JPH02254098A - 特に航空機のための傾斜するスティック制御装置 - Google Patents
特に航空機のための傾斜するスティック制御装置Info
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- JPH02254098A JPH02254098A JP2036419A JP3641990A JPH02254098A JP H02254098 A JPH02254098 A JP H02254098A JP 2036419 A JP2036419 A JP 2036419A JP 3641990 A JP3641990 A JP 3641990A JP H02254098 A JPH02254098 A JP H02254098A
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Classifications
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C13/00—Control systems or transmitting systems for actuating flying-control surfaces, lift-increasing flaps, air brakes, or spoilers
- B64C13/02—Initiating means
- B64C13/04—Initiating means actuated personally
- B64C13/12—Dual control apparatus
-
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- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
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- B64C13/042—Initiating means actuated personally operated by hand
- B64C13/0421—Initiating means actuated personally operated by hand control sticks for primary flight controls
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- G—PHYSICS
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- G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
- G05G9/00—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously
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- G05G2009/0474—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously the controlling member being movable by hand about orthogonal axes, e.g. joysticks characterised by means converting mechanical movement into electric signals
- G05G2009/04748—Position sensor for rotary movement, e.g. potentiometer
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- G05G2009/04766—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously the controlling member being movable by hand about orthogonal axes, e.g. joysticks providing feel, e.g. indexing means, means to create counterforce
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- G05G2009/04774—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously the controlling member being movable by hand about orthogonal axes, e.g. joysticks with additional switches or sensors on the handle
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
九肌ム至1
本発明は、傾斜する操縦桿のような制御スティックが設
けられかつオペレータの単一の手により付活されるよう
意図された、機械のための制御装置に関する。
けられかつオペレータの単一の手により付活されるよう
意図された、機械のための制御装置に関する。
ル脈段1遣
本発明は、それだけではないが、特に、航空機の操縦装
置に関し、以後、かかる応用に対して一層詳細に説明を
行う。しかしながら、本発明をかかる応用に制限しよう
とするものではないことは理解されるであろう。
置に関し、以後、かかる応用に対して一層詳細に説明を
行う。しかしながら、本発明をかかる応用に制限しよう
とするものではないことは理解されるであろう。
飛行機、ヘリコプタ、タンク、土木工学エンジン(ci
vil engineeriB engine)等のよ
うな多くの8%械には、(乗り物の場合には、パイロッ
トもしくは操縦士、及び副パイロットもしくは副操縦士
として知られている)2人の別々のオペレータにより制
御される、接続された2つのオペレータ・ステーション
