JPH11154029A - 操作装置 - Google Patents
操作装置Info
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- JPH11154029A JPH11154029A JP31974497A JP31974497A JPH11154029A JP H11154029 A JPH11154029 A JP H11154029A JP 31974497 A JP31974497 A JP 31974497A JP 31974497 A JP31974497 A JP 31974497A JP H11154029 A JPH11154029 A JP H11154029A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 負荷感応機構付きの遠隔操作システムの操作
装置において、構成を簡単化および小型化しつつ、***
作装置が受ける反力を操作に対する反力として適切に反
映させ得るものを提供する。 【解決手段】 ジョイスティック装置１により油圧アク
チュエータ２３を操縦する遠隔操作装置において、操作
レバー５に連係する回転軸３の端部に扇形歯車を１３を
固定し、この扇形歯車１３と噛合するピニオン１４に、
油圧アクチュエータ２３への負荷に応じて発生するＤＣ
モータ１５からのトルクを与えるようにした。また、Ｄ
Ｃモータドライバ２７への負荷指令信号を、中立復帰バ
ネ機構１１が操作レバー５に与える力にしたがって補正
するようにした。
装置において、構成を簡単化および小型化しつつ、***
作装置が受ける反力を操作に対する反力として適切に反
映させ得るものを提供する。 【解決手段】 ジョイスティック装置１により油圧アク
チュエータ２３を操縦する遠隔操作装置において、操作
レバー５に連係する回転軸３の端部に扇形歯車を１３を
固定し、この扇形歯車１３と噛合するピニオン１４に、
油圧アクチュエータ２３への負荷に応じて発生するＤＣ
モータ１５からのトルクを与えるようにした。また、Ｄ
Ｃモータドライバ２７への負荷指令信号を、中立復帰バ
ネ機構１１が操作レバー５に与える力にしたがって補正
するようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、操作装置を操作し
て遠方の***作装置を操作する遠隔操作システムの操作
装置の改良に関する。
て遠方の***作装置を操作する遠隔操作システムの操作
装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、マスター系（操作者の手元の
操作装置）を操作して、遠方にあるスレーブ系（例えば
原子炉内や海底等にあるアクチュエータ等の***作装
置）を操作する遠隔操作システムが知られている。
操作装置）を操作して、遠方にあるスレーブ系（例えば
原子炉内や海底等にあるアクチュエータ等の***作装
置）を操作する遠隔操作システムが知られている。
【０００３】このような遠隔操作システムの操作装置と
しては、例えば図５に示すようなジョイスティック装置
１００が用いられる。このジョイスティック装置１００
は、互いに直交するように配置された一対の回転軸１０
１と、これらの回転軸１０１に連係した操作レバー１０
２と、回転軸１０１および操作レバー１０２を中立位置
に復帰させようとするバネ１０４と、各回転軸１０１の
回転角度を検出するポテンショメータ１０３とから構成
されている。このような構成により、遠方のアクチュエ
ータは、ポテンショメータ１０３で検出された操作レバ
ー１０２の操作量にしたがって作動することになる。
しては、例えば図５に示すようなジョイスティック装置
１００が用いられる。このジョイスティック装置１００
は、互いに直交するように配置された一対の回転軸１０
１と、これらの回転軸１０１に連係した操作レバー１０
２と、回転軸１０１および操作レバー１０２を中立位置
に復帰させようとするバネ１０４と、各回転軸１０１の
回転角度を検出するポテンショメータ１０３とから構成
されている。このような構成により、遠方のアクチュエ
ータは、ポテンショメータ１０３で検出された操作レバ
ー１０２の操作量にしたがって作動することになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
遠隔操作システムでは、アクチュエータが受ける反力を
操作装置側にフィードバックして、操作レバー１０２の
操作に対する反力として与えることにより、操作者がア
クチュエータにかかる負荷を感知しながら作業できるよ
うにしたものがある。ところが、このような力覚（負荷
