JPH09160478A - 動揺台装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、被動揺物に対して動揺加速度ととも
に旋回加速度を持続的に与えることができる動揺台装置
を提供することにある。 【解決手段】複数の油圧シリンダ１４で動揺台１３を支
持する動揺台装置を前提とする。被動揺物が設置される
旋回可能な旋回台１９と、この旋回台１９を旋回させる
旋回作動装置２１とを、動揺台１３に設置する。それに
より、車両の機動特性を模擬する車両挙動模擬をする場
合において、模擬車両が設置される動揺台１３に動揺加
速度に加えて旋回加速度を持続的に与えることを特徴と
している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、装軌車などの車両
の機動特性を模擬するシュミレータにおいて搭乗者等に
各種の加速度を体感させて車両挙動の模擬をする場合等
に使用される動揺台装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両の機動特性を模擬するシュミレータ
用の動揺台装置として図３に示すものが従来知られてい
る。詳しくは、図３中１は略三角形状の枠を有した固定
台、２は固定台１の上方に配設される動揺台、２ａは模
擬すべき車両などが設置される動揺台２の台板である。
これら両台１、２は例えば６本（なお、図３では４本の
み図示）の油圧シリンダ３により連結されている。各油
圧シリンダ３の下端は固定台１にユニバーサルジョイン
ト４を介して連結されており、上端も動揺台２に図示し
ない同様なユニバーサルジョイントを介して連結されて
いる。これら油圧シリンダ３は２本づつ組となってお
り、逆ハの字状の配置となるように設けられている。

【０００３】各油圧シリンダ３はそのピストンロッドの
軸方向に沿う移動により伸縮されるもので、これらのシ
リンダ３は夫々に対応して設けられる図示しないシリン
ダ作動装置により個別に伸縮される。こうした構成にお
いて、ユニバーサルジョイントにより合計６本の油圧シ
リンダ３はその軸回りに動き得る（言い換えれば、６つ
の加速度を発生させる６自由度を有している。）。

【０００４】したがって、この６自由度動揺台装置によ
れば、各油圧シリンダ３の伸縮に伴い、これらシリンダ
３が支持した動揺台２を動揺させることができるから、
この動揺を以て、動揺台２上に設置される模擬車両内の
搭乗者に、動揺の加速度を体感させることができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記構成の動
揺台装置は、その動揺台２を動揺させることについては
優れているが、この動揺台２上に設置される被動揺物を
持続的に旋回させるには不向きである。なぜなら、各油
圧シリンダ３の伸縮ストロークには限界があることに加
えて、ユニバーサルジョイントもその可動角度に限界が
あり、これらが動揺台２を持続的に旋回させるについて
の阻害要因となるからである。そのため、例えば既述の
ように車両の機動特性を模擬するシュミレータをする場
合において各種加速度を体感させる多様性が低い。

【０００６】したがって、本発明が解決しようとする第
１の課題は、被動揺物に対して動揺加速度とともに旋回
加速度を持続的に与えることができる動揺台装置を提供
することにある。

【０００７】また、本発明が解決しようとする第２の課
題は、被動揺物としての模擬対象物に対して動揺加速度
とともに旋回加速度を持続的に与えることができ、前記
模擬対象物の挙動模擬をするのに適する動揺台装置を提
供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記第１の課題を解決す
るために、請求項１の発明は、複数の動揺手段で動揺台
を支持する動揺台装置において、被動揺物が設置される
旋回可能な旋回台と、この旋回台を旋回させる旋回駆動
手段とを、前記動揺台に設置したものである。

【０００９】この発明において、動揺手段は動揺台を支
持して、これを動揺させる。また、旋回駆動手段は、動
揺台に設置された旋回台を旋回させる。このように旋回
台の旋回と動揺台の動揺とを個別に実行させるので、旋
回台上に設置される被動揺物に対して動揺加速度ととも
に旋回加速度を持続的に与えることができる。

