JPH06508699A - アクチュエータ組立体 - 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】 アクチュエータ組立体 本発明は、アクチュエータ組立体であって、特にこれに限定されるものではない が、乗物シミュレータ用の作動台を支持するために適用されるアクチュエータ組 立体に関する。

乗物シミュレータは、訓練成いは娯楽施設として広く使用されているが、その１ つの大きな使用分野は航空機操縦者の訓練用である。

典型的な航空機飛行シミュレータにおいては、訓練される操縦者は模型操縦室内 に着席して、この操縦室窓から透視される影像を観察する。模型操縦室は、乗物 の動きの肉体的影響がシミュレートされるよう通常は作動台上に支持されていて 、視覚心像で表される航空機の動きシミュレーションが補足されるよう構成され ている。模型操縦室は、典型的には６つの液圧アクチュエータ上に支持されてい る。液圧アクチュエータは、作動台下面上の３つのピボットと作動台下方の支持 ベース上の３つのピボットとの間に連結されている。従って、各作動台ピボット は２つのアクチュエータに連結され、そしてこのアクチュエータは、一対の支持 ヘースビボットの中のそれぞれの１つに連結されている。ピボットは、平面内に おいて、その作動台ピボットと支持ベースピボットとが６角形状の周縁部局りに 交互に位置する６角形状に配置されている。このアクチュエータシステムは、移 行（垂直、縦および横方向）および回転（ピッチ、ロールおよびヒープ）移動を 行う６つの軸周り動作を達成する。

通常のアクチュエータシステムは、標準サイズの飛行ンミュレータには良好に作 動する。飛行シミュレータ作動台のサイズが増大すると、通常のアクチュエータ システムのサイズも、前記増大に従って増大されなければならない。このことは 、例えば、非常避難訓練に使用される代表的旅客機の胴体を支持するために充分 な程の大きさの作動台を使用しようとする際（この場合、アクチュエータは非常 に長くなければならない）、問題を発生する。

合作動台に係わる大アクチュエータサイズの問題は、システムベースを拡大（す なわち、支持ペースピボットを６つ設け、アクチュエータの各組を更に離間）し てアクチュエータの最大伸長を減少することにより対応することができる。しか しながら、このような構成は、超過角度の問題、すなわち、作動台の端部が支持 ベースに衝突する問題を発生するであろう。

ある種の大作動台システムにおいては、まずまずの機能が、３つの自由度を有す るシステムで達成することができる。３軸システムが、３つのサーボ制御アクチ ュエータ、および、例えば“はさみ“、“垂下リンク°等の拘束手段、および１ つの軸が別の軸上に設けられているカスケード機構等を備えて、提案されている 。これらの３軸システムは、ピッチ、ヒープおよびロールを備えているが、しか しながら、拘束手段およびカスケード機構は複雑且つ高価である。

本発明の１つの目的は、通常のアクチュエータ要素から、３軸作動台支持システ ムを達成するよう構成することができるアクチュエータ組立体を提供することに ある。

本発明によれば、連結された伸長可能な一対のアクチュエータと、アクチュエー タ間の伸長の異同によって位置が変動するよう前記アクチュエータに動きを拘束 されるリンク機構と、リンク機構の位置変動を検出する手段とからなるアクチュ エータ組立体が提供される。

好適には、リンク機構は、アクチュエータの間に等距離となるよう装着される細 長い棒から構成される。スリーブが、前記棒上に滑動可能に装着されると共に、 一対の腕部に連結され、そして前記腕部の各々は、一対のアクチュエータのそれ ぞれの１つに連結することができる。好適には、腕部は、アクチュエータおよび スリーブに対して旋回可能に連結される。アクチュエータは、−緒に旋回される よう連結された上で、支持面上に位置するそれぞれのピボット上に旋回可能に装 着され、そしてこれにより、３角形構造に構成される前記環が、アクチュエータ ピボットの間の支持面上に旋回可能に装着される。

