JPH04403B2 - - Google Patents
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- JPH04403B2 JPH04403B2 JP24137983A JP24137983A JPH04403B2 JP H04403 B2 JPH04403 B2 JP H04403B2 JP 24137983 A JP24137983 A JP 24137983A JP 24137983 A JP24137983 A JP 24137983A JP H04403 B2 JPH04403 B2 JP H04403B2
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/12—Supports; Mounting means
- H01Q1/18—Means for stabilising antennas on an unstable platform
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- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
- Details Of Aerials (AREA)
- Support Of Aerials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
この発明はジヤイロと振り子の組み合せにより
物体を安定化させる物体安定化装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to an object stabilizing device that stabilizes an object using a combination of a gyro and a pendulum.
〔発明の技術的背景〕
周知のように、ジヤイロと振り子の組み合せに
よる物体安定化装置が使用される例として、船舶
に搭載され、静止衛星との通信を行う船上アンテ
ナ装置がある。この船上アンテナ装置に用いられ
る物体安定化装置の従来例を第1図及び第2図を
参照して説明する。[Technical Background of the Invention] As is well known, an example of the use of an object stabilizing device using a combination of a gyroscope and a pendulum is a shipboard antenna device that is mounted on a ship and communicates with a geostationary satellite. A conventional example of an object stabilizing device used in this shipboard antenna device will be explained with reference to FIGS. 1 and 2.
静止衛星との通信を行なうアンテナ11はプラ
ツトフオーム13上に設置され、エレベーシヨン
(俯仰角)方向にはEL駆動源12により駆動さ
れ、またアジマス(方位角)方向にはAz駆動機
構14で上記プラツトフオーム13ごと駆動され
る。 An antenna 11 for communicating with a geostationary satellite is installed on a platform 13, and is driven by an EL drive source 12 in the elevation direction, and by an Az drive mechanism 14 in the azimuth direction. The entire platform 13 is driven.
プラツトフオーム13は軸受手段としてのジン
バル構造体15を介して支柱16により支持さ
れ、この支柱16は船舶(動揺体)の甲板等に固
定される。 The platform 13 is supported by a support 16 via a gimbal structure 15 serving as a bearing means, and the support 16 is fixed to the deck of a ship (moving body) or the like.
第1図に示すジンバル構造体15のB−O−
B′断面は第2図に示す如くである。すなわち、
ジンバル構造体15はインナージンバル151、
アウタージンバル152及び略直交する2軸のジ
ンバル軸153,154を有し、インナージンバ
ル151はジンバル軸153により上記支柱16
と連結され、アウタージンバル152はジンバル
軸154によりインナージンバル151と連結さ
れる。ジンバル軸153の一方の接続端部は支柱
16に固定され、他方の接続端部はベアリング1
55を介してインナージンバル151に回動可能
に装着される。ジンバル軸154の一方の接続部
はアウタージンバル152に固定され、他方の接
続端部はベアリング156を介してインナージン
バル151に回動可能に装着される。このように
プラツトフオーム13がジンバル構造体15を介
して支柱16で支持されることで、プラツトフオ
ーム13は船舶の任意方向の動揺から切り離さ
れ、船舶の動揺(支柱16の動き)に対して全く
自由な状態にされる。すなわち、2軸のジンバル
軸153,154を介してプラツトフオーム13
を支持したときのプラツトフオーム13の動きは
例えば球面軸受等のポイントで支持する軸受手段
で支持したときの動きと全く同様である。 BO- of the gimbal structure 15 shown in FIG.
The cross section B' is as shown in FIG. That is,
The gimbal structure 15 includes an inner gimbal 151,
The inner gimbal 151 has an outer gimbal 152 and two substantially orthogonal gimbal axes 153 and 154.
The outer gimbal 152 is connected to the inner gimbal 151 by a gimbal shaft 154. One connecting end of the gimbal shaft 153 is fixed to the support column 16, and the other connecting end is fixed to the bearing 1.
It is rotatably attached to the inner gimbal 151 via 55. One connecting portion of the gimbal shaft 154 is fixed to the outer gimbal 152, and the other connecting end is rotatably attached to the inner gimbal 151 via a bearing 156. Since the platform 13 is supported by the struts 16 via the gimbal structure 15 in this way, the platform 13 is isolated from the movement of the ship in any direction, and is protected against the movement of the ship (movement of the struts 16). be left completely free. That is, the platform 13 is connected via two gimbal axes 153 and 154.
