JPH0532280B2 - - Google Patents
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- JPH0532280B2 JPH0532280B2 JP61165011A JP16501186A JPH0532280B2 JP H0532280 B2 JPH0532280 B2 JP H0532280B2 JP 61165011 A JP61165011 A JP 61165011A JP 16501186 A JP16501186 A JP 16501186A JP H0532280 B2 JPH0532280 B2 JP H0532280B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- supported
- pole
- permanent magnet
- coil
- cylindrical part
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- Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
- Lift-Guide Devices, And Elevator Ropes And Cables (AREA)
- Vibration Prevention Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は、位置制御機能と振動吸収機能を有す
る、宇宙における装置の防振・支持機構に関する
ものである。
る、宇宙における装置の防振・支持機構に関する
ものである。
[従来の技術]
宇宙の飛行物体上では、重力が地上で比べて著
しく低いため、地上では製造できないような性能
の優れた物質ができるものと期待されている。し
かし、飛行物体上でも、人間活動や機械の動き等
による振動が生じ、製造される材料の性質に悪影
響を与えることがあるため、宇宙における材料製
造装置は、防振・支持機構を設け、飛行物体上の
製造装置に振動を極力伝えないようにすると共に
製造装置を飛行物体に支持させる必要がある。こ
の防振・支持機構としては、電磁サスペンシヨン
を用いることが考えられる。
しく低いため、地上では製造できないような性能
の優れた物質ができるものと期待されている。し
かし、飛行物体上でも、人間活動や機械の動き等
による振動が生じ、製造される材料の性質に悪影
響を与えることがあるため、宇宙における材料製
造装置は、防振・支持機構を設け、飛行物体上の
製造装置に振動を極力伝えないようにすると共に
製造装置を飛行物体に支持させる必要がある。こ
の防振・支持機構としては、電磁サスペンシヨン
を用いることが考えられる。
しかし、地上用としては、多数の応用例のある
電磁サスペンシヨンも、宇宙における装置の防
振・支持機構に応用した事例はない。
電磁サスペンシヨンも、宇宙における装置の防
振・支持機構に応用した事例はない。
[発明が解決しようとする問題点]
宇宙における装置の防振・支持機構として上述
の電磁サスペンシヨンを適用することが考えられ
るが、宇宙における重力の加速度は、地上の重力
の加速度に比べて、100万分の1程度であり、例
えば、地上で100Kgfの重さの装置でも、宇宙で
は0.1gf程度の重さしかないため、地上の防
振・支持機構とは比較にならない高精度で、かつ
柔構造の防振・支持機構が必要である。
の電磁サスペンシヨンを適用することが考えられ
るが、宇宙における重力の加速度は、地上の重力
の加速度に比べて、100万分の1程度であり、例
えば、地上で100Kgfの重さの装置でも、宇宙で
は0.1gf程度の重さしかないため、地上の防
振・支持機構とは比較にならない高精度で、かつ
柔構造の防振・支持機構が必要である。
又、宇宙では、加速度の大きさや方向が変化す
るので、一定の強さや方向をもつ力で、装置を支
持して、バランスさせておくことはできない。
るので、一定の強さや方向をもつ力で、装置を支
持して、バランスさせておくことはできない。
更に地上においては、地球方向への重力による
