JPS6226880A - 位置角度制御装置 - 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、電波、電子、レーザ光等のビームを送受し、
または、反射するアンテナ、あるいは、反射板等の支持
に用いる位置角度制御装置に関するものである。

〔従来の技術〕

か＼る装置の一例としてパラボラアンテナの支持装置を
挙げれば、水平方向および仰角方向の各回転軸を有し、
これらの各軸毎に駆動機構を設け、アンテナの指向方向
を水平方向と仰角方向との各々について制御するものと
なっている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、従来においては、機械的な回転軸および駆動機
構を用いているため、軸受は部、駆動力伝達部等の摩耗
によシ性能が劣化すると共に、ギヤのバックラッシュに
よシ高精度の指向方向制御が困難である等の問題を生じ
ている。

また、場合によっては、特定方向へ直線状に移動させる
並進制御の要求されることがアシ、従来の装置では更に
並進用の駆動機構を設けねばならず、全装置として大形
かつ複雑化する問題も生ずる。

〔問題点を解決するための手段〕

前述の問題を解決するため、本発明はつぎの手段によシ
構成するものとなっている。

すなわち、中心線を一致させ互に反対方向として相互に
結合された二つの中空状円錐部材からなる外側体と、こ
の外側体の内面と空隙を設けて対向する外側体と対応し
た形状の内側体と、各円錐部材の各内方かつ外側体の内
面および内側体の外面中いずれか一方の中心線に対し互
に対称な位置へ対向面と間隙を設けて各個に固定された
複数のｔ５石と、外側体と内側体との相対的変位を中心
線方向の並進および中心線と直交しかつ互に直交する２
軸方向の各並進ならびに回転として対向面との間隙の変
化に応じて検出する複数の変位センチとを備えたもので
ある。

〔作用〕

したがって、二つの中空状円錐部材からなる外側体の内
面と、外側体中へ収容された内側体の外面とのいずれか
一方へ各電磁石を固定し、これと対向する方を磁性材に
よシ製すれば、各電磁石の通Ｎ電流に応じて対向面の吸
引状況が変化し、これによって各電磁石と対向面との間
隙が制御され、この状況に応じて外側体と内側体との相
対的変位が生じ、これを各変位センサにより、各円錐部
材の中心線方向の並進および中心線と直交しかつ互に直
交する２軸方向の並進ならびに回転として検出し、この
検出出力に応じて各ｆＦ石の通ｆＦ電流を制御すること
により、外側体と内側体との相対的変位を各円錐部材の
中心線方向の並進と、この中心線と直交しかつ互に直交
する２＃１方向の並進と、同様の回転として位置ならび
に回転角度にわたる制御が行なえるものとなる。

〔実施例〕

以下、実施例を示す図によって本発明の詳細な説明する
。

第１図は、要部破断斜視図であり、中心線１を一致させ
、互に反対方向として相互に頭頂部２を円筒部材３によ
り結合した二つの中空状円錐部材４ａ？４ｂによシ外側
体５が形成されておシ、外側体５の内方には、外側体５
の内面５ａとはシ一定の空隙６を設けて対向する外側体
５と対応した形状の内側体重が配設され、各円錐部材４
ａ、４ｂの各内方、かつ、内側体７の外面７ａには、中
心線１に対し互に１２００の対称的な相対角度とした各
位置へ、対向面すなわち外側体５の内面５ａと間隙８を
設けて合計６個の電磁石９ａ〜９ｆが各個に固定されて
いると共に、これらの各近傍に変位センサ１０ａ〜１０
ｆが各個だ固定され、これらが各々間隙８の変化を検出
し、これによって、外側体５と内側体７との相対的変位
を、中心線１に氾うＺ軸方向の並進、および、中心線１
と直交しかつ互に直交するＸ軸、Ｙ軸各方向の並進なら
びに回転として検出するものとなっている。

なお、この場合、外側体５は磁性材によシ製され、各電
磁石９ａ〜９ｆの通電に応じて対向部位が吸引されるた
め、各電磁石９ａ〜９ｆの励＄状況にしたがい外側体５
と内側体７との相対関係がＺ軸方向の並進、Ｘ軸方向の
並進およびこれのθ方向回転、Ｙ軸方向の並進およびこ
れのψ方向回転として５自由度によシ制御され、下方の
台部１１によシ内側体７を固定すると共に、外側体５の
４軸方向へパラボラアンテナ等の基部を係止し、これを
可動状態とすれば、パラボラアンテナ等の指向方向を前
述の５自由度にわたって自在に制御できる。

また、変位センサＩＱａ〜１０ｆには、例えば渦電流式
変位センサＡＣＥ２５２５−０５形（電子応用に１に製
）が好適である。

たりし、この例では２軸方向の回転が不要であシ、これ
を阻止する手段を設けることが望ましく、第１図におけ
るＡ−Ｂ断面の要部拡大図を示す第２図の手段が設けで
ある。

すなわち、第２図へにおいては、円筒部材３の内面に突
出した永久磁石２１を固定すると共に、これの両側方へ
間隙２２を介して１対の永久研石２３ａ、２３ｂを設け
、これらを内側体７の外面７ａに固定してあり、かつ各
々の極性を対向面毎に同一としである。

したがって、永久磁石２１ｉ永久磁石２２ａ、２２ｂに
よシ反撥され、常時永久磁石２２ａ、２２ｔ）のはゾ中
間に位置するものとなり、外側体５のＺ軸方向を中心と
する回転が阻止される。