感応）機構付きの遠隔操作システムでは、スレーブ系が
受ける反力を操作装置における反力として適切に反映さ
せるために、操作装置が複雑化および大型化してしまう
問題点があった。
遠隔操作システムでは、アクチュエータが受ける反力を
操作装置側にフィードバックして、操作レバー１０２の
操作に対する反力として与えることにより、操作者がア
クチュエータにかかる負荷を感知しながら作業できるよ
うにしたものがある。ところが、このような力覚（負荷
感応）機構付きの遠隔操作システムでは、スレーブ系が
受ける反力を操作装置における反力として適切に反映さ
せるために、操作装置が複雑化および大型化してしまう
問題点があった。
【０００５】本発明は、このような問題点に着目してな
されたもので、負荷感応機構付きの遠隔操作システムの
操作装置において、構成を簡単化および小型化しつつ、
***作装置が受ける反力を操作に対する反力として適切
に反映させ得るものを提供することを目的とする。
されたもので、負荷感応機構付きの遠隔操作システムの
操作装置において、構成を簡単化および小型化しつつ、
***作装置が受ける反力を操作に対する反力として適切
に反映させ得るものを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】第１の発明では、操作者
により操作される操作部と、この操作部の操作量を検出
する検出装置と、操作部を中立位置に復帰させる中立復
帰機構とを備え、前記検出装置により検知された操作量
にしたがって遠方の***作装置を操作する操作装置にお
いて、前記操作部に連係する扇形歯車と、この扇形歯車
と噛合するピニオンと、このピニオンの回転に駆動力を
与える駆動手段と、前記***作装置にかかる負荷にした
がって前記駆動手段に駆動指令信号を与える制御手段と
を備えた。
により操作される操作部と、この操作部の操作量を検出
する検出装置と、操作部を中立位置に復帰させる中立復
帰機構とを備え、前記検出装置により検知された操作量
にしたがって遠方の***作装置を操作する操作装置にお
いて、前記操作部に連係する扇形歯車と、この扇形歯車
と噛合するピニオンと、このピニオンの回転に駆動力を
与える駆動手段と、前記***作装置にかかる負荷にした
がって前記駆動手段に駆動指令信号を与える制御手段と
を備えた。
【０００７】第２の発明では、前記ピニオンと噛合する
前記扇形歯車の円弧部を、前記操作部が最大操作量で操
作されたときに、ちょうど前記ピニオンとの噛合が外れ
ない必要最小限の長さとした。
前記扇形歯車の円弧部を、前記操作部が最大操作量で操
作されたときに、ちょうど前記ピニオンとの噛合が外れ
ない必要最小限の長さとした。
【０００８】第３の発明では、前記操作部は操作レバー
であり、この操作レバーの操作角度に応じて回転する回
転軸を備え、前記扇形歯車はこの回転軸の端部に固定さ
れている。
であり、この操作レバーの操作角度に応じて回転する回
転軸を備え、前記扇形歯車はこの回転軸の端部に固定さ
れている。
【０００９】第４の発明では、前記操作レバーの長さ
と、前記扇形歯車の前記回転軸への固定部から前記ピニ
オンとの噛合部までの長さとを等しくした。
と、前記扇形歯車の前記回転軸への固定部から前記ピニ
オンとの噛合部までの長さとを等しくした。
【００１０】第５の発明では、前記駆動手段により前記
ピニオンに与えられる駆動力を前記中立位置復帰機構が
前記操作部の操作に与える反力分だけ小さくなるよう
に、前記駆動手段への駆動指令信号を補正する補正手段
を備えた。
ピニオンに与えられる駆動力を前記中立位置復帰機構が
前記操作部の操作に与える反力分だけ小さくなるよう
に、前記駆動手段への駆動指令信号を補正する補正手段
を備えた。
【００１１】第６の発明では、前記中立復帰機構は前記
操作部を中立位置へと付勢するバネ手段から構成され、
前記補正手段においては、前記駆動手段への駆動指令信
号が前記バネ手段のバネ特性に基づいて前記操作部の操
作量にしたがって補正される。
操作部を中立位置へと付勢するバネ手段から構成され、
前記補正手段においては、前記駆動手段への駆動指令信
号が前記バネ手段のバネ特性に基づいて前記操作部の操
作量にしたがって補正される。
【００１２】
【発明の作用および効果】第１〜第４の発明では、操作
者による操作部の操作に対しては、***作装置に対する
負荷に応じた反力が、駆動手段からピニオンおよび扇形
歯車を介して与えられ、操作者は***作装置に与えられ
ている負荷を感知しながら操作をすることができ、操作
性が向上する。この場合、駆動手段からの力の伝達は、
扇形歯車を介してなされているので、操作装置の小型化