力が強いのに対して、宇宙では上下、左右の力の
強弱が殆んどなく、直角座標3軸にほぼ等方性が
あるため、地上とは異なる考え方で防振・支持機
構を開発しなければならない。
力が強いのに対して、宇宙では上下、左右の力の
強弱が殆んどなく、直角座標3軸にほぼ等方性が
あるため、地上とは異なる考え方で防振・支持機
構を開発しなければならない。
本発明は、上述の実情に鑑み、宇宙における装
置の防振・支持機構の高精度化、柔構造化を目的
として、なしたものである。
置の防振・支持機構の高精度化、柔構造化を目的
として、なしたものである。
[問題点を解決するための手段]
本発明は、先端部にS極あるいはN極を有する
円筒部及び該円筒部内に略同軸に固定され且つ先
端部にN極あるいはS極を有する棒状部により構
成される永久磁石と、該永久磁石の円筒部と棒状
部との間に形成される空間に遊嵌し得るコイルと
からなる電磁サスペンシヨンを6組有し、支持す
べき装置の直角座標3軸上に前記永久磁石をそれ
ぞれ2箇ずつ互いに先端部が支持すべき装置に対
して外方を向くように配設したうえ各永久磁石を
前記の装置に対して固定し、前記の装置に対して
固定された各永久磁石の円筒部と棒状部との間に
形成される空間に前記コイルを遊嵌したうえ各コ
イルを支持すべき装置を取り囲む支持枠に対して
固定し、支持すべき装置に作用する加速度の方向
と大きさ、あるいは支持すべき装置の変位を検出
するためのセンサーを設け、該センサーからの出
力信号を受けて前記各電磁サスペンシヨンのコイ
ルに供給する励磁電流を制御する制御装置を設け
ている。
円筒部及び該円筒部内に略同軸に固定され且つ先
端部にN極あるいはS極を有する棒状部により構
成される永久磁石と、該永久磁石の円筒部と棒状
部との間に形成される空間に遊嵌し得るコイルと
からなる電磁サスペンシヨンを6組有し、支持す
べき装置の直角座標3軸上に前記永久磁石をそれ
ぞれ2箇ずつ互いに先端部が支持すべき装置に対
して外方を向くように配設したうえ各永久磁石を
前記の装置に対して固定し、前記の装置に対して
固定された各永久磁石の円筒部と棒状部との間に
形成される空間に前記コイルを遊嵌したうえ各コ
イルを支持すべき装置を取り囲む支持枠に対して
固定し、支持すべき装置に作用する加速度の方向
と大きさ、あるいは支持すべき装置の変位を検出
するためのセンサーを設け、該センサーからの出
力信号を受けて前記各電磁サスペンシヨンのコイ
ルに供給する励磁電流を制御する制御装置を設け
ている。
[作用]
従つて、本発明では、支持される装置の加速度
の方向と大きさ或いは変位をセンサーによつて検
出し、該センサーからの出力信号によつて、制御
装置で電磁サスペンシヨンに流れる電流を制御し
て、該電磁サスペンシヨンの支持力を加減するこ
とにより、宇宙における微弱な定常的加速度や大
きさや方向が変化する振動加速度に対応して、被
支持装置の支持と防振をなし得る。
の方向と大きさ或いは変位をセンサーによつて検
出し、該センサーからの出力信号によつて、制御
装置で電磁サスペンシヨンに流れる電流を制御し
て、該電磁サスペンシヨンの支持力を加減するこ
とにより、宇宙における微弱な定常的加速度や大
きさや方向が変化する振動加速度に対応して、被
支持装置の支持と防振をなし得る。
また、円筒部及び該円筒部内に略同軸に固定さ
れた棒状部により構成される永久磁石と、該永久
磁石の円筒部と棒状部との間に形成される空間に
遊嵌し得るコイルとによつて各電磁サスペンシヨ
ンを形成しているので、永久磁石をコイルの軸線
方向と周方向との双方に対して変位させることが
でき、また永久磁石がコイルに対して変位しても
永久磁石とコイルとの間に相互に作用する磁力が
急激に変化することがない。
れた棒状部により構成される永久磁石と、該永久
磁石の円筒部と棒状部との間に形成される空間に
遊嵌し得るコイルとによつて各電磁サスペンシヨ
ンを形成しているので、永久磁石をコイルの軸線
方向と周方向との双方に対して変位させることが
でき、また永久磁石がコイルに対して変位しても
永久磁石とコイルとの間に相互に作用する磁力が
急激に変化することがない。
よつて、支持すべき装置の各座標軸の軸線方向
