JPH1111869A - ジョイスティック - Google Patents
ジョイスティックInfo
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- JPH1111869A JPH1111869A JP16616797A JP16616797A JPH1111869A JP H1111869 A JPH1111869 A JP H1111869A JP 16616797 A JP16616797 A JP 16616797A JP 16616797 A JP16616797 A JP 16616797A JP H1111869 A JPH1111869 A JP H1111869A
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- Japan
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- permanent magnet
- swing shaft
- joystick
- shaft
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 組立作業に要する時間を短縮すると共に、安
全性の向上を図る。 【解決手段】 中立位置に向けて弾性的に付勢した揺動
軸１３の一端部に永久磁石１７を設け、この永久磁石１
７の周囲に磁気センサ１４ａ、１４ｂ、１４ｃを設け
る。これら各磁気センサ１４ａ、１４ｂ、１４ｃは、演
算器１５に、上記各磁気センサ１４ａ、１４ｂ、１４ｃ
と永久磁石１７との距離を表す検出信号を送り込む。上
記演算器１５は上記検出信号に基づき、２軸ｕ、ｖ方向
に関する上記永久磁石１７の移動量と、この永久磁石１
７又は上記各磁気センサ１４ａ、１４ｂ、１４ｃの故障
を知らせるフェイル信号とを求める。
全性の向上を図る。 【解決手段】 中立位置に向けて弾性的に付勢した揺動
軸１３の一端部に永久磁石１７を設け、この永久磁石１
７の周囲に磁気センサ１４ａ、１４ｂ、１４ｃを設け
る。これら各磁気センサ１４ａ、１４ｂ、１４ｃは、演
算器１５に、上記各磁気センサ１４ａ、１４ｂ、１４ｃ
と永久磁石１７との距離を表す検出信号を送り込む。上
記演算器１５は上記検出信号に基づき、２軸ｕ、ｖ方向
に関する上記永久磁石１７の移動量と、この永久磁石１
７又は上記各磁気センサ１４ａ、１４ｂ、１４ｃの故障
を知らせるフェイル信号とを求める。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明に係るジョイスティッ
クは、例えばクレーンにより各種重量物の移動作業を行
う場合に、このクレーンのブーム等を起伏、旋回等の方
向へ移動させる駆動手段を操作する為の指令信号を発す
る為の操作装置として利用する。
クは、例えばクレーンにより各種重量物の移動作業を行
う場合に、このクレーンのブーム等を起伏、旋回等の方
向へ移動させる駆動手段を操作する為の指令信号を発す
る為の操作装置として利用する。
【０００２】
【従来の技術】クレーンを使用して各種重量物の移動作
業を行う場合、先端部に各種重量物を吊り下げ自在なフ
ックを設けたブームを、起伏、旋回等の方向へ移動させ
たり伸縮させる。この様に上記ブームを移動させる駆動
機構を操作する為、運転者が指令信号を発する為の操作
装置を操作する。この様な操作装置として従来から、互
いに直交する二方向へ移動操作自在なジョイスティック
が使用されている。
業を行う場合、先端部に各種重量物を吊り下げ自在なフ
ックを設けたブームを、起伏、旋回等の方向へ移動させ
たり伸縮させる。この様に上記ブームを移動させる駆動
機構を操作する為、運転者が指令信号を発する為の操作
装置を操作する。この様な操作装置として従来から、互
いに直交する二方向へ移動操作自在なジョイスティック
が使用されている。
【０００３】図４は、この様なジョイスティックとして
従来から知られている構造の１例を示している。このジ
ョイスティック１は、互いに同心に配置した第一の軸
２、２と、これら各第一の軸２、２と直交する状態で設
けた第二の軸３と、これら第一の軸２、２及び第二の軸
３と直交する状態で、第二の軸３の中間部に固設した揺
動軸４と、この揺動軸４の先端部に設けた操作部５とか
ら成る。又、上記第一の軸２、２は、それぞれ互いに対
向する端部同士の間に設けた枠部６により連結して成
り、この枠部６の中間部に設けた軸受８ａ、８ａによ
り、上記第二の軸３を枢支している。更に、これら第一
の軸２、２は、これら第一の軸２、２の中間部で上記枠
部６から外れた位置を、軸受８ｂ、８ｂにより回転自在
に支持している。
従来から知られている構造の１例を示している。このジ
ョイスティック１は、互いに同心に配置した第一の軸
２、２と、これら各第一の軸２、２と直交する状態で設
けた第二の軸３と、これら第一の軸２、２及び第二の軸
３と直交する状態で、第二の軸３の中間部に固設した揺
動軸４と、この揺動軸４の先端部に設けた操作部５とか
ら成る。又、上記第一の軸２、２は、それぞれ互いに対
向する端部同士の間に設けた枠部６により連結して成
り、この枠部６の中間部に設けた軸受８ａ、８ａによ
り、上記第二の軸３を枢支している。更に、これら第一