The movement of the platform 13 when supported is exactly the same as when supported by point bearing means such as spherical bearings.
このように、プラツトフオーム13と支柱16
との間にはジンバル構造体15が介在されると共
に、さらにアウタージンバル152の周りにはベ
アリング157が配設されてプラツトフオーム1
3がアウタージンバル152の周りで回動するよ
うに構成される。 In this way, the platform 13 and the strut 16
A gimbal structure 15 is interposed between the outer gimbal 152 and a bearing 157 is disposed around the outer gimbal 152.
3 is configured to rotate around an outer gimbal 152.
すなわち、上記アウタージンバル152にはこ
れと一体に例えばスプロケツト158が装着され
ており、プラツトフオーム13にはAz駆動源1
41からの駆動力で駆動される例えばスプロケツ
ト142が設けられこれらスプロケツト142,
158にはチエーン143が噛み合わされる。イ
ンナージンバル151及びアウタージンバル15
2は支柱16に対してそれぞれ俯仰角方向につい
ては揺動できるが方位角方向については支柱16
と一体であるため、支柱16と切離されて回転す
ることはできない。したがつて、プラツトフオー
ム13上のスプロケツト142が回動した場合、
プラツトフオーム13自身がアウタージンバル1
52の周り(方位角方向)に回転する。このプラ
ツトフオーム13の方位角方向の回転はアンテナ
11の方位角方向の制御に利用される。また、プ
ラツトフオーム13にはジヤイロ装置17,18
が懸架される。このジヤイロ装置17,18は船
舶の動揺時に生じるプラツトフオーム13を傾け
ようとする外力を吸収するためのもので、第1図
及び第3図に示すようにジヤイロロータ172,
182及びジヤイロモータ173,183で構成
される。ジヤイロモータ173,183はそれぞ
れ直交関係にある回転軸19,20を介してプラ
ツトフオーム13に固定された懸架ポスト17
4,184により支持される。回転軸19,20
のジヤイロモータ側の端部は固定であり、懸架ポ
スト側の端部はベアリングにより回動可能に装着
される。ジヤイロロータ172,182はジヤイ
ロモータ173,183により高速で、かつ互い
に逆向きに回転される。ジヤイロ装置17,18
の重心はそれぞれ回転軸19,20の下方に位置
するように設定され、また、アンテナ11、ジヤ
イロ装置17,18、プラツトフオーム13等を
含む被安定化物体の全体の重心はジンバル軸15
3,154を含む平面より下方に位置するように
設定される。 That is, the outer gimbal 152 is integrally equipped with, for example, a sprocket 158, and the platform 13 is equipped with an Az drive source 1.
For example, a sprocket 142 driven by the driving force from 41 is provided, and these sprockets 142,
The chain 143 is engaged with the chain 158. Inner gimbal 151 and outer gimbal 15
2 can swing in the elevation direction with respect to the column 16, but the column 16 can swing in the azimuth direction.
Since it is integrated with the support column 16, it cannot be separated from the support column 16 and rotated. Therefore, when the sprocket 142 on the platform 13 rotates,
Platform 13 itself is outer gimbal 1
52 (azimuthal direction). This rotation of the platform 13 in the azimuth direction is used to control the antenna 11 in the azimuth direction. The platform 13 also includes gyro devices 17 and 18.
is suspended. The gyro devices 17 and 18 are for absorbing external forces that tend to tilt the platform 13 when the ship is rocking, and as shown in FIGS. 1 and 3, the gyro rotors 172,
182 and gyro motors 173 and 183. The gyro motors 173 and 183 are connected to a suspension post 17 fixed to the platform 13 via rotating shafts 19 and 20 that are perpendicular to each other.
No. 4,184. Rotating shafts 19, 20
The end on the gyro motor side is fixed, and the end on the suspension post side is rotatably mounted on a bearing. The gyro rotors 172 and 182 are rotated by gyro motors 173 and 183 at high speed and in opposite directions. Gyro device 17, 18
The centers of gravity of the entire object to be stabilized, including the antenna 11, gyroscopes 17, 18, platform 13, etc., are set to be located below the rotation axes 19, 20, respectively, and the center of gravity of the entire object to be stabilized, including the antenna 11, gyroscopes 17, 18, platform 13, etc., is below the gimbal axis 15.
It is set to be located below the plane containing 3,154.
