JPS60143782A - トルク平衡形角加速度計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、回転運動する軸の角加速度を計測するトルク
平衡形角加速度針に関するものである。

従来技術 回転運動を行なう機械装置をサーボ系を用いて制御を行
う場合には、回転運動の角加速度を正確に検出する必要
がある。

従来、回転運動する軸の角加速度を得るために線、タコ
ジェネレータのような速度検出器で得うれた速度値を何
らかの方法で微分するか、又は既存の力平衡形加速度計
が用いられていた０しかし、タコジェネレータを使用す
るものではその信号処理時の微分操作がノイズに弱いと
いう欠点があシ、既存の力平衡形加速度計においては水
平方向以外の運動方向に対して重力が影響を及ぼし、加
速度を正しく計測できないという欠点があった。

発明の目的 そこで、本発明は前記従来の角加速度検出器の不都合な
点を改善して、ノイズに対しても影響を受けず、重力に
よる誤差もなく正確に検出してサーボ系の制御機構の特
性改善を達成し得るトルク平衡形角加速度計を提供する
ことを目的とする。

発明の構成 本発明によるトルク平衡形角加速度計によれは被計測軸
と回転体との相対位置検出から、被計測軸の回転に回転
体が追従可能となるようにトルクを発生し、このトルク
から角加速度を算出するよう構成された点に特徴がある
。

実施例 以下、図示する本発明の実施例によシ説明する。

第１図に示したように、角加速度を検出する被計測軸１
と同軸に回転体２が配置されておシ、当該回転体２は重
心がその軸上に存在するよう形成されている。

この被形側軸１と回転体２との間には後段で詳述する相
対位置検出器３が設けられ、この相対位置検出器３はオ
ペアンプ４に入力されて処理される。オペアンプ４には
補償器５を介してトルク発生器６が接続されておシ、ト
ルク発生器６は回転体２に機械的に接続されて所要トル
クを供給する。

また、トルク発生器６には角加速度算出部７が接続され
ている。

こうした構成において、被計測軸１が回転し始めると、
゛回転体２は被計測軸１の回転運動から取シ残され、被
計測軸１と回転体２との間に位置ずれが生じる。位置検
出器３は被計測軸１と回転体２との相対的位置ずれを検
出し、その信号をオペアンプ４．補償器５を経てトルク
発生器６へ送りこのトルク発生器６は回転体２を回転さ
せるトルクＴを発生する。

このとき、回転体２が被計測軸１０回転運動に常に追従
する様にトルクＴを発生すると、角加速度匂とトルクＴ
の関係は、 Ｔ＝、ｒＱ　（回転体の慣性モーメン）Ｊは既知） よシ角加速度算出部７においてＴからＱを算出すること
ができる。

以上の構成をブロック線図で示すと、第２図のように加
減算器８．ゲインに、のブロック９．伝達特性Ｇｃ（Ｓ
　）のブロック１０．ゲインに、のブロック１１　、１
／ＪＳ’　のブロック１２とを直列接続し、かつブロッ
ク１２の出力を加減算器８の減算点に入力するフィード
バック系とで構成されている。

このブロック線図において、被計測軸の角変位Ｏ１かも
回転体の角変位Ｑｏへの伝達関数Ｇ　（Ｓ）は Ｇ　（Ｓ　）　＝に、に２Ｇ’ｃ　（Ｓ）　／　（Ｊ　
Ｓ’　＋に、ＫｔＧｃ（Ｓ））で表現される。

第３図に示した補償器５の構成例において、オペアンプ
４′　にコンデンサａおよび抵抗す、ｃｊ接続すると ＣＳ／ｂ Ｇｃ　（Ｓ）　＝□ Ｓ＋□ ｂ という形になＪ＋ａ、ｂの値を適当に決定すれば回転体
２の追従特性を改善することができる０次に、第４図に
フォトディテクタを利用した相柵持病を全車Ｓ３３小働
仁ＩＦ　ａｌｌ　４．１也回転体２は、回転軸に対称と
なる位置に回転パシルンズ１４を通して回転軸に平行な
光線を回転体２の運動に伴ってスリン）　１７　、１７
’　に照射する。

また、回転体２０反対側には光ディテクタ１６゜１６′
　が配置されておシ、一方の光ディテクタ１６′　は回
転体２０回転に伴ってスリット１７゜１７′　を通過し
た投射光を受光可能であり、かつもう一方の光ディテク
タ１６＃；ｌニスリット１７゜１７’　よシ径方向内側
に配置されている。これら光ディテクタ１６　、１６’
　の出力はオペアンプ４に入力されて演算処理される。

こうして、被計測軸１と回転体２の位置ずれを計測する
相対位置検出器３を構成している。

発明の効果 本発明によるトルク平衡形加速度計実施例は以上の通シ
であシ、次に述べる効果を挙げることができる。

ノイズに対しても影響を受けず、重力による誤差もなく
正確に角加速度を検出してサーボ系の制御機構の特性改
善を達成し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す構成図、第２図は第１図
の制御ブロック線図、第３図桝〒桝は補償器の構成図及
心４１畔白鴫た久嵯回、第４図は相対位置検出器の構成
図である。 １・・被計測軸、２・・回転体、 ３・・相対位置検出器、４．４’　・・オペアンプ、５
・・補償器、６・・トルク発生器、 ７・・角加速度算出部、８・・加減算器、９．１１・・
ゲイン、１０・・伝達特性、１２・・慣性能率・ラプラ
ス演算子、 １３・・光源、１４＠・レンズ、１５・・平行光、１６
　、　ｌ　６’　・・光ディテクタ、１７　、１７’　
・・スリット、 θ・・角加速度、θｉ・・軸の角変位、Ｅ・・偏差、θ
０・・回転体角変位。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 角加速度を計測する被計測軸と同軸に配置されかつ重心
   が当該回転軸上にある回転体と、前記被計測軸と前記回
   転体との相対変位を検出する相対位置検出器と、 前記相対位置検出器の出力を入力して、前記回転体の前
   記被計測軸の回転運動に対する追従特性を改善するだめ
   の補償器と、 前記補償器の出力に従って前記回転体を駆動するトルク
   を出力する）・ルク発生器と、前記トルク発生器出力か
   ら角加速度を算出する角加速度算出部とを備えたことを
   特徴とするトルク平折形角加速度計。