のいずれからも付活され得る被制御素子の組が設けられ
る。そして接続される2つのオペレータ・ステーション
の各々には、いずれの方向にも回転することができるよ
う接合されたスティック型の制御部材が装備される。こ
れら2つの制御素子は、制御されるべき前記部材に接続
されると共に相互接続され、これにより、前記オペレー
タの各々が、制御されるべき前記部材の制御の組を利用
できると共に、オペレータが前記制御素子の一方を直接
付活して慎重にもしくはゆっくりと傾斜させると、他方
の制御部材が同じ方向に同様に誘導されて傾斜される。
vil engineeriB engine)等のよ
うな多くの8%械には、(乗り物の場合には、パイロッ
トもしくは操縦士、及び副パイロットもしくは副操縦士
として知られている)2人の別々のオペレータにより制
御される、接続された2つのオペレータ・ステーション
のいずれからも付活され得る被制御素子の組が設けられ
る。そして接続される2つのオペレータ・ステーション
の各々には、いずれの方向にも回転することができるよ
う接合されたスティック型の制御部材が装備される。こ
れら2つの制御素子は、制御されるべき前記部材に接続
されると共に相互接続され、これにより、前記オペレー
タの各々が、制御されるべき前記部材の制御の組を利用
できると共に、オペレータが前記制御素子の一方を直接
付活して慎重にもしくはゆっくりと傾斜させると、他方
の制御部材が同じ方向に同様に誘導されて傾斜される。
現時点までにおいて、オペレータにより付活されたステ
ィックと、制御されるべき素子との間での制御命令の伝
達は機械的に行われてきており、このことは、前記ステ
ィックが比較的大きなものであることを必要とし、かつ
大きな機械的な力に耐えそして伝達することができると
いうことを必要とした。従って、かかるスティックは、
前記オペレータの前面に直接設けられ、各オペレータの
両手により保持され、そして後者の前腕の運動を介して
付活され、それらの運動の幅及び強さは、機械的な制御
を汲うように訓練されなければならない抵抗により条件
付けられる。
ィックと、制御されるべき素子との間での制御命令の伝
達は機械的に行われてきており、このことは、前記ステ
ィックが比較的大きなものであることを必要とし、かつ
大きな機械的な力に耐えそして伝達することができると
いうことを必要とした。従って、かかるスティックは、
前記オペレータの前面に直接設けられ、各オペレータの
両手により保持され、そして後者の前腕の運動を介して
付活され、それらの運動の幅及び強さは、機械的な制御
を汲うように訓練されなければならない抵抗により条件
付けられる。
各オペレータの両手の使用は、相当な力を伝達すること
を可能とするだけでなく、2人のオペレータに対するこ
れら力を対称かつ同一にすることを可能とする。
を可能とするだけでなく、2人のオペレータに対するこ
れら力を対称かつ同一にすることを可能とする。
しかしながら、機械的な制御は、重量、空間的な要求、
保守、複雑な制御法則の考慮、等のような成る素子に間
しては多大な長所を有する電気制御回路によって、ます
ます収って代わられてきている。結果として、前記ステ
ィックは、該スティックの位置変動を検出する電気セン
サに接続されて関連され、これにより、前記電気センサ
は、該電気センサにより供給される情報に従って前記被
制御部材を付活する電気制御回路を制御する。これらの
場合には、前記スティックは極端に小さい力を伝達する
だけであり、それらスティックの大きさ並びに機械的な
抵抗をかなり減少することができる、これが、現在は小
さいスティックが用いられている理由であり、該スティ
ックは、「ミニコラム」もしくは「ミニスティック」と
して知られており、オペレータの単一の手すなわち片手
で保持されて付活されることができる。これらミニステ
ィックは小さい力を伝達するだけであるので、ミニステ
ィックを傾けさせるために該ミニスティックに与える力
をオペレータが決定することができるように、そしてミ
ニスティックが解放されたときに該ミニスティックを中
央位置に戻すことができるように、例えば、ばねの棒で
構成された少なくとも1つの力感覚装置を設けることが
必要であった。
保守、複雑な制御法則の考慮、等のような成る素子に間
しては多大な長所を有する電気制御回路によって、ます
ます収って代わられてきている。結果として、前記ステ
ィックは、該スティックの位置変動を検出する電気セン
サに接続されて関連され、これにより、前記電気センサ
は、該電気センサにより供給される情報に従って前記被
制御部材を付活する電気制御回路を制御する。これらの
場合には、前記スティックは極端に小さい力を伝達する
だけであり、それらスティックの大きさ並びに機械的な
抵抗をかなり減少することができる、これが、現在は小
さいスティックが用いられている理由であり、該スティ
ックは、「ミニコラム」もしくは「ミニスティック」と
して知られており、オペレータの単一の手すなわち片手
で保持されて付活されることができる。これらミニステ
ィックは小さい力を伝達するだけであるので、ミニステ
ィックを傾けさせるために該ミニスティックに与える力
をオペレータが決定することができるように、そしてミ
ニスティックが解放されたときに該ミニスティックを中
央位置に戻すことができるように、例えば、ばねの棒で
構成された少なくとも1つの力感覚装置を設けることが
必要であった。
電気制御装置もしくは回路を用いることに関する上述の
長所に加えるに、かかるミニスティックは、それぞれの
ミニスティックを前記オペレータに対し横の方に配置す
ることにより、前記オペレータの前面の他の制御装置の
配置をinにするようオペレータの前の空間を自由にす
ることを可能とする。さらに、オペレータの2つの制御
ステーション間を通る軸線に対し機械の対称性を維持す
るよう該制御ステーションが、特に並列であるときは(
これは普通、前記ステーションが該車両の前面に対向し
て配置される、車両の場合である)、ミニスティックの
一方は、左側のオペレータの左に配置され、右のミニス
ティックは右側のオペレータの右に配置される。従って
、この場合、左側のオペレータは左手で関連のミニステ
ィックを保持し、右側のオペレータは、右手でミニステ
