JP6957804B2

JP6957804B2 - Radio control system

Info

Publication number: JP6957804B2
Application number: JP2016195602A
Authority: JP
Inventors: 明彦山口; 修一赤岩
Original assignee: Kurimoto Ltd
Current assignee: Kurimoto Ltd
Priority date: 2016-10-03
Filing date: 2016-10-03
Publication date: 2021-11-02
Anticipated expiration: 2036-10-03
Also published as: JP2018057486A

Description

本発明はラジオコントロール用の送信機及び受信機を含むラジオコントロールシステムに関し、特にスティックレバーの操作感に特徴を有するラジオコントロールシステムに関するものである。 The present invention relates to a radio control system including a transmitter and a receiver for radio control, and more particularly to a radio control system characterized by a feeling of operation of a stick lever.

従来の模型のヘリコプターや飛行機等を遠隔操縦するためのラジオコントロール用送信機には、操作部として機能する通常２つのスティックレバーと、それらの補助的な操作部として機能するレバーやスイッチ等が配置されている。被操縦体が模型のヘリコプターや飛行機等の場合、一方のスティックレバーはエンジン又はモータの出力制御及びエルロン操作を行い、他方のスティックレバーはラダー及びエレベーター操作を行うことが多い。これらのスティックレバーは通常左右に配置されている。このようなスティックユニットは例えば特許文献１に示されている。 Radio control transmitters for remote control of conventional model helicopters, airplanes, etc. are usually equipped with two stick levers that function as operation units, and levers and switches that function as auxiliary operation units for them. Has been done. When the operated body is a model helicopter, an airplane, or the like, one stick lever often controls the output of the engine or motor and operates the aileron, and the other stick lever often operates the rudder and the elevator. These stick levers are usually located on the left and right. Such a stick unit is shown in, for example, Patent Document 1.

又特許文献２には被操縦体からのフィードバックを受けて送信機の操作感を変化させるようにしたラジオコントロールシステムが開示されている。この文献では被操縦体に設けられるサーボで消費する電流値を電源センサによって検知し、送信部によりフィードバックする。送信機側でスティックにマグネットブレーキを設けてその電流値を制御し、スティック操作の抵抗を変化させることで操作感を変化させるようにしたラジオコントロールシステムが提案されている。 Further, Patent Document 2 discloses a radio control system that changes the operational feeling of a transmitter by receiving feedback from a controlled body. In this document, the current value consumed by the servo provided in the operated body is detected by the power supply sensor and fed back by the transmission unit. A radio control system has been proposed in which a magnet brake is provided on the stick on the transmitter side to control the current value, and the operation feeling is changed by changing the resistance of stick operation.

実公平４−４６８００号公報Jikken 4-46800 Gazette 特開２０１６−０９６８３４号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-096834

しかしこのような従来の特許文献１のラジオコントロール用送信機では、スティックレバーを操作したときの抵抗感は送信機のスティックユニットのばねによって定まっており、被操縦体の状態は何ら反映されないため、実際に被操縦体を操縦しているという操作感は低いものとなっていた。 However, in such a conventional radio control transmitter of Patent Document 1, the feeling of resistance when the stick lever is operated is determined by the spring of the stick unit of the transmitter, and the state of the operated body is not reflected at all. The feeling of operation that the controlled object was actually operated was low.

又特許文献２のラジオコントロールシステムでは、被操縦体から得られる電流信号によって送信機側のスティックの抵抗値を変化させることができるが、スティックの操作をある角度に操作した場合、元のニュートラル位置に復帰させるためにスティック機構にはばねが必要であり、ばねを省略することはできなかった。従ってスティックの抵抗値はばねに付加するだけに留まっているという問題点があった。 Further, in the radio control system of Patent Document 2, the resistance value of the stick on the transmitter side can be changed by the current signal obtained from the controlled object, but when the stick is operated at a certain angle, the original neutral position is obtained. The stick mechanism required a spring to return to, and the spring could not be omitted. Therefore, there is a problem that the resistance value of the stick is only added to the spring.

本発明は実際の飛行中の機体や走行中の車両に取付けられている可動翼や車輪に加わる抵抗をそのまま送信機の操舵部の操作感に反映し、ばねを省略できるようにしたラジオコントロールシステムを提供することを目的とする。 The present invention is a radio control system in which the resistance applied to the movable wings and wheels attached to an actual flying aircraft or a running vehicle is directly reflected in the operation feeling of the steering unit of the transmitter, and the spring can be omitted. The purpose is to provide.