を図ることができる。
者による操作部の操作に対しては、***作装置に対する
負荷に応じた反力が、駆動手段からピニオンおよび扇形
歯車を介して与えられ、操作者は***作装置に与えられ
ている負荷を感知しながら操作をすることができ、操作
性が向上する。この場合、駆動手段からの力の伝達は、
扇形歯車を介してなされているので、操作装置の小型化
を図ることができる。
【００１３】特に、第２の発明のように、ピニオンと噛
合する扇形歯車の円弧部を操作部が最大操作量で操作さ
れたときにちょうどピニオンとの噛合が外れない必要最
小限の長さとすれば、操作装置の大きさも必要最小限の
ものとできる。
合する扇形歯車の円弧部を操作部が最大操作量で操作さ
れたときにちょうどピニオンとの噛合が外れない必要最
小限の長さとすれば、操作装置の大きさも必要最小限の
ものとできる。
【００１４】また、第３の発明のように、操作部として
の操作レバーの操作角度に応じて回転する回転軸を備
え、扇形歯車をこの回転軸の端部に固定するようにすれ
ば、操作装置における反力発生機構は、反力発生機構を
備えないタイプの操作装置に対して、操作装置を大幅に
加工することなく、容易に外付けすることができる。
の操作レバーの操作角度に応じて回転する回転軸を備
え、扇形歯車をこの回転軸の端部に固定するようにすれ
ば、操作装置における反力発生機構は、反力発生機構を
備えないタイプの操作装置に対して、操作装置を大幅に
加工することなく、容易に外付けすることができる。
【００１５】また、第４の発明のように、操作レバーの
長さと、扇形歯車の回転軸への固定部からピニオンとの
噛合部までの長さとを等しくすることにより、駆動手段
からのトルクは、そのままの大きさで操作レバーに伝え
られる。したがって、駆動手段の駆動力の設定が容易に
でき、駆動手段および制御手段の構成を簡単化できる。
長さと、扇形歯車の回転軸への固定部からピニオンとの
噛合部までの長さとを等しくすることにより、駆動手段
からのトルクは、そのままの大きさで操作レバーに伝え
られる。したがって、駆動手段の駆動力の設定が容易に
でき、駆動手段および制御手段の構成を簡単化できる。
【００１６】第５、第６の発明では、駆動手段への駆動
指令信号は補正手段により補正されたものとなるので、
駆動手段からピニオンおよび扇形歯車を介して操作部に
与えられる反力は、中立復帰機構からの力が操作部の操
作に対して反力として作用する分だけ小さくされる。こ
れにより、駆動手段および中立復帰機構の両方から操作
部に与えられる反力は、***作装置に与えられた負荷を
正しく反映したものとなり、中立復帰機構からの力の分
の誤差を含むものとなることが防止される。
指令信号は補正手段により補正されたものとなるので、
駆動手段からピニオンおよび扇形歯車を介して操作部に
与えられる反力は、中立復帰機構からの力が操作部の操
作に対して反力として作用する分だけ小さくされる。こ
れにより、駆動手段および中立復帰機構の両方から操作
部に与えられる反力は、***作装置に与えられた負荷を
正しく反映したものとなり、中立復帰機構からの力の分
の誤差を含むものとなることが防止される。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて、本発
明の実施の形態について説明する。
明の実施の形態について説明する。
【００１８】図１、図２には、遠隔操作システムの操作
装置であるジョイスティック装置１を示す。
装置であるジョイスティック装置１を示す。
【００１９】図示されるように、ジョイスティック装置
１のケーシング２には、水平に配置されて互いに直交す
る一対の回転軸３、４が回転自在に支持されている。ま
た、ケーシング２の上部からは、ジョイスティック装置
１の操作部である操作レバー５が突出している。回転軸
３、４は、操作レバー５とケーシング２内において連係
し、操作レバー５の操作量にしたがって回転する。ま
た、回転軸３、４の回転角度は、それぞれ回転軸３、４
の一端に備えられた伝達機構６、７を介して角度検出装
置８、９に伝達される。
１のケーシング２には、水平に配置されて互いに直交す
る一対の回転軸３、４が回転自在に支持されている。ま
た、ケーシング２の上部からは、ジョイスティック装置
１の操作部である操作レバー５が突出している。回転軸
３、４は、操作レバー５とケーシング２内において連係
し、操作レバー５の操作量にしたがって回転する。ま
た、回転軸３、４の回転角度は、それぞれ回転軸３、４
の一端に備えられた伝達機構６、７を介して角度検出装
置８、９に伝達される。
【００２０】ケーシング２の側面には、操作レバー５お
