JPH0695647B2 - ラジオコントロール用送信機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は無線により遠隔操縦される飛行機やヘリコプタ
ー等の操縦練習に用いられるラジオコントロール用送信
機に関するものである。

〔従来の技術〕

飛行機やヘリコプター等の無線操縦には熟練を要するた
め、２台のラジオコントロール用送信機を用いて一方を
練習者用，他方をトレーナー用とし、それらを切換えて
送信することによって操縦の練習をするようにした送信
機が用いられている。第６図はこのような従来のラジオ
コントロール用送信機を用いたトレーナシステムの構成
を示す概念図である。本図においてトレーナー用の送信
機１及び練習者用の送信機２にはいずれも複数の操作ス
ティックに夫々連結された可変抵抗器３及び４を有して
いる。ここで夫々の操作スティックとそれに接続される
可変抵抗器及びその可変抵抗器の設定により定まる操作
量の信号を伝送する送受信機の間の伝送路をチャンネル
という。ここで練習者用及びトレーナー用の送信機はい
ずれも複数のチャンネルを有している。各チャンネルの
可変抵抗器より得られる電圧信号が夫々直列変換回路５
及び６によって直列信号に変換される。この直列信号は
例えば操縦者用の操作スティックの各チャンネルの操舵
位置に応じてパルスの位置を変化させるようにしたパル
スポジションモジュレーション（PPM）信号である。通
常の送信機ではこの信号を変調回路７に与え所定の高周
波で変調しアンテナ８より電波として発射するようにし
ているが、トレーナーシステムに用いる場合には練習者
用の送信機２の直列変換回路６の出力を変調することな
くケーブル９を介してトレーナー用の送信機１に与えて
いる。そしてトレーナー用送信機１のトレーナースイッ
チ10により、直列変換回路5,6で直列変換されたいずれ
かのPPM信号を選択する。そして選択された直列信号を
変調回路11に与えて所定の周波数で変調し、アンテナ12
より電波として出力するようにしている。こうすればト
レーナースイッチ10を切換えることによってトレーナー
と練習者のいずれかの操作スティックの出力が選択でき
る。従って離着陸等の操縦の困難な場合はトレーナー側
の出力、操縦の容易な状況下では練習者側の出力に瞬時
に切換えることによって操縦の指導を行うようにしてい
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながらこのような従来のトレーナーシステムで
は、練習者の全ての操縦スティックとトレーナーの全て
の操作スティックとを択一的に切換えるようにしてい
た。従って特定のスティック、例えばラダーやエルロン
だけは練習者、他のスティックはトレーナーというよう
に操作スティック毎に操縦者を分割することができない
という欠点があった。

このような問題点を解決するため各操作スティックの出
力をそのままケーブルでトレーナー用送信機に与え、各
操作スティック毎に独立した切換スイッチによって選択
し、選択された出力を直列変換して出力することも考え
られる。しかしながらこのような装置は通常の送信機に
容易に付加することができないだけでなく、多軸のケー
ブルによって送信機と練習者用のスティックボックスと
を連結する必要があるという欠点があった。

本発明はこのような従来の練習者用の送信機の問題点に
鑑みてなされたものであって、通常の送信機に容易に付
加し各スティックを独立してトレーナー用と練習者用と
に分割して使用できるようにすることを技術的課題とす
る。

〔課題を解決するための手段〕

本願の請求項１の発明は複数の操作手段の操作信号を直
列信号として出力する練習者用操作部に接続され、練習
者用操作部の少なくとも一部の操作手段と同一の対象を
操作する操作手段を含む複数の操作手段を有するトレー
ナー用のラジオコントロール送信機であって、練習者用
操作部より送出された直列信号を各操作手段毎の並列信
号に変換する並列変換手段と、並列変換手段より与えら
れる練習者用操作部の複数の操作手段の操作信号と、ト
レーナー用の送信機の相対応する操作手段の操作信号と
を、各操作手段の番号毎に選択する操作信号選択手段
と、操作信号選択手段によって選択された各操作信号を
直列変換する直列変換手段と、直列変換手段によって変
換された直列信号を送出する送信部と、を有することを
特徴とするものである。又本願の請求項２の発明は練習
者用操作部に直列信号を光信号に変換する投光素子を設
け、トレーナー用のラジオコントロール送信機に光信号
を電気信号に変換する受光素子を設け、投受光素子間を
光ファイバを介して接続したことを特徴とするものであ
る。