の軸２、２は、これら第一の軸２、２の中間部で上記枠
部６から外れた位置を、軸受８ｂ、８ｂにより回転自在
に支持している。
【０００４】又、上記第二の軸３の中間部で、上記第一
の軸２、２の中心軸と交わる位置に、上記第二の軸３と
直交する状態で揺動軸４の基端部を結合固定している。
そして、この揺動軸４の先端部に、作業者が操作する為
の操作部５を設けている。従って、上記揺動軸４は、上
記第一の軸２、２の中心軸及び上記第二の軸３の中心軸
を中心として揺動変位自在である。又、上記揺動軸４の
中間部には、それぞれの一端部を固定部分に支持した複
数の弾性部材９、９の他端部を結合して、上記揺動軸４
を中立位置（図４に示す位置）に向け弾性的に付勢して
いる。
の軸２、２の中心軸と交わる位置に、上記第二の軸３と
直交する状態で揺動軸４の基端部を結合固定している。
そして、この揺動軸４の先端部に、作業者が操作する為
の操作部５を設けている。従って、上記揺動軸４は、上
記第一の軸２、２の中心軸及び上記第二の軸３の中心軸
を中心として揺動変位自在である。又、上記揺動軸４の
中間部には、それぞれの一端部を固定部分に支持した複
数の弾性部材９、９の他端部を結合して、上記揺動軸４
を中立位置（図４に示す位置）に向け弾性的に付勢して
いる。
【０００５】更に、上記第一の軸２、２のうち何れか一
方の軸２の端部及び第二の軸３の端部には、それぞれ第
一、第二の角度検出用センサ１０、１１を設けている。
このうち第一の角度検出用センサ１０は上記第一の軸
２、２の、図４に矢印イで示す方向の回転角度を検出す
る。又、上記第二の角度検出用センサ１１は上記第二の
軸３の、図４に矢印ロで示す方向の回転角度を検出す
る。この様な第一、第二の角度検出用センサ１０、１１
の検出信号は、図示しない制御器に入力している。
方の軸２の端部及び第二の軸３の端部には、それぞれ第
一、第二の角度検出用センサ１０、１１を設けている。
このうち第一の角度検出用センサ１０は上記第一の軸
２、２の、図４に矢印イで示す方向の回転角度を検出す
る。又、上記第二の角度検出用センサ１１は上記第二の
軸３の、図４に矢印ロで示す方向の回転角度を検出す
る。この様な第一、第二の角度検出用センサ１０、１１
の検出信号は、図示しない制御器に入力している。
【０００６】上述の様に構成するジョイスティック１の
場合、運転者が上記操作部５を操作すれば、上記第一の
軸２、２或は第二の軸３が、図３に矢印イ、或はロで示
した方向に所望の量だけ回転する。この結果、上記第一
の角度検出用センサ１０或は第二の角度検出用センサ１
１が上記第一の軸２、２或は第二の軸３の回転角度を検
出し、検出した回転角度を表す信号を上記制御器に送り
込む。そして、この制御器が図示しない駆動機構に信号
を送り、前記クレーンのブームを、所望の方向（起伏、
回転等の方向）へ、所望の量だけ移動させたり、或は伸
縮させる。
場合、運転者が上記操作部５を操作すれば、上記第一の
軸２、２或は第二の軸３が、図３に矢印イ、或はロで示
した方向に所望の量だけ回転する。この結果、上記第一
の角度検出用センサ１０或は第二の角度検出用センサ１
１が上記第一の軸２、２或は第二の軸３の回転角度を検
出し、検出した回転角度を表す信号を上記制御器に送り
込む。そして、この制御器が図示しない駆動機構に信号
を送り、前記クレーンのブームを、所望の方向（起伏、
回転等の方向）へ、所望の量だけ移動させたり、或は伸
縮させる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述の様に構成し作用
する従来のジョイスティックの場合、構造が複雑で組立
作業に時間を要し、コストの上昇を招く。更に、角度検
出用センサ１０、１１のうち何れかの角度検出用センサ
１０、１１が、断線等により故障して上記クレーン等が
修理を要する場合に、角度検出用センサ１０、１１の故
障を判定できずに、上記クレーン等の修理に無駄な手間
を要する可能性もあった。本発明のジョイスティック
は、上述の様な不都合を何れも解消すべく、構造を簡素
化し、組立作業に要する時間を短縮してコストの低減を
図ると共に、センサが故障した場合のフェイル信号を送
り出し自在として、安全性の向上、並びにこのジョイス
ティックを組み込んだシステム全体の修理に要する手間
の軽減を図るべく考えたものである。
する従来のジョイスティックの場合、構造が複雑で組立
作業に時間を要し、コストの上昇を招く。更に、角度検
出用センサ１０、１１のうち何れかの角度検出用センサ
１０、１１が、断線等により故障して上記クレーン等が
修理を要する場合に、角度検出用センサ１０、１１の故
障を判定できずに、上記クレーン等の修理に無駄な手間
を要する可能性もあった。本発明のジョイスティック
は、上述の様な不都合を何れも解消すべく、構造を簡素
化し、組立作業に要する時間を短縮してコストの低減を
図ると共に、センサが故障した場合のフェイル信号を送
り出し自在として、安全性の向上、並びにこのジョイス
ティックを組み込んだシステム全体の修理に要する手間
の軽減を図るべく考えたものである。
【０００８】
【課題を解決する為の手段】本発明のジョイスティック
は、中間部を自在継手により揺動変位自在に支持した揺
動軸と、この揺動軸を中立位置に向け弾性的に付勢する
弾性部材と、上記揺動軸の一端部に設けた被検出部と、
