JPS62229410A

JPS62229410A - 傾斜角制御装置

Info

Publication number: JPS62229410A
Application number: JP61072748A
Authority: JP
Inventors: Shigeyuki Yamashita; 山下　重之; Koichi Ueno; 上野　候一
Original assignee: Tokyo Keiki Co Ltd
Current assignee: Tokyo Keiki Inc
Priority date: 1986-03-31
Filing date: 1986-03-31
Publication date: 1987-10-08

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】Ｃ産業上の利用分野〕本発明は、傾斜負制？ａｌｌ装置に係り、とくに船体（
揺動体）等に固定装備された探照灯の投光器（俯仰体）
等に適用する場合に好適な傾斜角制御装置を示す。

〔従来の技術〕

一般に、例えば揺動体としての船体に探照灯を固定装備
し、その探照光のもとて作業をする場合にあっては、そ
の探照傾斜角、即ち探照灯の本体である投光器（俯仰体
）の傾斜角を、船体のピ・ソチングやローリング等の揺
動とは無関係に一定に保持甘めしる必要がある。

このため、従来においては、例えば、電源と投光器を俯
仰駆動せしめる俯仰用モータとの間に、通電方向を切換
可能な二連押釦式等の切換スイッチを介挿せしめるとい
う構成のものが、筒便な手法として比較的多く使用され
ている。そして、この場合には、オペレータがその都度
、モータ正転用の押釦又はモータ逆転用の押釦を手動操
作し、これによって投光器の傾斜角を所望の値に設定す
ることができるようになっている。

〔発明が解決しようとする問題点〕しかしながら、上述した従来例にあっては、手動により
俯仰用モータを制御して探照灯の投光器の傾斜角を設定
し制御する手法であるため、短時間の内に正確な設定や
制御を行うことが難しいことから、抛作性が悪く、また
、この操作を揺動する船体上で行うには多くの熟練を必
要とするという不都合があった。

また、上述の手動操作によって、探照灯の投光器に目標
を捕捉せしめさせても、船体のピッチングやローリング
等の揺動が発生すると探照光が揺らぎ、場合によっては
探照光が目標を大きく逸脱してしまう事態が生じるとい
う不都合があった。

そして、この場合には、切換スイッチを操作し投光器の
傾斜角を広い範囲に渡って走査しつつ目標を再捕捉する
という煩わしい操作が余分に必要となり、オペレータに
とって非常な負担となるばかりか、探照灯を使用した作
業の著しい能率低下等の二次的な不都合をも招来せしめ
るという欠点があった。

（発明の目的〕本発明は、かかる従来例の有する問題点に漏みなされた
もので、とくに、揺動体に固定装備された俯仰体の傾斜
角の設定をよりＭ単に行うことができるとともに、その
傾斜角の設定をより迅速且つ正確に行うことのできる傾
斜角制御装置を提供することを、その目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで、本発明では、揺動体に固定装備された俯仰体の
所定方向の傾斜角を設定する傾斜角制御装置において、
前記傾斜角の所定値を指令する傾斜角指令手段と、この
傾斜角指令手段に付勢され前記俯仰体の傾斜角を自動的
に指令値に設定する傾斜角自動設定手段とを備える等の
構成とし、これによって前記目的を達成しようとするも
のである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図ないし第４図に基づい
て説明する。

この実施例は、揺動体としての船体２（第４図参照）に
固定装備された探照灯４について実施した場合を示す。

まず、第１図において、６は俯仰体としての投光器を示
し、８は投光器６の特定方向の傾斜角（俯角又は仰角）
を制御する傾斜角制御装置を示す。

この内、投光器６は、図示しない電源より電力を受けて
、特定又は不特定の目標（物）に探照を施すものであり
、本実施例では第２図又は第３図に示す如く全体が筒状
に構成されている。また、この投光器６には、該投光器
６の揺動による傾斜角の時間的変化率を角速度として検
出しこれに対応した角速度信号Ｓｌ′を出力する角速度
検出器７Ａと、当該投光器６の傾斜角を検出しこれに対
応した傾斜角信号Ｓ２を出力する傾斜角検出器７Ｂとを
側面の所定位置に一体的に備えている（第３図参照）。