好適には、アクチュエータを制御する手段が設けられて、リンク機構を基準位置 に維持する。リンク機構が基準位置から変位すると、警報出力を発生させること ができる。

作動システム台は、１つもしくはそれ以上のアクチュエータ組立体上に支持する ことができる。好適には、３つのアクチュエータ組立体が配置される。乗物シミ ュレータは、作動システム台上に装着することができる。

これにより、２つの液圧アクチュエータと支持面とで構成される３角形構造が、 常時２等辺に維持することができる。このことは、アクチュエータが同期し且つ 同一大きさで伸長および収縮されることを確実にする。

次に、本発明の特定実施態様を１つの実施例として添付図面を参照しながら以下 説明する。ここで図において、 図１は、通常の６軸作動台からなる作動システムの基本要素を示す略図であり、 図２は、図１に示す形式の作動システムにおける液圧アクチュエータの構成を示 す略図であり、 図３は、本発明の一実施態様に係る作動システムの基本要素を示す略図であり、 図４は、図３に示す基本要素を図３の矢印方向から見た状態を示す略図であり、 図５は、図３に示す、対をなす液圧アクチュエータの１つを示す略図であり、そ して 図６は、図１の実施態様における液圧アクチュエータの位置を示す平面図である 。

図１および図２を参照すると、通常の６輪作動システムは、６つの液圧アクチュ エータ２乃至７上に位置する作動台１から構成されている。６つのアクチュエー タ２乃至７は、その下端部を、支持床面１１上に固定される３つのピボット接、 ｔ！５．Ｂ、９．１０に連結されている。アクチュエータの上端部は、作動台１ の下側に装着されるピボット接点１２．１３．１４に連結されている。訓練され る操縦者が図形１５で示されている。

次に、図３、図４、図５および図６を参照すると、図示される作動システムは、 ６つの液圧アクチュエータ１７乃至２２上に位置する作動台１６から構成されて いる。作動台は、一般的には矩形状で、典型的には１６．　８ｍ　（５５ｆ　ｔ ）　ｘ５゜７ｍ　（２２ｆ　ｔ）ｘ５，５ｍ　（１８ｆ　ｔ）の寸法を有する。

アクチュエータ１７乃至２２は、通常の６軸システムに使用される標準形式から なると共に、アクチュエータ本体２４内に滑動可能に配置されるピストン２３を 備えて３組に組分けされている。各組のアクチュエータは、そのピストン２３の 上端部を、作動台１６の下側に装着されるピボット接点２５．２６．２７に連結 されている。ピボット接点２５は、作動台の両側端縁部間の中央部において、こ の作動台の一方の端部に偏って配置されている。ピボット接点２６．２７は、作 動台のピボット接点２５からは他端部側寄りの両側端縁部において互いに対向す るよう配置されている。ピボット接点２５．２６．２７は、全て作動台重心から ほぼ等距離に位置する。アクチュエータ１７乃至２２の下端部は、支持床面３４ 上に固定される６つのピボット接点２８乃至３３に連結されている。各組のアク チュエータは、床面３４と共に２等辺３角形を形成している。アクチュエータ１ ７および１８は、ピボット接点２５並びにピボット接点２８および２９に枢着さ れている。ピボット接点２８および２９はピボット接点２５よりも更に作動台端 部寄りに位置し、従ってアクチュエータ１７および１８は垂直線から所定角度で 傾斜している。ピボット接点３０および３２は、作動台の下側端縁部に位置して いる。ピボット接Ａ３１および３３は、作動台の下面において、ピボット接点２ ６および２７よりは更に作動台端部寄り且つ更に作動台中心寄りに位置している 。従って、アクチュエータ１９．２０．２１および２２は垂直線から所定角度で 傾斜している。