この課題を解決するために、本発明のラジオコントロールシステムは、操作信号のデータを送信する送信機と、被操縦体に搭載され、前記送信機からの信号を受信する受信機と、被操縦体に搭載され、前記被操縦体の操作部を操作する少なくとも１つのサーボと、を有するラジオコントロールシステムにおいて、前記受信機は、前記サーボの駆動電流を検知する電流センサと、前記電流センサからの信号をエンコードするエンコーダと、前記エンコーダからの信号を周期的に送信する送信部と、を有するものであり、前記送信機は、操舵部と、前記操舵部に連結され、基準位置信号と前記操舵部の操作によって変化する位置信号とを出力するポジションセンサと、前記ポジションセンサからの位置信号をエンコードするエンコーダと、前記エンコーダからの出力を送信部を介して送信する送信部と、前記受信機より得られる信号を受信する受信部と、前記受信部で受信された信号を各チャンネルの信号にデコードするデータデコーダと、前記操舵部の回転軸に連結され、コイルへの通電電流に応じて回転抵抗を変化させるマグネットクラッチ、前記マグネットクラッチを回転させるモータ、及びポジションセンサの基準位置信号と前記操舵部に対応した位置信号の差を比較して前記モータの回転方向を制御するコンパレータを有し、前記サーボの電流に対応する信号を前記マグネットクラッチに電流値として帰還するフィードバック部と、を有するものである。 In order to solve this problem, the radio control system of the present invention includes a transmitter that transmits operation signal data, a receiver that is mounted on a controlled object and receives a signal from the transmitter, and a controlled body. In a radio control system having at least one servo that is mounted on the vehicle and operates an operation unit of the operated body, the receiver has a current sensor that detects a driving current of the servo and a signal from the current sensor. It has an encoder for encoding the above and a transmission unit for periodically transmitting a signal from the encoder. The transmitter is connected to the steering unit and the steering unit, and is connected to the steering unit and the reference position signal and the steering unit. Obtained from the receiver, a position sensor that outputs a position signal that changes according to the operation of, an encoder that encodes a position signal from the position sensor, a transmitter that transmits an output from the encoder via a transmitter, and a receiver. A receiving unit that receives the signal to be received, a data decoder that decodes the signal received by the receiving unit into a signal of each channel, and a rotation resistance connected to the rotation shaft of the steering unit according to the energizing current to the coil. The servo has a magnet clutch to be changed, a motor for rotating the magnet clutch, and a comparator for controlling the rotation direction of the motor by comparing the difference between the reference position signal of the position sensor and the position signal corresponding to the steering unit. It has a feedback unit that feeds back a signal corresponding to the current of the above to the magnet clutch as a current value.

ここで前記ポジションセンサは、ポテンショメータとしてもよい。 Here, the position sensor may be a potentiometer.

ここで前記送信機の操舵部は、左右一対のスティックであり、前記受信機の電流センサは、前記送信機のマグネットクラッチが取付けられたチャンネルに対応するサーボの電流を検出するものであり、前記送信機のデータデコーダは、前記サーボの電流に対応する信号を前記対応するチャンネルのマグネットクラッチに帰還するものとしてもよい。 Here, the steering unit of the transmitter is a pair of left and right sticks, and the current sensor of the receiver detects the current of the servo corresponding to the channel to which the magnet clutch of the transmitter is attached. The data decoder of the transmitter may feed back the signal corresponding to the current of the servo to the magnet clutch of the corresponding channel.

ここで前記送信機の操舵部は、ホイール型の操舵部であり、前記受信機の電流センサは、前記送信機のマグネットクラッチが取付けられたチャンネルに対応するサーボの電流を検出するものであり、前記送信機のデータデコーダは、前記サーボの電流に対応する信号を前記対応するチャンネルのマグネットクラッチに帰還するものとしてもよい。 Here, the steering unit of the transmitter is a wheel-type steering unit, and the current sensor of the receiver detects the current of the servo corresponding to the channel to which the magnet clutch of the transmitter is attached. The data decoder of the transmitter may feed back the signal corresponding to the current of the servo to the magnet clutch of the corresponding channel.