上記したジンバル構造体15及びジヤイロ装置
17,18自体は例えば特開昭52−132658号公
報、実開昭54−110041号公報、米国特許第
4020491号明細書及び米国特許第4193308号明細書
にも開示されているとおり、本願出願前周知のも
のである。 The above-mentioned gimbal structure 15 and gyroscope devices 17, 18 themselves are disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-open No. 132658/1982, Japanese Utility Model Application No. 110041/1983, and U.S. Pat.
As disclosed in the specification of No. 4,020,491 and the specification of US Pat. No. 4,193,308, it was well known before the filing of the present application.
さて、このように構成された物体安定化装置は
次のように動作する。 Now, the object stabilizing device configured as described above operates as follows.
すなわち、船舶が動揺しない場合はジヤイロロ
ータ172,182は鉛直軸と平行な軸周りに回
転し、(すなわち、ジヤイロスピン軸171,1
81は重力方向に一致している。)プラツトフオ
ーム13は傾かず安定したままである。しかしな
がら、船舶が動揺(ピツチング運動、ローリング
運動)してプラツトフオーム13を傾けようとす
るトルクが被安定化物体に加えられたりすると、
そのトルクはジヤイロ装置17,18に作用する
ので、ジヤイロ装置17,18は回転軸20,1
9周りに歳差運動を行う。つまり、プラツトフオ
ーム13を傾けようとするトルクが回転軸19,
20に加わると、ジヤイロ装置17,18がその
不要なトルクを吸収して回転軸19,20を支点
として傾いたままで鉛直軸と平行な軸周りに回転
していたジヤイロロータ172,182が鉛直軸
からずれた斜め方向の軸周りに回転するようにな
る。(すなわち、ジヤイロスピン軸171,18
1が重力方向に対し斜め方向に向く。)この鉛直
軸からのずれの大きさはプラツトフオーム13を
傾けようとするトルクの大きさ及びトルクの加わ
つている時間に比例し、またジヤイロロータ17
2,182のもつ角運動量(慣性能率(モーメン
ト)、回転速度に比例)に反比例する。このよう
に、ジヤイロ装置17,18が動作することによ
り、船舶が動揺してもプラツトフオーム13は傾
かず安定に保たれる。したがつて、このプラツト
フオーム13上に設置されたアンテナ11を常に
静止衛星方向に指向させることができる。このよ
うなプラツトフオーム13を安定化させる物体安
定化装置は受動型スタビライザ装置とも呼ばれて
いる。 That is, when the ship does not move, the gyro rotors 172, 182 rotate around axes parallel to the vertical axis (i.e., the gyro spin shafts 171, 1
81 corresponds to the direction of gravity. ) The platform 13 remains stable without tipping. However, if the vessel oscillates (pitching motion, rolling motion) and a torque that tends to tilt the platform 13 is applied to the object to be stabilized,
Since the torque acts on the gyro devices 17 and 18, the gyro devices 17 and 18 act on the rotating shafts 20 and 1.
Perform precession around 9. In other words, the torque that tends to tilt the platform 13 is applied to the rotating shaft 19,
20, the gyro devices 17 and 18 absorb the unnecessary torque, and the gyro rotors 172 and 182, which had been rotating around axes parallel to the vertical axis while remaining tilted with the rotating shafts 19 and 20 as fulcrums, are removed from the vertical axis. It begins to rotate around a diagonal axis that is misaligned. (That is, the gyroscope pin shafts 171, 18
1 faces diagonally to the direction of gravity. ) The magnitude of this deviation from the vertical axis is proportional to the magnitude of the torque that attempts to tilt the platform 13 and the time during which the torque is applied.
2,182 is inversely proportional to the angular momentum (rate of inertia (moment), proportional to rotational speed). By operating the gyro devices 17 and 18 in this manner, the platform 13 is kept stable without tilting even if the ship is shaken. Therefore, the antenna 11 installed on this platform 13 can always be directed toward the geostationary satellite. Such an object stabilizing device that stabilizes the platform 13 is also called a passive stabilizer device.