制御棒３５が、各組のアクチュエータに設けられている。制御棒は、アクチュエ ータ間中央部のピボット接点３６で床面に枢着されている。制御棒は、この制御 棒上を滑動するスリーブ３７を有する。２つの腕部３８．３９が、ピボット接点 ４０．４１でスリーブ３７に枢着されている。各腕部３８．３９の他端部は、ア ク千ユエータ本体２・４上のピボット接点４２．４３に枢着されている。ピボッ ト接点４２．４３は、アクチュエータ本体２４上端部の制御棒３５に対向する位 置に配置されている。制御棒は、アクチュエータが傾斜しているので、これに対 応する所定角度で垂直線から傾斜している。

アクチュエータが伸長もしくは収縮すると、腕部３８．３９は、スリーブ３７を 制御棒３５上で滑動状に上昇もしくは下降させる。もし、対をなすアクチュエー タの伸長もしくは収縮が同じである場合は、横方向の力が制御棒３５に作用する ことはない。従って、制御棒は、アクチュエータ間で等距離に離間された、同一 の位Ｈに保持されている。もし、対をなすアクチュエータの伸長が不同であり、 そしてもし、横方向の力が腕部３８．３９を介して制御棒に適用される場合は、 制御棒はピボット接点３６周りに旋回する。制御棒３５の動きは、アクチュエー タの伸長不同を矯正するアクションの始動に用いられる。例えば、状況に応じて 、システムを遮断することができ、フィードバックを制御ループに適用すること ができ、或いはアクチュエータに対する液圧流動を制御することができる。

対をなすアクチュエータで形成される３角形は、アクチュエータと支持面間のピ ボット接点（例えば、ピボット接点２８．２９）を接続する線の周りを、別の対 をなすアクチュエータの動きに対応して自由に回転させることができる。また、 制御棒も、この制御棒に横方向の力を発生することなく、前記線屑りを回転させ ることができる。

６個全てのアクチュエータを同時に伸長もしくは収縮すると、ヒープが発生する 。ロールは、アクチュエータ１７および１８を静止したままで、アクチュエータ １９および２０をアクチュエータ２１および２２とは反対位相で伸長する（もし くはその逆に）ことにより達成される。ピッチは、アクチュエータ１７および１ ８をアクチュエータ１９．２０．２１．２２とは位相を外して作動させることに より達成される。

このように、制御棒３５の位置は、協働するアクチュエータ組体の長さ間の異同 を全て直接的に指示する。一般に、アクチュエータ組体の伸長はその大きさと位 相を通常のサーボ制御手段でロックされているが、このような制御手段が不首尾 な場合には、制御棒３５は不首尾を指示すると共に適宜のアクションを採用する 。従って、高レベルのシステムの保安・安全が達成される。

図５に示す装置では、スリーブ３７は、ピボット接点４２および４３にリンクさ れて制御棒３５の角度位置を制御するよう構成されている。しかしながら、別の 構成も可能である。例えば、入れ子式等からなる伸長可能な制御棒は、その一端 部を図５のピボット２８および２９間の中央点に、一方他端部をピボット２５に 連結することができる。もし、２つのジヤツキが常時同一の長さに意図されてい る場合には、入れ子式制御棒の角度位置は全ての正常位置で一定であるべきであ るので、制御棒の変位は全て異常を指示することになる。

補正書の写しく翻訳文）提出書 （特許法第１８４条の８） □□、オ　生　、！１　カ　平成　５年１２月２９１１、特許出願の表示 ＰＣＴ／ＧＢ９２１００９８４ ２、発明の名称 アクチュエータ組立体 ３、特許出願人 （国　籍）（イギリス国） ６、添付書類の目録 （１）補正書の写しく翻訳文）　１通 請求の範囲 １、連結された伸長可能な一対のアクチュエータと、アクチュエータ間の伸長の 異同によって位置を変動させるよう前記アクチュエータに動きが拘束されるリン ク機構と、リンク機構の位置変動を検出する手段とから構成してなるアクチュエ ータ組立体。