ここで前記マグネットクラッチは、ケースと、前記ケース内に配備され且つギアボックス（３２）と回転軸（５５）で連結された円板（５３）と、前記ケース内に収納されたコイルと、前記ケース内で前記円板（５３）の周囲に封入された磁気粘性流体と、を有するものとしてもよい。 Here, the magnet clutch includes a case, a disk (53) deployed in the case and connected to a gearbox (32) by a rotation shaft (55), a coil housed in the case, and the above. a magneto-rheological fluid sealed around the disc inside the case (53), or as having.

このような特徴を有する本発明によれば、ラジオコントロール用の被制御体の可動翼や操舵輪が飛行や走行中に受ける抵抗を受信機から送信機にフィードバックをすることで、そのまま送信機の操舵部の抵抗値とすることができる。従って送信機の操舵部の操作感を向上させることができるという効果が得られる。 According to the present invention having such characteristics, the resistance received by the movable wings and steering wheels of the controlled body for radio control during flight or running is fed back from the receiver to the transmitter, so that the transmitter can be used as it is. It can be the resistance value of the steering unit. Therefore, the effect that the operation feeling of the steering unit of the transmitter can be improved can be obtained.

図１は本発明の実施の形態によるラジオコントロール用送信機の正面図である。FIG. 1 is a front view of a radio control transmitter according to an embodiment of the present invention. 図２は本発明の実施の形態による送信機のブロック図である。FIG. 2 is a block diagram of a transmitter according to an embodiment of the present invention. 図３は本発明の実施の形態による受信機のブロック図である。FIG. 3 is a block diagram of a receiver according to an embodiment of the present invention. 図４は本発明の実施の形態による送信機のスティックユニットとフィードバック部の詳細を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing details of a stick unit and a feedback unit of a transmitter according to an embodiment of the present invention. 図５は本発明の実施の形態による送信機のフィードバック部の概略図である。FIG. 5 is a schematic view of a feedback unit of a transmitter according to an embodiment of the present invention. 図６は本発明の実施の形態による送信機のフィードバック部の組立構成図である。FIG. 6 is an assembly configuration diagram of a feedback unit of a transmitter according to an embodiment of the present invention. 図７は本実施の形態に用いられるマグネットクラッチの斜視図である。FIG. 7 is a perspective view of the magnet clutch used in the present embodiment. 図８は本実施の形態に用いられるマグネットクラッチの断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view of the magnet clutch used in the present embodiment. 図９は本実施の形態によるマグネットクラッチの組立構成図である。FIG. 9 is an assembly configuration diagram of the magnet clutch according to the present embodiment. 図１０は本実施の形態によるラジオコントロールシステムの動作を示すタイムチャートである。FIG. 10 is a time chart showing the operation of the radio control system according to the present embodiment. 図１１は本実施の形態によるラジオコントロールシステムのサーボモータ電流とマグネットクラッチに供給する電流値を示すタイムチャートである。FIG. 11 is a time chart showing the servomotor current of the radio control system according to the present embodiment and the current value supplied to the magnet clutch. 図１２は本発明の他の実施の形態によるラジオコントロールシステムのホイール型操舵部によるフィードバック部の概略図である。FIG. 12 is a schematic view of a feedback unit by a wheel type steering unit of a radio control system according to another embodiment of the present invention.

本発明のラジオコントロールシステムは双方向通信、いわゆるテレメトリー機能を有するシステムである。図１は本発明の実施の形態のラジオコントロール用送信機の正面図であり、図２は送信機、図３は受信機のブロック図である。これらの図に示すように、ラジオコントロール用送信機１は図３に示す受信機２との間で信号を送受信するものである。送信機１の上部にはアンテナ３が設けられ、正面右側は操舵部であるスティック４ａを有するスティックユニット４、左側には操舵部であるスティック５ａを有するスティックユニット５が設けられている。 The radio control system of the present invention is a system having a two-way communication, a so-called telemetry function. FIG. 1 is a front view of a radio control transmitter according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram of a transmitter, and FIG. 3 is a block diagram of a receiver. As shown in these figures, the radio control transmitter 1 transmits and receives signals to and from the receiver 2 shown in FIG. An antenna 3 is provided on the upper part of the transmitter 1, a stick unit 4 having a stick 4a as a steering unit is provided on the right side of the front surface, and a stick unit 5 having a stick 5a as a steering unit is provided on the left side.