〔作用〕

このような特徴を有する本願の請求項１及び２の発明に
よれば、練習者用の操作部から各操作手段の信号を直列
信号としてトレーナー用の送信機に送出している。そし
てトレーナー用の送信機ではこの信号を各操作手段毎に
分割して並列信号に変換し、夫々の操作手段の番号毎に
トレーナーと練習者との操作信号を選択し、選択された
各操作手段の操作信号を直列信号に変換し、この信号を
送出するようにしている。

〔実施例〕

第２図は本発明の一実施例による練習者用の送信機を示
すブロック図である。本図において前述した従来例と同
一部分は同一符号を付している。さて練習者用の送信機
は従来例と同様に複数、例えば７つのコントロールステ
ィックを有しており、そのスティック操作によって７つ
の可変抵抗器が独立して動作する。可変抵抗器4-1〜4-7
の両端は電源に接続され、夫々の操作角度が電圧信号と
してマルチプレクサ21の７つの入力端に接続される。こ
こで７つの操作スティック及び夫々の操作スティックに
接続された可変抵抗器4-1〜4-7を操作手段という。又マ
ルチプレクサの第８の入力端には電源電圧がそのまま与
えられている。マルチプレクサ21はカウンタ22の計数値
によってこれらの入力信号を選択するものであり、その
出力をコンパレータ23に与える。コンパレータ23の他方
の入力端には定電流回路24より定電流ｉで充放電される
コンデンサＣの端子電圧が与えられており、その比較出
力はオア回路25を介して定電流回路24に与えられる。又
このコンデンサＣの端子電圧は所定の閾値Vrefが設定さ
れたコンパレータ26にも与えられている。コンパレータ
26はこれらの入力を比較するものであり、その出力はオ
ア回路25及びワンショットマルチバイブレータ（MM）27
に与えられる。ワンショットマルチバイブレータ27は所
定の時間、例えば300μｓのパルス信号を出力するもの
である。又この直列変換回路６には１フレームの周期、
例えば22mSの周期のフレーム信号を発生するフレームジ
ェネレータ28が設けられ、その出力がカウンタ22にリセ
ット信号として与えられ又コオ回路25にも与えられてい
る。そしてワンショットマルチバイブレータ27の出力は
ダイレクトサーボコントローラ（以下DSCという）端子
及び変調回路７に与えられる。そしてこの送信機は電源
31よりスイッチ２を介して直列変換回路６及び変調回路
７に電源が供給される。スイッチ32がDSC端子側であれ
ば直列変換回路６にのみ電源が与えられ、PPM信号のみ
が出力されるように構成される。

次にこの信号が与えられるトレーナー用送信機の構成に
ついて説明する。第１図は本発明の一実施例によるトレ
ーナー用送信機の主要部の構成を示すブロック図であ
る。本図においてトレーナー用送信機は例えば７チャン
ネルのスティックに夫々可変抵抗器3-1〜3-7が接続され
ている。ここで第１〜第７チャンネルのスティック及び
これに接続された可変抵抗器3-1〜3-7を操作手段とい
う。このうち第１〜第４の各チャンネルについては夫々
練習者用の送信機の第１〜第４の各チャンネルと対応し
ており、同一番号のチャンネルは夫々同一の対象（例え
ばエレベータ、ラダー等）を制御するチャンネルとす
る。A/D変換器41は与えられた入力信号を順次A/D変換
し、内部レジスタADCR（１）〜ADCR（７）に記憶するも
のである。さてトレーナー用送信機は練習者用送信機の
DSC端子と接続され、PPM信号が与えられるトレーナー端
子TRNを有しており、その出力は並列変換手段42に与え
られる。この並列変換手段42は後述するようにPPM信号
を各操作手段毎の並列操作信号にデコードするものであ
り、変換された出力はメモリ43に与えられる。メモリ43
は７チャンネルのうち第１〜第４チャンネルについて変
換された信号を保持する各操作チャンネル毎の領域、即
ちTRMEM（１）〜TRMEM（４）の領域を有している。さて
トレーナー用送信機には操作チャンネルを選択するチャ
ンネル選択スイッチ44及びトレーナースイッチ45が設け
られ、これらのスイッチ出力は選択手段46に与えられ
る。選択手段46はA/D変換器41内の内部のレジスタとメ
モリ43の出力とをチャンネル選択スイッチ44及びトレー
ナースイッチ45の出力によって選択するものであり、そ
の出力を直列変換手段47に与える。直列変換手段47は選
択された信号を各チャンネル毎にパルスの位置が変化す
るPPMの直列信号に変換するものであって、その出力はD
SC端子及び変調回路11に与えられる。ここでA/D変換器4
1,並列変換手段42,メモリ43及び選択手段46と直列変換
手段47とは個別のハードウエアで実現してもよいが、例
えばワンチップのマイクロコンピュータで実現すること
もできる。変調回路11はこの信号をアンテナ12より電波
として出力するものである。又トレーナー用送信機には
電源47とDSC信号源回路及びこれに加えて変調回路11に
電源を供給する切換スイッチ48が接続されることは前述
した練習者用送信機と同様である。