ィックを保持する。従って、i械の制御の対称性を守ろ
うとすると、オペレータの段階では非対称となる。
長所に加えるに、かかるミニスティックは、それぞれの
ミニスティックを前記オペレータに対し横の方に配置す
ることにより、前記オペレータの前面の他の制御装置の
配置をinにするようオペレータの前の空間を自由にす
ることを可能とする。さらに、オペレータの2つの制御
ステーション間を通る軸線に対し機械の対称性を維持す
るよう該制御ステーションが、特に並列であるときは(
これは普通、前記ステーションが該車両の前面に対向し
て配置される、車両の場合である)、ミニスティックの
一方は、左側のオペレータの左に配置され、右のミニス
ティックは右側のオペレータの右に配置される。従って
、この場合、左側のオペレータは左手で関連のミニステ
ィックを保持し、右側のオペレータは、右手でミニステ
ィックを保持する。従って、i械の制御の対称性を守ろ
うとすると、オペレータの段階では非対称となる。
かかる非対称性は2、機械の制御が前記オペレータに対
し左から右へ及び右から左へミニスティックの横方向の
傾向けを必要とするときに困難を生じる。これは最も確
かには人間の形態から生じるものであり、すなわち、ミ
ニスティック上に纏られた与えられた手により横方向の
力を及ぼずだめの可能な力は、該力が、手のひらで内方
向に押されることによって及ぼされるか、または指で外
側に引っ張ることによって及ぼされるかに依存して異な
る。さらに、上述の配置においては、制御ステーション
の一方での手のひらで押すことは、他方のステーション
での指で引き込むことに対応する。
し左から右へ及び右から左へミニスティックの横方向の
傾向けを必要とするときに困難を生じる。これは最も確
かには人間の形態から生じるものであり、すなわち、ミ
ニスティック上に纏られた与えられた手により横方向の
力を及ぼずだめの可能な力は、該力が、手のひらで内方
向に押されることによって及ぼされるか、または指で外
側に引っ張ることによって及ぼされるかに依存して異な
る。さらに、上述の配置においては、制御ステーション
の一方での手のひらで押すことは、他方のステーション
での指で引き込むことに対応する。
従って、横方向への押し及び引き込みが各オペレータに
より別々に経験されるだけでなく、左手のステーション
における左手での命令が、右手のステーションにおける
右手での制御により記録されるとき、そしてその逆のと
きも、力の非対称が反転される。一方の制御ステーショ
ンから他方の制御ステーションへの機械の状信もしくは
配置の通過は、このようにジャークもしくは急激な運動
が付随して行われ、このことは、特に飛行機に関する場
合に重大な結果をもたらし得る。
より別々に経験されるだけでなく、左手のステーション
における左手での命令が、右手のステーションにおける
右手での制御により記録されるとき、そしてその逆のと
きも、力の非対称が反転される。一方の制御ステーショ
ンから他方の制御ステーションへの機械の状信もしくは
配置の通過は、このようにジャークもしくは急激な運動
が付随して行われ、このことは、特に飛行機に関する場
合に重大な結果をもたらし得る。
これらの欠点を克服するために、8!械的な結合並びに
2つのミニスティックを有した複雑な機械において、前
記制師素子の各々に接続される力感知装置もしくは力感
覚装置を設けることがすでに提案されており、これにお
いては、左手で付活される制御部材がオペレータにより
左から右にゆっくりかつ直接に付活されたときには、該
左手で付活される制御部材に接続された力感覚装置だけ
活性され、そして右手により付活される制御部材がオペ
レータにより右から左にゆっくりかつ直接に付活された
ときには、該右手で付活される制御部材に接続された力
感覚装置が活性される。
2つのミニスティックを有した複雑な機械において、前
記制師素子の各々に接続される力感知装置もしくは力感
覚装置を設けることがすでに提案されており、これにお
いては、左手で付活される制御部材がオペレータにより
左から右にゆっくりかつ直接に付活されたときには、該
左手で付活される制御部材に接続された力感覚装置だけ
活性され、そして右手により付活される制御部材がオペ
レータにより右から左にゆっくりかつ直接に付活された
ときには、該右手で付活される制御部材に接続された力
感覚装置が活性される。
複雑な選択作用の力感覚装置が設けられたかかる対のミ
ニスティックの機械的結合装置は、満足なものであるこ
とが立証されている。しかしながら、その機械的な構造
のために、飛行制御の電気的な形態において用いるには
最適なものとすることができない。さらに、この装置は
、すきま及び用いられる力に関してかなりの遊び及び牽
擦を呈示し、そして部品を移動させる慣性は正しい作用
を行わせるのに不利益に影響するので、その性能は、特
に操M1精度に関して満足できるものではない さらに、同じ方向に誘導される同様の傾けが他方のステ
ィックに与えられる(位置のリコピー)ことを確実にす
るために、オペレータによりスティックがゆっくりとも
しくは慎重に傾斜される場合には、特別のモータを設け
るか、またはこのような趣旨で2つのスティック間に機
械的な結合装置を追加することのいずれかが必要である
。いずれの場合にも、ミニスティックの位置が常に自動
操縦の制御に対応するような自動操縦装置を車画く飛行
機)が備えている場合には、かかるモータは必要とされ
る。
ニスティックの機械的結合装置は、満足なものであるこ
とが立証されている。しかしながら、その機械的な構造
のために、飛行制御の電気的な形態において用いるには
最適なものとすることができない。さらに、この装置は
、すきま及び用いられる力に関してかなりの遊び及び牽
擦を呈示し、そして部品を移動させる慣性は正しい作用
を行わせるのに不利益に影響するので、その性能は、特
に操M1精度に関して満足できるものではない さらに、同じ方向に誘導される同様の傾けが他方のステ
ィックに与えられる(位置のリコピー)ことを確実にす
るために、オペレータによりスティックがゆっくりとも
しくは慎重に傾斜される場合には、特別のモータを設け
るか、またはこのような趣旨で2つのスティック間に機