【００１０】また、前記第２の課題を解決するために、
請求項２の発明は、前記動揺台の動揺状態を検出する動
揺検出手段と、被動揺物として模擬対象物が設置される
前記旋回台の旋回状態を検出する旋回検出手段と、前記
模擬対象物の動特性を計算する模擬計算部と、この模擬
計算部で計算された動特性から前記動揺台および前記旋
回台が実現しようとする動揺および旋回についての加速
度目標値を夫々求める加速度計算部と、この加速度計算
部で求められた動揺加速度目標値と前記動揺検出手段に
より検出された動揺データとから動揺加速度指令値を求
める動揺指令値計算部と、前記動揺加速度指令値に従っ
て前記動揺手段を動作させる動揺作動装置と、前記加速
度計算部で求められた旋回加速度目標値と前記旋回検出
手段により検出された旋回データとから旋回加速度指令
値を求める旋回指令値計算部と、記旋回加速度指令値に
従って前記旋回駆動手段を動作させる旋回作動装置と具
備したものである。

【００１１】この発明において、動揺指令値計算部は、
模擬計算部で計算された模擬対象物の動特性をもとに加
速度計算部で求められた動揺加速度目標値と、動揺検出
手段により検出された動揺台の動揺状態についての動揺
データとから動揺加速度指令値を求める。そして、動揺
作動装置は、これに供給される動揺加速度指令値に従い
動揺台を支持した動揺手段を動作させる。それにより、
旋回台および旋回駆動手段が設置された動揺台を、その
動揺加速度が前記動揺加速度目標値に達するように動揺
させることができる。

【００１２】また、旋回指令値計算部は、前記模擬計算
部で計算された模擬対象物の動特性をもとに前記加速度
計算部で求められた旋回加速度目標値と、旋回検出手段
により検出された旋回台の旋回状態についての旋回デー
タとから旋回加速度指令値を求める。そして、旋回作動
装置は、これに供給される旋回加速度指令値に従い動揺
台に設置された旋回駆動手段を動作させる。それによ
り、旋回台を、その旋回加速度が前記旋回加速度目標値
に達するように持続的を旋回させることができる。

【００１３】以上のように模擬対象物の挙動を模擬する
のに、旋回データと旋回加速度目標値とから求められた
旋回加速度指令値に従って旋回台を旋回させ、また、動
揺データと動揺加速度目標値とから求められた動揺加速
度指令値に従って動揺台を動揺させるから、これらの制
御により旋回台上に設置される模擬対象物に対して動揺
加速度とともに旋回加速度を持続的に与えることができ
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図１および図２を参照して
本発明の第１の実施の形態を説明する。この実施の形態
は、車両の機動特性を模擬するシュミレータにおける車
両の挙動模擬に適用した動揺台装置を示している。

【００１５】図１は第１の実施の形態に係る動揺台装置
の構成を示す斜視図であって、この図中１１は固定台で
ある。この台１１は、例えば略三角形状に組まれた固定
枠１１ａ内に複数本の桟１１ｂを架設して形成されてい
る。固定台１１の三箇所の隅部には、斜めのジョイント
取付け面１２ａを一対有したシリンダ連結体１２が夫々
固定されている。

【００１６】固定台１１の上方には動揺台１３が設けら
れ、この台１３は６本（図１においては４本のみ図示）
の油圧シリンダ１４を介して支持されている。動揺台１
３の台本体は、固定台１１よりも一回り小さな略三角形
状に組まれた動揺枠１３ａの上面に平らな台板１３ｂを
取付けた構成を備えている。

【００１７】各油圧シリンダ１４は動揺台１３を動揺さ
せる動揺手段として用いられるものである。これらのシ
リンダ１４には、動揺検出手段としてのシリンダストロ
ークセンサ１５（図２に概念的に示す。）が内蔵された
ものが採用されている。このセンサ１５は、ピストンロ
ッド１４ｂの移動量、言い換えれば、油圧シリンダ１４
の伸縮量を動揺データとして検出するものである。

【００１８】前記６本の油圧シリンダ１４は、２本一組
となって逆ハ字状をなすように配置して用いられてい
る。そして、筒状をなすシリンダ本体１４ａの下端はユ
ニバーサルジョイント１５を介してシリンダ連結体１２
に連結され、また、シリンダ本体１４ａの上端から突出
されたピストンロッド１４ｂの上端は図示しないユニバ
ーサルジョイントを介して動揺台１３の隅部下面に連結
されている。