の変位と該各座標軸の周方向の変位とを、各座標
軸上にそれぞれ配置されている電磁サスペンシヨ
ンによつて別箇に制御することができ、従つて支
持すべき装置の形状が軸対称形でなくても、該装
置を安定した状態で支持することが可能となり、
前記の装置に対する防振を図ることができる。
の変位と該各座標軸の周方向の変位とを、各座標
軸上にそれぞれ配置されている電磁サスペンシヨ
ンによつて別箇に制御することができ、従つて支
持すべき装置の形状が軸対称形でなくても、該装
置を安定した状態で支持することが可能となり、
前記の装置に対する防振を図ることができる。
[実施例]
以下、本発明の実施例を添付図面を参照しつつ
説明する。
説明する。
第1図〜第3図は、本発明の一実施例である。
1は被支持装置、2は支持枠で、該支持枠2の
直角座標3軸方向に、前記被支持装置1を挾むよ
うに相対する3組の電磁サスペンシヨン3とセン
サー4を配設している。該センサー4は、被支持
装置1の加速度の大きさと方向又は変位を感知
し、出力信号に変換して、制御装置5へ伝送する
ようになつている。該制御装置5は、前記のセン
サー4の出力信号を受けて、前記電磁サスペンシ
ヨン3に供給する励磁電流を制御して、前記電磁
サスペンシヨン3の支持・防振機能を制御するよ
うになつている。
直角座標3軸方向に、前記被支持装置1を挾むよ
うに相対する3組の電磁サスペンシヨン3とセン
サー4を配設している。該センサー4は、被支持
装置1の加速度の大きさと方向又は変位を感知
し、出力信号に変換して、制御装置5へ伝送する
ようになつている。該制御装置5は、前記のセン
サー4の出力信号を受けて、前記電磁サスペンシ
ヨン3に供給する励磁電流を制御して、前記電磁
サスペンシヨン3の支持・防振機能を制御するよ
うになつている。
前記電磁サスペンシヨン3の詳細を、第2図及
び第3図により説明すると、電磁サスペンシヨン
3の永久磁石3aは、前記被支持装置1側に取り
付けられ、円筒型のS極3a-1と、該S極3a-1の
円筒型中心部に突設した棒状のN極3a-2で構成
され、コイル3bは、前記支持枠2側に固設さ
れ、円筒型の鉄芯に巻き付けられたもので、前記
永久磁石3aのS極3a-1とN極3a-2の間に、遊
動状態に挿入されている。
び第3図により説明すると、電磁サスペンシヨン
3の永久磁石3aは、前記被支持装置1側に取り
付けられ、円筒型のS極3a-1と、該S極3a-1の
円筒型中心部に突設した棒状のN極3a-2で構成
され、コイル3bは、前記支持枠2側に固設さ
れ、円筒型の鉄芯に巻き付けられたもので、前記
永久磁石3aのS極3a-1とN極3a-2の間に、遊
動状態に挿入されている。
又、前記電磁サスペンシヨン3は、前記コイル
3bの巻き付け方を均一にして、かつ前記永久磁
石3aによりできる磁場の有効幅よりも、幅広く
巻き付けてある。
3bの巻き付け方を均一にして、かつ前記永久磁
石3aによりできる磁場の有効幅よりも、幅広く
巻き付けてある。
次に本発明の作動を第4図〜第7図をも参照し
つつ説明する。
つつ説明する。
宇宙では、質量中心からのずれや、僅かに残存
する大気の抵抗のために、完全な無重力環境は得
られず、微弱だが定常的で一方向の加速度が存在
し、又、宇宙基地のように機械設備を有し有人操
作が行なわれる場合には、機械設備の振動や人の
動きによる振動加速度が発生する。斯かる定常的
加速度や振動加速度により被支持装置1が動く
と、第4図及び第5図に示すように、電磁サスペ
ンシヨン3の永久磁石3aとS極3a-1、N極3a
−2の相対的位置関係が変化する。この位置関係の
変化の際の加速度の大きさや方向又は変位を各セ
ンサー4により感知し、各センサー4からの出力
信号を受けた制御装置5で、前記各センサー4に
対応するそれぞれの電磁サスペンシヨン3に供給
される励磁電流iを、第6図に示すように一定強
さに制御する。
する大気の抵抗のために、完全な無重力環境は得
られず、微弱だが定常的で一方向の加速度が存在
し、又、宇宙基地のように機械設備を有し有人操
作が行なわれる場合には、機械設備の振動や人の
動きによる振動加速度が発生する。斯かる定常的