械的な結合装置を追加することのいずれかが必要である
。いずれの場合にも、ミニスティックの位置が常に自動
操縦の制御に対応するような自動操縦装置を車画く飛行
機)が備えている場合には、かかるモータは必要とされ
る。
加えるに、前記スティックの各々の傾斜を完全にするた
めに該スティックの各々に、少なくとも1つのダンパも
しくは減衰器を、それらスティックの傾斜軸線の各々に
対して接続して、急速な変位を制限すると共に制御に不
利益に影響するかもしれない振動を避けるようにするこ
とがしばしば必要である。
めに該スティックの各々に、少なくとも1つのダンパも
しくは減衰器を、それらスティックの傾斜軸線の各々に
対して接続して、急速な変位を制限すると共に制御に不
利益に影響するかもしれない振動を避けるようにするこ
とがしばしば必要である。
最後に、異常もしくは飛行の危険性について飛行機のパ
イロットに警告するために、前記スティックの振動を駆
動する振動器を前記スティックに接続することが、−i
的に行われている。この結果、スティックを手に保持す
るオペレータは、それら振動に気付いて、どんな必要な
修正ステップを取ることもできる。
イロットに警告するために、前記スティックの振動を駆
動する振動器を前記スティックに接続することが、−i
的に行われている。この結果、スティックを手に保持す
るオペレータは、それら振動に気付いて、どんな必要な
修正ステップを取ることもできる。
このように、ミニスティック制御装置は、力感覚装置(
ばね棒、板ばね、はさみ、等)と、ダンパもしくは減衰
器(水圧応用機械、薄膜、摩擦、等)と、自動操縦段階
の位置をリコビーするための、もしくは一方の操縦ステ
ーションからもう1つの操縦ステーションにリコビーす
るための動力手段と、パイブレークもしくは振動器と、
を備えた複雑な装置pあるのがわかるであろう。
ばね棒、板ばね、はさみ、等)と、ダンパもしくは減衰
器(水圧応用機械、薄膜、摩擦、等)と、自動操縦段階
の位置をリコビーするための、もしくは一方の操縦ステ
ーションからもう1つの操縦ステーションにリコビーす
るための動力手段と、パイブレークもしくは振動器と、
を備えた複雑な装置pあるのがわかるであろう。
1肌ム11
本発明の目的は、これらの欠点を克服することであり、
また、電気的な飛行制御を最適にすることにより、かつ
可能な最良の性能を得て高い操縦の安全性を提供するこ
とができるようにすることにより、かかるミニスティッ
クの制御装置を単純化することである。さらに、本発明
は特に、機械の操縦と関連した2つのミニスティック装
置のスティック間の機械的結合を抑制もしくは削除する
ことを可能とし、そして一方の操縦ステーションから他
方の操縦ステーションに伝えられる力の感覚の反転に関
する上述の問題を解決することを可能とする。
また、電気的な飛行制御を最適にすることにより、かつ
可能な最良の性能を得て高い操縦の安全性を提供するこ
とができるようにすることにより、かかるミニスティッ
クの制御装置を単純化することである。さらに、本発明
は特に、機械の操縦と関連した2つのミニスティック装
置のスティック間の機械的結合を抑制もしくは削除する
ことを可能とし、そして一方の操縦ステーションから他
方の操縦ステーションに伝えられる力の感覚の反転に関
する上述の問題を解決することを可能とする。
本発明は、従って、航空機の操縦に関し横方向のミニス
ティックが装備された電気的な飛行制御の合理化を許容
すると共に、安全、安楽かつ正確さを提供することによ
り航空機の操縦条件の改良をも許容する。
ティックが装備された電気的な飛行制御の合理化を許容
すると共に、安全、安楽かつ正確さを提供することによ
り航空機の操縦条件の改良をも許容する。
上述の長所を提供するために、オペレータの単一の手に
より付活されるよう設計されたスティックであって該ス
ティックを横断する少なくとも1つの軸線の回りで傾斜
するように装着された前記スティックを備えた機械素子
制御装置であって、前記スティックは、中央位置の両側
上の前記軸線の回りで前記スティックの傾きを表わす電
気信号を出力する少なくとも1つの位置センサに接続さ
れ、前記電気信号は、計算手段により前記機械の前記素
子の少なくとも1つを制御する、本発明の機械素子制御
装置は、 前記iw素子制御装置が、前記スティックの傾きが前記
トルク・モータの回転子及び固定子間での相対回転を駆
動するように前記軸線と関連した少なくとも1つのトル
ク・モータを備え、該l・ルク・モータは前記計算手段
により給電されることを特徴としている。
より付活されるよう設計されたスティックであって該ス
ティックを横断する少なくとも1つの軸線の回りで傾斜
するように装着された前記スティックを備えた機械素子
制御装置であって、前記スティックは、中央位置の両側
上の前記軸線の回りで前記スティックの傾きを表わす電
気信号を出力する少なくとも1つの位置センサに接続さ
れ、前記電気信号は、計算手段により前記機械の前記素
子の少なくとも1つを制御する、本発明の機械素子制御
装置は、 前記iw素子制御装置が、前記スティックの傾きが前記
トルク・モータの回転子及び固定子間での相対回転を駆
動するように前記軸線と関連した少なくとも1つのトル
ク・モータを備え、該l・ルク・モータは前記計算手段
により給電されることを特徴としている。
前記スティックが該スティックを横断する十文字の軸線
の回りで傾斜するよう装着され、中央位置の双方の側に
、前記軸線の回りの前記スティックの傾斜をそれぞれ表
わす電気信号を出力するよう位置センサが設けられ、前
記電気信号は計算手段により前記機械の素子を制御する
場合において、本発明の前記8!1tiili素子制御
装置は、前記軸線の各々の回りでの前記スティックの傾
斜が、対応のトルク・モータの回転子及び固定子間の相
対的な回転を駆動するように、前記軸線の各々に関連し
た少なくとも1つのトルク モータを備え、前記トルク
・モータはそれぞれ前記計算手段により給電されるよう
にしていることを特徴とする。
の回りで傾斜するよう装着され、中央位置の双方の側に
、前記軸線の回りの前記スティックの傾斜をそれぞれ表
わす電気信号を出力するよう位置センサが設けられ、前
記電気信号は計算手段により前記機械の素子を制御する