図２に示すように送信機１においてはスティックユニット４やスティックユニット５、及び補助的な操作をするためのレバーに接続された複数のポテンショメータ及びスイッチ類からの信号がエンコーダ部１１に与えられる。エンコーダ部１１はこれらの信号をデジタル値に変換してエンコードし、ＲＦ部１２の送信部１２ａに出力するものである。送信部１２ａは周期的に送信信号を切換部１３を介してアンテナ３より出力する。又周期的にアンテナ３から得られる信号は切換部１３を介してＲＦ部１２の受信部１２ｂに与えられる。受信部１２ｂによって受信された信号はデータデコーダ１４に出力される。データデコーダ１４は受信器２より得られる信号をデコードし、表示部１５及びビープ発生器１６に出力すると共に、後述する各チャンネルのフィードバック部（ＦＢ部）６，７に信号を出力するものである。フィードバック部６，７は各スティックの操作抵抗をフィードバック制御するものであり、詳細については後述する。 As shown in FIG. 2, in the transmitter 1, signals from the stick unit 4, the stick unit 5, and a plurality of potentiometers and switches connected to levers for performing auxiliary operations are given to the encoder unit 11. The encoder unit 11 converts these signals into digital values, encodes them, and outputs them to the transmission unit 12a of the RF unit 12. The transmission unit 12a periodically outputs a transmission signal from the antenna 3 via the switching unit 13. Further, the signal obtained from the antenna 3 periodically is given to the receiving unit 12b of the RF unit 12 via the switching unit 13. The signal received by the receiving unit 12b is output to the data decoder 14. The data decoder 14 decodes the signal obtained from the receiver 2 and outputs it to the display unit 15 and the beep generator 16, and also outputs the signal to the feedback units (FB units) 6 and 7 of each channel described later. .. The feedback units 6 and 7 feedback control the operation resistance of each stick, and the details will be described later.

図３は被操縦体に搭載される受信機２及びその周辺ブロックの構成を示すブロック図である。本図に示すようにアンテナ２１から得られた信号は切換部２２を介してＲＦ部２３の受信部２３ａに与えられる。受信部２３ａでは周期的に信号を受信し、その出力信号をデコーダ２４に出力する。デコーダ２４は操作用データ信号をデコードして、受信機外の複数のサーボ２５ａ，２５ｂ・・・２６ｎやスピードコントローラ２６に出力する。これにより送信機１からの信号に基づいてサーボやスピードコントローラを作動させることができる。 FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the receiver 2 mounted on the operated body and its peripheral blocks. As shown in this figure, the signal obtained from the antenna 21 is given to the receiving unit 23a of the RF unit 23 via the switching unit 22. The receiving unit 23a periodically receives a signal and outputs the output signal to the decoder 24. The decoder 24 decodes the operation data signal and outputs it to a plurality of servos 25a, 25b ... 26n and the speed controller 26 outside the receiver. As a result, the servo and speed controller can be operated based on the signal from the transmitter 1.

更に本実施の形態では、複数のサーボ２５ａ，２５ｂのサーボ電流を夫々検出する電流センサ２７ａ，２７ｂを設けている。電流センサ２７ａ，２７ｂはサーボ２５ａ，２５ｂの消費電流を検知し、センサアダプタ２８に出力する。センサアダプタ２８は電流センサ２７ａ，２７ｂの出力をデジタル信号に変換するインターフェイスであり、その出力はエンコーダ２９を介してＲＦ部２３の送信部２３ｂに出力される。送信部２３ｂでは切換部２２を介してアンテナ２１より周期的に信号を出力する。センサが高速応答性を要求されない場合には、各センサからの出力を複数回を積算し、その平均値をエンコーダより出力するようにしてもよい。 Further, in the present embodiment, current sensors 27a and 27b are provided to detect the servo currents of the plurality of servos 25a and 25b, respectively. The current sensors 27a and 27b detect the current consumption of the servos 25a and 25b and output the current to the sensor adapter 28. The sensor adapter 28 is an interface that converts the outputs of the current sensors 27a and 27b into digital signals, and the output is output to the transmission unit 23b of the RF unit 23 via the encoder 29. The transmission unit 23b periodically outputs a signal from the antenna 21 via the switching unit 22. When the sensor is not required to have high-speed response, the output from each sensor may be integrated a plurality of times and the average value may be output from the encoder.