ところで、上記物体安定化装置におけるジンバ
ル構造体15は、動揺体のピツチング運動状態で
ジンバル軸153がインナージンバル151に対
して自由に回転し、ローリング運動状態でジンバ
ル軸154がインナージンバル151に対して自
由に回転するようにインナージンバル151及び
アウタージンバル152で構成されていた。この
ような構成によればジンバル構造体15は体積が
必然的に大きくなるため、装置が大形化される。
By the way, in the gimbal structure 15 in the object stabilizing device, the gimbal shaft 153 freely rotates with respect to the inner gimbal 151 in the pitching motion state of the moving body, and the gimbal shaft 154 freely rotates with respect to the inner gimbal 151 in the rolling motion state. It was composed of an inner gimbal 151 and an outer gimbal 152 so as to rotate freely. According to such a configuration, the gimbal structure 15 inevitably has a large volume, so that the device becomes large in size.
また、被安定化物体に搭載された電気部品の外
部からのリード線が被安定化物体のAz軸及びEL
軸周りの回転にともなつて被安定化物体に巻きつ
く等のためにプラツトフオーム13はリード線の
剛性により外乱トルクが入力される問題があつ
た。 Also, if the lead wire from the outside of the electrical component mounted on the object to be stabilized is
Due to the rigidity of the lead wires, the platform 13 has a problem in that disturbance torque is input due to the rigidity of the lead wires as they wrap around the object to be stabilized as they rotate around the shaft.
この発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
で、簡易な構成で、しかも小形化を促進し得、か
つ被安定化物体の安定化状態を効果的に向上する
ようにした物体安定化装置を提供することを目的
とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides an object stabilizing device which has a simple configuration, can promote downsizing, and can effectively improve the stabilization state of an object to be stabilized. The purpose is to provide.
すなわち、この発明は任意方向に動揺する動揺
体に対して被安定化物体を該動揺体の動きと切り
離すように連結してなる自在継手と、前記被安定
化物体に装着されるもので前記動揺体の動揺状態
で歳差運動を行う複数のジヤイロ装置とを具備す
る物体安定化装置において、前記自在継手は、ほ
ぼ十字形状の突出部が形成された軸部と、互いに
逆方向に向く前記突出部の端部を回転軸受を介し
て支持する第1及び第2のヨーク部とで構成した
ことを特徴とする。
That is, the present invention provides a universal joint that connects an object to be stabilized to a moving body that oscillates in any direction so as to separate it from the movement of the moving body, and a universal joint that is attached to the object to be stabilized and that is attached to the object to be stabilized so that the oscillating body moves in any direction. In an object stabilizing device that includes a plurality of gyroscope devices that perform precession motion when the body is in sway, the universal joint has a shaft portion in which a substantially cross-shaped protrusion is formed, and the protrusions facing in opposite directions to each other. The first and second yoke parts support the ends of the parts via rotation bearings.
以下、この発明の一実施例について図面を参照
して詳細に説明する。
Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
第4図に示すように静止衛星との通信を行なう
アンテナ20はプラツトフオーム21上に設置さ
れ、図示しないEL(俯仰角)駆動機構及びAz(方
位角)駆動機構によつてEL方向及びAz方向に駆
動させるように構成される。プラツトフオーム2
1はジンバル構造体23により支柱24と連結さ
れ、支柱24は図示しない船舶の甲板等に固定さ
れる。また、プラツトフオーム21には位置規制
用のピツチロールストツパ25がジンバル構造体
23に対応して設けられる。支柱24にはピツチ
ロールストツパ25に対応した位置規制用のスト
ツパー部26が設けられ、ストツパー部26近傍
の支柱24には動揺角検出用の検出スイツチ27
がピツチロールストツパ25に対応して設けられ
る。検出スイツチ27は例えば船舶の動揺が過大
となつてピツチロールストツパ25がストツパー
部26に当接するとオンされて、ジヤイロロータ
駆動用のモータ28,29を停止するように構成
されており、オン状態からオフ状態への復帰は図
示しないタイマー等によつて所定時間後に行なわ
れるように設定される。 As shown in FIG. 4, an antenna 20 for communicating with a geostationary satellite is installed on a platform 21, and is controlled in the EL direction and direction by an EL (elevation angle) drive mechanism and an Az (azimuth angle) drive mechanism (not shown). A It is configured to be driven in the z direction. platform 2
1 is connected to a support 24 by a gimbal structure 23, and the support 24 is fixed to the deck of a ship (not shown) or the like. Further, the platform 21 is provided with a pitch roll stopper 25 for position regulation corresponding to the gimbal structure 23. The support 24 is provided with a stopper part 26 for regulating the position corresponding to the pitch roll stopper 25, and the support 24 near the stopper part 26 is provided with a detection switch 27 for detecting the swing angle.
is provided corresponding to the pitch roll stopper 25. The detection switch 27 is configured to be turned on, for example, when the pitch roll stopper 25 comes into contact with the stopper part 26 due to excessive movement of the ship, and stops the motors 28 and 29 for driving the gyro rotor, and is in the on state. The return to the off state is set by a timer or the like (not shown) to occur after a predetermined period of time.
