JPS62291203A - Horizontal stable device - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To minimize the number of parts and to minimize a trouble by oscillating a flywheel motor to support a pair of the flywheel and rotate it round the shaft freely rotatably and mutually orthogonal to a stable stand. CONSTITUTION:A stable stand 10 supported through a jimbal mechanism 11 to a column 12 supports freely rotatably, round the central axis, a motor fitting stand 15 to support a pair of flywheels 13 and 14 with mutually orthogonal shafts 15Ac and 15Bc. Flywheel motors 13A and 14A respectively support the flywheels 13 and 14 and rotates them. For this reason, even when an acceleration alpha functions at the stable stand 10 and a torque T occurs at a Y axis, the torque of the reaction occurs at the flywheels rotated, and therefore, the stable stand 10 will not be inclined and horizon is kept. For this reason, the number of the parts is small, the device is inexpensive and the trouble hardly occurs. The time from the starting condition to the stable condition is shorter.

Description

【発明の詳細な説明】 発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 本発明は、アンテナ等を水平に保持する水平安定装置に
関する。Detailed Description of the Invention [Field of Industrial Application] The present invention relates to a horizontal stabilizing device for horizontally holding an antenna or the like.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、この種の水平安定装置としては、例えば第３図に
示すようなものがある。これに於ては、安定台（１１は
２個のジンバル（Ｘ軸、Ｙ軸）を介して、図示せずも船
体に取り付けられた支柱で支えられている。安定台（１
）には動揺補償のため、フライホイール（２）が取付け
られている。尚、（２Ａ）はフライホイール（２）を回
転させるフライホイールモータである。また、安定台（
１１には（Ｘ軸）、（Ｙ軸）回りの傾きを検出する傾斜
計［３１，＋４１を設置して、それ等の出力をドリフト
補正回路（７）、　（８１を介してトルクモータ（５）
、　（６１に供給し、両者を駆動して、安定台（１）を
（Ｙ軸）及び（Ｘ軸）まわりに回動し、水平にさせる。Conventionally, as this type of horizontal stabilizing device, there is one shown in FIG. 3, for example. In this case, the stabilizer (11) is supported by a column (not shown) attached to the hull via two gimbals (X axis, Y axis).
) is equipped with a flywheel (2) for vibration compensation. Note that (2A) is a flywheel motor that rotates the flywheel (2). In addition, a stable platform (
11 is equipped with inclinometers [31, +41] that detect the inclination around the (X-axis) and (Y-axis), and their outputs are sent to the torque motor (5) via the drift correction circuit (7) and (81). )
, (61) and drive both to rotate the stable platform (1) around the (Y axis) and (X axis) and make it horizontal.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

しかしながら、このような従来の水平安定装置にあって
は、傾斜針を２個、ドリフト補正回路を２個、トルクモ
ータを２１１１．　　ドリフト補正回路用電源（図示せ
ず）、ジンバルを２個、フライホイール（２）、フライ
ホイールモータ（２八）が必要となっていたため、高価
である。又、部品点数が多いし、故障も多い。更に、安
定台（１）が水平になるまで時間が掛かるという問題点
があった。However, such a conventional horizontal stabilizer has two tilt needles, two drift correction circuits, and a torque motor of 2111. It is expensive because it requires a power supply for the drift correction circuit (not shown), two gimbals, a flywheel (2), and a flywheel motor (28). Also, there are many parts and there are many failures. Furthermore, there was a problem in that it took time for the stabilizing platform (1) to become horizontal.

Ｃ問題点を解決するための手段〕 本発明は上記問題点に鑑みなされたもので、その手段は
、支柱（１２）にジンバル機構（１１）を介して２軸の
自由度を持って支持されている安定台（１０）と、該安
定台にヤジロベと同様の機能を与えるウェイト（ＩＯＢ
）と、上記安定台に対して回動自在に支持され且つ互に
直交する軸（１５Ａｃ）　、　（１５Ｂｃ）のまわりに
振れ得るフライホイールモータ（１３Ａ）。Means for Solving Problem C] The present invention has been made in view of the above problems, and the means is to support a pillar (12) through a gimbal mechanism (11) with two axes of freedom. A stable platform (10) with a weight (IOB) that provides the same function as Yajirobe
), and a flywheel motor (13A) that is rotatably supported on the stable platform and can swing around mutually orthogonal axes (15Ac) and (15Bc).

