JPS6066110A - 角運動速度検出装置 - 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、動きつつある加速度計を利用した角速度を決
定する分野に関するものであり、一層詳細には、対とさ
れた加速度計を使用した角速度検出器に関するものであ
る。

従来の技術 本出願人の出願に係る米国特許願第Ｊｋ’ｌ、７／’１
号の中には、動きつつある物体の特定の力ベクトル及び
角速度ベクトルを、多数の循環的に駆動された加速度計
によって測定する方法及び装置が開示されている。同じ
く第３３７．り１３号は、動きつつある物体の特定の力
ベクトル及び角速度ベクトルを、一定の周波数で振動し
ている只１個か、又は、／対の加速度計かを利用して、
測定するための同様の技術を開示している。上述の特許
出願中に開示されている対にされた加速度計による角速
度及び力センサの実施例においては、加速度計の質量は
、直線状並進に関してつり合わされている。このことは
、対とされた加速度計は、質量の中心の何らの振動的な
並進をも生じさせること無しに、取り付は骨組に固着さ
れることができるということを意味するものである。し
かしながら、上記の特許出願において開示されている加
速度計の輪郭は、加速度計が固着されている何らかの物
体の、その物体の回りに角振動を生じさせる。

予期されるように、慣性航法系統のような多くの系統に
おいては、系統に影響を与えることがある何らかの、直
線状であれ、角度的であれ、振動を最少に減少させるこ
とが重要である。例えば、慣性航法系統においては、こ
の慣性航法系統の中における一つのセンサの、他のセン
サの性能への影響を最少にすることが重要である。

発明が解決しようとする問題点 本発明は、ｌ対の振動する加速度計を、これらの加速度
計の振動から生ずるトルクが、実質的に消去されるよう
な輪郭とされて利用する力及び角速度を検出するための
装置を得ることを、その目的とするものである。

問題点を解決するための手段 本発明は、この目的を達成するために、第−及び第二の
加速度計と、これらの加速度計を、一つの加速度計の力
検出軸を他の加速度計の力検出軸と平行である相並んで
いる関係に整列させるための構造物と、加速度計を個々
に実質的に直線方向に、周波数ωにおいて加速度計の力
検出軸に対して直角な振動軸に沿って振動させるための
振動機構さ、力検出軸及び振動軸ζこよって決定される
平面に対して垂直な軸の回りの構造物の角運動を現して
いる速度信号を生成するための信号プロセッサとを含ん
でいるある構造体の角速度運動を現す信号を発生するた
めの装置を特徴とするものである。

また、ハウジングと、ハウジングの中に回転するように
取付けられた軸と、第一の支持部材に固着された第一の
加速度計と、第一の支持部材をハウジングに、第一の加
速度計が軸の軸心に対して一般的に直角な方向で且つ軸
の方へ及び軸から離れる方向に実質的に直線状の様式で
動くことができるように固着するための第一の屈曲部と
を含んでいる角速度を検出するための加速度計の構造体
をも特徴とするものである。

なお、この構造体は、また、第二の加速度計を固着する
第二の支持部材と、第二の支持部材をハウジングに、第
二の加速度計が、一般的に軸の方へ及び軸から離れる方
向に軸の軸心に対して一般的に直角に実質的に直線状の
様式で動くことができるように固着するための第二の屈
曲部と、軸を回転的に振動させるための機構と、屈曲部
によって許される方向に加速度計を振動させるのに有効
である軸並びに第−及び第二の支持部材に連結されたリ
ンク仕掛は配置とを含んでいることを特徴とするもので
ある。

実施例 第１図に示されるように、／対の加速度計１０及び７．
２が、それらの力検出軸Ａ２１及びＡ２２を同じ方向に
整列されて、相並んでいる排列に取付けられている。何
らかの質量の不つり合い並びに支持構造体（図示されて
いない）に伝達されることがあり得るトルクの不つり合
いを最少にするために、加速度計／θ及び７．２は、感
度軸Ａ、Ｉ及びＡ２！に対して垂直である、線／ｌＩ及
び／ｌによって現されている輪に沿って。

相互の方へ及び相互から離れる反対方向に振動される。

前記米国特許出願中に詳細に説明されているように、加
速度計１０及び／２からの加速度信号は、加速度計ｉｏ
及び／２を含んでいる構造体の、軸Ａ２１及びＡ２２に
沿う並進を現す信号並びに構造体の角回転を現す信号を
与えるために使用されることができる。