よび回転軸３、４を中立位置に保とうと付勢する中立復
帰バネ機構１０、１１が、それぞれ回転軸３、４に対応
して設置されている。
よび回転軸３、４を中立位置に保とうと付勢する中立復
帰バネ機構１０、１１が、それぞれ回転軸３、４に対応
して設置されている。
【００２１】これらの中立復帰バネ機構１０、１１は、
それぞれの機構本体１０Ａ、１１Ａから上方に突出する
プランジャ１０Ｂ、１１Ｂを一対づつ備えており、これ
らのプランジャ１０Ｂ、１１Ｂを付勢する同数の図示さ
れないバネが、機構本体１０Ａ、１０Ｂ内に収容されて
いる。この機構本体１０Ａ、１０Ｂから突出するプラン
ジャ１０Ｂ、１１Ｂの先端は、Ｔ字型部材１０Ｃ、１１
Ｃの水平方向に延びる両腕の底部に当接する。Ｔ字型部
材１０Ｃ、１１Ｃは、それぞれ回転軸３、４の端部に固
定されているもので、回転軸３、４の回転にしたがって
両腕が上下に振られる。この場合、中立復帰バネ機構１
０、１１のバネ力は、プランジャ１０Ｂ、１１Ｂを介し
て、Ｔ字型部材１０Ｃ、１１Ｃの下がった方の腕を押し
返す。これにより、操作レバー５が操作されていないと
きには、Ｔ字型部材１０Ｃ、１１Ｃの両腕は水平方向
に、また回転軸３、４の回転を中立位置に保たれるよう
になっている。
それぞれの機構本体１０Ａ、１１Ａから上方に突出する
プランジャ１０Ｂ、１１Ｂを一対づつ備えており、これ
らのプランジャ１０Ｂ、１１Ｂを付勢する同数の図示さ
れないバネが、機構本体１０Ａ、１０Ｂ内に収容されて
いる。この機構本体１０Ａ、１０Ｂから突出するプラン
ジャ１０Ｂ、１１Ｂの先端は、Ｔ字型部材１０Ｃ、１１
Ｃの水平方向に延びる両腕の底部に当接する。Ｔ字型部
材１０Ｃ、１１Ｃは、それぞれ回転軸３、４の端部に固
定されているもので、回転軸３、４の回転にしたがって
両腕が上下に振られる。この場合、中立復帰バネ機構１
０、１１のバネ力は、プランジャ１０Ｂ、１１Ｂを介し
て、Ｔ字型部材１０Ｃ、１１Ｃの下がった方の腕を押し
返す。これにより、操作レバー５が操作されていないと
きには、Ｔ字型部材１０Ｃ、１１Ｃの両腕は水平方向
に、また回転軸３、４の回転を中立位置に保たれるよう
になっている。
【００２２】回転軸３の伝達機構６と反対側の端部に
は、連結部材１２を介して扇形歯車１３がボルト結合さ
れている。この扇形歯車１３の下端側の円弧部１３Ａに
は歯１３Ｂが形成され、この歯１３Ｂにはピニオン１４
が噛合している。このピニオン１４は、ケーシング２下
方に設置されたＤＣモータ１５のモータ軸１５に取り付
けられており、ＤＣモータ１５の回転力が、ピニオン１
４から扇形歯車１３を介して、回転軸３の回転に対する
反力として伝達されるようになっている。すなわち、回
転軸３を回転させる方向への操作レバー５の操作に対し
て、ＤＣモータ１５からの反力が与えられるようになっ
ている。
は、連結部材１２を介して扇形歯車１３がボルト結合さ
れている。この扇形歯車１３の下端側の円弧部１３Ａに
は歯１３Ｂが形成され、この歯１３Ｂにはピニオン１４
が噛合している。このピニオン１４は、ケーシング２下
方に設置されたＤＣモータ１５のモータ軸１５に取り付
けられており、ＤＣモータ１５の回転力が、ピニオン１
４から扇形歯車１３を介して、回転軸３の回転に対する
反力として伝達されるようになっている。すなわち、回
転軸３を回転させる方向への操作レバー５の操作に対し
て、ＤＣモータ１５からの反力が与えられるようになっ
ている。
【００２３】この場合、扇形歯車１３の円弧部１３Ａの
長さ（扇形歯車１３の幅）は、回転軸３の回転角度範
囲、すなわち操作レバー５の操作角度範囲に対応した長
さとされる。これにより、扇形歯車１３の幅はちょうど
必要最小限のものとなっている。
長さ（扇形歯車１３の幅）は、回転軸３の回転角度範
囲、すなわち操作レバー５の操作角度範囲に対応した長
さとされる。これにより、扇形歯車１３の幅はちょうど
必要最小限のものとなっている。
【００２４】また、操作レバー５の長さ（操作レバー５
のノブ５Ａから回転軸３までの長さ）Ｌ１と、回転軸３
から扇形歯車１３とピニオン１４の噛合部までの長さＬ
２は等しくとられている。これにより、ＤＣモータ１５
のモータトルクをそのままの大きさで操作レバー５に伝
えることができる。
のノブ５Ａから回転軸３までの長さ）Ｌ１と、回転軸３
から扇形歯車１３とピニオン１４の噛合部までの長さＬ
２は等しくとられている。これにより、ＤＣモータ１５
のモータトルクをそのままの大きさで操作レバー５に伝
えることができる。
【００２５】なお、本実施の形態では、扇形歯車１３、
ピニオン１４、ＤＣモータ１５からなる反力発生機構