次に送信機１に設けられている各チャンネルのスティックと、スティック抵抗を決定するフィードバック部６，７について図４を用いて説明する。これらのフィードバック部はいずれもほぼ同様の構造である。まずスティックユニット４のスティック４ａ及びこれに連結されるフィードバック部６は、図４に示すようにまずスティック４ａに連動するポテンショメータＶＲ１１と基準値設定用のポテンショメータＶＲ１２を有しており、夫々独立して抵抗値を設定することができる。ポテンショメータＶＲ１１の出力はエンコーダ部１１に加えてコンパレータ６ａに入力されており、ポテンショメータＶＲ１２の出力は基準値としてフィードバック部６のコンパレータ６ａに入力される。コンパレータ６ａはこれらの２つの入力を比較することによって０、正又は負を出力し、モータ６ｂをいずれか一方の方向に回転させるものである。このコンパレータ６ａはヒステリシスを有しており、２つの入力がほぼ同一であればモータ６ｂは停止し、コンパレータ６ａの出力が正又は負であればそれに応じてモータがＣＷ方向又はＣＣＷ方向に回転する。そしてモータ６ｂの出力はマグネットクラッチ（ＭＣ）６ｃに入力される。マグネットクラッチ６ｃには電流制御部（ＣＣ）６ｄが接続されており、マグネットクラッチ６ｃに流れる電流値を制御している。フィードバック部６はスティック４ａに連結されているポテンショメータＶＲ１１の位置信号とポテンショメータの設定された基準位置信号の差を検出し、マグネットクラッチ６ｃに電流値として供給するために設けられている。マグネットクラッチ６ｃはスティック４ａを±ｘ軸方向に回動させる際の回転抵抗を電気的に変化させることにより、±ｘ軸方向に操作したときの抵抗感を設定するために取付けられている。 Next, the sticks of each channel provided in the transmitter 1 and the feedback units 6 and 7 for determining the stick resistance will be described with reference to FIG. All of these feedback units have almost the same structure. First, the stick 4a of the stick unit 4 and the feedback unit 6 connected to the stick 4a first have a potentiometer VR11 interlocked with the stick 4a and a potentiometer VR12 for setting a reference value as shown in FIG. 4, and each of them independently. The resistance value can be set. The output of the potentiometer VR11 is input to the comparator 6a in addition to the encoder unit 11, and the output of the potentiometer VR12 is input to the comparator 6a of the feedback unit 6 as a reference value. The comparator 6a outputs 0, positive or negative by comparing these two inputs, and rotates the motor 6b in either direction. The comparator 6a has hysteresis, and if the two inputs are substantially the same, the motor 6b stops, and if the output of the comparator 6a is positive or negative, the motor rotates in the CW direction or CCW direction accordingly. .. Then, the output of the motor 6b is input to the magnet clutch (MC) 6c. A current control unit (CC) 6d is connected to the magnet clutch 6c to control the current value flowing through the magnet clutch 6c. The feedback unit 6 is provided to detect the difference between the position signal of the potentiometer VR11 connected to the stick 4a and the reference position signal set by the potentiometer and supply it to the magnet clutch 6c as a current value. The magnet clutch 6c is attached to set the feeling of resistance when the stick 4a is operated in the ± x-axis direction by electrically changing the rotational resistance when the stick 4a is rotated in the ± x-axis direction.

他方のスティックユニット５とフィードバック部７もこれと同様の構成であるので、詳細な説明を省略する。マグネットクラッチ７ｃはスティック５ａを±ｙ軸方向に回動させる際の回転抵抗を電気的に変化させることにより、±ｙ軸方向に操作したときの抵抗感を設定するために取付けられている。 Since the other stick unit 5 and the feedback unit 7 have the same configuration as this, detailed description thereof will be omitted. The magnet clutch 7c is attached to set the feeling of resistance when the stick 5a is operated in the ± y-axis direction by electrically changing the rotational resistance when the stick 5a is rotated in the ± y-axis direction.