第１図の対にされた加速度計構造体を機械化するための
装置の推奨実施例が第一及び３図に示されている。この
装置においては、加速度計ｉｏ及び／２の、第１図に示
されたような軸／４’及びｌ乙に沿う実質的に線状の並
進は、それぞれ加速度計１０及び／Ｕを保持している／
対の支持部材／ｇ及び２０を含んでいる機構によって与
えられる。支持部材／ｇ及び２０それら自体は、ハウジ
ング２−に屈曲部材２１Ｉ及びコロによって固着されて
いる。ハウジング２．２の内部に７対の軸受３θ及び３
コによって回転自在に取付けられている軸２ｇが、それ
にリンク仕掛は部材３１Ｉを固着されている。このリン
ク仕掛は部材３１Ｉに取付けられて７対のリンク仕掛は
ピン３Ａ及び３ｇがあるが、これらのピン３６，３ざは
、支持部材／ｇ及びコθに形成されたスロットｑｏ及び
＆、２の中に差し込まれている。

また、軸２ｇに取付けられて回転子＋＋があるが、この
回転子Ｑ’ｌは、ハウジング２２ζこ取付けられた固定
子４’Ａと組合わされた時に、軸、２ｇが前後に小さな
角度を周波数ωで振動するようにさせる。第２及び３図
から分かるように。

軸コざの振動は、リンク仕掛はピン３６及び３ｇが、支
持部材／ｇ及び２０、従って、加速度計１０及び１２が
、相互の方へ及び相互に離れるようにさせる。加速度計
／θ及び／コは、単に、非常に小さな距離を動くだけで
あるので、それらの運動方向は、軸−ｇの軸心正こ関し
て実質的に直線状である。加速度計７０及び／２の軸の
回転運動を現す信号が、数字ｙｇによって示された容量
ピンクオフ装置によって得られることができる。角度的
な容量検出器４（ｆｆが、軸ｕｆｆの被駆動運動を、あ
る時間に渡って一定に維持するのこと使用されるべき角
運動フイードパツクのための手段を与える。

加速度計ｌθ及びｌ−の角速度信号Ω及び出力信号から
力信号Ｆを分離するための信号プロセッサが、第り図に
示されている。制御パルス発生器５０が、線！ｒ、２の
上に漏波数ωの関数として信号を発生し、この信号は、
駆動信号発生器５グが、前述のように、加速度計１０及
び／、２を周波数ωで振動するようにさせる。加速度計
１０及び１２の出力信号ａ　、Ｉ及びａ２２は、線５６
及びｓｒを経て予分離プロセッサ６θに伝達される。第
弘図に示された予備分離プロセッサ６０は、第７図に示
された型式の対とされた加速度計の機械化に適当なもの
であり、第１図には、力検出軸Ａ、１及びＡ２′が同じ
方向に整列されている。線！６及び５ｇにおける加速度
計出力信号は、加算接合部６コにおいて加算され、また
、加算接合部Ａｆにおいて減算される。

７対の測定増幅器６６及びｉ、ｇが、それぞれ、線７０
及び７２の上において加算接合部６．２及ｒＥｂｔｔか
らの加算及び減算された信号を受ける。

主要力の分離は、前記の米国特許願、７　ｊ　７．７　
／　ｊＴ号の中に開示されている分離と同一であり、こ
の特許願においては、増幅器６６からの組合わされた信
号が、線７ケを介してカチャンネル７６に与えられる。

カチャンネル７ダは、積分回路及び試料兼保持回路を有
しており、制御パルス発生器！Ｏからの信号は、線７ｇ
及びざθを介して、積分回路及び試料兼保持回路へ供給
される。線７ダの上の組合わされた加速度信号は１周波
数ωの時間間隔Ｔの間積分され、線ざλの上に力信号Ｆ
、を与えるが、この信号Ｆ。