を、回転軸３に対してのみ備えたが、このような反力発
生機構は回転軸４に対しても設けることが当然に可能で
ある。この場合には、回転軸３、４のいずれを回転させ
る方向にも、すなわち操作レバー５の前後左右のいずれ
の方向への操作にも適切な反力を発生させることができ
る。
ピニオン１４、ＤＣモータ１５からなる反力発生機構
を、回転軸３に対してのみ備えたが、このような反力発
生機構は回転軸４に対しても設けることが当然に可能で
ある。この場合には、回転軸３、４のいずれを回転させ
る方向にも、すなわち操作レバー５の前後左右のいずれ
の方向への操作にも適切な反力を発生させることができ
る。
【００２６】図３には、このようなジョイスティック装
置１を備えた遠隔操作システムの全体構成を示す。
置１を備えた遠隔操作システムの全体構成を示す。
【００２７】図示されるように、サーボ制御信号生成回
路２１には、ジョイスティック装置１の角度検出装置８
からの操作レバー５の操作角度（回転軸３の回転角度）
θが入力される。サーボ制御信号生成回路２１は、この
角度θと、変位センサ２２からフィードバックされる油
圧アクチュエータ２３のストロークＸとに基づいて、サ
ーボ弁２４に指令信号Ｖｒを出力する。
路２１には、ジョイスティック装置１の角度検出装置８
からの操作レバー５の操作角度（回転軸３の回転角度）
θが入力される。サーボ制御信号生成回路２１は、この
角度θと、変位センサ２２からフィードバックされる油
圧アクチュエータ２３のストロークＸとに基づいて、サ
ーボ弁２４に指令信号Ｖｒを出力する。
【００２８】サーボ弁２４は、この指令信号Ｖｒにした
がって弁ポジションが切り換えられ、この弁ポジション
にしたがって油圧アクチュエータ２３の各油室２３Ａ、
２３Ｂに作動油が供給され、油圧アクチュエータ２３の
ストロークＸが制御される。すなわち、油室２３Ａに作
動油が導入されると油圧アクチュエータ２３が伸長し、
油室２３Ｂに作動油が導入されると油圧アクチュエータ
２３が収縮する。
がって弁ポジションが切り換えられ、この弁ポジション
にしたがって油圧アクチュエータ２３の各油室２３Ａ、
２３Ｂに作動油が供給され、油圧アクチュエータ２３の
ストロークＸが制御される。すなわち、油室２３Ａに作
動油が導入されると油圧アクチュエータ２３が伸長し、
油室２３Ｂに作動油が導入されると油圧アクチュエータ
２３が収縮する。
【００２９】油室２３Ａの圧力は圧力センサ２５により
検出され、増幅回路２６を経て、ＤＣモータドライバ２
７に負荷指令信号Ｆｒとして入力される。ＤＣモータド
ライバ２７は、この負荷指令信号ＦｒにしたがってＤＣ
モータ１５を駆動し、このモータトルクＴｒが、ピニオ
ン１４、扇形歯車１３、回転軸３を介して操作レバー５
に伝達される。
検出され、増幅回路２６を経て、ＤＣモータドライバ２
７に負荷指令信号Ｆｒとして入力される。ＤＣモータド
ライバ２７は、この負荷指令信号ＦｒにしたがってＤＣ
モータ１５を駆動し、このモータトルクＴｒが、ピニオ
ン１４、扇形歯車１３、回転軸３を介して操作レバー５
に伝達される。
【００３０】なお、この図３の説明では、回転軸４は油
圧アクチュエータ２３の作動と直接関係していないの
で、説明を省略した。
圧アクチュエータ２３の作動と直接関係していないの
で、説明を省略した。
【００３１】つぎに全体的な作用について説明する。
【００３２】遠隔操作システムにおいては、操作者はジ
ョイスティック装置１の操作レバー５を操作することに
より、回転軸３を回転させ、この回転軸３の回転角度θ
に基づいてサーボ弁２４が制御される。これにより、油
圧アクチュエータ２３は、操作レバー５の操作角度にし
たがったストロークＸで伸張する。このとき、ＤＣモー
タ１５には、圧力センサ２５により油室２３Ａの圧力と
して検出された油圧アクチュエータ２３にかかっている
負荷に対応するトルクが発生し、このモータトルクは、
ピニオン１４、扇形歯車１３を介して、操作レバー５の
操作方向に対して反対方向に作用する。
ョイスティック装置１の操作レバー５を操作することに
より、回転軸３を回転させ、この回転軸３の回転角度θ
に基づいてサーボ弁２４が制御される。これにより、油
圧アクチュエータ２３は、操作レバー５の操作角度にし
たがったストロークＸで伸張する。このとき、ＤＣモー
タ１５には、圧力センサ２５により油室２３Ａの圧力と
して検出された油圧アクチュエータ２３にかかっている
負荷に対応するトルクが発生し、このモータトルクは、
ピニオン１４、扇形歯車１３を介して、操作レバー５の
操作方向に対して反対方向に作用する。
【００３３】このようにして、操作者のレバー操作に
は、油圧アクチュエータ２３の伸長にかかる負荷に見合