２、リンク機構は、アクチュエータ間に装着される細長い棒からなる請求の範囲 １記載のアクチュエータ組立体。

３、スリーブが、棒上に滑動可能に装着されると共に一対の腕部に連結されてお り、前記腕部は、その各々が一対のアクチュエータのそれぞれの１つに連結され ている請求の範囲２記載のアクチュエータ組立体。

４、腕部は、アクチュエータおよびスリーブに対して旋回可能に連結されている 請求の範囲３記載のアクチュエータ組立体。

５、アクチュエータは、−緒に旋回されるよう連結された上で支持面上に位置す るそれぞれのピボット上に旋回可能に装着されることにより、３角形構造に構成 されている請求の範囲１乃至４のいずれかに記載のアクチュエータ組立体。

６、アクチュエータを制御する手段が設けられていて、リンク機構が基準位置に 維持される請求の範囲１乃至５のいずれかに記載のアクチュエータ組立体。

７、リンク機構が基準位置から変位すると、警報出力が発生する請求の範囲６記 載の了り千ユエータ組立体。

８　前記請求の範囲１乃至７のいずれかに記載の少なくとも１つのアクチュエー タ組立体上に支持される作動システム台。

国際調査報失 フロントページの続き （８１）指定国　ＥＰ（ＡＴ、ＢＥ、ＣＨ，ＤＥ。

ＤＫ、ＥＳ、ＦＲ，ＧＢ、ＧＲ，ＩＴ、ＬＵ、ＭＣ，ＮＬ、ＳＥ）、０Ａ（ＢＦ 、ＢＪ、ＣＦ、ＣＧ、ＣＩ、ＣＭ、ＧＡ、ＧＮ、ＭＬ、ＭＲ，ＳＮ、ＴＤ、ＴＧ ）、ＡＴ、　ＡＵ、　ＢＢ、　ＢＧ、　ＢＲ，ＣＡ、　ＣＨ，Ｃ３，ＤＥ。

ＤＫ、　ＥＳ、ＦＩ、　ＧＢ、　ＨＵ、ＪＰ、　ＫＰ、　ＫＲ，ＬＫ、　ＬＵ、 　ＭＧ、　ＭＮ、　ＭＷ、　ＮＬ、　Ｎｏ、ＰＬ、ＲＯ、ＲＵ、ＳＤ、ＳＥ、　 ＵＳ （７２）発明者　ウォラー、ピーター イギリス国、アールエイチ１０　２アールエル、サセックス、クローリ−、ガツ トウィック　ロード（番地なし）　リディフユージョン　シミュレーション　リ ミテッド

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. １．連結された伸長可能な一対のアクチュエータと、アクチュエータ間の伸長の 異同によって位置を変動させるよう前記アクチュエータに動きが拘束されるリン ク機構と、リンク機構の位置変動を検出する手段とから構成してなるアクチュエ ータ組立体。
2. ２．リンク機構は、アクチュエータ間に装着される細長い棒からなる請求の範囲 １記載のアクチュエータ組立体。
3. ３．スリーブが、棒上に滑動可能に装着されると共に一対の腕部に連結されてお り、前記腕部は、その各々が一対のアクチュエータのそれぞれの１つに連結され ている請求の範囲２記載のアクチュエータ組立体。
4. ４．腕部は、アクチュエータおよびスリーブに対して旋回可能に連結されている 請求の範囲３記載のアクチュエータ組立体。
5. ５．アクチュエータは、一緒に旋回されるよう連結された上で支持面上に位置す るそれぞれのピボット上に旋回可能に装着されることにより、３角形構造に構成 されている請求の範囲１乃至４のいずれかに記載のアクチュエータ組立体。
6. ６．アクチュエータを制御する手段が設けられていて、リンク機構が基準位置に 維持される請求の範囲１乃至５のいずれかに記載のアクチュエータ組立体。
7. ７．リンク機構が基準位置から変位すると、警報出力が発生する請求の範囲６記 載のアクチュエータ組立体。
8. ８．少なくとも１つのアクチュエータ組立体上に支持される作動システム台。