（１４Ａ）により夫々回転される一対のフライホイール
（１３）　、　（１４）とより成る水平安定装置である
。This is a horizontal stabilizing device consisting of a pair of flywheels (13) and (14) rotated by (14A), respectively.

〔作用〕[Effect]

上述の構成に於て、モータ（１３Ａ）　、　（１４Ａ）
を夫々駆動してフライホイール（１３）、（１４）を回
転させるのみで、安定台（１０）にどのような加速度が
加わっても、回転しているフライホイール（１３）　、
　（１，１）等の作用で、安定台（１０）は、常に水平
を保持する。In the above configuration, motors (13A), (14A)
By simply driving the flywheels (13) and (14), respectively, no matter what kind of acceleration is applied to the stable platform (10), the rotating flywheel (13),
(1, 1) etc., the stable platform (10) always maintains a horizontal position.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明を図面に基づいて説明する。第１図Ａは、
本発明の一実施例を示す断面図であり、同図Ｂはその上
面図である。Hereinafter, the present invention will be explained based on the drawings. Figure 1A is
1 is a sectional view showing an embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a top view thereof.

同図に於て、（１０）はキャンプ状に形成された安定台
である。このキャップ状の安定台（１０）の筒状部（Ｉ
ＯＡ）の下端には、リング状のウェイト（ＩＯＢ）がフ
ランジ状に設けられている。又、安定台（ｌＯ）の平ら
な円板状部（ＩＯＣ）の下面の中央部に、下端に小径の
キャップ状部（１００）を有する支持部又はボス部（Ｉ
ＯＥ）が、下方に伸びる如く設けられている。In the figure, (10) is a stable platform formed in the shape of a camp. The cylindrical part (I
A ring-shaped weight (IOB) is provided in the shape of a flange at the lower end of the OA. Further, in the center of the lower surface of the flat disc-shaped part (IOC) of the stable platform (IO), a support part or boss part (IOC) having a small diameter cap-shaped part (100) at the lower end is provided.
OE) is provided so as to extend downward.

安定台（１０）は２個のジンバル（Ｘ軸、ＹＭ）機構（
１１）を介して（２軸の自由度をもって）支柱（１２）
で支えられているので、安定台（１０）は、そのウェイ
ト（ＩＯＢ）により、「やじるべい」と同様に、例えば
船体に固定されている支柱（１２）が、船体の動揺等に
より２軸（Ｘ軸、Ｙ軸）回りに傾斜しても、水平を保つ
。しかしながら、支柱（１２）を水平方向に移動させる
と、ウェイト（１０Ｂ）に加速度が加わるため、安定台
（１０）は傾斜してしまう。この加速度の影響を防ぐた
め、２組のフライホイール（１３）　、　（１４）を設
ける。叩ち、第１図に於て、（１５）はフライホイール
（１３）　、　（１４）のフライホイールモータ（１３
Ａ）　、　（１４Ａ）を支持するモータ取付台で、この
モータ取付台（１５）は、安定台（１０）の支持部（Ｉ
ＯＥ）を包囲するリング状部（１５Ｃ）と、その−直径
の両端（１８０°離れた位置）に夫々設けられたＬ字状
及び逆り字状の支持部材（１５Δ）　、　（１５Ｂ）と
を有する。モータ取付台（１５）は、ベアリング（１６
）、　（１７）を介して安定台（１０）のキャップ状部
（１００）に対して回転自在に支持されている。各支持
部材（１５Ａ）　、　（１５Ｂ）の水平部（１５Ａａ）
　、　（１５Ｂａ）上には、夫々支持材（１５Ａｂ）　
、　（１５Ｂｂ）が植立され、これ等により、フライホ
イールモータ（１３Ａ）　、　（１４Ａ）が、互に直角
な水平な軸（１５Ａｃ）　、　（１５Ｂｃ）のまわりに
振れ得るように支持される。従って、両フライホイール
（１３）　、　（１４）はキャンプ状部（１００）に対
して、互に１８０°の角間隔を持つことになる。又、（
１８）は安定台（１０）の支持部（ＩＯＥ）及びモータ
取付台（１５）のリング状部（１５Ｃ）に夫々取付けた
スリップリング及びブラシを全体的に示すもので、これ
を通じて電源（図示せず）よりフライホイールモータ（
１３Ａ）　、　（１４Ａ）に電力を与え、フライホイー
ル（１３）　、　（１４）を夫々回転する。尚、詳述せ
ずも、各部材（１００）、　（１３）、（１４）、（１
５＾）、（１５Ｂ）等の形状及び寸法は、第１図に示す
如く選択されているので、フライホイール（１３）　、
　（１４）は、筒状部（ＩＯＡ）と支持部材（１５’Ａ
）　、　（１５Ｂ）との間に於て、他の部材と接触する
こと無く、自転し得るし、キャップ状部（１００）のま
わりに回動できるものである。The stabilization platform (10) has two gimbal (X-axis, YM) mechanisms (
11) through the strut (12) (with two degrees of freedom)
Because the stability platform (10) is supported by its weight (IOB), for example, the column (12) fixed to the ship's hull can be rotated on two axes due to the movement of the ship, etc. Stays horizontal even when tilted around (X-axis, Y-axis). However, when the support column (12) is moved in the horizontal direction, acceleration is applied to the weight (10B), so the stable platform (10) tilts. In order to prevent the influence of this acceleration, two sets of flywheels (13) and (14) are provided. In Figure 1, (15) is the flywheel (13) and (14) is the flywheel motor (13).
A), (14A), and this motor mount (15) is attached to the support part (I) of the stabilizing base (10).
A ring-shaped part (15C) surrounding the ring-shaped part (OE), and L-shaped and inverted-shaped support members (15Δ) and (15B) provided at both ends of the diameter (positions 180° apart), respectively. have The motor mounting base (15) has a bearing (16
), (17) are rotatably supported by the cap-shaped portion (100) of the stable base (10). Horizontal portion (15Aa) of each support member (15A) and (15B)
, (15Ba), each supporting material (15Ab)
, (15Bb) are planted, and these support the flywheel motors (13A), (14A) so that they can swing around horizontal axes (15Ac), (15Bc) that are perpendicular to each other. Therefore, both flywheels (13), (14) have an angular spacing of 180° from each other with respect to the camp-shaped portion (100). or,(
18) generally shows the slip rings and brushes attached to the support part (IOE) of the stabilizer (10) and the ring-shaped part (15C) of the motor mount (15), through which the power supply (not shown) is shown. flywheel motor (
13A) and (14A) to rotate the flywheels (13) and (14), respectively. In addition, each member (100), (13), (14), (1
5^), (15B), etc. are selected as shown in Fig. 1, so the flywheel (13),
(14) includes the cylindrical part (IOA) and the support member (15'A
) and (15B), it can rotate on its own axis and rotate around the cap-shaped portion (100) without contacting other members.

次に、上述した本発明の一例の動作を説明する。Next, the operation of the example of the present invention described above will be explained.

今、安定台（１０）に第１図に於てＹ軸方向に加速度α
が加わったとすると、それに、Ｘ軸回りにトルクＴ　（
＝ｍｃＸＬ、ここで、ｍは安定台（１０）、フライホイ
ール（１３）　、　（１４）等を含む回動部の質口、Ｌ
はこの回動部の支点（Ｘ又はＹ軸）と回動部の重心との
間の距離）が、Ｘ軸まわりに発生し、このトルクＴは、
軸（１５Ｂｃ）を介してフライホイール（１４）に作用
する。フライホイール（１４）にトルクＴが加わると、
フライホイール（１４）　（その角運動量はＨ）は、軸
（１５Ｂｃ）回りに旋回する（プレセツションする）、
フライホイール（１４）が回転していないとすると、安
定台（１０）は、このトルクＴと安定台（１０）が傾斜
して戻ろうとするトルクとが等しくなる所まで傾斜する
が、フライホイール（１４）が回転していると、加速度
αによりトルクＴが発生してもフライホイール（１４）
に反作用のトルクが発生し、安定台（１０）は傾斜せず
、水平を保つ。Now, the stability platform (10) has an acceleration α in the Y-axis direction in Figure 1.
is added to it, and the torque T (
= mcXL, where m is the mass of the rotating part including the stabilizing platform (10), flywheels (13), (14), etc., and L
is the distance between the fulcrum (X or Y axis) of this rotating part and the center of gravity of the rotating part), and this torque T is generated around the X axis.
It acts on the flywheel (14) via the shaft (15Bc). When torque T is applied to the flywheel (14),
The flywheel (14) (its angular momentum is H) rotates (presets) around the axis (15Bc),
Assuming that the flywheel (14) is not rotating, the stabilizer (10) will tilt to the point where this torque T and the torque that causes the stabilizer (10) to tilt back are equal, but the flywheel ( When the flywheel (14) is rotating, even if torque T is generated due to acceleration α, the flywheel (14)
A reaction torque is generated, and the stable platform (10) does not tilt but remains horizontal.

一方、加速度がＸ軸方向に加わった場合も、フライホイ
ール（１３）が回転しているので、Ｙ軸方向の場合と同
様に、安定台（１０）は水平に保たれる。On the other hand, even when acceleration is applied in the X-axis direction, the flywheel (13) is rotating, so the stable platform (10) is kept horizontal as in the Y-axis direction.

更に、本発明の第１図の例に於ては、船等の旋回の場合
の影口を無くすため、安定台（１０）は支柱（１２）回
り（Ｚ軸回り）にバランスを取っである。また、船等の
旋回がフライホイール（１３）。Furthermore, in the example of FIG. 1 of the present invention, the stabilizing platform (10) is balanced around the support (12) (around the Z axis) in order to eliminate shadows when a ship or the like turns. . In addition, the turning of ships, etc. is the flywheel (13).

（１４）に影響を与えない様に、Ｚ軸回りにバランスさ
せたフライホイールモータ等を有するモータ取付台（１
５）は、前述の如く安定台（１０）の回りを自由に回転
出来る様にしである。(14) A motor mounting stand (14) with a flywheel motor etc. balanced around the Z-axis so as not to affect
5) is designed to be able to freely rotate around the stable platform (10) as described above.

又、フライホイール（１３）　、　（１４）とフライホ
イールモータ（１３Ａ）　、　（１４Ａ）は、軸（１５
Ａｃ）　、　（１５８ｃ、）の回りに自由度を持ち、同
軸の回りはバランスを取っであるが、若干各モータ（１
３Ａ）　、　（１４Ａ）の下側を重くしであるので、各
フライホイール（１３）、　（１４）の回転軸（１３Ｅ
ｌ）　、　（１４Ｂ）の向きは上向（Ｙ軸方向）になる
様になっている。これは、フライホイール（１３）　、
　（１４）を回し初めの時に、フライホイール（１３）
、　（１４）の回転軸（１３Ｂ）　、　（１４Ｂ）を上
向にする為である。Further, the flywheels (13), (14) and flywheel motors (13A), (14A) are connected to the shaft (15).
Ac), (158c,) has a degree of freedom, and the coaxial rotation is balanced, but each motor (158c,) has a degree of freedom.
3A) and (14A), so the rotation axis (13E) of each flywheel (13), (14) is
l) and (14B) are oriented upward (in the Y-axis direction). This is the flywheel (13),
When you first turn (14), turn the flywheel (13)
This is to make the rotation axes (13B) and (14B) of (14) upward.

尚、２組のフライホイールモータ（１３＾）、（１４＾
）の軸（１５Ａｃ）　、　（１５Ｂｃ）は、Ｘ軸、Ｙ軸
方向よりの加速度の影響を防ぐため、前述の如く互に直
交する様にしである。In addition, two sets of flywheel motors (13^), (14^
) axes (15Ac) and (15Bc) are arranged to be perpendicular to each other as described above in order to prevent the influence of acceleration from the X-axis and Y-axis directions.