った抵抗が与えられる。したがって、操作者は油圧アク
チュエータ２３にかかる負荷を感知しながら遠隔操作シ
ステムを操作することができ、遠隔操作システムの操作
性が向上する。
は、油圧アクチュエータ２３の伸長にかかる負荷に見合
った抵抗が与えられる。したがって、操作者は油圧アク
チュエータ２３にかかる負荷を感知しながら遠隔操作シ
ステムを操作することができ、遠隔操作システムの操作
性が向上する。
【００３４】この場合、操作レバー５の長さＬ１と回転
軸３から扇形歯車１３とピニオン１４の噛合部までの長
さＬ２は等しくとられているので、ＤＣモータ１５のモ
ータトルクは、そのままの大きさで操作レバー５に伝え
られる。したがって、操作レバー５に与えたい抵抗にし
たがってＤＣモータ１５のモータトルクの設定が容易に
でき、増幅回路２６、ＤＣモータドライバ２７等の構成
を簡単にできる。
軸３から扇形歯車１３とピニオン１４の噛合部までの長
さＬ２は等しくとられているので、ＤＣモータ１５のモ
ータトルクは、そのままの大きさで操作レバー５に伝え
られる。したがって、操作レバー５に与えたい抵抗にし
たがってＤＣモータ１５のモータトルクの設定が容易に
でき、増幅回路２６、ＤＣモータドライバ２７等の構成
を簡単にできる。
【００３５】また、ＤＣモータ１５から反力を伝達する
部材には、扇形歯車１３が用いられているので、円形歯
車を用いた場合よりもジョイスティック装置１を小型化
することができる。特に、扇形歯車１３の円弧部１３Ａ
の長さを操作レバー５の操作角度範囲に対応した必要最
小限のものとすれば、ジョイスティック装置１の大きさ
を必要最小限のものとできる。
部材には、扇形歯車１３が用いられているので、円形歯
車を用いた場合よりもジョイスティック装置１を小型化
することができる。特に、扇形歯車１３の円弧部１３Ａ
の長さを操作レバー５の操作角度範囲に対応した必要最
小限のものとすれば、ジョイスティック装置１の大きさ
を必要最小限のものとできる。
【００３６】また、ジョイスティック装置における反力
発生機構は、扇形歯車１３、ピニオン１４、ＤＣモータ
１５からなっているので、この反力発生機構は、ジョイ
スティックの回転軸の端部に扇形歯車１３を取り付け、
この扇形歯車１３をケーシング２下部に設置したＤＣモ
ータ１５とピニオン１４を介して連係するだけで構成で
きる。したがって、反力発生機構を備えないタイプのジ
ョイスティック装置に対しても、反力発生機構を容易に
外付けすることができ、ケーシング２内部の構成を加工
する必要がない。
発生機構は、扇形歯車１３、ピニオン１４、ＤＣモータ
１５からなっているので、この反力発生機構は、ジョイ
スティックの回転軸の端部に扇形歯車１３を取り付け、
この扇形歯車１３をケーシング２下部に設置したＤＣモ
ータ１５とピニオン１４を介して連係するだけで構成で
きる。したがって、反力発生機構を備えないタイプのジ
ョイスティック装置に対しても、反力発生機構を容易に
外付けすることができ、ケーシング２内部の構成を加工
する必要がない。
【００３７】図４には、本発明のさらに他の実施の形態
を示す。
を示す。
【００３８】この実施の形態では、図３に示した実施の
形態の構成の増幅回路２６の代わりに、補正回路３０を
備えている。これにより、この実施の形態では、補正回
路３０でＤＣモータ１５に発生するトルクを調整するこ
とで、中立復帰バネ機構１１が操作レバー５を中立位置
に戻そうとして与える力だけ、操作レバー５に与えられ
る反力が大きくなってしまうことを防止している。
形態の構成の増幅回路２６の代わりに、補正回路３０を
備えている。これにより、この実施の形態では、補正回
路３０でＤＣモータ１５に発生するトルクを調整するこ
とで、中立復帰バネ機構１１が操作レバー５を中立位置
に戻そうとして与える力だけ、操作レバー５に与えられ
る反力が大きくなってしまうことを防止している。
【００３９】図示されるように、補正回路３０は、圧力
センサ２５からの検出信号を増幅するアンプ３１と、ジ
ョイスティック装置１の角度検出装置８からの検出信号
を増幅するアンプ３２と、アンプ３１の出力からアンプ
３２の出力を差し引く減算器３３を備えている。
センサ２５からの検出信号を増幅するアンプ３１と、ジ
ョイスティック装置１の角度検出装置８からの検出信号
を増幅するアンプ３２と、アンプ３１の出力からアンプ
３２の出力を差し引く減算器３３を備えている。
【００４０】さらに詳しく説明すると、アンプ３１のゲ
インＫｆは、油圧アクチュエータ２３にかかる負荷に基
づいて決定される基準負荷指令信号Ｆｒが得られるよう
に設定されている。