一方、前記傾斜角制御装置８は、前記投光器６の特定方
向の傾斜角を指令する傾斜角指令手段としての角速度発
振器８Ａと、この角速度発振器８Ａから出力される指令
角速度（ｇ号８０′に基づいて投光器６の傾斜角を所定
値に設定する傾斜角自動設定手段８Ｂと、この傾斜角自
動設定手段８Ｂによって設定された投光器６の傾斜角を
略一定に保持するように当該傾斜角自動設定手段８Ｂを
付勢制御せしめる傾斜角保持制御手段８Ｃとによって構
成されている。ここで、投光器６の傾斜角と探照方向の
傾斜角とは１：１に対応するように構成されている。

この内、角速度発振器８Ａは、オペレータが手動にて操
作する操作レバー８Ａａを有している。

そしてこの操作レバー８Ａａを〔俯〕又は〔仰〕側に投
入した場合には所定のモータ駆動用の指令角速度信号８
０′が角速度発振器８Ａから出力され、操作レバー８Ａ
ａを〔中立〕点に位置させた場合には当該信号８０′が
出力されないようになっている。

また、前記傾斜角自動設定手段８Ｂは、比較用の加算器
１０を装備している。この加算器１０の基阜入力端（＋
）は、リレー接点（平常間）１２Ａを介して前記角速度
発振器８Ａに接続されており、また比較入力端（−）は
同じくリレー接点（平常間）１２Ｂを介して前記角速度
検出器７Ａに接続されている。ここで、リレー接点１２
Ａ。

１２Ｂは、前記角速度発振器８Ａの操作レバー８Ａａに
連動して開閉するよう設定されている。つまり、操作レ
バー８Ａａを〔俯〕又は〔仰〕側に投入した場合には閉
（オン）となり、（中立〕点にした場合には開（オフ）
となるよう構成されている。更に、加算器１０の出力端
は、モータ駆動信号を形成するモータ駆動回路１３を介
して俯仰駆動部１４に連結されている。そして、この俯
仰駆動部１４は、モータ駆動回路１３から出力される駆
動信号によって回転駆動する俯仰用モータ１６と、この
俯仰用モータ１６の回転力を前記投光器６に伝達せしめ
るギヤ機構１８とを有しており、具体的には第２図ない
し第３図に示す如く構成されている。即ち、これらの図
において、俯仰駆動部１４は投光器６を俯仰自在に軸支
する略Ｕ字状の軸支機構１９の一方の側部に装備されて
いる。

そして、その側部の所定位置に装着された俯仰用モータ
１６の出力軸は第１．第２．第３の変速ギヤ１８Ａ、１
８Ｂ、１８Ｃを介してウオームホイル１８Ｄに連結され
ており、このウオームホイル１８Ｄの回転力が投光器６
の支持軸２０に連結されている。ここで、変速ギヤ１８
Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ及びウオームボイル１８Ｄは前記ギ
ヤ機構１８を構成するものである。

このようにして、本実施例では、角速度検出器？Ａ、加
算器１０．　　リレー接点１２Ａ、１２Ｂ。

モータ駆動回路１３．及び俯仰駆動部１４によって傾斜
角自動設定手段８Ｂが構成されている。

このため、角速度発振器８Ａの操作レバー８Ａａが〔俯
〕又は〔仰〕のどちらか一方に投入されると、直ちにリ
レー接点１２Ａ、１２Ｂが閉（オン）となり、加算器１
０において指令角速度信号Ｓｏ′と検出された角速度信
号Ｓ、１　との比較が行われるようになっている。そし
て、投光器６がオペレータの指示した角速度まで達して
いない場合には、加算器１０からその分の制御信号が出
力され、この信号によってモータ駆動回路１３を作動さ
せて俯仰用モータ１６を所定の角速度で回転せしめる。