図５はモータ６ｂ，マグネットクラッチ６ｃ及びポテンショメータとスティックとを一体化した構成を示す斜視図であり、図６はその組立構成図である。これらの図に示すようにフレーム３１に大きな窪みを有しており、その一端にはモータを保持するためのモータ保持部３１ａ、この反体側に一対の突出した突起部３１ｂ，３１ｃが設けられる。そしてフレーム３１のモータ保持部３１ａにモータ６ｂが埋め込まれており、その軸に減速用のギアボックス３２が連結される。フレーム３１の空隙内には円柱形のマグネットクラッチ６ｃが設けられており、このマグネットクラッチ６ｃの中心軸にリンクホルダ３３，ポテンションホルダ３４が図示のように取付けられる。ポテンションホルダ３４はフレームの右側に突出した一対の突起部３１ｂ，３１ｂに取付けられた平板状の部材であり、その中央部分にはポテンショメータＶＲ１１が取付けられる。又リンクホルダ３３はフレームの一対の突起部３１ｂ，３１ｂとポテンションホルダ３４で挟まれる空隙内に図５に示すように回転自在に保持されており、その外側には円柱形のホイール３５が設けられ、そのホイール３５の一端にスティック４ａが取付けられる。リンクホルダ３３はスティック４ａを操作することで回動するホイール３５の回転力をポテンショメータＶＲ１１とマグネットクラッチ６ｃに伝えるものである。又フレーム３１には上部よりベアリングストッパ３６，３７がねじによって固定されており、ベアリングを保持している。 FIG. 5 is a perspective view showing a configuration in which a motor 6b, a magnet clutch 6c, a potentiometer, and a stick are integrated, and FIG. 6 is an assembly configuration diagram thereof. As shown in these figures, the frame 31 has a large recess, one end of which is provided with a motor holding portion 31a for holding the motor, and a pair of protruding protrusions 31b and 31c on the opposite side thereof. A motor 6b is embedded in the motor holding portion 31a of the frame 31, and a deceleration gearbox 32 is connected to the shaft thereof. A cylindrical magnet clutch 6c is provided in the gap of the frame 31, and the link holder 33 and the potentior holder 34 are attached to the central axis of the magnet clutch 6c as shown in the figure. The potentiometer 34 is a flat plate-shaped member attached to a pair of protrusions 31b, 31b protruding to the right side of the frame, and the potentiometer VR11 is attached to the central portion thereof. Further, the link holder 33 is rotatably held in a gap sandwiched between the pair of protrusions 31b and 31b of the frame and the potentiator holder 34 as shown in FIG. 5, and a cylindrical wheel 35 is provided on the outside thereof. A stick 4a is attached to one end of the wheel 35. The link holder 33 transmits the rotational force of the wheel 35, which rotates by operating the stick 4a, to the potentiometer VR11 and the magnet clutch 6c. Bearing stoppers 36 and 37 are fixed to the frame 31 from above by screws to hold the bearing.

次にマグネットクラッチ６ｃ，７ｃは同一の構造であるので、マグネットクラッチ６ｃについて以下に説明する。マグネットクラッチ６ｃは図７に斜視図、図８に断面図、図９に組立構成図を示すように、薄い円柱状の部材であって、上部ケース５１と下部ケース５２から成るケース内に円板５３と環状コイル５４とが取付けられたものである。下部ケース５２の中央には内側に円板状の薄厚の突起５２ａが設けられ、その中央には回転軸５５を保持する円形窪み５２ｂが形成されている。又下部ケース５２の突起５２ａの一部には、裏面にまで貫通する貫通孔５２ｃが設けられる。次に上部ケース５１の内面には環状の窪み５１ａが形成されている。この窪み５１ａは円板５３の上部に設けられる環状コイル５４を保持するものである。そして円板５３と上部ケース５１との間、及び円板５３と下部ケース５２との間には、例えば８０μｍ程度のわずかの隙間が形成されており、その間には磁気粘性流体５６が封入されている。そして図７に示すように回転軸５５を下部ケース５２の窪み５２ｂに挿入し、回転軸５５に円板５３の中央の開口を貫通させて連結し、上部ケース５２の上部開口より突出させる。このとき封入した余分の磁気粘性流体５６は下部ケース５２の貫通孔５２ｃより噴出させてねじによって封止する。又図８に示すように下部ケース５２に連結する軸５７が設けられている。 Next, since the magnet clutches 6c and 7c have the same structure, the magnet clutch 6c will be described below. As shown in a perspective view in FIG. 7, a cross-sectional view in FIG. 8, and an assembly configuration diagram in FIG. 9, the magnet clutch 6c is a thin columnar member, and is a disk in a case composed of an upper case 51 and a lower case 52. The 53 and the annular coil 54 are attached. A disk-shaped thin protrusion 52a is provided in the center of the lower case 52, and a circular recess 52b for holding the rotation shaft 55 is formed in the center thereof. Further, a through hole 52c that penetrates to the back surface is provided in a part of the protrusion 52a of the lower case 52. Next, an annular recess 51a is formed on the inner surface of the upper case 51. The recess 51a holds the annular coil 54 provided on the upper part of the disk 53. A slight gap of, for example, about 80 μm is formed between the disk 53 and the upper case 51, and between the disk 53 and the lower case 52, and the ferrofluid 56 is sealed between the gaps. There is. Then, as shown in FIG. 7, the rotating shaft 55 is inserted into the recess 52b of the lower case 52, connected to the rotating shaft 55 through the central opening of the disk 53, and protrudes from the upper opening of the upper case 52. The excess ferrofluid 56 sealed at this time is ejected from the through hole 52c of the lower case 52 and sealed with a screw. Further, as shown in FIG. 8, a shaft 57 connected to the lower case 52 is provided.