安定台（１０）に対して、モータ取付台（１５）が第１
図より０回動じ、第２図に示す位置に来た場合でも、第
１図の例で発生する様なトルクＴのベクトルは第２図の
様にＴｌ、Ｔ２に分解されるので、一方のトルクＴ工は
フライホイール（１４）の反作用で、他方のトルクＴ２
はフライホイール（１３）の反作用で打消しあうので、
安定台（１０）は、やはり水平を保つ。尚、第１図に示
す本発明の例に於ては、フライホイールモータ（１３Ａ
）　、　（１４Ａ）は支持部（ＩＯＥ）に対して１８０
″離れているが、両者の軸（１５＾ｃ）　、　（１５Ｂ
ｃ）が相互に直交していれば、両者を１８０°以外、例
えば９０°、或はそれ以下に近接配置してもよい。しか
し、この場合、回動部を回転軸、即ち支持部（ＩＯＥ）
のまわりにバランスさせるため、モータ取付台（１５）
に、支持部（ＩＯＥ）に関してフライホイールモータ（
１３＾）、　（１４Ａ）等に対向する位置に、バランス
ウェイトを設ける必要がある。The motor mounting base (15) is the first with respect to the stabilizing base (10).
Even if it moves 0 times from the figure and reaches the position shown in Figure 2, the vector of torque T that occurs in the example in Figure 1 is decomposed into Tl and T2 as shown in Figure 2, so one of the Torque T is the reaction of the flywheel (14), and the other torque T2
are canceled by the reaction of the flywheel (13), so
The stabilizing platform (10) also remains horizontal. In the example of the present invention shown in FIG. 1, the flywheel motor (13A
), (14A) is 180 with respect to the support part (IOE)
Although they are far apart, the axis of both (15^c), (15B
If c) are orthogonal to each other, they may be arranged close to each other at an angle other than 180°, for example, at 90° or less. However, in this case, the rotating part is the rotating shaft, that is, the support part (IOE)
For balance around the motor mount (15)
In addition, regarding the support part (IOE), the flywheel motor (
It is necessary to provide a balance weight at a position opposite to 13^), (14A), etc.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、本発明による水平安定装置は、主
として２組のフライホイールとフライホイールモータと
で構成されるので、部品点数が少なく、安価で、故障が
少ない。従来の例では、傾斜計の出力を時定数の大きい
フィルタを通してドリフト補正をしているので、水平に
なるまで時間が掛かるが、本例ではその時間は必要でな
いのですぐ使用できる。As explained above, since the horizontal stabilizing device according to the present invention is mainly composed of two sets of flywheels and a flywheel motor, the number of parts is small, the device is inexpensive, and there are few failures. In the conventional example, the output of the inclinometer is corrected for drift by passing it through a filter with a large time constant, so it takes time for it to become horizontal, but in this example, that time is not necessary and it can be used immediately.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図Ａ及びＢは本発明の一例の縦断面及び上面図、第
２図はその動作説明用の上面図、第３図は従来例の路線
図である。 図に於て、（１０）は安定台、（１１）はジンバル機構
、（１２）は支柱、（１３）　、　（１４）はフライホ
イール、（１３Ａ）　、　（１４八）はフライホイール
モータ、（１５）はモータ取付台を夫々示す。FIGS. 1A and 1B are a vertical cross-sectional view and a top view of an example of the present invention, FIG. 2 is a top view for explaining its operation, and FIG. 3 is a route diagram of a conventional example. In the figure, (10) is a stable platform, (11) is a gimbal mechanism, (12) is a support column, (13) and (14) are flywheels, (13A) and (148) are flywheel motors, ( 15) respectively show the motor mounting bases.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 支柱にジンバル機構を介して２軸の自由度を持って支持
されている安定台と、該安定台にヤジロベと同様の機能
を与えるウェイトと、上記安定台に対して回動自在に支
持され且つ互に直交する軸のまわりに振れ得るモータに
より夫々回転される一対のフライホィールとより成るこ
とを特徴とする水平安定装置。A stable stand supported by a pillar with two degrees of freedom via a gimbal mechanism, a weight that gives the stable stand a function similar to that of a Yajirobe, and a weight that is rotatably supported with respect to the stable stand and A horizontal stabilizing device comprising a pair of flywheels each rotated by a motor capable of swinging about mutually orthogonal axes.