上記ジンバル構造体23は自在継手(いわゆる
ユニバーサル・ジヨイント)状に第5図に示す如
く構成される。すなわち、ジンバル構造体23
は、略十字形状に設けた第1及び第2のジンバル
軸30,31を有しこれらの各両端はプラツトフ
オーム21及び支柱24にそれぞれ固定された第
1及び第2のヨーク部32,33に例えば針状こ
ろ軸受(図示せず)を介在してほぼ同円筒上で支
持される。これによりこの略十字形状のジンバル
軸は船舶のピツチング及びローリング運動に応じ
て回動する。そして、第1及び第2のジンバル軸
30,31の交差する略中央部にはリード線挿通
用の透孔34が形成され、この透孔34には第6
図に示すようにプラツトフオーム21等に搭載さ
れた電気部分(図示せず)のリード線51が挿さ
れる。そして、この透孔34を挿通したリード線
51は支柱24の下端部に設けられた挿通孔24
1より取り出されて図示しない電源等に接続され
る。なお、プラツトフオーム21の重心は第1及
び第2のジンバル軸30,31よりも下方に設定
される。 The gimbal structure 23 is constructed in the shape of a universal joint (so-called universal joint) as shown in FIG. That is, the gimbal structure 23
The gimbal shaft has first and second gimbal shafts 30 and 31 provided in a substantially cross shape, and both ends thereof are connected to first and second yoke portions 32 and 33 fixed to the platform 21 and the support column 24, respectively. They are supported substantially on the same cylinder with, for example, a needle roller bearing (not shown) interposed therebetween. As a result, this approximately cross-shaped gimbal shaft rotates in response to pitching and rolling motions of the ship. A through hole 34 for inserting a lead wire is formed approximately at the center where the first and second gimbal shafts 30 and 31 intersect, and this through hole 34 has a sixth gimbal shaft.
As shown in the figure, a lead wire 51 of an electrical part (not shown) mounted on the platform 21 or the like is inserted. The lead wire 51 inserted through the through hole 34 is inserted into the insertion hole 24 provided at the lower end of the column 24.
1 and connected to a power source (not shown). Note that the center of gravity of the platform 21 is set below the first and second gimbal axes 30 and 31.
上記プラツトフオーム21の両端部にはジヤイ
ロ装置35,36が第7図に示す如く略同様に構
成される。すなわち、プラツトフオーム21の両
端部には上記モータ28,29がそれぞれ固定さ
れ、これらモータ28,29の各回転軸281,
291にはそれぞれ連結用コイルスプリング3
8,39の一端がダンパー部材381,391を
介して固定される。コイルスプリング38,39
は所定のばね力を有しておりその他端はジヤイロ
ロータ40,41のスピン軸401,411に固
着される。ジヤイロロータ40,41にはスピン
軸401,411の他に歳差運動(すなわち、ジ
ヤイロAz軸GA1,GA2周りの回転)をするプ
リセツシヨン軸402,412が設けられ、これ
らスピン軸401,411及びプリセツシヨン軸
402,412はそれぞれベアリング42,43
を介してハウジング44,45に所定の状態に支
持される。ハウジング44,45はプラツトフオ
ーム21に設けられた取付台47,48に対して
ベアリング46を介して所定の状態に支持されて
おり、その所定の位置には位置規制用のストツパ
49,50がそれぞれジヤイロロータ40,41
に対応して設けられる。ストツパ49,50はジ
ヤイロロータ40,41に対して過大な動揺が付
与されると、取付台47,48の取付面471,
481に当接してその位置規制をする。ここで、
ジヤイロロータ40,41の重心はそれぞれプリ
セツシヨン軸402,412に対して略一致する
ように設定される。 At both ends of the platform 21, gyro devices 35 and 36 are constructed in substantially the same manner as shown in FIG. That is, the motors 28 and 29 are fixed to both ends of the platform 21, and the rotation shafts 281 and 29 of the motors 28 and 29 are respectively fixed.