インＫｆは、油圧アクチュエータ２３にかかる負荷に基
づいて決定される基準負荷指令信号Ｆｒが得られるよう
に設定されている。
【００４１】一方、アンプ３２のゲインＫｓは、操作レ
バー５の操作角度（回転軸３の回転角度）θに応じて変
わる中立復帰バネ機構１１から力に応じた補正負荷指令
信号Ｆｋを得るためのものである。したがって、アンプ
３２のゲインＫｓは、操作レバー５の操作角度θに応じ
て、すなわち中立復帰バネ機構１１のバネ特性にしたが
って、変化するように設定されている。
バー５の操作角度（回転軸３の回転角度）θに応じて変
わる中立復帰バネ機構１１から力に応じた補正負荷指令
信号Ｆｋを得るためのものである。したがって、アンプ
３２のゲインＫｓは、操作レバー５の操作角度θに応じ
て、すなわち中立復帰バネ機構１１のバネ特性にしたが
って、変化するように設定されている。
【００４２】そして、減算器３３においては、基準負荷
指令信号Ｆｒから補正負荷指令信号Ｆｋが差し引かれ、
実際にＤＣモータドライバ２７に出力される負荷指令信
号Ｆｒ′が得られる。
指令信号Ｆｒから補正負荷指令信号Ｆｋが差し引かれ、
実際にＤＣモータドライバ２７に出力される負荷指令信
号Ｆｒ′が得られる。
【００４３】このようなＤＣモータドライバ２７への負
荷指令信号Ｆｒ′によれば、ＤＣモータ１５から操作レ
バー５に与えられる力は、あらかじめ中立復帰バネ機構
１１から操作レバー５に与えられる力が割り引かれたも
のとなる。したがって、操作レバー５の操作に対してに
与えられる反力は、油圧アクチュエータ２３に与えられ
た負荷を正しく反映したものとなり、中立復帰バネ機構
１１からの力の分だけ誤差が生じてしまうことはない。
荷指令信号Ｆｒ′によれば、ＤＣモータ１５から操作レ
バー５に与えられる力は、あらかじめ中立復帰バネ機構
１１から操作レバー５に与えられる力が割り引かれたも
のとなる。したがって、操作レバー５の操作に対してに
与えられる反力は、油圧アクチュエータ２３に与えられ
た負荷を正しく反映したものとなり、中立復帰バネ機構
１１からの力の分だけ誤差が生じてしまうことはない。
【図１】本発明の実施の形態のジョイスティック装置を
示す側面図である。
示す側面図である。
【図２】同じくジョイスティック装置を示す正面図であ
る。
る。
【図３】同じく遠隔操作システムの全体構成を示す構成
図である。
図である。
【図４】同じく他の実施の形態の遠隔操作システムの全
体構成を示す構成図である。
体構成を示す構成図である。
【図５】従来のジョイスティック装置を示す構成図であ
る。
る。
１ ジョイスティック装置 ２ ケーシング ３ 回転軸 ４ 回転軸 ５ 操作レバー ６ 伝達機構 ７ 伝達機構 ８ 角度検出装置 ９ 角度検出装置 １０ 中立復帰バネ機構 １１ 中立復帰バネ機構 １２ 連結部材 １３ 扇形歯車 １３Ａ 円弧部 １３Ｂ 歯 １４ ピニオン １５ ＤＣモータ ２１ サーボ制御信号生成回路 ２２ 変位センサ ２３ 油圧アクチュエータ ２４ サーボ弁 ２５ 圧力センサ ２６ 増幅回路 ２７ ＤＣモータドライバ ３０ 補正回路 ３１ アンプ ３２ アンプ ３３ 減算器
Claims (6)
- 【請求項１】操作者により操作される操作部と、 この操作部の操作量を検出する検出装置と、 操作部を中立位置に復帰させる中立復帰機構とを備え、 前記検出装置により検知された操作量にしたがって遠方
の***作装置を操作する操作装置において、 前記操作部に連係する扇形歯車と、 この扇形歯車と噛合するピニオンと、 このピニオンの回転に駆動力を与える駆動手段と、 前記***作装置にかかる負荷にしたがって前記駆動手段
に駆動指令信号を与える制御手段と、 を備えたことを特徴とする操作装置。 - 【請求項２】前記ピニオンと噛合する前記扇形歯車の円
弧部を、前記操作部が最大操作量で操作されたときに、
ちょうど前記ピニオンとの噛合が外れない必要最小限の
長さとしたことを特徴とする請求項１に記載の操作装
置。 - 【請求項３】前記操作部は操作レバーであり、この操作
レバーの操作角度に応じて回転する回転軸を備え、前記
扇形歯車はこの回転軸の端部に固定されていることを特
徴とする請求項１または請求項２に記載の操作装置。 - 【請求項４】前記操作レバーの長さと、前記扇形歯車の
前記回転軸への固定部から前記ピニオンとの噛合部まで
の長さとを等しくしたことを特徴とする請求項３に記載
の操作装置。 - 【請求項５】前記駆動手段により前記ピニオンに与えら
れる駆動力を前記中立位置復帰機構が前記操作部の操作
に与える反力分だけ小さくなるように、前記駆動手段へ
の駆動指令信号を補正する補正手段を備えたことを特徴