場合において、本発明の前記8!1tiili素子制御
装置は、前記軸線の各々の回りでの前記スティックの傾
斜が、対応のトルク・モータの回転子及び固定子間の相
対的な回転を駆動するように、前記軸線の各々に関連し
た少なくとも1つのトルク モータを備え、前記トルク
・モータはそれぞれ前記計算手段により給電されるよう
にしていることを特徴とする。
従って、前記スティックが傾けられるとき、関連の位置
センサは前記電気信号を計算手段に伝え、これにより該
計算手段は前記スティックの位置を常時知っている。前
記計算手段は、従って、対応のトルク・モータに適切な
給電信号を伝え、これにより該トルク・モータは、傾斜
に対するトルク抵抗を発生する。次に、付加的な力怒覚
装置を設ける必要が無しで、力怒覚が得られる。従って
、本発明により、現在までに設けられていたそれら力怒
覚装置を削除もしくは抑制することが可能である。
センサは前記電気信号を計算手段に伝え、これにより該
計算手段は前記スティックの位置を常時知っている。前
記計算手段は、従って、対応のトルク・モータに適切な
給電信号を伝え、これにより該トルク・モータは、傾斜
に対するトルク抵抗を発生する。次に、付加的な力怒覚
装置を設ける必要が無しで、力怒覚が得られる。従って
、本発明により、現在までに設けられていたそれら力怒
覚装置を削除もしくは抑制することが可能である。
さらに、計算手段(電子的計算器)により与えられる多
くの可能性により、前記スティックの傾斜の幅に従って
、及び/または前記スティックの左または右位置の幅に
従って、前記トルク・モータに対し所望のどんな力法則
も発生されるようにすることが可能である。例えば、傾
斜に対する抵抗は、傾斜の前記幅に従って線形的もしく
は放物線的に変化しても良いし、またはたわみ角スレシ
ョールドもしくは破壊スレショールドを呈示しても良い
、また、水圧摩擦を模擬することができる信号によりト
ルク モータに給電することも可能である。従来技術に
より設けられていたこれらダンパは、従って、時代遅れ
のものとなるであろう9さらに、前記トルク・モータ、
及び前記計算手段によるそれらの制御により、前記ステ
ィックを動力化し、一方のスティックの位置を他方のス
ティックの位置によりリコビーするか、または自動操縦
の制御を追従するようにすることは比較的容易である。
くの可能性により、前記スティックの傾斜の幅に従って
、及び/または前記スティックの左または右位置の幅に
従って、前記トルク・モータに対し所望のどんな力法則
も発生されるようにすることが可能である。例えば、傾
斜に対する抵抗は、傾斜の前記幅に従って線形的もしく
は放物線的に変化しても良いし、またはたわみ角スレシ
ョールドもしくは破壊スレショールドを呈示しても良い
、また、水圧摩擦を模擬することができる信号によりト
ルク モータに給電することも可能である。従来技術に
より設けられていたこれらダンパは、従って、時代遅れ
のものとなるであろう9さらに、前記トルク・モータ、
及び前記計算手段によるそれらの制御により、前記ステ
ィックを動力化し、一方のスティックの位置を他方のス
ティックの位置によりリコビーするか、または自動操縦
の制御を追従するようにすることは比較的容易である。
事実、第1の場合には、ゆっくりもしくは慎重に傾けら
れたスティックの位置を知っている前記計算手段は、適
切な命令を伝えることによって・、自由な方のスティッ
クに同様に傾ける信号を送ることができる。第2の場合
には、前記計算手段は、自動1!縦の制御表面における
状態を知っているので、前記スティックを移動させるこ
とができる。このように、従来設けられていた特別の動
力化手段、並びにスティック間のどんな機械的結合をも
抑制もしくは削除することが可能である。
れたスティックの位置を知っている前記計算手段は、適
切な命令を伝えることによって・、自由な方のスティッ
クに同様に傾ける信号を送ることができる。第2の場合
には、前記計算手段は、自動1!縦の制御表面における
状態を知っているので、前記スティックを移動させるこ
とができる。このように、従来設けられていた特別の動
力化手段、並びにスティック間のどんな機械的結合をも
抑制もしくは削除することが可能である。
最後に、危険な場合に、前記スティックを振動させ得る
交流信号を前記計算手段が前記トルク・モータに伝える
ことができるということが容易に理解されるであろう。
交流信号を前記計算手段が前記トルク・モータに伝える
ことができるということが容易に理解されるであろう。
従って、従来用いられていた振動器もしくはバイブレー
タもまた抑制もしくは削除され得る。
タもまた抑制もしくは削除され得る。
本発明により、前記トルク・モータは、集合的に、力怒
覚装置、ダンパ、動力化手段、及びスティック間でバイ
ブレータとして結合を行うための手段として働く。
覚装置、ダンパ、動力化手段、及びスティック間でバイ
ブレータとして結合を行うための手段として働く。
かかるトルク・モータは、既知のどんな型のものであっ
ても良い。例えば、サマリウム−コバルト永久磁石型の
ものであって良く、^RTUSカンパニにより供給され
る参照名SM 6028 ZA または SM 962
0 ZA の下に商業的に知られたものである。
ても良い。例えば、サマリウム−コバルト永久磁石型の
ものであって良く、^RTUSカンパニにより供給され
る参照名SM 6028 ZA または SM 962
0 ZA の下に商業的に知られたものである。
もちろん、傾斜軸線と関連した1つ以上のトルク・モー
タは、前記軸線上に直接装着されても良いし、また、接
続棒リンクもしくは歯車列により前記軸線に接続されて
も良い。後者の場合においては、移動の増幅を得ること
が可能である。
タは、前記軸線上に直接装着されても良いし、また、接
続棒リンクもしくは歯車列により前記軸線に接続されて
も良い。後者の場合においては、移動の増幅を得ること
が可能である。
さらに、前記ミニスティックが付加的な軸線の回って回
転もしくは傾斜することができるようなミニスティック
装置を設ける場合には、前記付加的な軸線の回りでの前
記ミニスティックの回転または傾斜に対し、1つまたは
2つ以上のトルク・モータを関連させることができるの
は明らかである。