291 each has a connecting coil spring 3.
8 and 39 are fixed via damper members 381 and 391. Coil springs 38, 39
has a predetermined spring force, and the other end is fixed to the spin shafts 401, 411 of the gyro rotors 40, 41. In addition to spin axes 401, 411, the gyro rotors 40, 41 are provided with preset axes 402, 412 that precess (that is, rotate around the z axes GA1, GA2 of the gyro). The shafts 402 and 412 are bearings 42 and 43, respectively.
It is supported in a predetermined state by the housings 44 and 45 via the housings 44 and 45. The housings 44, 45 are supported in a predetermined state via bearings 46 on mounting bases 47, 48 provided on the platform 21, and stoppers 49, 50 for position regulation are provided at predetermined positions. Gyroscope rotor 40, 41 respectively
It is set up correspondingly. When excessive vibration is applied to the gyro rotors 40, 41, the stoppers 49, 50 stop the mounting surfaces 471, 47 of the mounting bases 47, 48,
481 to regulate its position. here,
The centers of gravity of the gyro rotors 40 and 41 are set to substantially coincide with the preset axes 402 and 412, respectively.
さて、このように構成された物体安定化装置は
次のように動作する。 Now, the object stabilizing device configured as described above operates as follows.
すなわち、船舶が動揺しない場合、ジヤイロロ
ータ40,41は鉛直軸と平行な軸周りに回転
し、(すなわち、スピン軸401,411は重力
方向に一致している。)プラツトフオーム21は
傾かず安定状態にある。しかしながら、船舶が動
揺(ピツチングまたはローリング運動)してプラ
ツトフオーム21を傾けようとするトルクが被安
定化物体に付与されると、そのトルクはジヤイロ
ロータ40,41に作用するのでジヤイロロータ
40,41はプリセツシヨン軸402,412周
りに歳差運動を行う。つまり、プラツトフオーム
21を傾けようとするトルクがプリセツシヨン軸
402,412に付与されると、ジヤイロロータ
40,41がこの不要なトルクを吸収して、プリ
セツシヨン軸402,412を支点として傾き、
いままで鉛直軸と平行な軸周りに回転していたジ
ヤイロロータ40,41が鉛直軸からずれた斜め
方向の軸周りに回転するようになる。(すなわち、
ジヤイロAz軸GA1,GA2が重力方向に対し斜
め方向に向く。)そして、ジヤイロロータ40,
41はモータ28,29の回転力がコイルスプリ
ング38,39を介してそれぞれ伝達される。こ
の際、コイルスプリング38,39はジヤイロロ
ータ40,41に対して歳差運動を拘束するトル
クをほとんど付与することなく、しかもそのばね
力によつて外乱のない状態でジヤイロロータ4
0,41の傾きをも阻止する。プリセツシヨン軸
402,411は、スプロケツト303,304
に噛合わされたチエーンからの伝達力により、必
要に応じてプラツトフオーム21がAz軸周りに
連続して回転する状態でプラツトフオーム21の
回転方向とは逆方向に回転駆動される。 That is, when the ship does not move, the gyro rotors 40, 41 rotate around axes parallel to the vertical axis (that is, the spin axes 401, 411 are aligned with the direction of gravity), and the platform 21 is stable without tilting. in a state. However, when the ship oscillates (pitching or rolling motion) and a torque that tends to tilt the platform 21 is applied to the object to be stabilized, that torque acts on the gyroscope rotors 40, 41, so that the gyroscope rotors 40, 41 Precession is performed around the preset axes 402, 412. In other words, when a torque that tends to tilt the platform 21 is applied to the preset shafts 402, 412, the gyro rotors 40, 41 absorb this unnecessary torque and tilt around the preset shafts 402, 412 as fulcrums.
The gyro rotors 40, 41, which have been rotating around axes parallel to the vertical axis, now rotate around an axis in an oblique direction that is deviated from the vertical axis. (i.e.
Gyro A z- axes GA1 and GA2 are oriented obliquely to the direction of gravity. ) and the gyroscope rotor 40,
41, the rotational force of motors 28 and 29 is transmitted via coil springs 38 and 39, respectively. At this time, the coil springs 38 and 39 apply almost no torque to the gyroscope rotors 40 and 41 to restrain the precession, and their spring force allows the gyroscope rotors 4 to move without any disturbance.