上記揺動軸の他端部に設けた操作部と、上記被検出部の
周囲に位置する部分に配置された少なくとも３個の検出
センサと、これら各検出センサの検出信号を処理する演
算器とを備える。そして、この演算器は、上記各検出セ
ンサから送り込まれる、これら各検出センサと上記被検
出部との間の距離を表す検出信号に基づき、上記揺動軸
の中立位置に関する中心軸に対し直交し、且つ互いに直
交する２軸方向に関する上記被検出部の移動量と、この
被検出部又は上記検出センサの故障を知らせるフェイル
信号とを、ニューラルネットワーク型の演算処理を用い
て求める。
は、中間部を自在継手により揺動変位自在に支持した揺
動軸と、この揺動軸を中立位置に向け弾性的に付勢する
弾性部材と、上記揺動軸の一端部に設けた被検出部と、
上記揺動軸の他端部に設けた操作部と、上記被検出部の
周囲に位置する部分に配置された少なくとも３個の検出
センサと、これら各検出センサの検出信号を処理する演
算器とを備える。そして、この演算器は、上記各検出セ
ンサから送り込まれる、これら各検出センサと上記被検
出部との間の距離を表す検出信号に基づき、上記揺動軸
の中立位置に関する中心軸に対し直交し、且つ互いに直
交する２軸方向に関する上記被検出部の移動量と、この
被検出部又は上記検出センサの故障を知らせるフェイル
信号とを、ニューラルネットワーク型の演算処理を用い
て求める。
【０００９】
【作用】上述の様に構成する本発明のジョイスティック
により、運転者が操作部を何れかの方向へ所望の量だけ
移動させれば、この操作部を有する揺動軸が自在継手に
より支持された部分を中心として揺動し、揺動軸の一端
部に設けた被検出部と各検出センサとの間の距離が変化
する。この距離を表す検出信号は、ニューラルネットワ
ーク型の演算処理回路を用いた演算器に送り込まれる。
そして、この演算器は上記検出信号に基づき、上記揺動
軸の中立位置に関する中心軸に対し直交し、且つ互いに
直交する２軸方向に関する上記被検出部の移動量と、こ
の被検出部又は上記検出センサの故障を知らせるフェイ
ル信号とを求める。従って、上記演算器により求めた上
記移動量を、クレーンのブーム等の移動を制御する制御
器に送り込めば、上記ブーム等を所望の方向に所望の量
だけ移動できる。
により、運転者が操作部を何れかの方向へ所望の量だけ
移動させれば、この操作部を有する揺動軸が自在継手に
より支持された部分を中心として揺動し、揺動軸の一端
部に設けた被検出部と各検出センサとの間の距離が変化
する。この距離を表す検出信号は、ニューラルネットワ
ーク型の演算処理回路を用いた演算器に送り込まれる。
そして、この演算器は上記検出信号に基づき、上記揺動
軸の中立位置に関する中心軸に対し直交し、且つ互いに
直交する２軸方向に関する上記被検出部の移動量と、こ
の被検出部又は上記検出センサの故障を知らせるフェイ
ル信号とを求める。従って、上記演算器により求めた上
記移動量を、クレーンのブーム等の移動を制御する制御
器に送り込めば、上記ブーム等を所望の方向に所望の量
だけ移動できる。
【００１０】この様に本発明のジョイスティックは、従
来構造の様に構造を複雑にする事なく、上記２軸方向に
関する上記被検出部の移動量を求める事ができる。この
結果、部品点数を少なくすると共にジョイスティックの
組立作業に要する時間を短縮して、コストの低減を図れ
る。更に、上記演算器によりフェイル信号も求める事が
できる為、センサ部分である上記被検出部又は検出セン
サに故障が発生した場合に、運転者がその故障を判断で
きて安全性の向上を図れると共に、このジョイスティッ
クを組み込んだシステム全体の修理に要する手間の軽減
を図れる。
来構造の様に構造を複雑にする事なく、上記２軸方向に
関する上記被検出部の移動量を求める事ができる。この
結果、部品点数を少なくすると共にジョイスティックの
組立作業に要する時間を短縮して、コストの低減を図れ
る。更に、上記演算器によりフェイル信号も求める事が
できる為、センサ部分である上記被検出部又は検出セン
サに故障が発生した場合に、運転者がその故障を判断で
きて安全性の向上を図れると共に、このジョイスティッ
クを組み込んだシステム全体の修理に要する手間の軽減
を図れる。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１〜３は、本発明の実施の形態
の１例を示している。ジョイスティック１ａは、中間部
を自在継手１２により揺動変位自在に支持した揺動軸１
３と、この揺動軸１３を中立位置に向けて弾性的に付勢
する、引っ張りばね等の複数の弾性部材９ａ、９ａと、
固定部分に配置した検出センサである３個の磁気センサ
１４ａ、１４ｂ、１４ｃと、これら各磁気センサ１４
ａ、１４ｂ、１４ｃの検出信号を処理する演算器１５と
から成る。又、上記揺動軸１３の一端部（図１の下端
部）には、被検出部である永久磁石１７を、他端部（図
１の上端部）には操作部１８を、それぞれ設けている。
尚、図示の例の場合、上記自在継手１２として球面軸受
を使用し、この球面軸受により、上記揺動軸１３の中間
部を揺動変位自在に支持している。又、上記弾性部材９
ａ、９ａは、図示の例の場合、引っ張りばねを用いてい
る。但し、この弾性部材９ａ、９ａは、ゴム等の弾性材
を用いて、上記揺動軸１３を中立位置に向け付勢する様