そして、投光器６が設定角速度に到達した場合には、加
算器１０からの出力が略零となり、俯仰用モータ１６は
その角速度で回転する。

このフィードバック制御により角速度がオペレータの意
図した値に自動的に設定される。

更に、前記傾斜角保持制御手段８Ｃは、前記角速度発振
器８Ａから出力される指令角速度信号Ｓ。′と前記角速
度検出器７Ａから出力される角速度信号Ｓ１゛′とに基
づいて必要に応じて前記傾斜角自動設定手段８８を付勢
制御する比較制御部２４と、この比較制御部２４及び前
記傾斜角自動設定手段８Ｂのドリフト信号発生に伴う投
光器６の傾斜角変動を補正するドリフト補正制御部２６
とにより構成されている。

ここで、前記比較制御部２４について詳述すると、前記
角速度発振器８Ａの出力端はリレー接点（平常閉）２８
Ａを介してアースに至るとともに、指令角速度信号３．
／を積分して指令角度信号Ｓ。を形成するための積分器
３０に至る。この積分器３０の出力側は比較用の加算器
３２の基準入力端（＋）に至る。また、この加算器３２
の比較入力端（−）に対しては、前記角速度検出器７Ａ
の出力端の一部が、別の加算器３４及び積分器３６を介
して連結されている。そして、前記加算器３２の出力端
は、別のリレー接点（平常閉）２８Ｂを介して、前記傾
斜角自動設定手段８Ｂの加算器１０の入力端に至る。そ
して、この加算器１０の出力端は、前述した如く、モー
タ駆動回路１３を介して俯仰駆動部１４に至る構成にな
っている。

この内、前記リレー接点２８Ａ、２８Ｂは、前記角速度
発振器８Ａの操作レバー８Ａａに連動して開閉するよう
になっている。つまり、操作レバー８ＡａがＣ俯〕又は
〔仰〕側に投入された場合には開（オフ）となり、〔中
立〕点にある場合には閉（オン）となる。

このように、上記リレー接点２８Ａ、２８Ｂ、積分器３
０．３６、及び加算器３２．３４によって前期比較制御
部２４が構成されている。

このため、投光器６に対する傾斜角が設定され、角速度
発振器８Δの操作レバー８Ａａが中立点に移行されると
、前記一方・の組のリレー接点１２Ａ。

１２Ｂが開（オフ）となり、他方の組のリレー接点２８
Ａ、２８Ｂが閉（オン）となる。これによって、前記傾
斜角自動設定手段８Ｂ内の加算器１０での比較動作が中
断され、代わって傾斜角保持制御手段８Ｃの比較制御部
２４が動作状態となる。

すなわち、リレー接点２８Ａの閉に付勢され、積分器３
０はそれまで積分していた信号を指令角度信号として加
算器３２に出力する。同様にして角速度検出器７Ａから
検出された角速度信号３．／も積分され角度信号Ｓ、と
じて加算器３２に加えられる。そこで、この加算器３２
は、両者に差がある場合には、その差に相当する制御信
号Ｓ、を出力し前期傾斜角自動設定手段８Ｂを付勢制御
して投光器６の傾斜角を制御するようになっている。

更に、前記ドリフト補正制御部２Ｇは、比較用の加算器
３８と高周波信号阻止用のローパスフィルタ（以下、ｒ
ＬＰＦＪという）４０、及び前述した傾斜角検出器７Ｂ
とにより構成されている。

この内、加算器３８の基準入力端（＋）には前記指令角
度信号Ｓ０が、比較入力端（−）には傾斜角信号Ｓ２が
印加されるようになっている。また、Ｌ　Ｐ　Ｆ　４．
０の出力端は、前記比較制御部２４の加算器３４の比較
入力端（−）に図示の如く接続されている。

このため、指令角度信号Ｓ０と傾斜角信号Ｓ２との値に
差がある場合のみ、補正用の制御信号Ｓ４が出力される
。そして、この信号ｓ４は、所定低周波である場合には
ＬＰＦ４０を通過して比較制御部２４の加算器３４に達
し、角速度信号８１′に対する補正を行う。