It also prevents a slope of 0.41. The preset shafts 402, 411 are connected to the sprockets 303, 304.
The transmission force from the chain meshed with the chain causes the platform 21 to rotate in a direction opposite to the direction of rotation of the platform 21, with the platform 21 continuously rotating around the Az axis as required.
次に、船舶の動揺が過大となつて動揺角の限界
を越えた場合、まずプラツトフオーム21が非安
定状態となつて大きく動揺される。するとプラツ
トフオーム21のピツチロールストツパ25は支
柱24のストツパー部26に当接して規制される
と共に、検出スイツチ27をオンしてジヤイロ装
置35,36のモータ28,29の駆動を停止さ
せる。この結果、ジヤイロ装置35,36はジヤ
イロロータ40,41の角運動量Hが減少して零
となされる。この際、プラツトフオーム21は動
揺する間に、その重力による単振り子の原理によ
つて略水平に復帰され、ここに、プラツトフオー
ム21及びジヤイロロータ40,41が安定状態
となる。 Next, when the oscillation of the ship becomes excessive and exceeds the limit of the oscillation angle, the platform 21 first becomes unstable and oscillates greatly. Then, the pitch roll stopper 25 of the platform 21 comes into contact with the stopper portion 26 of the support column 24 and is regulated, and the detection switch 27 is turned on to stop the driving of the motors 28 and 29 of the gyro devices 35 and 36. As a result, the angular momentum H of the gyro rotors 40, 41 of the gyro devices 35, 36 decreases to zero. At this time, while the platform 21 is oscillating, it is returned to a substantially horizontal position by the principle of a simple pendulum due to its gravity, and the platform 21 and the gyro rotors 40, 41 are now in a stable state.
また、船舶の動揺角が機械的な動揺角の限界内
で、ジヤイロ装置35,36に対して付与される
動揺が過大となつた場合、まずジヤイロロータ4
0,41の大きな歳差運動によりストツパ49,
50の取付面471,481に当接する。この
際、この当接によるトルクはプラツトフオーム2
1をそのピツチロールストツパ25が支柱24の
ストツパー部26に当接する如く動揺させて検出
スイツチ27をオンして、モータ28,29の駆
動を停止させる。この結果、上述したように、ジ
ヤイロ装置35,36はジヤイロロータ40,4
1の角運動量Hが零となされ、プラツトフオーム
21はその重力によつて略水平状に復帰してそれ
ぞれ安定状態となる。 In addition, if the oscillation angle of the ship is within the limit of the mechanical oscillation angle and the oscillation applied to the gyro devices 35 and 36 becomes excessive, first the gyro rotor 4
Due to the large precession of 0.41, the stopper 49,
50 mounting surfaces 471, 481. At this time, the torque due to this contact is applied to the platform 2.
1 is moved so that its pitch roll stopper 25 comes into contact with the stopper part 26 of the support column 24, and the detection switch 27 is turned on to stop the driving of the motors 28 and 29. As a result, as described above, the gyro devices 35 and 36 are connected to the gyro rotors 40 and 4.
The angular momentum H of 1 becomes zero, and the platform 21 returns to a substantially horizontal position due to its gravity, and becomes stable.
このように、上記物体安定化装置はジンバル構
造体23として略十字形状の第1及び第2のジン
バル軸30,31を有した自在継手を設け、第1
及び第2のジンバル軸30,31の略中央にリー
ド線挿通用の透孔34を構成した。これは、構造
上において、効果的に小形化及び軽量化を向上す
ることができる。 As described above, the object stabilizing device includes a universal joint having substantially cross-shaped first and second gimbal shafts 30 and 31 as the gimbal structure 23, and
A through hole 34 for inserting a lead wire is formed approximately in the center of the second gimbal shafts 30 and 31. This can effectively improve the size and weight of the structure.
また、このような構成によれば被安定化物体が
連続して方位方向に回転した場合においても、リ
ード線51が被安定化物体に対して巻きついたり
絡まることがないもので、リード線35の剛性に
よる外乱トルクがプラツトフオーム21等に付与
されることがなく安定化を促進できる。 Further, with such a configuration, even when the object to be stabilized continuously rotates in the azimuth direction, the lead wire 51 will not be wrapped around or tangled with the object to be stabilized, and the lead wire 35 Disturbance torque due to the rigidity of the platform 21 is not applied to the platform 21, etc., and stabilization can be promoted.