【００１９】前記構成によれば、各油圧シリンダ１４の
伸縮方向両端のユニバーサルジョイントにより、これら
合計６本の油圧シリンダ１４がその軸回りに動き得、言
い換えれば、６つの加速度を発生させる６自由度を有し
ている。それにより、６本の油圧シリンダ１４の伸縮動
作に伴って固定台１１に対して動揺台１３が動揺される
ように支持された、いわゆる６自由度の動揺台装置が形
成されている。

【００２０】前記動揺台１３はその台板１３ｂ上に取付
けられた架台１６を備えている。この架台１６にはその
中心と同心的に設けられる旋回台軸受１７が取付けられ
ている。旋回台軸受１７はこの上側に配置される歯車１
８を回転自在に支持しており、さらに、歯車１８上には
旋回台１９が固定されている。

【００２１】したがって、旋回台１９は動揺台１３上に
歯車１８と一体に回転し得るように設けられている。こ
の旋回台１９上には、図示しない被動揺物、この実施の
形態においては例えば模擬すべき対象物として装軌車の
模擬車両が設置されるようになっている。

【００２２】架台１６の一側面には取付けブラケット２
０を介して旋回駆動手段としての旋回駆動装置２１が取
付けられている。この旋回駆動装置２１は、歯車式の減
速装置２２を有して取付けブラケット２０に固定された
旋回用モータ２３と、減速装置２２の出力軸に固定され
た駆動歯車２４とを備えている。駆動歯車２４は前記歯
車１８に噛み合わされている。したがって、旋回用モー
タ２３を動作させると、その回転が減速されて駆動歯車
２４から歯車１８に伝えられ、それにより、旋回台１９
が回転されて永続的な旋回加速度を発生できる。

【００２３】減速装置２２内には回転位置センサ２５
（図２に概念的に示す。）が内蔵されている。このセン
サ２５は旋回検出手段をなすものであって、減速装置２
２が有する歯車の回転から旋回台１９の旋回状態を旋回
データとして検出するようになっている。

【００２４】図２は前記各油圧シリンダ１４および旋回
用モータ２３に対する制御系統の構成を示すブロック図
であり、図２中２６はマイクロコンピュータ等からなる
制御部であり、これは模擬計算部２７と、加速度計算部
２８と、動揺指令値計算部２９と、旋回指令値計算部３
０とを備えている。

【００２５】模擬計算部２７は、シュミレータ模擬の対
象となる車両の動特性を計算して、車両の速度、姿勢行
列、位置など動特性データを求める演算を行うものであ
る。加速度計算部２８は、模擬計算部２７で求められた
車両の速度、姿勢行列から、車両の加速度および角速度
を計算し、この計算データから本動揺台装置において実
現しようとする６軸の動揺加速度および旋回加速度を求
める演算を行うものである。この計算部２８で抽出され
た動揺台１３に対する動揺加速度、および旋回台１９に
対する旋回加速度は、本動揺台装置で実現しようとする
動揺および旋回についての目標値である。

【００２６】動揺指令値計算部２９には前記油圧シリン
ダ１４に内蔵のシリンダストロークセンサ１５が検出す
る動揺台１３の動揺状態をあらわす動揺データが入力さ
れる。そして、この動揺指令値計算部２９は、動揺デー
タと前記加速度計算部２８で求められた６軸加速度（動
揺加速度）目標値とから、油圧シリンダ１４を伸縮させ
る動揺加速度指令値を求める演算を行うものである。こ
の指令値は、６本の油圧シリンダ１４の夫々について個
別に求められる。

【００２７】旋回指令値計算部３０には前記旋回駆動装
置２１に内蔵の回転位置センサ２５が検出する旋回台１
９の旋回状態をあらわす旋回データが入力される。そし
て、この旋回指令値計算部３０は、旋回データと前記加
速度計算部２８で求められた旋回加速度目標値とから、
旋回用モータ２３を回転させる（したがって旋回台１９
を旋回させる）旋回加速度指令値を求めるものである。