とする請求項１から請求項４のいずれかひとつに記載の
操作装置。 - 【請求項６】前記中立復帰機構は前記操作部を中立位置
へと付勢するバネ手段から構成され、前記補正手段にお
いては、前記駆動手段への駆動指令信号が前記バネ手段
のバネ特性に基づいて前記操作部の操作量にしたがって
補正されることを特徴とする請求項５に記載の操作装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31974497A JPH11154029A (ja) | 1997-11-20 | 1997-11-20 | 操作装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31974497A JPH11154029A (ja) | 1997-11-20 | 1997-11-20 | 操作装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11154029A true JPH11154029A (ja) | 1999-06-08 |
Family
ID=18113689
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31974497A Pending JPH11154029A (ja) | 1997-11-20 | 1997-11-20 | 操作装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11154029A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008110255A1 (de) * | 2007-03-09 | 2008-09-18 | Coactive Technologies, Inc. | Joystick |
| JP2009520641A (ja) * | 2005-12-23 | 2009-05-28 | イノフィウス ベー フェー | 自動車用途に対するギアチェンジ装置 |
| JP2010064215A (ja) * | 2008-09-12 | 2010-03-25 | Toyota Motor Corp | 移動ロボットの操縦システム |
| US11794578B2 (en) | 2021-03-23 | 2023-10-24 | Hyundai Motor Company | Integrated control apparatus for driving vehicle |
-
1997
- 1997-11-20 JP JP31974497A patent/JPH11154029A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009520641A (ja) * | 2005-12-23 | 2009-05-28 | イノフィウス ベー フェー | 自動車用途に対するギアチェンジ装置 |
| WO2008110255A1 (de) * | 2007-03-09 | 2008-09-18 | Coactive Technologies, Inc. | Joystick |
| JP2010521027A (ja) * | 2007-03-09 | 2010-06-17 | コアクティヴ・テクノロジーズ・インコーポレイティッド | ジョイスティック |
| US8100030B2 (en) | 2007-03-09 | 2012-01-24 | Coactive Technologies, Llc. | Joystick |
| JP2010064215A (ja) * | 2008-09-12 | 2010-03-25 | Toyota Motor Corp | 移動ロボットの操縦システム |
| US11794578B2 (en) | 2021-03-23 | 2023-10-24 | Hyundai Motor Company | Integrated control apparatus for driving vehicle |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20060119 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20060124 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20060606 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |