WO1987001477A1 - Apparatus for controlling attitude - Google Patents
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- G05—CONTROLLING; REGULATING
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- G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
- G05D1/08—Control of attitude, i.e. control of roll, pitch, or yaw
- G05D1/0808—Control of attitude, i.e. control of roll, pitch, or yaw specially adapted for aircraft
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- G05D1/0033—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots associated with a remote control arrangement by having the operator tracking the vehicle either by direct line of sight or via one or more cameras located remotely from the vehicle
Definitions
- the invention relates to attitude control mechanisms for various types of unmanned aerial vehicles for radio control, vehicle tractors, ships, or industrial equipment.o
- a vertical gyro, a directional gyro, a rate gyro, and a rate gyro are installed on the fuselage, and the deviation of each gyro is detected by each sensor.
- space is required, the weight is increased, and the cost is high.
- the cost is also high, and the command commands from the ground force and one word from each sensor are mixed.
- automatic stabilization of the exercise attitude by various commands cannot be achieved.
- the present invention aims at achieving highly efficient automatic stabilization of the posture in various motion states of the aircraft with a small and lightweight device.o
- the present invention provides a vertical gyro of freedom 2 and a freedom gyro 1
- the rate gyroscope the three directions of roll, pitch, and angular velocity are detected, input to the adjustment device (amp), and then transmitted to the ground.
- the electronic circuit or power supply circuit that controls the motion state by receiving the command and comparing the signal from the jar mouth with the command signal by the mix amplifier is compacted. This device can automatically stabilize the posture in various motion states of the aircraft and can reduce the load on the pipeline that sends commands. .
- FIG. 1 is a partially cutaway front view of an attitude control device according to an embodiment of the present invention
- FIG. 2 is a plan view thereof
- FIG. 3 is a system diagram of a control circuit.
- the shaft pieces 6, 6 r protrude at the positions, and the outer screw 4 is attached to the bearings 9, 9 ′ provided at the center positions on both sides of the hollow frame 8 erected on the upper surface of the base 7.
- a vertical jersey port 10 supporting the separation pieces 6 and 6 ′ is supported on the base 7.
- Pitching sensor 11 for detecting pitching is attached to the outer zipper 4, and a mouth ring sensor for detecting rolling based on the deflection angle of the shaft piece 6.
- the sensor 12 is attached to the hollow frame 8
- the rate gyro 13 for angular velocity detection is installed at the upper right position of the hollow frame 8
- the rechargeable battery 14 is located at the lower position.
- Inverter 15 that supplies the necessary 400 Hz AC voltage to the spin motor of the jacquard, and the sensor for detecting the jacquard or the sensor power of the jar.
- a stable DC voltage is supplied to the first and second gain amplifiers 16, 16 ′ for inputting signals and to a radio or sonar command receiving circuit 17.
- a power circuit 18 incorporating a filter circuit for preventing noise is installed, and a pitching sensor for the vertical jaw opening 10 is installed.
- a signal amplifier is used to compare and judge the motion state of the aircraft and transmit signals to various sub-arc heaters 19.
- the attitude control device 21 installed on the surface.
- reference numeral 22 denotes a command transmitter
- reference numeral 23 denotes a connector.
- attitude control device 21 When the attitude control device 21 according to the present invention is mounted, for example, for the attitude control of a radio control helicopter.
- attitude deviation angle of the helicopter with respect to the spin motor 1 of the vertical jar opening 10 is
- the jersey A controller that determines whether the vehicle is moving forward, backward, or left, right, or sideways in comparison with the signal and transmits a signal to the servo actuator 19 to control the flight posture. der Ru 0 or, if some kind of impact (wind) flight attitude, etc.
- attitude control device of the present invention By mounting the attitude control device of the present invention on a wirelessly controlled miniature helicopter, the attitude is automatically stabilized, and the miniature helicopter is used for various purposes. It can also be mounted on vehicles, hulls, work equipment, etc. to stabilize the posture and improve safety o '
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Abstract
An apparatus which detects the angle of roll, pitch angle and angular velocity relying upon a vertical gyroscope (10) having a degree of freedom of 2 and a rate gyroscope (13) having a degree of freedom of 1, which sends the detected data to amplifiers (16, 16'), which further receives commands emitted from a ground station through a receiver (17), which compares the signals of the gyroscopes with the command signals by a mixing amplifier (20), and which produces signals through a servo actuator (19). The apparatus for controlling attitude is suited for being mounted on a small flying object, a vehicle, a ship or industrial equipment, to easily control the operation whether attended or not attended.
Description
明 細 書 姿勢制御装置 技術分 野 Description Attitude control device Technical field
この発 明 は、 無線操縦用 の各種無人飛行体、 自 動車 ト ラ ク タ ー、 船、 或いは産業用機器等の 姿勢制御機構 に関する も の であ る o The invention relates to attitude control mechanisms for various types of unmanned aerial vehicles for radio control, vehicle tractors, ships, or industrial equipment.o
背景技術 Background art
従来の 姿勢制御装置 に おいては、 垂直 ジャ イ ロ 、 方 位 ジャ ィ 口 並び に レ ー ト ジャ ィ 口 等 を機体 に設置 して 各ジャ ィ 口 の偏位を各 々 セ ン サ.一を用 いて検 出 し'、 該 各セ ン サ ー の信号を調整装置 ( ア ン プ') に入れて 飛行 体の様 ¾ 機体 を制御 してい る も の で、 電 源は別体 で あ 、 ス ペ ー ス を要する と 共 に重量 も 増力 [I し、 コ ス ト も 高 く 易 く 、 地上力 ら の コ マ ン ド指令 と 各セ ン サ 一 に よ る 1言号 と を ミ ッ ク ス す る調整機構 も な く 、 従って 単に機体の 姿勢の安定化 を 目 的 と した制御で あ ] 、 各 種の コ マ ン ド に よ る運動姿勢の 自 動安定化は 図れなか つた も の であ る o In the conventional attitude control device, a vertical gyro, a directional gyro, a rate gyro, and a rate gyro are installed on the fuselage, and the deviation of each gyro is detected by each sensor. '検 体 、 、 、 、 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号. In addition, space is required, the weight is increased, and the cost is high. The cost is also high, and the command commands from the ground force and one word from each sensor are mixed. There is no smooth adjustment mechanism, so it is simply control aimed at stabilizing the attitude of the aircraft.] However, automatic stabilization of the exercise attitude by various commands cannot be achieved. O
そ こ で、 本発明は機体の 各種運動状態に おける姿勢 の 自 動安定化 を小型、 軽量な 装置で高能率 に ¾ し得る こ と を 目 的 と する も ので あ る o Therefore, the present invention aims at achieving highly efficient automatic stabilization of the posture in various motion states of the aircraft with a small and lightweight device.o
発明の開示 Disclosure of the invention
即 ち、 本発明は 自 由度 2 の垂直 ジャ イ ロ と 自 由度 1
の レ ー ト ジ ャ イ ロ と で も って ロ ー ル 、 ピ ッ チ、 角速度 の 3 軸方向 を検出 して調整装置 ( ア ン プ ) に入力 し、 更に'地上 よ ]9 発信さ れた コ マ ン ドを受信 して ミ ッ ク ス ア ン プで ジャ ィ 口 に よ る信号 と コ マ ン ド信号 と を比較 して運動状態を制御する電子回路や電源回路等を コ ン パク ト 化 して収納 した装置であって 、 機体の各種運動 状態に おける姿勢を 自 動的に安定さ せる と 共に コ マン ドを発信するパ イ 口 ッ ト の負担を軽減さ せ得る も ので る。 In other words, the present invention provides a vertical gyro of freedom 2 and a freedom gyro 1 With the rate gyroscope, the three directions of roll, pitch, and angular velocity are detected, input to the adjustment device (amp), and then transmitted to the ground. The electronic circuit or power supply circuit that controls the motion state by receiving the command and comparing the signal from the jar mouth with the command signal by the mix amplifier is compacted. This device can automatically stabilize the posture in various motion states of the aircraft and can reduce the load on the pipeline that sends commands. .
図面の簡単 な説明 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
第 1 図 は本発明の実施例に係る姿勢制御装置 の一部 を切欠 した正面図、 第 2 図.はその平面図、 第 3 図は制 御回路の 系統図であ る 。 FIG. 1 is a partially cutaway front view of an attitude control device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a plan view thereof, and FIG. 3 is a system diagram of a control circuit.
発明 を実施する た めの最良 の形態 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
本発明 を よ り 詳細 に 説述す る ため に、 以下添付図面 に よ 構成を說明する o In order to explain the present invention in more detail, the structure will be described below with reference to the accompanying drawings.
第 1 囟 の正面図亚び に第 2 図の平面図 に示す様 にス ピ ン モ ー タ 1 を支架 した内 ジ ン バ ル 2 の正面並びに背 面の 中央位置に釉片 3 , 3 ' を突設 し、 外ジ ン バ ル 4 の正面並び に背 ffiの中 央位置に設けた軸受 5 , 5 に 軸片 3 , 3 ' を軸支 し、 外 ジ ン バ ル 4 の 両側面の中央 位置に 軸片 6 , 6 r を突設 し、 ベ ー ス 7 の上面に立設 した中 空枠体 8 の両側 面の中央位置に設けた軸受 9 , 9 ' に 外 ジ ン ノく ル 4 の離片 6 , 6 ' を軸支 した垂直 ジ ャ ィ 口 1 0 をベ ー ス 7 に 架設 し、 軸片 3 の偏位角度で
ピ ッ チ ン グを検出する ピ ッ チ ン グ セ ン サ 一 1 1 を外ジ ンパ ル 4 に付設 し、 軸片 6 の偏位角度で ロ ー リ ング を 検出する 口 一 リ ン グ セ ン サ ー 1 2 を中空枠体 8 に付設 し、 中 空枠体 8 の右側上部位置に角速度検出用 の レ ー ト ジャ イ ロ 1 3 を設置する と 共に下方位置に 充電式電 池 1 4 に 接続 して ジャ ィ 口 の ス ピ ン モータ に必要な 4 0 0 H Z 交流電圧を供給する ィ ンバ ー タ 1 5 並びに ジ ャ ィ 口 の 検出 セ ン サ 一や検出 セ ン サ ー力 らの信号を入 力する 第 1 、 第 2 ゲ イ ン ア ン プ 1 6 , 1 6 ' 、 ラ ジオ や ソ ナ ー · コ マ ン ド受信回路 1 7 へ安定 した直流電圧 を供給する と 共に ノ イ ズ防止用 のフ ィ ル タ 一回路を組 込み した パ ワ ー回路 1 8 を設置 し、 垂直 ジャ ィ 口 1 0 の ピ ッ チ ン グ セ ン サ 一 1 1 や 口 — リ ン グ セ ン サ ー 1 2 か らの信号 を入力する第 1 ゲ イ ン ア ン プ 1 6 、 レ ー ト ジャ ィ 口 1 3 か らの信号 を入力する第 2 ゲイ ン ア ン プ 1 6 、 第 1 、 第 2 ゲ イ ン ア ン プ 1 6 、 1 6 ' か らの 信号並び に ラ ジ オや ソ ナ 一 · コ マ ン ド受信回路 1 7 力 らの信号 を入力 して機体の運動状態を比較判断して各 種サ 一 ボ ア ーク チ ヱ タ ー 1 9 へ信号を伝達する ミ ック ス ア ン プ 2 0 等を中空枠体 8 の上 面に設置 した姿勢制 御装置 2 1 である。 尚、 図 中 2 2 は指令送信器、 2 3 は コ ネ ク タ 一を示す。 As shown in the front view of the first section and the plan view of Fig. 2, glaze pieces 3 and 3 'are placed at the center of the front and back of inner girder 2 on which spin motor 1 is supported. The shaft pieces 3 and 3 'are supported by bearings 5 and 5 provided at the center of the back ffi, in front of the outer gimbals 4 in front of the outer gimbals 4, and the center of both sides of the outer gimbals 4 The shaft pieces 6, 6 r protrude at the positions, and the outer screw 4 is attached to the bearings 9, 9 ′ provided at the center positions on both sides of the hollow frame 8 erected on the upper surface of the base 7. A vertical jersey port 10 supporting the separation pieces 6 and 6 ′ is supported on the base 7. Pitching sensor 11 for detecting pitching is attached to the outer zipper 4, and a mouth ring sensor for detecting rolling based on the deflection angle of the shaft piece 6. The sensor 12 is attached to the hollow frame 8, the rate gyro 13 for angular velocity detection is installed at the upper right position of the hollow frame 8, and the rechargeable battery 14 is located at the lower position. Inverter 15 that supplies the necessary 400 Hz AC voltage to the spin motor of the jacquard, and the sensor for detecting the jacquard or the sensor power of the jar. A stable DC voltage is supplied to the first and second gain amplifiers 16, 16 ′ for inputting signals and to a radio or sonar command receiving circuit 17. A power circuit 18 incorporating a filter circuit for preventing noise is installed, and a pitching sensor for the vertical jaw opening 10 is installed. 1 1 1 and mouth — 1st gain amplifier 16 to input signal from ring sensor 12, 2nd to input signal from late jersey 13 The signal arrangement from the gain amplifier 16, the first and second gain amplifiers 16, 16 ′ and the radio and sonar command receiver circuits 17 A signal amplifier is used to compare and judge the motion state of the aircraft and transmit signals to various sub-arc heaters 19. The attitude control device 21 installed on the surface. In the figure, reference numeral 22 denotes a command transmitter, and reference numeral 23 denotes a connector.
つ ぎに、 添付図面に よ 作用効果を説明する o 本発明 に ¾ る姿勢制御装置 2 1 は、 例え ば ラ ジォコ ン ト ロ ー ル ヘ リ コ プ タ ーの姿勢制御用 に搭載 した場合
には、 垂直 ジャ ィ 口 1 0 のス ピ ン モ ー タ 1 を基準に し てヘ リ コ プタ ーの姿勢偏位角度を ピ ッ チ ン グセ ン サ 一The operation and effect will be described with reference to the accompanying drawings. O When the attitude control device 21 according to the present invention is mounted, for example, for the attitude control of a radio control helicopter. In addition, the attitude deviation angle of the helicopter with respect to the spin motor 1 of the vertical jar opening 10 is
1 1 と ロ ー リ ン グセ ン サ 一 1 2 で感知 し、 第 1 ゲ イ ン ア ン プ 1 6 X. ]9 ミ ッ ク ス ア ン プ 2 0 へ信号を入力 して 5 サ ー ボ ア 一 ク チ エ タ 一 1 9 で も ってヘ リ コ プ タ ーの メ ィ ン ロ ー タ に直結 したス ヮ ッ シ ュ ブ レー ト を動作させ1 1 and the rolling sensor 1 and 2 are detected, and a signal is input to the first gain amplifier 16 X.] 9 mix amplifier 20 and 5 servos are input. The actuator 19 activates the sash plate directly connected to the main rotor of the helicopter.
¾が ら 飛行姿勢の前後、 左右の偏位を制御 し、 更に レ 一 ト ジャ ィ 口 1 3 で も ってヘ リ コ プ タ ーの ョ ー軸角速 度を検出 しな力; ら テー ル ロ ータ を コ ン ト 口 一 ル して方0 向制御を ¾ す も のであ ]? 、 同時に地上の指令送信器 2 2 よ !) 発信された指令 パ ル スを ラ ジォゃ ソ ナ 一 · コ マ ン ド受信回路 1 7 で受信 して ミ ッ ク ス ア ン プ 2 0 へ入 * 力 し、 各垂直 ジ ャ イ ロ 1 0 と レ ー ト ジ ャ ィ 口 1 3 カ ら の検出信号 と 常 に比較 し、 指令送信器 2 2 よ 飛行姿:5· 勢を変え る信号が入力さ れた場合、 ジ ャ ィ 口信号に比 較 して前進、 後進又は左右、 横方向への変向 を判定 し てサーボア 一ク チ エ タ 一 1 9 へ信号を伝達 して飛行姿 勢を コ ン ト ロ ールする も の であ る 0 ま た、 何等かの影 響 ( 風 ) 等で飛行姿勢が変化した場合は、 2組の垂直 0 ジャ ィ ロ 1 0 と レ ー ト ジャ ィ 口 1 3 が変化量を検出 し、 これ と 対応 した操縦信号をサーボ ア ークチ ェ タ ー 1 9 に伝達 して 自 動的に元の飛行姿勢 に復元する も ので、 ヘ リ コ プタ ーの離陸、 空中停止、 着陸等の各種運動状 態に おける 姿勢を 自 動的 に安定させ、 パ イ ロ ッ ト の負.5 担を輊滅 し得る も のであ る 。
その他、 各種の飛行体、 或いは車輛、 船体、 産業用 機器等に搭載 して有人、 或いは無人の状態で運動状態 を容易 に制御 し得る も の であ 、 小型、 輊量であ る た めス ペ ー ス を要する こ と く 、 各種の高性能 ¾制御を 容易ィ匕 し得 る も の であ る o 力 Control the front-back, front-back, left-right deviation of the flight attitude, and force that cannot detect the hoop axis angular velocity of the helicopter with the re-jersey opening 13; It is a way to control the direction by controlling the direction of the rotor.], But at the same time, the command transmitter 22 on the ground! ) The transmitted command pulse is received by the radio sonar command receiving circuit 17 and input to the mix amplifier 20 *, and each vertical gyro is input. 10 and the late jersey 13 Always compare with the detection signals from the three, and the command transmitter 2 2 Flying form: If a signal that changes the power is input, the jersey A controller that determines whether the vehicle is moving forward, backward, or left, right, or sideways in comparison with the signal and transmits a signal to the servo actuator 19 to control the flight posture. der Ru 0 or, if some kind of impact (wind) flight attitude, etc. has changed, two sets of vertical 0 Ja I Russia 1 0 and record over door manager I ports 1 3 detects the amount of change The control signal corresponding to this is transmitted to the servo actuator 19 and automatically restored to the original flight attitude, so that the take-off of the helicopter and the air Stop, the definitive position on various motion state landing such automatically stabilize, even Ru Nodea may 輊滅 negative .5 responsible for path i Lock bets. In addition, it can be mounted on various kinds of flying objects or vehicles, hulls, industrial equipment, etc., and can easily control the motion state in a manned or unmanned state. It does not require a space and can easily perform various high-performance controls.
産業上の 利用可能性 Industrial applicability
無線操縦の小型へ リ コ プタ 一に本発明の姿勢制御装 置を搭載す る こ と に よ っ て姿勢を 自 動的 に安定させ、 各種 目 的の 仕事に小型へ リ コ ブタ 一を利用 し得る と共 に 自 動車、 船体、 作業機等 に搭載 して 姿勢を安定化さ せ、 安全性を向上させ得る も の で あ る o '
By mounting the attitude control device of the present invention on a wirelessly controlled miniature helicopter, the attitude is automatically stabilized, and the miniature helicopter is used for various purposes. It can also be mounted on vehicles, hulls, work equipment, etc. to stabilize the posture and improve safety o '
Claims
1. 自 由度 2 の垂直ジャ イ ロ と 自 由度 1 の レ ー ト ジャ イ ロ 等 を組合せた 2 種類の ジャ イ ロ と 、 ラ ジ オ コ ン ト 口 一 ノレや ソ ナ 一 コ ン ト ロ ールか らの コ マ ン ド受信回路 と 、 ジャ イ ロ か らの 信号 と コ マ ン ド受信回路 と か らの 信号 と を比較 して運動状 態を制御する電子回路並び に 電源装置等 を内蔵 した こ と を特徴 と して成る 、 姿勢制 御装置 o
1. Two types of gyros, combining a vertical gyro with 2 degrees of freedom and a rate gyro with 1 degrees of freedom, and a radio outlet and a sonar A command receiving circuit from the troll, an electronic circuit for controlling the motion state by comparing a signal from the gyro with a signal from the command receiving circuit, and a power supply. Attitude control device characterized by incorporating a device etc. o
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/JP1985/000483 WO1987001477A1 (en) | 1985-08-30 | 1985-08-30 | Apparatus for controlling attitude |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/JP1985/000483 WO1987001477A1 (en) | 1985-08-30 | 1985-08-30 | Apparatus for controlling attitude |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO1987001477A1 true WO1987001477A1 (en) | 1987-03-12 |
Family
ID=13846558
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/JP1985/000483 WO1987001477A1 (en) | 1985-08-30 | 1985-08-30 | Apparatus for controlling attitude |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
WO (1) | WO1987001477A1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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WO1995030180A1 (en) * | 1994-04-29 | 1995-11-09 | Lodge Flying Ltd. | Stabilisation of radio controlled aircraft |
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-
1985
- 1985-08-30 WO PCT/JP1985/000483 patent/WO1987001477A1/en unknown
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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AK | Designated states |
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AL | Designated countries for regional patents |
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