ここで用いられている磁気粘性流体５６は例えば特開２０１２−２０２４２９号に示されるように、ナノサイズの磁性粒子を分散媒体に分散させた液体である。磁性粒子は磁化可能な金属粒子（金属ナノ粒子）、例えば鉄、コバルト、ニッケル及びパーマロイ等の合金であり、その平均粒子径は２０〜５００ｎｍであることが望ましい。分散媒体は、例えば疎水性のシリコーンオイルが用いられる。そして磁気粘性流体５６に磁場を加えたり、磁場を停止することによって、磁気粘性流体５６の粘性を急激に変化させることができる。 The magnetic viscous fluid 56 used here is, for example, a liquid in which nano-sized magnetic particles are dispersed in a dispersion medium, as shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-2012829. The magnetic particles are magnetizable metal particles (metal nanoparticles), for example, alloys of iron, cobalt, nickel, permalloy, etc., and the average particle size thereof is preferably 20 to 500 nm. As the dispersion medium, for example, hydrophobic silicone oil is used. Then, by applying a magnetic field to the ferrofluid 56 or stopping the magnetic field, the viscosity of the ferrofluid 56 can be changed rapidly.

ここで用いられている環状コイル５４に通電しなければ磁場が生じないため粘性はなく、円板５３はほとんど抵抗なく自由に回転することができる。そして環状コイル５４に電流を流すと磁気粘性流体５６の粘性が大きくなり、円板５３の回転抵抗を急激に大きくすることができる。 If the annular coil 54 used here is not energized, a magnetic field is not generated, so that there is no viscosity, and the disk 53 can rotate freely with almost no resistance. Then, when an electric current is passed through the annular coil 54, the viscosity of the ferrofluid 56 increases, and the rotational resistance of the disk 53 can be rapidly increased.

ここではスティック４ａが接続されたホイールの回転軸にマグネットクラッチ６ｃを連結し、スティック４ａによって操作されるサーボ２５ａの電流値を電流センサ２７ａで検出している。この電流を送信機１にフィードバックし、マグネットクラッチ６ｃのコイルへの通電電流を制御することによって、スティック４ａを±ｘ軸方向に操作したときの感触を任意に変化させることができる。又スティック５ａが接続されたホイールの回転軸にマグネットクラッチ７ｃを連結し、スティック５ａによって操作されるサーボ２５ｂの電流は電流センサ２７ｂによって検出している。この電流を送信機１にフィードバックし、マグネットクラッチ７ｃのコイルへの通電電流を制御することによって、スティック５ａを±ｙ軸方向に操作したときの感触を任意に変化させることができる。このように本実施の形態では、各スティックの操作方向のチャンネルと受信機に接続されるサーボの電流センサから帰還されて電流値が制御されるマグネットクラッチとのチャンネルを対応させている。 Here, the magnet clutch 6c is connected to the rotating shaft of the wheel to which the stick 4a is connected, and the current value of the servo 25a operated by the stick 4a is detected by the current sensor 27a. By feeding back this current to the transmitter 1 and controlling the energizing current to the coil of the magnet clutch 6c, the feel when the stick 4a is operated in the ± x-axis direction can be arbitrarily changed. Further, the magnet clutch 7c is connected to the rotating shaft of the wheel to which the stick 5a is connected, and the current of the servo 25b operated by the stick 5a is detected by the current sensor 27b. By feeding back this current to the transmitter 1 and controlling the energizing current to the coil of the magnet clutch 7c, the feel when the stick 5a is operated in the ± y-axis direction can be arbitrarily changed. As described above, in the present embodiment, the channel in the operation direction of each stick is associated with the channel of the magnet clutch whose current value is controlled by being fed back from the current sensor of the servo connected to the receiver.