転もしくは傾斜することができるようなミニスティック
装置を設ける場合には、前記付加的な軸線の回りでの前
記ミニスティックの回転または傾斜に対し、1つまたは
2つ以上のトルク・モータを関連させることができるの
は明らかである。
t の= を
第1図は、パイロットもしくは操縦士のための座席1と
副パイロットもしくは副操縦士のための座席2とを含む
、現代の大収容能力民間航空機の操縦ステーションの後
部方向から前部方向を見た軸方向の透視図を図式的部分
的に表わす。パイロットのために意図されたt!縦場所
は、通常左側に見られ、それに対し、副パイロットの操
縦場所は右lft1fに見られる。2つの操縦場所は、
ガス制御ハンドル4のような複数の制御素子が設けられ
た中央コンソール3によって互いに隔てられている。ま
た、計器パネル5上にも種々の制御素子が設けられてい
る。
副パイロットもしくは副操縦士のための座席2とを含む
、現代の大収容能力民間航空機の操縦ステーションの後
部方向から前部方向を見た軸方向の透視図を図式的部分
的に表わす。パイロットのために意図されたt!縦場所
は、通常左側に見られ、それに対し、副パイロットの操
縦場所は右lft1fに見られる。2つの操縦場所は、
ガス制御ハンドル4のような複数の制御素子が設けられ
た中央コンソール3によって互いに隔てられている。ま
た、計器パネル5上にも種々の制御素子が設けられてい
る。
第1図に示された操縦ステーションには、通常、パイロ
ット及び副パイロットの前にそれぞれあり、そして双方
の手によって保持されかつ操作されるよう設計された2
つの操縦桿が、抑制されているということが観察される
であろう、これら通常に用いられる大型の操縦桿は、パ
イロットの左側、及び副パイロットの右側にそれぞれ位
置された単純旋回する( ptain pivotin
gンハンドル6と7によって置き換えられており;この
ようにして、ハンドル6は、操縦士の左手によって付活
もしくは附勢され、そしてハンドル7は副操縦士の右手
によって1Ift勢されるように意図されている。例え
ば(第2図及び第3図をも参照)、航空機は、横領軸線
X−Xの回りで航空機の中央縦方向面に平行にハンドル
6またはハンドル7を傾斜させることによって深度制御
され、そして縦軸線Y−Yの回りで前記中央縦方向面に
対し横方向横断的に前記ハンドルの一方を傾斜させるこ
とによってローリングが行われる。続いて理解されるよ
うに、各ハンドルは、中性値itNから、前方へ(矢印
FAV )、後方へ(矢印FAR) 、右方へ(矢印F
D)、そして左方へ(矢印FG)傾斜され得る。ハンド
ル6及び7は、゛ミニスチイックもしくは小型操縦桿゛
″として既知であり、そして航空機がいずれかのミニス
ティックからまたは双方から操縦され得るように、それ
らハンドル6及び7は電気的に結合される。第2図及び
第3図によって示されるように、各ハンドル6及び7は
、それぞれ機構8またばつに接続される。
ット及び副パイロットの前にそれぞれあり、そして双方
の手によって保持されかつ操作されるよう設計された2
つの操縦桿が、抑制されているということが観察される
であろう、これら通常に用いられる大型の操縦桿は、パ
イロットの左側、及び副パイロットの右側にそれぞれ位
置された単純旋回する( ptain pivotin
gンハンドル6と7によって置き換えられており;この
ようにして、ハンドル6は、操縦士の左手によって付活
もしくは附勢され、そしてハンドル7は副操縦士の右手
によって1Ift勢されるように意図されている。例え
ば(第2図及び第3図をも参照)、航空機は、横領軸線
X−Xの回りで航空機の中央縦方向面に平行にハンドル
6またはハンドル7を傾斜させることによって深度制御
され、そして縦軸線Y−Yの回りで前記中央縦方向面に
対し横方向横断的に前記ハンドルの一方を傾斜させるこ
とによってローリングが行われる。続いて理解されるよ
うに、各ハンドルは、中性値itNから、前方へ(矢印
FAV )、後方へ(矢印FAR) 、右方へ(矢印F
D)、そして左方へ(矢印FG)傾斜され得る。ハンド
ル6及び7は、゛ミニスチイックもしくは小型操縦桿゛
″として既知であり、そして航空機がいずれかのミニス
ティックからまたは双方から操縦され得るように、それ
らハンドル6及び7は電気的に結合される。第2図及び
第3図によって示されるように、各ハンドル6及び7は
、それぞれ機構8またばつに接続される。
表わされた前記機構8または9の各々は以下のものを含
んでいる すなわち、 軸線X−X上に整列した2つのトルク・モータ10及び
11であって、該モータの回転子12及び13が(前記
機構のケーシング8a、9aと一体のものとして)操縦
ステーションに対し固定されており、該モータの固定子
14及び15が傾斜ユニッl−(a tiltingu
nit) 16と一体となっている前記トルク・モータ
10及び11と;軸線X−Xの回りの傾斜ユニット16
の位置を示すことができる、少なくとも1つの固定位置
センサ17と; 軸線Y−Y上に整列した2つのトルク・モータ18及び
1つであって、その固定子20及び21は前記1 i1
ユニット16と一体であり、その回転子22及び23は
、前記ハンドル6または7と一体の共通シャフトと一体
である前記トルク・モータ18及び19と; 傾斜ユニット16によって支持され、軸線YYの回りの
ハンドル6.7の位置を示すことができる少なくとも一
個の位置センサ25と;を含んでいる。
んでいる すなわち、 軸線X−X上に整列した2つのトルク・モータ10及び
11であって、該モータの回転子12及び13が(前記
機構のケーシング8a、9aと一体のものとして)操縦
ステーションに対し固定されており、該モータの固定子
14及び15が傾斜ユニッl−(a tiltingu
nit) 16と一体となっている前記トルク・モータ
10及び11と;軸線X−Xの回りの傾斜ユニット16
の位置を示すことができる、少なくとも1つの固定位置
センサ17と; 軸線Y−Y上に整列した2つのトルク・モータ18及び
1つであって、その固定子20及び21は前記1 i1
ユニット16と一体であり、その回転子22及び23は
、前記ハンドル6または7と一体の共通シャフトと一体
である前記トルク・モータ18及び19と; 傾斜ユニット16によって支持され、軸線YYの回りの
ハンドル6.7の位置を示すことができる少なくとも一
個の位置センサ25と;を含んでいる。
位置センサ17及び25は例えば回転型のものであり、
それらの軸線は、それぞれ、傾斜ユニット16と一体で
軸線X−Xと同心的な歯車27と連動する歯車26、及
びシャフト24と一体で軸線Y−Yと同心的な歯車28
と連動する歯車26を支持する。
それらの軸線は、それぞれ、傾斜ユニット16と一体で
軸線X−Xと同心的な歯車27と連動する歯車26、及
びシャフト24と一体で軸線Y−Yと同心的な歯車28
と連動する歯車26を支持する。
第3図によって示された実際的な実施例においては、4
つのセンサ17及び4つのセンサ25が冗長的な目的の
ために設けられている。
つのセンサ17及び4つのセンサ25が冗長的な目的の
ために設けられている。
第4図に図式的かつ部分的に示、された飛行制御システ
ムにおいて、例えは数個の計算器から成る計算手段30
が設けられている。これらの計算手段は、以下のものに
接続される:すなわち、線31によって、機構8のセン
サ17及び25に 線32によって、1lltl19のセンサ17及び25
に 線33によって機構8のトルク モータ1o及び11に
; 線34によって機構8のトルク・モータ18及び19に
・ 線35によって機filI9のトルク・モータ1o及び
11に; 線36によって機構9のトルク モータ18及び19に
;そして 線40によって制御されるべき制御表面(図示せず)に
、接続される。
ムにおいて、例えは数個の計算器から成る計算手段30
が設けられている。これらの計算手段は、以下のものに
接続される:すなわち、線31によって、機構8のセン
サ17及び25に 線32によって、1lltl19のセンサ17及び25
に 線33によって機構8のトルク モータ1o及び11に
; 線34によって機構8のトルク・モータ18及び19に
・ 線35によって機filI9のトルク・モータ1o及び
11に; 線36によって機構9のトルク モータ18及び19に
;そして 線40によって制御されるべき制御表面(図示せず)に
、接続される。
例えば、ミニ・スティック6または7が前方(矢印F^
■)または後方(矢印FAR)に軸線X−Xの回りでゆ
っくり傾斜されたとき、このことは、第■に、センサ(
もしくは複数のセンサ)17の回転を生じ、そして第2
に、トルク・モータ10及び11の固定子と回転子との
間に相対回転を生じる。
■)または後方(矢印FAR)に軸線X−Xの回りでゆ
っくり傾斜されたとき、このことは、第■に、センサ(
もしくは複数のセンサ)17の回転を生じ、そして第2
に、トルク・モータ10及び11の固定子と回転子との
間に相対回転を生じる。
センサ17によってこのようにして発生された信号は、
線31によって計算手段30に渡され、これにより、該
計算手段30は、各瞬間において、前記ミニスティック
6または7の位置を知る。従って、計算手段30は、前
記ミニスティックの移動に対応する制御命令を線40に
よって制御面(例えば、縮ゆれ・すなわちピッチング)
にf云えることができる。加えて、線33により、計算
手段30は、給電信号をモータ10及び11に伝える。
線31によって計算手段30に渡され、これにより、該
計算手段30は、各瞬間において、前記ミニスティック
6または7の位置を知る。従って、計算手段30は、前
記ミニスティックの移動に対応する制御命令を線40に
よって制御面(例えば、縮ゆれ・すなわちピッチング)
にf云えることができる。加えて、線33により、計算
手段30は、給電信号をモータ10及び11に伝える。
この給電信号は、軸線x−Xの回りのミニスティック6
または7の回転振幅のプログラムされた作用である。従
って、前記トルク・モータの出力には、ミニスティック
6及び7上の動作に対抗する負荷モーメントが生成され
る。このミニスティックを付活するパイロットは、次に
、彼の動作に対抗する成る量の抵抗を経験する。
または7の回転振幅のプログラムされた作用である。従
って、前記トルク・モータの出力には、ミニスティック
6及び7上の動作に対抗する負荷モーメントが生成され
る。このミニスティックを付活するパイロットは、次に
、彼の動作に対抗する成る量の抵抗を経験する。
前述のことから、ミニスティック6または7が軸線Y−
Yの回りで傾けられたときにも、トルク・モータ18と
19及び計算手段30によって、力感覚が同様に発生さ
れ得る、ということが比較的容易に理解される。ミニス
ティック6または7の前記傾斜に応じた所望の力感覚は
、計算手段30によって前記トルク・モータ10.11
.18.1つに伝えられる給電信号の発生を相応に選択
することによって得られる。この発生は、パイロット及
び副操縦土間での制御不釣り合いを考慮するよう、これ
がミニスティック6に影響を与えるかミニスティック7
に影響を与えるかに依存して異なる。
Yの回りで傾けられたときにも、トルク・モータ18と
19及び計算手段30によって、力感覚が同様に発生さ
れ得る、ということが比較的容易に理解される。ミニス
ティック6または7の前記傾斜に応じた所望の力感覚は
、計算手段30によって前記トルク・モータ10.11
.18.1つに伝えられる給電信号の発生を相応に選択
することによって得られる。この発生は、パイロット及
び副操縦土間での制御不釣り合いを考慮するよう、これ
がミニスティック6に影響を与えるかミニスティック7
に影響を与えるかに依存して異なる。
さらに、給電信号が粘性減衰特性を模擬するように該給
電信号の発生を提供することが可能である。
電信号の発生を提供することが可能である。
さらに、1つのミニスティック6または7だけがパイロ
ットによりゆっくりと傾けられるならば、この傾けを知
った計算手段30は、他方のミニスティックのトルク・
モータ10.11及び/または18.19を適切に制御
することにより、他方のミニスティックを同様に傾けさ
せることができるのが容易に理解され得る。
ットによりゆっくりと傾けられるならば、この傾けを知
った計算手段30は、他方のミニスティックのトルク・
モータ10.11及び/または18.19を適切に制御
することにより、他方のミニスティックを同様に傾けさ