加速度や振動加速度により被支持装置1が動く
と、第4図及び第5図に示すように、電磁サスペ
ンシヨン3の永久磁石3aとS極3a-1、N極3a
−2の相対的位置関係が変化する。この位置関係の
変化の際の加速度の大きさや方向又は変位を各セ
ンサー4により感知し、各センサー4からの出力
信号を受けた制御装置5で、前記各センサー4に
対応するそれぞれの電磁サスペンシヨン3に供給
される励磁電流iを、第6図に示すように一定強
さに制御する。
前記電磁サスペンシヨン3は、コイル3bの巻
き付け方向を均一にして、かつ前記永久磁石3a
により生じる磁場の有効幅よりも幅広く巻き付け
てあるため、上述のように、永久磁石3aとS極
3a-1、N極3a-2の相対的な位置変化があつて
も、第6図のように励磁電流iを一定に制御する
ことで、重なりの変化(被支持装置1の変位δ)
のいかんに拘らず、各電磁サスペンシヨン3の被
支持装置1に対する支持力Pは一定に保持せしめ
られる。
き付け方向を均一にして、かつ前記永久磁石3a
により生じる磁場の有効幅よりも幅広く巻き付け
てあるため、上述のように、永久磁石3aとS極
3a-1、N極3a-2の相対的な位置変化があつて
も、第6図のように励磁電流iを一定に制御する
ことで、重なりの変化(被支持装置1の変位δ)
のいかんに拘らず、各電磁サスペンシヨン3の被
支持装置1に対する支持力Pは一定に保持せしめ
られる。
電磁サスペンシヨン3は定常加速度を支持し、
かつ位置制御を行い、振動加速度に対しては非常
に柔らかいバネ(励磁電流i=0では、バネ定数
は理論的には零)として振動を吸収する。
かつ位置制御を行い、振動加速度に対しては非常
に柔らかいバネ(励磁電流i=0では、バネ定数
は理論的には零)として振動を吸収する。
上記実施例では、励磁電流iを一定に制御する
ことでバネ定数をほとんど0の極端に柔らかいバ
ネとしてあつかつているが、センサー4によつて
被支持装置1の変位を検出するようにしそれに応
じて、電流を変えてもよい。例えば、励磁電流i
をi=i0+aδ(aは定数)となるよう制御すれば
バネ定数がaの任意の柔らかいバネも作れる。こ
の場合の支持力Pは変位δによつて第7図に示す
ように変化する。
ことでバネ定数をほとんど0の極端に柔らかいバ
ネとしてあつかつているが、センサー4によつて
被支持装置1の変位を検出するようにしそれに応
じて、電流を変えてもよい。例えば、励磁電流i
をi=i0+aδ(aは定数)となるよう制御すれば
バネ定数がaの任意の柔らかいバネも作れる。こ
の場合の支持力Pは変位δによつて第7図に示す
ように変化する。
また、本実施例においては、円筒型のS極3a-
1及び該S極3a-1の円筒型中心部に突設した棒状
のN極3a-2により構成される永久磁石3aと、
該永久磁石3aのS極3a-1とN極3a-2との間に
形成される空間に遊嵌するコイル3bとによつて
各電磁サスペンシヨン3を形成しているので、永
久磁石3aをコイル3bの軸線方向と周方向との
双方に対して変位させることができ、また永久磁
石3aがコイル3bに対して変位しても永久磁石
3aとコイル3bとの間に相互に作用する磁力が
急激に変化することがない。
1及び該S極3a-1の円筒型中心部に突設した棒状
のN極3a-2により構成される永久磁石3aと、
該永久磁石3aのS極3a-1とN極3a-2との間に
形成される空間に遊嵌するコイル3bとによつて
各電磁サスペンシヨン3を形成しているので、永
久磁石3aをコイル3bの軸線方向と周方向との
双方に対して変位させることができ、また永久磁
石3aがコイル3bに対して変位しても永久磁石
3aとコイル3bとの間に相互に作用する磁力が
急激に変化することがない。
よつて、被支持装置1の各座標軸の軸線方向の
変位と該各座標軸の周方向の変位とを、各座標軸
上にそれぞれ配置されている電磁サスペンシヨン
3によつて別箇に制御することができ、従つて被
支持装置1の形状が軸対称形でなくても、該被支
持装置1を安定した状態で支持することが可能と
なり、被支持装置1に対する防振を図ることがで
きる。
変位と該各座標軸の周方向の変位とを、各座標軸
上にそれぞれ配置されている電磁サスペンシヨン