次に本実施例の動作について説明する。まず練習者用送
信機の直列変換回路６では、第３図に示すようにフレー
ムジェネレータ28の出力によってカウンタ22がリセット
される。このときにはマルチプレクサ21の８番目の入力
が選択される。そしてフレームジェネレータ28の出力に
よってオア回路25を介して定電流回路24の電流方向が反
転し、第３図（ｂ）に示すようにコンデンサＣの端子電
圧が徐々に低下する。そして閾値Vrefに達すると比較器
26の出力がＬからＨレベルに反転し、単安定マルチバイ
ブレータ27を介してカウンタ22に信号が伝わる。従って
カウンタ22の計数出力が１となり、マルチプレクサ21に
よって第１の操作スティックに連結された可変抵抗器4-
1の操作信号が選択され、コンパレータ23に与えられ
る。このときコンデンサＣに定電流回路24より一定の電
流ｉが供給されるため、その端子電圧は第３図（ｂ）に
示すように上昇し、操作スティックの可変抵抗器4-1で
選択された電圧となればコンパレータ23が反転して定電
流の方向を反転する。従ってこれ以後コンデンサＣは定
電流ｉで放電し、電圧Vrefに達すればワンショットマル
チバイブレータ27に比較信号が伝えられる。そしてワン
ショットマルチバイブレータ27より300μｓのパルス信
号が出力され、カウンタ22がカウントアップして次の操
作スティックの可変抵抗器4-2の電圧が同様にして選択
される。従って第３図（ｂ），（ｃ）に示すように各ス
ティックの操作位置によって周期T1〜T7が異なった信号
がワンショットマルチバイブレータ27の出力として得ら
れる。ここで周期T1〜T7は1.0ms〜2.0msの範囲となるよ
うに設定しておくものとする。そしてカウンタ22がカウ
ントアップして８チャンネル目の電圧が選択されると、
マルチプレクサ21から充分高い電圧が与えられコンデン
サＣの端子電圧はそれより低い電圧でクランプされコン
パレータ23の出力が禁止される。その後第３図（ａ）に
示すようにフレームジェンネレータ28からの出力によっ
て１フレームが終了すれば再び同様の動作が開始され
る。こうして第３図（ｃ）に示すPPM信号がトレーナー
用送信機のTRN端子に加わることとなる。ここで第３図
（ｃ）に示すPPM信号は練習者用の複数の操作手段の操
作信号を直列信号とした信号を示している。

さてトレーナー用送信機の並列変換手段42は一定のクロ
ック信号を計数する、例えば16ビットのタイマカウンタ
TMと、割込発生毎にその計数値を保持するタイマカウン
タレジスタTMRとを有しており、TRN端子に加わる信号の
立上り毎に割込処理が行われる。