せることができるのが容易に理解され得る。
航空機が自動操縦(パイロット〉を含む場合は、後者は
明らかに前記計算手段30とリンクされる。
明らかに前記計算手段30とリンクされる。
従って、前記自動操縦が固定されたならば、各瞬間にお
いて自動操縦の制御に対応する傾斜位置を、トルク・モ
ータ10.11.18.19により、ミニスティック6
及び7が取ることを、計算手段30は必要とし得る。
いて自動操縦の制御に対応する傾斜位置を、トルク・モ
ータ10.11.18.19により、ミニスティック6
及び7が取ることを、計算手段30は必要とし得る。
さらに、臨界飛行条件の場合には、(すべての計器測定
装置と関係している)計算手段30は、ミニスティック
6及び7のトルク・モータ10.11.18.19に対
し、該ミニスティックを振動させるよう意図された交流
の給電を与えることができる。
装置と関係している)計算手段30は、ミニスティック
6及び7のトルク・モータ10.11.18.19に対
し、該ミニスティックを振動させるよう意図された交流
の給電を与えることができる。
従って、本発明は、単純、完全、正確、かつ軽量のミニ
スティックを得ることができる。
スティックを得ることができる。
第1図は、横方向のミニスティックが装備された大収容
能力民間航空機の操縦ステーションの後部から前部に向
かって見た部分透視図、第2図は、本発明によるミニス
ティックの全体及びそのセンサと示す図、第3図は、第
2図に図式的に示された完全なミニスティック及びその
センサの実施例を示す立面図、第4図は、結合された2
つのミニスティックが設けられた本発明による制御装置
を示す概#j図、である。 図において、1及び2は座席、3は中央コンソール、4
はガス制御ハンドル、5は計器パネル、6及び7はハン
ドルもしくはミニスティック、8及び9は機構、8a及
び9aは機構のケーシング、10及び11はトルク・モ
ータ、12及び13はモータの回転子、14及び15は
モータの固定子、16は傾斜ユニット、17は固定位置
センサ、18及び19はl・ルク・モータ、20及び2
1は固定子、22及び23は回転子、24はシャツ1−
125は位置センサ、26.27及び28は歯車、30
は計算手段、である。 ケl
能力民間航空機の操縦ステーションの後部から前部に向
かって見た部分透視図、第2図は、本発明によるミニス
ティックの全体及びそのセンサと示す図、第3図は、第
2図に図式的に示された完全なミニスティック及びその
センサの実施例を示す立面図、第4図は、結合された2
つのミニスティックが設けられた本発明による制御装置
を示す概#j図、である。 図において、1及び2は座席、3は中央コンソール、4
はガス制御ハンドル、5は計器パネル、6及び7はハン
ドルもしくはミニスティック、8及び9は機構、8a及
び9aは機構のケーシング、10及び11はトルク・モ
ータ、12及び13はモータの回転子、14及び15は
モータの固定子、16は傾斜ユニット、17は固定位置
センサ、18及び19はl・ルク・モータ、20及び2
1は固定子、22及び23は回転子、24はシャツ1−
125は位置センサ、26.27及び28は歯車、30
は計算手段、である。 ケl
Claims (8)
- (1)機械の素子を制御するために、オペレータの単一
の手により付活されるよう設計されたスティックであっ
て該スティックを横断する少なくとも1つの軸線の回り
で傾斜するように装着された前記スティックを備えた機
械素子制御装置であって、前記スティックは、中央位置
の両側上の前記軸線の回りで前記スティックの傾きを表
わす電気信号を出力する少なくとも1つの位置センサに
接続され、前記電気信号は、計算手段により前記機械の
前記素子の少なくとも1つを制御し、 前記機械素子制御装置は、前記スティックの傾きが前記
トルク・モータの回転子及び固定子間での相対回転を駆
動するように前記軸線と関連した少なくとも1つのトル
ク・モータを備え、該トルク・モータは前記計算手段に
より給電される機械素子制御装置。 - (2)前記スティックは該スティックを横断する十文字
の軸線の回りで傾斜するよう装着され、中央位置の双方
の側に、前記軸線の回りの前記スティックの傾斜をそれ
ぞれ表わす電気信号を出力するよう位置センサが設けら
れ、前記電気信号は計算手段により前記機械の素子を制
御し、これにおいて、前記機械素子制御装置は、前記軸
線の各々の回りでの前記スティックの傾斜が、対応のト
ルク・モータの回転子及び固定子間の相対的な回転を駆
動するように、前記軸線の各々に関連した少なくとも1
つのトルク・モータを備え、前記トルク・モータはそれ
ぞれ前記計算手段により給電される特許請求の範囲第1
項記載の装置。 - (3)前記計算手段による前記トルク・モータの給電は
、前記関連の位置センサにより出力される電気信号に依
存する特許請求の範囲第1項または第2項記載の装置。 - (4)前記計算手段による前記1つ以上のトルク・モー
タの給電は粘性減衰を模擬する特許請求の範囲第1項記
載の装置。 - (5)操縦装置と関連するように意図された装置であっ
て、前記計算手段とは別に自動操縦装置を備え、これに
おいて前記計算手段は、前記スティックの位置が前記自
動操縦装置により前記制御された素子に与えられる程度
と一致するように、前記1つ以上のトルク・モータに給
電する特許請求の範囲第1項記載の装置。 - (6)前記計算手段による前記1つ以上のトルク・モー
タの給電が前記スティックを振動させるような交流であ
る特許請求の範囲第1項記載の装置。 - (7)共通の計算手段により機械の素子を手動で制御す
るよう意図された特許請求の範囲第1項記載の2つの装
置を含んだ制御装置であつて、スティックが自由である
方の前記装置の一方の1つ以上のトルク・モータへの前
記計算手段による給電は、前記自由であるスティックが
、前記装置の他方の慎重に付活されたスティックの位置
のリコピーで、あるようなものである制御装置。 - (8)前記トルク・モータは、サマリウム−コバルトの
永久磁石型トルク・モータである特許請求の範囲第1項
記載の装置。
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