3によつて別箇に制御することができ、従つて被
支持装置1の形状が軸対称形でなくても、該被支
持装置1を安定した状態で支持することが可能と
なり、被支持装置1に対する防振を図ることがで
きる。
なお、本発明は上述の実施例に限定されるもの
でなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々
変更を加え得ることは勿論である。
でなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々
変更を加え得ることは勿論である。
[発明の効果]
本発明の宇宙における装置の防振・支持機構
は、上述のような構造を有するので、宇宙の全方
向に亘る微弱な加速度の変化に対応した高精度で
柔構造の支持・防振機能が得られる。
は、上述のような構造を有するので、宇宙の全方
向に亘る微弱な加速度の変化に対応した高精度で
柔構造の支持・防振機能が得られる。
また、円筒部及び該円筒部内に略同軸に固定さ
れた棒状部により構成される永久磁石と、該永久
磁石の円筒部と棒状部との間に形成される空間に
遊嵌し得るコイルとによつて各電磁サスペンシヨ
ンを形成しているので、永久磁石をコイルの軸線
方向と周方向への双方に対して変位させることが
でき、また永久磁石がコイルに対して変位しても
永久磁石とコイルとの間に相互に作用する磁力が
急激に変化することがない。
れた棒状部により構成される永久磁石と、該永久
磁石の円筒部と棒状部との間に形成される空間に
遊嵌し得るコイルとによつて各電磁サスペンシヨ
ンを形成しているので、永久磁石をコイルの軸線
方向と周方向への双方に対して変位させることが
でき、また永久磁石がコイルに対して変位しても
永久磁石とコイルとの間に相互に作用する磁力が
急激に変化することがない。
よつて、支持すべき装置の各座標軸の軸線方向
の変位と該各座標軸の周方向の変位とを、各座標
軸上にそれぞれ配置されている電磁サスペンシヨ
ンによつて別箇に制御することができ、従つて支
持すべき装置の形状が軸対称形でなくても、該装
置を安定した状態で支持することが可能となり、
前記の装置に対する防振を図ることができる。
の変位と該各座標軸の周方向の変位とを、各座標
軸上にそれぞれ配置されている電磁サスペンシヨ
ンによつて別箇に制御することができ、従つて支
持すべき装置の形状が軸対称形でなくても、該装
置を安定した状態で支持することが可能となり、
前記の装置に対する防振を図ることができる。
第1図は本発明の宇宙における装置の防振・支
持機構の一実施例の説明図、第2図は本発明の宇
宙における装置の防振・支持機構の電磁サスペン
シヨンの部分の詳細図、第3図は第2図の−
方向矢視図、第4図及び第5図は第3図の電磁サ
スペンシヨンの永久磁石とS極、N極の相対的な
位置関係が変化した状態の説明図、第6図は励磁
電流が一定の場合の装置変位と支持力の関係を表
わすグラフ、第7図は励磁電流が変化する場合の
装置変位と支持力の関係を表わすグラフである。 1は被支持装置、2は支持枠、3は電磁サスペ
ンシヨン、3aは永久磁石、3bはコイル、3a-
1は円筒型のS極、3a-2は棒状のN極、4はセン
サー、5は制御装置を示す。
持機構の一実施例の説明図、第2図は本発明の宇
宙における装置の防振・支持機構の電磁サスペン
シヨンの部分の詳細図、第3図は第2図の−
方向矢視図、第4図及び第5図は第3図の電磁サ
スペンシヨンの永久磁石とS極、N極の相対的な
位置関係が変化した状態の説明図、第6図は励磁
電流が一定の場合の装置変位と支持力の関係を表
わすグラフ、第7図は励磁電流が変化する場合の
装置変位と支持力の関係を表わすグラフである。 1は被支持装置、2は支持枠、3は電磁サスペ
ンシヨン、3aは永久磁石、3bはコイル、3a-
1は円筒型のS極、3a-2は棒状のN極、4はセン
サー、5は制御装置を示す。
Claims (1)
- 1 先端部にS極あるいはN極を有する円筒部及
び該円筒部内に略同軸に固定され且つ先端部にN
極あるいはS極を有する棒状部により構成される
永久磁石と、該永久磁石の円筒部と棒状部との間
に形成される空間に遊嵌し得るコイルとからなる
