前記回転部の回転面
と前記回転軸の傾きに応じて信号出力を行う検出センサ
と、 よりなる角速度センサ。
1. A rotary shaft rotatably driven by a motor or the like, a rotary unit that is tiltably supported by the rotary shaft and rotates integrally with the rotary shaft, and a rotary surface of the rotary unit is the rotary shaft. A damper for urging the rotating portion in a vertical holding direction, a detection pattern provided on the periphery of the rotating portion, and a detection pattern arranged in the vicinity of the detection pattern for adjusting the rotation surface of the rotating portion and the inclination of the rotation axis. An angular velocity sensor including a detection sensor that outputs a signal in response to the detection sensor.
JP11086793A 1993-03-31 1993-03-31 Angular velocity sensor Pending JPH06289041A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11086793A JPH06289041A (en) 1993-03-31 1993-03-31 Angular velocity sensor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11086793A JPH06289041A (en) 1993-03-31 1993-03-31 Angular velocity sensor

Publications (1)

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JPH06289041A true JPH06289041A (en) 1994-10-18

Family

ID=14546702

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11086793A Pending JPH06289041A (en) 1993-03-31 1993-03-31 Angular velocity sensor

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JP (1) JPH06289041A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017115668A1 (en) * 2015-12-31 2017-07-06 日本電産サーボ株式会社 Motor and propulsion device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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