【００２８】図２中３１は各油圧シリンダ１４の夫々に
個別に対応して設けられた動揺作動装置であり、これら
は、油圧シリンダアンプ３２と、電磁式の油圧シリンダ
制御弁３３とを備えている。油圧シリンダアンプ３２は
それに供給される前記動揺指令値計算部２９の出力（動
揺加速度指令値）に応じた値の指令電流を作って、それ
をシリンダ制御弁３３に供給するものである。シリンダ
制御弁３３は、油圧シリンダ１４に対する作動油を制御
するものであって、それにより、油圧シリンダ１４が前
記動揺加速度指令値で指令された速度で伸縮されるよう
になっている。

【００２９】また、図２中３４は旋回作動装置としての
旋回用モータアンプである。このアンプ３４は、それに
供給される前記旋回指令値計算部３０の出力（旋回加速
度指令値）に応じた値の指令電流を作って、それを旋回
用モータ２３に供給するものである。それにより、旋回
用モータ２３が旋回加速度指令値で指令された速度で動
作されるようになっている。

【００３０】前記構成の６自由度動揺台装置は、例えば
車両のハンドル、アクセル、ブレーキ操作に対する速
度、姿勢の応答を内容とする「模擬すべき車両の動特
性」を制御目標とする、車両の機動特性を模擬するシュ
ミレータ用として使用される。

【００３１】この使用において６自由度動揺台装置は、
その動揺台１３を支持した６本の油圧シリンダ１４の伸
縮方向両端のユニバーサルジョイントにより、各油圧シ
リンダ１４の伸縮動作に伴い、これらシリンダ１４がそ
の軸回りに動いて６つの加速度を発生させて固定台１１
に対して動揺台１３を動揺させることができる。しか
も、既述のように動揺台１３に設置された旋回駆動装置
２１の旋回用モータ２３を駆動することにより、その回
転を、減速装置２２で減速し、駆動歯車２４と歯車１８
との噛み合いを介して動揺台１３に回転可能に設置され
た旋回台１９に伝えて、この旋回台１９を回転させるこ
とができる。

【００３２】したがって、旋回台１９上に設置された模
擬すべき車両に対して、前記動揺による６軸加速度と同
時に、持続的な旋回加速度を発生させることができる。
こうした加速度の発生は、制御部２６において、模擬す
べき車両の動揺加速度、および旋回加速度の発生に必要
な各油圧シリンダ１４に対する動揺加速度指令値、およ
び旋回台１９の駆動源である旋回用モータ２３に対する
旋回加速度指令値を作って、それに基づき各油圧シリン
ダ１４および旋回用モータ２３の動作を制御することに
より実現される。

【００３３】詳しくは、まず、模擬計算部２７で模擬す
べき車両の動特性を計算した後、求められた動特性デー
タを加速度計算部２８に取込んで、ここで、動揺台１３
が実現しようとする動揺についての動揺加速度目標値
と、旋回台１９が実現しようとする旋回加速度目標値を
夫々計算して求める。

【００３４】次に、油圧シリンダ１４についてシリンダ
ストロークセンサ１５により検出される動揺台１３の動
揺状態を示す動揺データが入力される動揺指令値計算部
２９において、加速度計算部２８で得た動揺加速度目標
値と、この計算部２９に入力される動揺データとから、
動揺加速度指令値を計算して求める。また、これと並行
して旋回駆動装置２１に内蔵された回転位置センサ２５
により検出される旋回台１９の旋回状態を示す旋回デー
タが入力される旋回指令値計算部３０において、加速度
計算部２８で得た旋回加速度目標値と、この計算部３０
に入力される旋回データとから、旋回加速度指令値を計
算して求める。

【００３５】そして、こうした計算による動揺について
の結果が供給される動揺作動装置３１では、その油圧シ
リンダアンプ３２がこれに入力した動揺加速度指令値に
応じた指令電流を作り、それを以て油圧シリンダ制御弁
３３の弁動作を制御する。それにより、各油圧シリンダ
１４が夫々個別に指令された速度で伸縮動作をするもの
であり、それに伴って動揺台１３が目標加速度で動揺さ
れる。