また、同図◎においては、内側体７の外面７ａへ突起２
３を設けると共に、これの両側方部位となる関係として
円筒部材３の内面へ突起２４ａ　ｒ２４ｂを設け、これ
らの間にスプリング等の弾性体２５を介在させておシ、
これによって囚と同等の結果を得ている。

第３図は、制御回路のブロック図であシ、変位センサ１
０の検出出力と指令信号８ｃとを処理回路３１へ与え、
こ＼において検出出力の増幅および指令信号Ｓｃとの比
較、ならびに微分処理等を行ない、電力増幅器等の駆動
回路３２へ処理結果の信号を与え、これに応じた電流を
同回路３２が１ｆ磁石９の巻線へ通じ、これによって間
隙８を指令信号Ｓｃにしたがうものとしており、間隙８
の変位センサ１０による検出出力と指令信号Ｓｃとが一
致する方向へ制御が行なわれるものとなっている。

た望し、これらの各回路は、各電磁石９ａ〜９ｆおよび
変位センサ１０ａ〜１０ｆ毎に設けられ、各々の指令信
号Ｓｃは、基本的な制御指令信号を制御条件に基づく演
算によシ処理のうえ各個に定められる。

したがって、所望の位置角度に応する指令信号に基づき
、各を８石９ａ〜９ｆの励磁状況が定まり、これに応じ
て外側体５の相対的位置が設定され、上述のとおシ５自
由度にわたる位置および角度が自在に制御できる。

第４図乃至第６図は他の実施例を示す第１図と同様な斜
視図であシ、第４図においては、外側体５の下方へ台部
１１を設け、これを固定すると共に１電磁石９ａ〜９ｆ
および変位センサ１０ａ〜１０ｆを外側体５の内面５ａ
へ固定し、内側体７を磁性材によシ製し可動状態としで
あるほかは、第１図と同様である。

第５図においては、各円錐部材４ａｔ４ｂの頂部２を互
に反対として底部５１を結合し、外側体５を形成してお
シ、これと対応した形状の内側体７を用いると共に、こ
れの下方へ台部１１を設け、これによって内側体７を固
定する一方、外側体７を磁性材によシ製して可動状態と
し、電磁石９ａ〜９ｆおよび変位センサ１０ａ〜１０ｆ
を内側体７の外面７ａへ第１図と同様に固定している。

第６図は、第５図と同形の外側体５および内側体７を用
い、外側体７の下方に台部１１を設け、外側体５を固定
するものとなっておシ、これの内面５ａへ電磁石９ａ〜
９ｆおよび変位センサ１０ａ〜１０ｆを第４図と同様に
固定し、内側体７を磁性材によシ製し可動状態としてい
るほかは第５図と同様である。

なお、第５図および第６図においては、第２図の手段を
底部５１の内方等へ設ければよい。

したがって、外側体５と内側体７とが互に非接触状態に
よシ、相互関係を維持しているため、摩　１粍、バック
ラッシュ等の問題が生ぜず、純電磁的に位置角度が決定
され、高信頼性かつ高精度の位置角度制御が実現すると
共に、構成が簡単かつ単純であシ、全体を安価にかつ小
形、軽量として高精度に製することが容易となる。

たゾし、電磁石は最少６個でよいが、より多数としても
よく、変位センサは自由度数に応じ５個とし、これらの
検出出力を検出部位にしたがって演算処理のうえ、各電
出石毎の指令信号として分配することも任意であシ、変
位センサに静電容量検出式、光電式環各種のものを適用
してもよく、第２図および第３図の構成も状況に応じた
選定が任意である等、種々の変形が自在である。

〔発明の効果〕

以上の説明によシ明らかなとおり本発明によれば、高信
頼性が得られかつ高精度の位置角度制御が実現すると共
に、安価に小形、軽量として高精度に製することが容易
でアシ、各種用途の位置角度制御装置として顕著な効果
が得られる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の実施例を示し、第１図は要部破断斜視図、
第２図は第１図におけるＡ−Ｂ断面の要部拡大図、第３
図は制御回路のブロック図、第４図乃至第６図は他の実
施例を示す第１図と同様な図である。 １Φ・・・中心線、２・・・・頂部、４ａ＋４ｂ・・・
・円錐部材、５・・・・外側体、５ａ・・−・内面、６
・・・φ空隙、７・拳・・内側体、７ａ・・・・外面、
８・・・・間隙、９ａ〜９ｆ・・・”　′＠、′ａ石、
１０　ａ〜１０ｆ・φ争・変位センサ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 中心線を一致させ互に反対方向として相互に結合された
   二つの中空状円錐部材からなる外側体と、該外側体の内
   面と空隙を設けて対向する前記外側体と対応した形状の
   内側体と、前記各円錐部材の各内方かつ前記外側体の内
   面および内側体の外面中いずれか一方の前記中心線に対
   し互に対称な位置へ対向面と間隙を設けて各個に固定さ
   れた複数の電磁石と、前記外側体と内側体との相対的変
   位を前記中心線方向の並進および前記中心線と直交しか
   つ互に直交する２軸方向の各並進ならびに回転として前
   記間隙の変化に応じて検出する複数の変位センサとを備
   えたことを特徴とする位置角度制御装置。