にしても良い。
の１例を示している。ジョイスティック１ａは、中間部
を自在継手１２により揺動変位自在に支持した揺動軸１
３と、この揺動軸１３を中立位置に向けて弾性的に付勢
する、引っ張りばね等の複数の弾性部材９ａ、９ａと、
固定部分に配置した検出センサである３個の磁気センサ
１４ａ、１４ｂ、１４ｃと、これら各磁気センサ１４
ａ、１４ｂ、１４ｃの検出信号を処理する演算器１５と
から成る。又、上記揺動軸１３の一端部（図１の下端
部）には、被検出部である永久磁石１７を、他端部（図
１の上端部）には操作部１８を、それぞれ設けている。
尚、図示の例の場合、上記自在継手１２として球面軸受
を使用し、この球面軸受により、上記揺動軸１３の中間
部を揺動変位自在に支持している。又、上記弾性部材９
ａ、９ａは、図示の例の場合、引っ張りばねを用いてい
る。但し、この弾性部材９ａ、９ａは、ゴム等の弾性材
を用いて、上記揺動軸１３を中立位置に向け付勢する様
にしても良い。
【００１２】更に、上記各磁気センサ１４ａ、１４ｂ、
１４ｃは、上記永久磁石１７の周囲に位置する固定部分
で、上記揺動軸１３の中立位置に関する中心軸に対し直
交する仮想平面上に、上記中心軸を中心とする同一円周
上に互いに等間隔に配置している。従って、上記永久磁
石１７と上記各磁気センサ１４ａ、１４ｂ、１４ｃとの
各距離は、上記揺動軸１３が中立位置にある場合には互
いに等しいが、上記揺動軸１３が上記弾性部材９ａ、９
ａの弾性に抗して揺動変位すると、上記各距離はそれぞ
れ変化して不同になる。この様に変化する上記各磁気セ
ンサ１４ａ、１４ｂ、１４ｃと上記永久磁石１７との各
距離は、これら各磁気センサ１４ａ、１４ｂ、１４ｃに
より検出される磁場の強度に対応する検出信号として送
り出し自在である。
１４ｃは、上記永久磁石１７の周囲に位置する固定部分
で、上記揺動軸１３の中立位置に関する中心軸に対し直
交する仮想平面上に、上記中心軸を中心とする同一円周
上に互いに等間隔に配置している。従って、上記永久磁
石１７と上記各磁気センサ１４ａ、１４ｂ、１４ｃとの
各距離は、上記揺動軸１３が中立位置にある場合には互
いに等しいが、上記揺動軸１３が上記弾性部材９ａ、９
ａの弾性に抗して揺動変位すると、上記各距離はそれぞ
れ変化して不同になる。この様に変化する上記各磁気セ
ンサ１４ａ、１４ｂ、１４ｃと上記永久磁石１７との各
距離は、これら各磁気センサ１４ａ、１４ｂ、１４ｃに
より検出される磁場の強度に対応する検出信号として送
り出し自在である。
【００１３】更に、上記各磁気センサ１４ａ、１４ｂ、
１４ｃは、図２に示す様に、上記演算器１５に接続し
て、上記各磁気センサ１４ａ、１４ｂ、１４ｃと上記永
久磁石１７との間のそれぞれの距離を表す検出信号を、
上記演算器１５に送り込み自在としている。この演算器
１５は、上記検出信号に基づき、上記揺動軸１３の中立
位置に関する中心軸に対し直交し、且つ互いに直交する
２軸ｕ、ｖ方向に関する上記永久磁石１７の移動量と、
上記永久磁石１７又は上記各磁気センサ１４ａ、１４
ｂ、１４ｃの故障を知らせるフェイル信号とを求める。
この為、上記演算器１５は、次述するニューラルネット
ワーク型の演算処理回路を含んで構成している。
１４ｃは、図２に示す様に、上記演算器１５に接続し
て、上記各磁気センサ１４ａ、１４ｂ、１４ｃと上記永
久磁石１７との間のそれぞれの距離を表す検出信号を、
上記演算器１５に送り込み自在としている。この演算器
１５は、上記検出信号に基づき、上記揺動軸１３の中立
位置に関する中心軸に対し直交し、且つ互いに直交する
２軸ｕ、ｖ方向に関する上記永久磁石１７の移動量と、
上記永久磁石１７又は上記各磁気センサ１４ａ、１４
ｂ、１４ｃの故障を知らせるフェイル信号とを求める。
この為、上記演算器１５は、次述するニューラルネット
ワーク型の演算処理回路を含んで構成している。
【００１４】即ち、この演算器１５を構成するニューラ
ルネットワーク型の演算処理回路は、図２に示す様に、
入力層１９と中間層２０と出力層２１と、これら各層１
９、２０、２１を構成する複数のニューロンａ1 〜ａ
3 、ｂ1 〜ｂ4 、ｃ1 〜ｃ3 同士を結合する結合部２
３、２３とから成る。この演算処理回路は、上記入力層
１９を構成する各ニューロンａ1 〜ａ3 に送られてきた
入力信号を、上記中間層２０を構成する各ニューロンｂ
1 〜ｂ4 を介して、上記出力層を構成するニューロンｃ
1 〜ｃ3 に送る、所謂フィードフォワード結合型ニュー
ラルネットワークを構成している。又、図３で示す様
に、上記中間層２０（或は出力層２１）を構成する各ニ
ューロンｂi （或はｃi ）（ｉ＝１〜４）には、上記入
力層１９（或は中間層２０）を構成する各ニューロンａ
1 〜ａn （或はｂ1 〜ｂn ）から、入力値Ｉ1 〜Ｉn を
送り込む。そして、上記中間層２０（或は出力層２１）
を構成するニューロンｂi （或はｃi ）は、上記入力値
Ｉ1 〜Ｉn に基づいて、次の（１）式により出力値Ｏi
を求める。 Ｏi ＝Ｗi1×Ｉ1 ＋Ｗi2×Ｉ2 ＋・・・＋Ｗin×Ｉn （１） 尚、Ｗi1〜Ｗinは荷重値であり、上記入力層１９に送る
入力信号パターンと出力層２１から送り出される出力信
号パターンとの関係を予め学習させる事により導き出さ
れる値である。尚、この様なニューラルネットワーク型
の演算処理回路の構成及び作用に就いては従来から知ら
れている為、詳細に就いての説明は省略する。
ルネットワーク型の演算処理回路は、図２に示す様に、
入力層１９と中間層２０と出力層２１と、これら各層１
９、２０、２１を構成する複数のニューロンａ1 〜ａ
3 、ｂ1 〜ｂ4 、ｃ1 〜ｃ3 同士を結合する結合部２
３、２３とから成る。この演算処理回路は、上記入力層
１９を構成する各ニューロンａ1 〜ａ3 に送られてきた
入力信号を、上記中間層２０を構成する各ニューロンｂ
1 〜ｂ4 を介して、上記出力層を構成するニューロンｃ
1 〜ｃ3 に送る、所謂フィードフォワード結合型ニュー
ラルネットワークを構成している。又、図３で示す様
に、上記中間層２０（或は出力層２１）を構成する各ニ
ューロンｂi （或はｃi ）（ｉ＝１〜４）には、上記入
力層１９（或は中間層２０）を構成する各ニューロンａ
1 〜ａn （或はｂ1 〜ｂn ）から、入力値Ｉ1 〜Ｉn を
送り込む。そして、上記中間層２０（或は出力層２１）
を構成するニューロンｂi （或はｃi ）は、上記入力値
Ｉ1 〜Ｉn に基づいて、次の（１）式により出力値Ｏi
を求める。 Ｏi ＝Ｗi1×Ｉ1 ＋Ｗi2×Ｉ2 ＋・・・＋Ｗin×Ｉn （１） 尚、Ｗi1〜Ｗinは荷重値であり、上記入力層１９に送る
入力信号パターンと出力層２１から送り出される出力信
号パターンとの関係を予め学習させる事により導き出さ
れる値である。尚、この様なニューラルネットワーク型
の演算処理回路の構成及び作用に就いては従来から知ら
れている為、詳細に就いての説明は省略する。
【００１５】特に、本発明のジョイスティックの場合に
は、上記入力層１９を構成する各ニューロンａ1 〜ａ3
に送られる各入力値Ｉ1 〜Ｉ3 を、上記各磁気センサ１
４ａ、１４ｂ、１４ｃと上記永久磁石１７との間の距離
を表す信号パターンとし、上記出力層２１を構成する２
個のニューロンｃ1 、ｃ2 から送り出される各出力値Ｏ
1 、Ｏ2 を、上記距離に対応する前記２軸ｕ、ｖ方向に
関する上記永久磁石１７の移動量として学習させる。
又、上記出力層２１を構成するニューロンｃ3 は、上記
入力層１９に送られる入力値Ｉ1 〜Ｉ3 間の関係が、ジ
ョイスティックの正常な作動状況ではあり得ない関係に
ある（例えば総ての入力値Ｉ1 〜Ｉ3 が、永久磁石１７
が中立位置にある場合の値よりも小さい）場合に、出力
信号をフェイル信号として送り出す。
は、上記入力層１９を構成する各ニューロンａ1 〜ａ3
に送られる各入力値Ｉ1 〜Ｉ3 を、上記各磁気センサ１
４ａ、１４ｂ、１４ｃと上記永久磁石１７との間の距離
を表す信号パターンとし、上記出力層２１を構成する２
個のニューロンｃ1 、ｃ2 から送り出される各出力値Ｏ
1 、Ｏ2 を、上記距離に対応する前記２軸ｕ、ｖ方向に
関する上記永久磁石１７の移動量として学習させる。
又、上記出力層２１を構成するニューロンｃ3 は、上記
入力層１９に送られる入力値Ｉ1 〜Ｉ3 間の関係が、ジ
ョイスティックの正常な作動状況ではあり得ない関係に
ある（例えば総ての入力値Ｉ1 〜Ｉ3 が、永久磁石１７
が中立位置にある場合の値よりも小さい）場合に、出力
信号をフェイル信号として送り出す。
【００１６】従って、上述の様に構成され作用するニュ
ーラルネットワーク型の演算処理回路を含んで構成する
上記演算器１５の入力層１９を構成する各ニューロンａ
1 〜ａ3 に、上記各磁気センサ１４ａ、１４ｂ、１４ｃ
と上記永久磁石１７との間の距離を表す検出信号を送り
込めば、この検出信号に基づき、上記２軸ｕ、ｖ方向に
関する上記永久磁石１７の移動量を求める事ができる。
更に、上記入力層１９を構成する各ニューロンａ1 〜ａ
3 に送り込まれた入力値Ｉ1 〜Ｉ3 と、上記出力層２１
の各ニューロンｃ1 、ｃ2 から送り出される上記２軸
ｕ、ｖ方向に関する移動量との関係が、上述の様に学習
した関係にない場合は、上記出力層２１を構成するニュ
ーロンｃ3 が出力信号をフェイル信号として送り出す。
そして、このフェイル信号により、警報ランプ或は警報
ブザー等、図示しない警報手段を駆動し、上記永久磁石
１７又は各磁気センサ１４ａ、１４ｂ、１４ｃの故障
（断線等）を作業者に知らせる。
ーラルネットワーク型の演算処理回路を含んで構成する
上記演算器１５の入力層１９を構成する各ニューロンａ
1 〜ａ3 に、上記各磁気センサ１４ａ、１４ｂ、１４ｃ
と上記永久磁石１７との間の距離を表す検出信号を送り
込めば、この検出信号に基づき、上記２軸ｕ、ｖ方向に
関する上記永久磁石１７の移動量を求める事ができる。
更に、上記入力層１９を構成する各ニューロンａ1 〜ａ
3 に送り込まれた入力値Ｉ1 〜Ｉ3 と、上記出力層２１
の各ニューロンｃ1 、ｃ2 から送り出される上記２軸
ｕ、ｖ方向に関する移動量との関係が、上述の様に学習
した関係にない場合は、上記出力層２１を構成するニュ
ーロンｃ3 が出力信号をフェイル信号として送り出す。
そして、このフェイル信号により、警報ランプ或は警報
ブザー等、図示しない警報手段を駆動し、上記永久磁石
１７又は各磁気センサ１４ａ、１４ｂ、１４ｃの故障
（断線等）を作業者に知らせる。
【００１７】上述の様に構成する本発明のジョイスティ
ック１ａは、部品点数が少なく、構造が簡単である為、