以上、詳述したようにこの発明によれば簡易な
構成で、しかも小形化を促進し得、かつ被安定化
物体の安定化状態を効果的に向上するようにした
物体安定化装置を提供できる。
As described in detail above, according to the present invention, it is possible to provide an object stabilizing device that has a simple configuration, promotes miniaturization, and effectively improves the stabilization state of an object to be stabilized. .
第1図、第2図及び第3図は従来の物体安定化
装置を示す斜視図、断面図及び構成図、第4図は
この発明の一実施例に係る物体安定化装置を示す
斜視図、第5図は第4図のジンバル構造体の詳細
を示す斜視図、第6図は第5図の要部を示す斜視
図、第7図は第4図のジヤイロ装置の詳細を示す
構成図である。
20……アンテナ、21……プラツトフオー
ム、23……ジンバル構造体、24……支柱、2
5……ピツチロールストツパ、26……ストツパ
ー部、27……検出スイツチ、28,29……モ
ータ、30……第1のジンバル軸、31……第2
のジンバル軸、32……第1のヨーク部、33…
…第2のヨーク部、34……透孔、51……リー
ド線、35,36……ジヤイロ装置、38,39
……コイルスプリング、40,41……ジヤイロ
ロータ、42,43……ベアリング、44,45
……ハウジング、46……ベアリング、47,4
8……取付台、49,50……ストツパ。
1, 2, and 3 are perspective views, sectional views, and configuration diagrams showing a conventional object stabilizing device, and FIG. 4 is a perspective view showing an object stabilizing device according to an embodiment of the present invention. 5 is a perspective view showing details of the gimbal structure shown in FIG. 4, FIG. 6 is a perspective view showing main parts of FIG. 5, and FIG. 7 is a configuration diagram showing details of the gyroscope device shown in FIG. 4. be. 20... Antenna, 21... Platform, 23... Gimbal structure, 24... Support column, 2
5... Pitch roll stopper, 26... Stopper part, 27... Detection switch, 28, 29... Motor, 30... First gimbal axis, 31... Second
gimbal axis, 32... first yoke portion, 33...
...Second yoke part, 34...Through hole, 51...Lead wire, 35, 36...Gyroscope device, 38, 39
... Coil spring, 40, 41 ... Gyroscope rotor, 42, 43 ... Bearing, 44, 45
...Housing, 46...Bearing, 47,4
8... Mounting base, 49, 50... Stopper.
Claims (1)
物体を該動揺体の動きと切り離すように連結して
なる自在継手と、前記被安定化物体に装着される
もので前記動揺体の動揺状態で歳差運動を行う複
数のジヤイロ装置とを具備する物体安定化装置に
おいて、前記自在継手は、ほぼ十字形状の突出部
が形成された軸部と、互いに逆方向に向く前記突
出部の端部を回転軸受を介して支持する第1及び
第2のヨーク部とで構成されることを特徴とする
物体安定化装置。 2 前記自在継手の軸部にリード線挿通孔を設け
てなることを特徴とする特許請求の範囲第1項記
載の物体安定化装置。[Scope of Claims] 1. A universal joint that connects an object to be stabilized to a moving body that oscillates in any direction so as to separate it from the movement of the moving body, and a universal joint that is attached to the object to be stabilized. In the object stabilizing device comprising a plurality of gyroscope devices that perform precession motion in a state of oscillation of the oscillating body, the universal joint has a shaft portion in which a substantially cross-shaped protrusion is formed, and a shaft portion facing in opposite directions to each other. An object stabilizing device comprising first and second yoke portions that support the end portion of the protruding portion via a rotation bearing. 2. The object stabilizing device according to claim 1, wherein a lead wire insertion hole is provided in the shaft portion of the universal joint.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24137983A JPS60132403A (en) | 1983-12-21 | 1983-12-21 | Object stabilizing device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24137983A JPS60132403A (en) | 1983-12-21 | 1983-12-21 | Object stabilizing device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60132403A JPS60132403A (en) | 1985-07-15 |
| JPH04403B2 true JPH04403B2 (en) | 1992-01-07 |
Family
ID=17073405
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24137983A Granted JPS60132403A (en) | 1983-12-21 | 1983-12-21 | Object stabilizing device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60132403A (en) |
-
1983
- 1983-12-21 JP JP24137983A patent/JPS60132403A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60132403A (en) | 1985-07-15 |
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