ところで、前述した投光器６及び俯仰駆動部１４に対し
ては、第１図に示すように、両者を一体として所定範囲
で旋回せしめ探照方向を定める旋回角手動設定手段４８
が作用するように成っている。この旋回角手動設定手段
４８は、電源部５ｏ、二連押ｉロ式の切換スイッチ５２
、及び旋回駆動部５４によって構成されている。この内
、旋回駆動部５４は、回転方向を正・逆転可能な旋回用
モーフ５６と、この旋回用モータ５６の回転を前記軸支
機構１９に伝達せしめるギヤ機構５８とにより構成され
ている。具体的には、探照灯４は第２図に示すように、
前記軸支ａ措１９を旋回可能に立設せしめる箱体状のベ
ース機構６０を備えており、このベース機構６０内に前
記旋回角手動設定手段４８が装備されている。即ち、ベ
ース機構６０の所定位置に装着された旋回用モータ５６
の回転は、第１．第２の変速ギヤ５８Ａ、５８Ｂ（各々
、上記ギヤ機構５８を構成する）を介して前記軸支機構
１９の回転軸１９Ａに伝達されるようになっている。

このため、オペレータが、前記切換スイッチ５２の正転
又は逆転用の押釦を操作して旋回用モータ５６の回転を
制御することにより、軸支機構１９、即ち投光器６の旋
回角を調整しその方向を設定せしめることができる。

次に、本実施例の全体的作用について説明する。

まず、オペレータは、前述したように旋回角手動設定手
段４日の切換スイッチ５２を手動にて適宜操作し、投光
器６の探照方向を所定値に設定する。

また、これと相前後して角速度発振器８Ａの操作レバー
８Ａａを適宜操作して傾斜角自動設定手段８Ｂに傾斜角
設定用の指令角速度信号８０′を出力せしめる。これに
基づいて、傾斜角自動設定手段８Ｂは前述の如く投光器
６の傾斜角を所定値に自動設定する。このときの傾斜角
を例えばθ（仰角）とする（第４図（１）　（２）参照
）。そして、その後、前記操作レバー８Ａａを〔中立〕
位置に戻すことによって前述のように傾斜角保持制御手
段８Ｃの比較制御部２４及びドリフト補正制御部２６が
直ちに待機状態となる。

この状態において、ピッチングやローリングによる揺動
が船体２に生じない場合には、比較制御部２４の積分器
３０から出力される指令角度信号Ｓ０と積分器３６から
出力される角度信号Ｓ、の値は略等しいので、加算器３
２から出力される制御信号Ｓ３は略零となる。このため
、投光器６の傾斜角θは変化せず一定のまま保持される
。

ところが、船体２に揺動が生じて傾斜角θが変化し始め
ると、この変化分は角速度検出器７Ａによって角速度と
して検出され角速度信号Ｓ、／が出力される。そして、
この信号３．／が積分され新たな角度信号Ｓ１となる。

この角度信号Ｓ、と前記指令角度信号Ｓ０との間には差
が生じるため、この差に相当する制御信号Ｓ、が加算器
３２から出力される。そして、この信号Ｓ３は傾斜角自
動設定手段８Ｂの加算器１０を経てモータ駆動回路１３
に至り該モータ駆動回路１３が駆動され、この駆動に見
合う分だけ俯仰用モータ１６が回転駆動する。これによ
って、投光器６の傾斜角が揺動による変化を相殺するよ
うに自動的に制御され、設定された値θがほぼ一定に保
持される。そして、上記角速度の検出は、その後も繰り
返されるため、その間の揺動の持続や発生に対しては直
ちに上述の制御が実行される。

第４図（１）には、船体２にピッチングが生じてそのピ
ッチング角がαになった場合、及び同図（２）にはロー
リングによりローリング角がβになった場合が示されて
いる。これに対し、本実施例では、いづれの場合でも投
光器６の傾斜角θが船体２とは独立して制御され、従っ
てその探照方向が略一定に保持される。

一方、上述した傾斜角制御の場合において、傾斜角自動
設定手段８Ｂの角速度検出器７Ａ又は傾斜角保持制御手
段８Ｃの積分器３６の出力にドリフトが発生せず、傾斜
角がθのままであれば、傾斜角検出器７Ｂからの検出信
号Ｓｔと指令角度信号Ｓ０の値は略等しい。このため、
ドリフト補正制御部２６内の制御信号Ｓ４が略零となり
、前記比較制御部２４には何ら関与しないこととなる。

ところが、上記ドリフトが発生すると、その分だけ傾斜
角θが変化し傾斜角に誤差が生じる。この変化による新
しい傾斜角は傾斜角検出器７Ｂによって検知される。そ
して、この場合にはドリフト補正制御部２６において検
出信号Ｓ２と基準角度１３号Ｓ０との間に差が生じる。

このため、その差に相当する加算器３８からの制御信号
Ｓ４はＬＰＦ４０を通過して比較制御部２４の加算器３
４において角速度信号Ｓ、１に加えられ、従って制御信
号Ｓ４の分だけ傾斜角の補正が行われる。仮に、上記信
号Ｓ、／が零の場合には、ドリフト分のみの補正制御が
行われる。この結果、投光器６の傾斜角は上記補正骨を
加味して保持制御される。

一方、投光器６　（つまり探照灯４）に激しい外乱が発
生し、これによって高周波な補正信号Ｓ。

がドリフト補正制御部２６に発生した場合にあっては、
この補正信号Ｓ４はＬＰＦ４０の作用によって阻止され
るようになっている。このため、元来、傾斜角制御に直
接関係のない外乱等に対しては、当該制御が実施される
ことのないように配慮されている。

更に、探照方向又はその傾斜角θを変更したい場合は、
前記角速度発振器８Ａ又は切換スイッチ５２を操作し、
俯仰用モータ１６及び旋回用モータ５６を制御すること
により所望の方向及び傾斜角に変更し得る。この場合、
比較制御部２４のリレー接点２８Ａが「開」そして「閉
」と動作することになるため、指令角度信号Ｓ０も新た
に更新され、その信号Ｓ０は次の制御に供されることと
なる。

このように本実施例では、オペレータが角速度発振器８
Ａから所望の傾斜角を指令するだけで、傾斜角自動設定
手段８Ｂによって俯仰体としての投光器６の傾斜角が自
動的に設定される。このため、従来例のように切換スイ
ッチを用いて手動にて設定する場合に比べてその操作が
簡単で且つ短時間の内により正確に行うことができ、そ
の操作性が飛ｆｆＭ的に改善されるという利点が得られ
る。

また、投光器６による探照方向の傾斜角を設定した後に
、船体２に揺動が発生すると、前述の如くその傾斜角が
ほぼ一定に保持される。このため、探照方向が大きく外
れることもないことから、従来例のような煩わしい再探
照操作も殆ど必要なく、また、傾斜角の保持が容易且つ
正確になされるという利点が得られる。

また、ドリフトが発生してもその影響が極力排除される
ため、より精密な傾斜角制御が可能になるという利点が
ある。更に、この場合において、必要箇所にＬＰＦ４０
を配しているため、投光器６に激しい外乱が加わっても
、この外乱には影響されず、安定且つ的確な制御が行わ
れるという利点をも有している。

一方、比較的安価な角速度検出器、傾斜角検出器、積分
器等を採用して前述した傾斜角制御が可能な構成として
いることから、パーティカルジャイロのような高価な機
器を使用する場合に比べて、全体としてもより安価なも
のとなる。

なお、上述の実施例においては、傾斜角保持制御手段８
Ｂ内にドリフト補正部２６を装備するという構成とした
が、本発明は必ずしもこれに限定されることなく、必要
に応じてドリフト補正部２６を外し、より簡単化された
構成にするとしてもよい。また、場合によっては、角速
度発振器８Ａ及び傾斜角自動設定手段８Ｂのみからなる
傾斜角制御装置を構成し、傾斜角の自動設定のみに本発
明を適用するとしてもよい。