組立作業に要する時間を短縮できる。しかも、上記永久
磁石１７又は各磁気センサ１４ａ、１４ｂ、１４ｃに故
障が発生した場合に、運転者がその故障を判断できて安
全性の向上、並びにこのジョイスティックを組み込んだ
システム全体の修理に要する手間の軽減を図れる。即
ち、ジョイスティック１ａを組立てる場合には、上記揺
動軸１３の中間部を自在継手１２により揺動変位自在に
支持すると共に、上記弾性部材９ａ、９ａにより上記揺
動軸１３を中立位置に向けて付勢する。そして、この揺
動軸１３の一端部に設けた永久磁石１７の周囲に、上記
演算器１５に接続した上記各磁気センサ１４ａ、１４
ｂ、１４ｃを配置すれば良い。この様に、本発明のジョ
イスティックは、構造が簡単であり、組立作業に要する
時間を短縮できる。
ック１ａは、部品点数が少なく、構造が簡単である為、
組立作業に要する時間を短縮できる。しかも、上記永久
磁石１７又は各磁気センサ１４ａ、１４ｂ、１４ｃに故
障が発生した場合に、運転者がその故障を判断できて安
全性の向上、並びにこのジョイスティックを組み込んだ
システム全体の修理に要する手間の軽減を図れる。即
ち、ジョイスティック１ａを組立てる場合には、上記揺
動軸１３の中間部を自在継手１２により揺動変位自在に
支持すると共に、上記弾性部材９ａ、９ａにより上記揺
動軸１３を中立位置に向けて付勢する。そして、この揺
動軸１３の一端部に設けた永久磁石１７の周囲に、上記
演算器１５に接続した上記各磁気センサ１４ａ、１４
ｂ、１４ｃを配置すれば良い。この様に、本発明のジョ
イスティックは、構造が簡単であり、組立作業に要する
時間を短縮できる。
【００１８】又、運転者が、二方向（例えば起伏、旋回
方向）のうちの何れか一方向（例えば起伏方向）を選択
して、クレーンのブーム等を所望量だけ移動させる場合
には、上記操作部１８を操作して、上記一方向に対応す
る方向ｕ（或はｖ）へ上記所望量に対応する量だけ移動
させる。この様に上記操作部１８を移動させれば、上記
揺動軸１３が上記自在継手１２により支持された中間部
を中心として揺動し、上記揺動軸１３の一端部に設けた
永久磁石１７が変位する。この様に永久磁石１７が変位
すると、上記永久磁石１７と各磁気センサ１４ａ、１４
ｂ、１４ｃとの間の距離が、揺動軸１３が中立位置にあ
る場合の距離からそれぞれ変化する。
方向）のうちの何れか一方向（例えば起伏方向）を選択
して、クレーンのブーム等を所望量だけ移動させる場合
には、上記操作部１８を操作して、上記一方向に対応す
る方向ｕ（或はｖ）へ上記所望量に対応する量だけ移動
させる。この様に上記操作部１８を移動させれば、上記
揺動軸１３が上記自在継手１２により支持された中間部
を中心として揺動し、上記揺動軸１３の一端部に設けた
永久磁石１７が変位する。この様に永久磁石１７が変位
すると、上記永久磁石１７と各磁気センサ１４ａ、１４
ｂ、１４ｃとの間の距離が、揺動軸１３が中立位置にあ
る場合の距離からそれぞれ変化する。
【００１９】そして、それぞれの距離を表す検出信号を
上記演算器１５に送り込んで、この演算器１５がニュー
ラルネットワーク型の演算処理を行う事により、上記方
向ｕ（或はｖ）に関する上記永久磁石１７の移動量を求
める。そこで、上記演算器１５により求めた上記移動量
を、上記ブーム等の移動を制御する図示しない制御器に
送り込めば、上記ブーム等を所望の方向に所望の量だけ
移動できる。この様に本発明のジョイスティックは、従
来構造の様に構造を複雑にする事なく、上記２軸ｕ、ｖ
方向に関する上記永久磁石１７のそれぞれの移動量を求
める事ができる。この結果、ジョイスティック１ａの組
立作業に要する時間を短縮してコストの低減を図れる。
更に、センサ部分である上記永久磁石１７又は磁気セン
サ１４ａ、１４ｂ、１４ｃに故障が発生した場合に、そ
の故障を知らせるフェイル信号を前記出力層２１を構成
するニューロンｃ3 から出力する為、運転者がその故障
を判断できて安全性を向上できると共に、このジョイス
ティックを組み込んだシステム全体の修理に要する手間
の軽減を図れる。
上記演算器１５に送り込んで、この演算器１５がニュー
ラルネットワーク型の演算処理を行う事により、上記方
向ｕ（或はｖ）に関する上記永久磁石１７の移動量を求
める。そこで、上記演算器１５により求めた上記移動量
を、上記ブーム等の移動を制御する図示しない制御器に
送り込めば、上記ブーム等を所望の方向に所望の量だけ
移動できる。この様に本発明のジョイスティックは、従
来構造の様に構造を複雑にする事なく、上記２軸ｕ、ｖ
方向に関する上記永久磁石１７のそれぞれの移動量を求
める事ができる。この結果、ジョイスティック１ａの組
立作業に要する時間を短縮してコストの低減を図れる。
更に、センサ部分である上記永久磁石１７又は磁気セン
サ１４ａ、１４ｂ、１４ｃに故障が発生した場合に、そ
の故障を知らせるフェイル信号を前記出力層２１を構成
するニューロンｃ3 から出力する為、運転者がその故障
を判断できて安全性を向上できると共に、このジョイス
ティックを組み込んだシステム全体の修理に要する手間
の軽減を図れる。
【００２０】尚、本例の場合、ニューラルネットワーク
型の演算処理回路として中間層２０を一層としたが、本
発明を実施する場合、中間層２０は一層に限定するもの