第４図はこの割込処理を示すフローチャートであって、
この処理を開始するとまずステップ51においてこのとき
レジスタTMRに保持された値から前回のTMR値であるTRR0
を減算してTRR1とする。そしてステップ52に進んでTMR
の値をTRR0とし、ステップ53に進んでTRR1が3mSを越え
ているかどうかをチェックする。3mSを越えていなけれ
ば通常のスティック操作に対応した信号であるので、ス
テップ54に進んでスティックの番号カウンタTRCNTをイ
ンクリメントし、この値が５を越えているかどうかをチ
ェックする。この値が５を越えていなければステップ56
に進んでTRR1の値をメモリ43のTRMEM（TRCNT）に保持す
る。こうすれば第３図（ｃ）に示すPPM信号の時間T1に
相当するデータがTRMEM（１）に保持されたこととな
る。こうしてPPM信号の立上り毎に同様の処理を行ってT
1〜T4の時間幅に対応した並列信号をメモリ43に得るこ
とができる。そしてTRR1が3mSを越えていなければステ
ップ57に進んでTRCNTをリセットして割込処理を終了す
る。

さて次に選択手段46及び直列変換手段47を実現するフロ
ーチャートについて第５図を参照しつつ説明する。この
場合も同様にして16ビットのフリーランニングタイマTM
と16ビットのタイマレジスタTMRを有しており、これら
が一致すれば直列変換手段47の出力を反転させると共に
割込処理を開始する。割込処理が開始されるとまずステ
ップ61においてパルス位置カウンタTDCNTをインクリメ
ントし、ステップ62に進んでこの値が16を越えているか
どうかをチェックする。TDCNTは偶数時にはその1/2の値
がスティック番号を示しており、この値が16以上に達し
ていなければステップ63においてTDCNTが奇数かどうか
をチェックする。奇数の場合にはステップ64に進んでタ
イマレジスタTXRに第３図（ｃ）のパルスと同一の300μ
ｓをセットし、偶数であればステップ65に進んでTDCNT
が８以下かどうかをチェックする。８以下であればステ
ップ66,67に進んでトレーナースイッチ45がオンか否か
及びチャンネル選択スイッチ44の操作スティック番号１
〜４が練習者用となっているかどうかをチェックする。
トレーナー用スイッチ45がオン状態であればステップ68
に進んでTXRにA/D変換器41で保持されたA/D変換値ADCR
（TDCNT/2）を設定する。トレーナースイッチ45がオフ
であり且つ（TDCNT/2）番目のチャンネルが練習者用と
して選択されているときには、ステップ69に進んでTXR
にTRMEM（TDCNT/2）、即ちメモリ43に設定されている並
列に変換されたいずれかのチャンネルの信号を設定す
る。そしてステップ70に進んでTMRをTXRの値を加算した
ものに更新し、この値TXRをフレームタイマであるTTCか
ら減じて（ステップ71）処理を終了する。こうすれば出
力が反転した後TXR時間後に再びタイマTMとタイマレジ
スタTMRの値が一致し、出力が反転することとなる。従
って最初はステップ64で設定された300μｓ後に出力が
一致し、その後は第３図（ｂ）で設定された時間T1又は
トレーナーのスティック操作によって定まるA/D変換値A
DCR（１）のいずれかがチャンネル選択スイッチ44によ
って選択される。従ってその時間後に再びタイマ値と一
致することとなる。

このような動作を繰り返すことによって直列変換手段47
の出力よりPPM信号を得ることができる。さてステップ6
2においてTRCNTが16となれば１フレーム分の選択を終了
したのでステップ72に進んでTDCNTをリセットし、TMRに
残りの時間TTCを加えたものをTMRとする。そしてステッ
プ74に進んでTTCに再び22mSを設定する。こうすれば１
フレーム毎に同様の動作が繰り返されることとなる。こ
こでステップ66,67はチャンネル選択スイッチ44及びト
レーナースイッチ45によっていずれかの信号を選択する
選択手段46の機能を達成しており、ステップ63〜65及び
68〜74は選択された時間に応じてPPMの直列信号に変換
する直列変換手段47の機能を達成している。こうして練
習者とトレーナーのいずれかの操作スティックからの操
作信号をチャンネル選択スイッチにより任意に選択して
一連の直列信号に変換し、変調回路11を介して電波とし
て出力する。こうすれば効果的に練習者の技能を向上さ
せることができる。