また、前述した実施例は、俯仰体として探照灯の投光器
について実施した場合を示したが、本発明は必ずしもこ
れに限定されることなく、例えば撮影撮像装置、照準装
置等にも全く同様に適用可能なものである。また、揺動
体としても必ずしも船体（舶）用に限定されることなく
、陸上における揺動体についても同様に適用してもよい
。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明によると、オペレータは傾斜角指
令手段から傾斜角を指令するだけでよく、その後は傾斜
角自動設定手段の作用によって俯仰体の傾斜角が短時間
の内に正確に設定される。このため、前述した従来例に
比べて傾斜角の設定操作が著しく簡単化されるとともに
、その操作性及び操作全体の能率が大幅に改善されると
いう従来にない優れた傾斜角制御装置を提供することが
できる。

また、特許請求の範囲第２項記載の発明にあっては、上
述のほかに、以下の効果を有する。即ち、俯仰体の傾斜
角が傾斜角自動設定手段によって設定された後において
、揺動体に揺動が発生した場合には、傾斜角保持制御手
段の自動制御作用によって傾斜角がほぼ完全に一定に保
持される。このため、本発明を例えば船体に固定装備し
た探照灯に適用することによって、探照方向が船体の揺
動によって目標から大幅に外れる等の事態が未然に回避
され、再探照操作もほぼ不要のものとされ、これによっ
てその再提作の手間が著しく削減されるのみならず、当
該探照灯を使用した作業全体の作業能率が大幅に向上せ
しめられる等の効果が招来される。

また、特許請求の範囲第３項の発明にあっては、上述の
傾斜角保持制御手段による自動制御がより精密に且つ安
定して行われるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を探照灯に適用した場合を示
す概略ブロック図、第２図は探照灯の概略を示す一部切
除した正面図、第３図は第２図の一部切除した左側面図
、第４図（１１（２１は各々船体の揺動と投光器の傾斜
角との関係を説明する説明図である。２・・・・・・揺動体としての船体、６・・・・・・俯
仰体としての投光器、８・・・・・・傾斜角制御装置、
８八・・・・・・傾斜角指令手段としての角速度発振器
、８Ｂ・・・・・・傾斜角自動設定手段、８Ｃ・・・・
・・傾斜角保持制御手段、２６・・・・・・ドリフト補
正制御部。特許出願人　　株式会社　東　京　計　器第２図／９Ａ　　５１ｊｊＢ　　５８Ａ第３図第４図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）、揺動体に固定装備された俯仰体の所定方向の傾
斜角を設定する傾斜角制御装置において、前記傾斜角の
所定値を指令する傾斜角指令手段と、この傾斜角指令手
段に付勢され前記俯仰体の傾斜角を自動的に指令値に設
定する傾斜角自動設定手段とを備えたことを特徴とする
傾斜角制御装置。
（２）、揺動体に固定装備された俯仰体の所定方向の傾
斜角を設定する傾斜角制御装置において、前記傾斜角の
所定値を指令する傾斜角指令手段と、この傾斜角指令手
段に付勢され前記俯仰体の傾斜角を自動的に指令値に設
定する傾斜角自動設定手段とを備えるとともに、前記揺動体が揺動した場合であっても前記傾斜角自動設
定手段により設定された傾斜角が略一定に保持されるよ
うに当該傾斜角自動設定手段を付勢制御せしめる傾斜角
保持制御手段を具備したことを特徴とする傾斜角制御装
置。
（３）、揺動体に固定装備された俯仰体の所定方向の傾
斜角を設定する傾斜角制御装置において、前記傾斜角の
所定値を指令する傾斜角指令手段と、この傾斜角指令手
段に付勢され前記俯仰体の傾斜角を自動的に指令値に設
定する傾斜角自動設定手段とを備えるとともに、前記揺動体が揺動した場合であっても前記傾斜角自動設
定手段により設定された前記傾斜角が略一定に保持され
るように当該傾斜角自動設定手段を付勢制御せしめる傾
斜角保持制御手段を具備し、この傾斜角保持制御手段及
び前記傾斜角自動設定手段のドリフト信号発生に伴う前
記俯仰体の傾斜角変化を補正せしめるドリフト補正制御
部を当該傾斜角保持制御手段に設けたことを特徴とする
傾斜角制御装置。