ではなく、その層数はシステムに要求される精度等を考
慮して設計的に定める。又、被検出部である永久磁石１
７の周囲に配置する検出センサは、本例では円周方向に
等間隔に３個配置しているが、その個数は３個以上であ
れば良く、又、これら各検出センサから送り出す検出信
号と、上記２軸ｕ、ｖ方向に関する被検出部の移動量と
の関係を上記演算器１５に学習させる事ができれば、上
記各検出センサは同一円周上になくても良く、又、等間
隔になくても良い。
型の演算処理回路として中間層２０を一層としたが、本
発明を実施する場合、中間層２０は一層に限定するもの
ではなく、その層数はシステムに要求される精度等を考
慮して設計的に定める。又、被検出部である永久磁石１
７の周囲に配置する検出センサは、本例では円周方向に
等間隔に３個配置しているが、その個数は３個以上であ
れば良く、又、これら各検出センサから送り出す検出信
号と、上記２軸ｕ、ｖ方向に関する被検出部の移動量と
の関係を上記演算器１５に学習させる事ができれば、上
記各検出センサは同一円周上になくても良く、又、等間
隔になくても良い。
【００２１】又、上記被検出部及び各検出センサは、上
記永久磁石１７及び上記磁気センサ１４ａ、１４ｂ、１
４ｃに限らず、従来から知られている各種検出手段を採
用できる。例えば、上記被検出部を発光体として、上記
各検出センサを受光センサとしても良い。即ち、これら
被検出部及び各検出センサは、これら各検出センサによ
り上記被検出部と各検出センサとの間の距離を表す信号
を検出自在にできるものであれば良い。
記永久磁石１７及び上記磁気センサ１４ａ、１４ｂ、１
４ｃに限らず、従来から知られている各種検出手段を採
用できる。例えば、上記被検出部を発光体として、上記
各検出センサを受光センサとしても良い。即ち、これら
被検出部及び各検出センサは、これら各検出センサによ
り上記被検出部と各検出センサとの間の距離を表す信号
を検出自在にできるものであれば良い。
【００２２】
【発明の効果】本発明のジョイスティックは、以上の様
に構成され作用する為、組立作業に要する時間を短縮し
てコストの低減を図ると共に、センサ部分である検出セ
ンサ又は被検出部に故障が発生した場合に、運転者がそ
の故障を判断できて、安全性の向上、並びにこのジョイ
スティックを組み込んだシステム全体の修理に要する手
間の軽減を図れる。
に構成され作用する為、組立作業に要する時間を短縮し
てコストの低減を図ると共に、センサ部分である検出セ
ンサ又は被検出部に故障が発生した場合に、運転者がそ
の故障を判断できて、安全性の向上、並びにこのジョイ
スティックを組み込んだシステム全体の修理に要する手
間の軽減を図れる。
【図１】本発明の実施の形態の１例を示す模式図。
【図２】図１の構造を構成する演算器と磁気センサとを
接続して、これら各磁気センサの検出信号をニューラル
ネットワーク型の演算処理を用いて処理する状態を示す
図。
接続して、これら各磁気センサの検出信号をニューラル
ネットワーク型の演算処理を用いて処理する状態を示す
図。
【図３】図２の演算処理に於いて、中間層（出力層）を
構成する各ニューロンに於ける演算処理状態を示す図。
構成する各ニューロンに於ける演算処理状態を示す図。
【図４】従来構造の１例を示す模式図。
【符号の説明】 １、１ａ ジョイスティック ２ 第一の軸 ３ 第二の軸 ４ 揺動軸 ５ 操作部 ６ 枠部 ８ａ、８ｂ 軸受 ９、９ａ 弾性部材 １０ 第一の角度検出用センサ １１ 第二の角度検出用センサ １２ 自在継手 １３ 揺動軸 １４ａ、１４ｂ、１４ｃ 磁気センサ １５ 演算器 １７ 永久磁石 １８ 操作部 １９ 入力層 ２０ 中間層 ２１ 出力層 ２２ ニューロン ２３ 結合部
Claims (1)
- 【請求項１】 中間部を自在継手により揺動変位自在に
支持した揺動軸と、この揺動軸を中立位置に向け弾性的
に付勢する弾性部材と、上記揺動軸の一端部に設けた被
検出部と、上記揺動軸の他端部に設けた操作部と、上記
被検出部の周囲に位置する部分に配置された少なくとも
３個の検出センサと、これら各検出センサの検出信号を
処理する演算器とを備え、この演算器は、上記各検出セ
ンサから送り込まれる、これら各検出センサと上記被検
出部との間の距離を表す検出信号に基づき、上記揺動軸
の中立位置に関する中心軸に対し直交し、且つ互いに直
交する２軸方向に関する上記被検出部の移動量と、この
被検出部又は上記検出センサの故障を知らせるフェイル
信号とを、ニューラルネットワーク型の演算処理を用い
て求めるジョイスティック。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16616797A JPH1111869A (ja) | 1997-06-23 | 1997-06-23 | ジョイスティック |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16616797A JPH1111869A (ja) | 1997-06-23 | 1997-06-23 | ジョイスティック |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1111869A true JPH1111869A (ja) | 1999-01-19 |