電磁サスペンシヨンを6組有し、支持すべき装置
の直角座標3軸上に前記永久磁石をそれぞれ2箇
ずつ互いに先端部が支持すべき装置に対して外方
を向くように配設したうえ各永久磁石を前記の装
置に対して固定し、前記の装置に対して固定され
た各永久磁石の円筒部と棒状部との間に形成され
る空間に前記コイルを遊嵌したうえ各コイルを支
持すべき装置を取り囲む支持枠に対して固定し、
支持すべき装置に作用する加速度の方向と大き
さ、あるいは支持すべき装置の変位を検出するた
めのセンサーを設け、該センサーからの出力信号
を受けて前記各電磁サスペンシヨンのコイルに供
給する励磁電流を制御する制御装置を設けたこと
を特徴とする宇宙における装置の防振・支持機
構。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61165011A JPS6320297A (ja) | 1986-07-14 | 1986-07-14 | 宇宙における装置の防振・支持機構 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61165011A JPS6320297A (ja) | 1986-07-14 | 1986-07-14 | 宇宙における装置の防振・支持機構 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6320297A JPS6320297A (ja) | 1988-01-27 |
| JPH0532280B2 true JPH0532280B2 (ja) | 1993-05-14 |
Family
ID=15804144
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61165011A Granted JPS6320297A (ja) | 1986-07-14 | 1986-07-14 | 宇宙における装置の防振・支持機構 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6320297A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3908376A1 (de) * | 1989-03-15 | 1990-09-27 | Erno Raumfahrttechnik Gmbh | Micro-g-neutrale plattform fuer raumfahrtmissionen |
| JPH061200U (ja) * | 1992-06-05 | 1994-01-11 | 石川島播磨重工業株式会社 | 微小重力実験装置 |
| EP1249395A4 (en) * | 2000-11-22 | 2004-12-15 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | VIBRATION DAMPING SYSTEM OF A DEVICE UNDER MICROGRAVITY |
| EP1249396A4 (en) * | 2000-11-22 | 2004-12-15 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | SUPPORT MECHANISM FOR MICROGRAVITY ROTATION APPARATUS |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6117741A (ja) * | 1984-06-30 | 1986-01-25 | Toshiba Corp | フライホイ−ル装置 |
-
1986
- 1986-07-14 JP JP61165011A patent/JPS6320297A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6320297A (ja) | 1988-01-27 |
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