は、加速度１０及び７．２を保持している構造物又はハ
ウジングＪＪの軸２に沿う速度の変化を現わす。

同様に、角速度チャンネル・プロセッサｇθは、線、３
６を介して差信号を受け、それらの信号にゼロ平均周期
関数ｓｇｎｃωｔを乗する。カチャンネルにおけるよう
ｉこ１合計信号は１時間間隔Ｔに渡って、試料兼保持回
路を介して出力線ｔｒｙに積算される。角速度情報を現
す信号Ω１が、低域フィルタ？Ｏを介して伝達され、出
力が線タコの上に伝達される。

以上のようにして、第１〜３図に示された加速度計装置
からの信号は、力信号及び角速度信号を生成するように
処理されることができる。

発明の効果 以上のように１本発明によると、／対の振動する加速度
計を、これらの加速度計の振動から生ずるトルクが、実
質的に打消されるような輪郭とされて利用される力及び
角速度を検出するための装置を、提供することができる
という効果が得られるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によるｌ対の加速度計を、それらの力
検出軸を同じ方向に整列されて相並んで配置されて示さ
れている略斜視図、第２図は、第１図の対とされた加速
度計の配置を装置とするための機構を示す正面図、第３
図は、第一図の加速度計の配置を示す側面図、第グ図は
。 ／対の加速度計と一諸に使用するための類似信号分離回
路のブロック図である。 ｉｏ、ｉ、ｚ・・加速度計；　ｉｔ、、２θ−・支持部
材；ココ・・ハウジング；、２１Ｉ、コロ・番屈曲部材
；λざ・・軸；弘り・・回転子；　ｌＩｂ・０固定子。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｉ　構造物の角運動速度を現す信号を生成するための装
   置において 第一の力検出軸に沿う加速度を現す第一の出力信号を発
   生するための第一の加速度計と第二の力検出軸に沿う加
   速度を現す第二の出力信号を発生するための第二の加速
   度計と前記第−及び第二の加速度計を、前記第一の検出
   軸を前記第二の力検出軸に対して平行にして相並んでい
   る関係に整列させるための整列手段と、 前記第−及び前記第二の加速度計を前記力検出軸に対し
   て直角な振動軸に沿って周波数ωで反対方向に振動させ
   るために、前記構造物と、前記整列手段とに作動的に連
   結された振動手段と 前記力検出軸及び前記振動軸によって決定される平面に
   対して垂直な軸の回りの角速度運動を現す速度信号を発
   生ずるための信号処理手段と から成立っていることを特徴とする角速度検出装置。 ２　前記第−及び前記第二の力検出軸が、反対方向に整
   列されている特許請求の範囲第１項記載の角速度検出装
   置。 ａ　前記第−及び前記第二力検出軸が、同じ方向に整列
   されている特許請求の範囲第１項記載の角速度検出装置
   。 久　角速度を検出する加速度構造体においてハウジング
   と 前記ハウジングの中に回転自在に取付けられた軸と 第一の支持部材と 前記第一の支持部材に固着された第一の加速度計と 前記第−の加速度計が、前記軸の軸心に対して一般的に
   直角な方向及び前記軸の方へ並び前記軸から離れる方向
   に実質的に直線状に動くことができるように固着するた
   めの第一の屈曲手段と 第二の支持部材と 前記第二の支持部材に固着された第二の加速度計と 前記第二の支持部材を前記ハウジングに、前記軸の軸心
   に対して一般的に直角な方向及び前記軸の方へ並びに前
   記軸から離れる方向に実質的に直線状に動くことができ
   るように固着するための第二の屈曲手段と 前記軸を回転的匿振動させるための振動手段と 前記第−及び前記第二の加速度計を前記第−及び前記第
   二の屈曲手段によって許される運動の方向に振動させる
   ために、前記軸と第−及び第二の支持手段に連結された
   リンク仕掛は手段と から成立っていることを特徴とする角速度検出加速度計
   構造体。 よ　前記第−及び前記第二加速度計の力検出軸が、同じ
   方向に整列されている特許請求の範囲第ダ項記載の角速
   度検出加速度計構造体。 ム　前記振動手段が、前記軸に固着された回転子と、前
   記ハウジングに固着された固定子とを含んでいる特許請
   求の範囲第９項記載の角速度検出加速度計構造体。 ７　前記リンク仕掛は手段が、前記軸に固着されると共
   に前記第−及び第二の支持手段にそれぞれ固着された第
   −及び第二のリンク仕掛は部材を含んでいる特許請求の
   範囲第ダ項記載の角速度検出加速度計構造体。