尚本実施例は並列変換手段及び直列変換手段としてマイ
クロコンピュータを用いたソフトウエアの処理によって
行っているが、ハードウエアにより並列信号に分割しい
ずれかのA/D変換値を選択して再び直列信号に変換する
ようにしてもよいことはいうまでもない。

又第1,2図に破線で示すように練習者用の送信機のDSC端
子に増幅器33を介して発光ダイオード34等の投光素子を
接続し光ファイバ35を介してトレーナー用送信機に与
え、トレーナー用送信機はその光信号を電気信号に変換
する受光素子としてフォトダイオード49及び増幅器50を
設けて変換された出力をTRN端子に与えるようにしても
よい。こうすれば送信機間に数ｍの導電性のケーブルが
接続されることがないので、不要な電波の輻射をなくす
ることが可能である。

又本実施例は通常の送信機を練習者用の送信機として用
いているが、練習者用の送信機は電波を出す必要がない
ため各操作スティックの出力を直列信号に変換する直列
変換回路のみを有する構成、例えば練習者用操作部とし
て構成してもよい。又本発明は直列信号を操作スティッ
クに対応させたパルス位置で表示するPPM信号として説
明しているが、多数の信号を直列信号に変換する種々の
変換方式を用いて練習者用の操作部とトレーナー用の送
信機とを接続してもよいことはいうまでもない。

〔発明の効果〕

このように本願の請求項１の発明によれば、練習者及び
トレーナーの操作スティックについて夫々のチャンネル
毎に選択手段により任意に選択され、直列変換手段によ
って直列信号に変換されて出力される。従って各操作ス
ティック毎に練習者とトレーナーとを切換えることがで
き、練習効率を高めることができる。又練習者用操作部
としてとDSC端子を有しPPM信号を出力できる通常の送信
機をそのまま用いることが可能である。

又本願の請求項２の発明では、トレーナー用送信機と練
習者用送信機との間で導電性のケーブルで連結されてい
ないため、不要な電波の輻射を防止することができると
いう効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるトレーナー用の送信機
の構成を示すブロック図、第２図は練習者用送信機の構
成を示すブロック図、第３図は練習者用送信機の動作を
示すタイムチャート、第４図はトレーナー用送信機の並
列変換手段の動作を示すフローチャート、第５図は選択
手段及び直列変換手段の動作を示すフローチャート、第
６図は従来の操縦練習用のトレーナシステムを示す概略
図である。 3-1〜3-7,4-1〜4-7……可変抵抗器、7,11……変調回
路、21……マルチプレクサ、22……カウンタ、23,26…
…コンパレータ、24……定電流回路、28……フレームジ
ェネレータ、41……A/D変換器、42……並列変換手段、4
3……メモリ、44……チャンネル選択スイッチ、45……
トレーナースイッチ、46……選択手段、47……直列変換
手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の操作手段の操作信号を直列信号とし
   て出力する練習者用操作部に接続され、前記練習者用操
   作部の少なくとも一部の操作手段と同一の対象を操作す
   る操作手段を含む複数の操作手段を有するトレーナー用
   のラジオコントロール送信機であって、 前記練習者用操作部より送出された直列信号を各操作手
   段毎の並列信号に変換する並列変換手段と、 前記並列変換手段より与えられる練習者用操作部の複数
   の操作手段の操作信号と、トレーナー用の送信機の相対
   応する操作手段の操作信号とを、各操作手段の番号毎に
   選択する操作信号選択手段と、 前記操作信号選択手段によって選択された各操作信号を
   直列変換する直列変換手段と、 前記直列変換手段によって変換された直列信号を送出す
   る送信部と、を有することを特徴とするラジオコントロ
   ール用送信機。
2. 【請求項２】前記練習者用操作部は直列信号を光信号に
   変換する投光素子を有し、前記トレーナー用のラジオコ
   ントロール用送信機は光信号を電気信号に変換する受光
   素子を有し、前記投受光素子間を光ファイバを介して接
   続したことを特徴とする請求項１記載のラジオコントロ
   ール用送信機。