Family
ID=15826322
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16616797A Pending JPH1111869A (ja) | 1997-06-23 | 1997-06-23 | ジョイスティック |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1111869A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005130879A (ja) * | 2003-10-28 | 2005-05-26 | Matsushita Electric Works Ltd | マッサージ機 |
| JP2006072999A (ja) * | 2004-08-30 | 2006-03-16 | Sauer Danfoss Inc | 冗長センサ処理を行うジョイスティック装置 |
| JP2007099258A (ja) * | 2005-09-07 | 2007-04-19 | Tokai Rika Co Ltd | シフトセレクタ |
| GB2450342A (en) * | 2007-06-20 | 2008-12-24 | P G Drives Technology Ltd | Fail-safe control input device having a movable magnet and at least three magnetic flux sensors with system to detect input device fault |
| CN104085789A (zh) * | 2014-05-06 | 2014-10-08 | 新乡市起重机厂有限公司 | 一种起重机运行状态的智能监测方法 |
| CN107601289A (zh) * | 2017-08-31 | 2018-01-19 | 兴化市鑫翔机械有限公司 | 一种应用于双梁起重机的超载限制器 |
| CN112499499A (zh) * | 2021-01-14 | 2021-03-16 | 上海裳叩实业有限公司 | 一种塔吊驾驶舱自动升降及危险保护装置 |
-
1997
- 1997-06-23 JP JP16616797A patent/JPH1111869A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005130879A (ja) * | 2003-10-28 | 2005-05-26 | Matsushita Electric Works Ltd | マッサージ機 |
| JP2006072999A (ja) * | 2004-08-30 | 2006-03-16 | Sauer Danfoss Inc | 冗長センサ処理を行うジョイスティック装置 |
| JP2007099258A (ja) * | 2005-09-07 | 2007-04-19 | Tokai Rika Co Ltd | シフトセレクタ |
| GB2450342A (en) * | 2007-06-20 | 2008-12-24 | P G Drives Technology Ltd | Fail-safe control input device having a movable magnet and at least three magnetic flux sensors with system to detect input device fault |
| GB2450342B (en) * | 2007-06-20 | 2012-05-16 | P G Drives Technology Ltd | Control System |
| US8531182B2 (en) | 2007-06-20 | 2013-09-10 | Penny & Giles Controls Limited | Control system and method for providing position measurement with redundancy for safety checking |
| CN104085789A (zh) * | 2014-05-06 | 2014-10-08 | 新乡市起重机厂有限公司 | 一种起重机运行状态的智能监测方法 |
| CN107601289A (zh) * | 2017-08-31 | 2018-01-19 | 兴化市鑫翔机械有限公司 | 一种应用于双梁起重机的超载限制器 |
| CN107601289B (zh) * | 2017-08-31 | 2019-03-05 | 兴化市鑫翔机械有限公司 | 一种应用于双梁起重机的超载限制器 |
| CN112499499A (zh) * | 2021-01-14 | 2021-03-16 | 上海裳叩实业有限公司 | 一种塔吊驾驶舱自动升降及危险保护装置 |
| CN112499499B (zh) * | 2021-01-14 | 2021-08-06 | 湖州天祺自动化科技有限公司 | 一种塔吊驾驶舱自动升降及危险保护装置 |
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