【００３６】これと同時に、旋回指令値計算部３０での
計算による旋回についての結果が供給される旋回作動装
置をなす旋回用モータアンプ３４では、これに入力した
旋回加速度指令値に応じた指令電流を作り、それを以て
旋回用モータ２３の動作を制御する。それにより、指令
された速度で旋回台１９が回転されるから、この台１９
上の模擬車両およびそれへの搭乗者に前記６軸動揺の動
作に制約されることなく、旋回加速度を持続的に与える
ことができる。

【００３７】以上のように動揺加速度だけではなく、そ
れに旋回加速度を加えて、車両の挙動を模擬的に体感さ
せるシュミレーションができるので、搭乗者に体感させ
る各種加速度の多様性を向上できる。

【００３８】

【発明の効果】以上詳記した本発明によれば、次の効果
がある。請求項１の発明に係る動揺台装置によれば、動
揺台に設置された旋回台の旋回駆動手段による旋回と動
揺台の動揺手段による動揺とが個別に行なわれるので、
旋回台上に設置される被動揺物に対して動揺加速度とと
もに旋回加速度を持続的に与えることができるという効
果がある。

【００３９】また、請求項２の発明に係る動揺台装置に
よれば、旋回台上に設置される模擬対象物の挙動を模擬
するのに、旋回データと旋回加速度目標値とから求めら
れた旋回加速度指令値に従って旋回台を旋回させ、ま
た、動揺データと動揺加速度目標値とから求められた動
揺加速度指令値に従って動揺台を動揺させるから、これ
らの制御により旋回台上に設置される模擬対象物に対し
て動揺加速度とともに旋回加速度を持続的に与えること
ができるという効果があり、したがって、例えば模擬対
象物の挙動を模擬的に体感させる上において各種加速度
を体感させる多様性を向上できる等により、模擬対象物
の挙動模擬をするのに適している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る動揺台装置の
構成を示す斜視図。

【図２】第１の実施の形態に係る動揺台装置の制御系統
の構成を示すブロック図。

【図３】従来例に係る動揺台装置の構成を示す斜視図。

【符号の説明】

１３…動揺台、 １４…油圧シリンダ（動揺手段）、 １５…シリンダストロークセンサ（動揺検出手段）、 １９…旋回台、 ２１…旋回駆動装置（旋回駆動手段）、 ２５…回転位置センサ（旋回検出手段）、 ２７…模擬計算部、 ２８…加速度計算部、 ２９…動揺指令値計算部、 ３０…旋回指令値計算部、 ３１…動揺作動装置、 ３４…旋回作動装置。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の動揺手段で動揺台を支持する動揺台
   装置において、被動揺物が設置される旋回可能な旋回台
   と、この旋回台を旋回させる旋回駆動手段とを、前記動
   揺台に設置したことを特徴とする動揺台装置。
2. 【請求項２】前記動揺台の動揺状態を検出する動揺検出
   手段と、 前記被動揺物として模擬対象物が設置される前記旋回台
   の旋回状態を検出する旋回検出手段と、 前記模擬対象物の動特性を計算する模擬計算部と、 この模擬計算部で計算された動特性から前記動揺台およ
   び前記旋回台が実現しようとする動揺および旋回につい
   ての加速度目標値を夫々求める加速度計算部と、 この加速度計算部で求められた動揺加速度目標値と前記
   動揺検出手段により検出された動揺データとから動揺加
   速度指令値を求める動揺指令値計算部と、 前記動揺加速度指令値に従って前記動揺手段を動作させ
   る動揺作動装置と、 前記加速度計算部で求められた旋回加速度目標値と前記
   旋回検出手段により検出された旋回データとから旋回加
   速度指令値を求める旋回指令値計算部と、 前記旋回加速度指令値に従って前記旋回駆動手段を動作
   させる旋回作動装置とを具備した前記請求項１に記載の
   動揺台装置。