次に本実施の形態によるラジオコントロールシステムの動作について説明する。まず２つのスティックユニット４及び５を用いて被操縦体を操作すると、図１０（ａ）に示すように送信機１より各スティックのポテンショメータからの信号はデコーダ部１１を介して送信部１２ａに出力され、切換部１３を介して周期的にアンテナ３より出力される。そしてこの送信の合間には受信機２側から各種センサの信号がセンサアダプタ２８，エンコーダ２９を介して送信される。図１０（ｂ）は受信機２からの帰還信号をタイミングを示している。続けて送信機１のスティックやスイッチを操作すると、スティックやスイッチ等の信号は順次図１０（ａ）に示すように送信機１からの信号として一定のタイミングで周期的に受信機２に送信される。この信号に基づいて各種サーボ２５ａ，２５ｂやスピードコントローラ２６が動作し、被操縦体をコントロールすることができる。 Next, the operation of the radio control system according to the present embodiment will be described. First, when the controlled object is operated using the two stick units 4 and 5, the signal from the potentiometer of each stick is output from the transmitter 1 to the transmitting unit 12a via the decoder unit 11 as shown in FIG. 10A. Then, it is periodically output from the antenna 3 via the switching unit 13. Then, between the transmissions, signals of various sensors are transmitted from the receiver 2 side via the sensor adapter 28 and the encoder 29. FIG. 10B shows the timing of the feedback signal from the receiver 2. When the sticks and switches of the transmitter 1 are subsequently operated, the signals of the sticks and switches are sequentially transmitted to the receiver 2 as signals from the transmitter 1 at a constant timing as shown in FIG. 10 (a). NS. Various servos 25a and 25b and the speed controller 26 operate based on this signal, and the controlled object can be controlled.

さて被操縦体を飛行や走行させている間に各サーボの負荷が大気や地面からの影響によって変化する。例えばスティックユニット４のスティック４ａを操作すると、スティック４ａに接続される２つのポテンショメータＶＲ１１，ＶＲ１２の抵抗値が異なるため、コンパレータ６ａに加わる入力の差が大きくなる。従ってコンパレータが正（又は負）の出力をモータ６ｂに与え、これによってモータ６ｂをスティック４ａの操作方向とは逆の方向に回転させることができる。モータ６ｂの回転力はマグネットクラッチ６ｃを介してスティック４ａに加わり、スティック４ａの操作の抵抗となる。このときマグネットクラッチ６ｃの電流値は電流コントローラ６ｄによって決定される。 Now, while the operated object is flying or running, the load of each servo changes due to the influence from the atmosphere and the ground. For example, when the stick 4a of the stick unit 4 is operated, the resistance values of the two potentiometers VR11 and VR12 connected to the stick 4a are different, so that the difference between the inputs applied to the comparator 6a becomes large. Therefore, the comparator gives a positive (or negative) output to the motor 6b, which allows the motor 6b to rotate in the direction opposite to the operating direction of the stick 4a. The rotational force of the motor 6b is applied to the stick 4a via the magnet clutch 6c, and becomes a resistance to the operation of the stick 4a. At this time, the current value of the magnet clutch 6c is determined by the current controller 6d.

一方被操縦体のサーボ２５ａが動作するとそのモータ電流が増加する。この電流は電流センサ２７ａによって検知され、センサアダプタ２８、エンコーダ２９を介してコード化され、図１０（ｂ）に示すように送信部２３ｂを介して送信機１に送られる。送信機１では受信部１２ｂでこの信号を受信し、データデコーダ１４でデータを各チャンネルに分離する。そしてスティックユニット４のスティック４ａに連結されているマグネットクラッチ６ｃに通電する電流を上昇させる。例えばマグネットクラッチ６ｃに印加する電圧を２．５Ｖ、電流を２３０ｍＡとすると、発生磁場は約５００ｍＴとなり、スティック４ａの回転抵抗を大きくできるため抵抗感が大きくなる。 On the other hand, when the servo 25a of the operated body operates, the motor current increases. This current is detected by the current sensor 27a, encoded via the sensor adapter 28 and the encoder 29, and sent to the transmitter 1 via the transmitter 23b as shown in FIG. 10 (b). In the transmitter 1, the receiving unit 12b receives this signal, and the data decoder 14 separates the data into each channel. Then, the current energizing the magnet clutch 6c connected to the stick 4a of the stick unit 4 is increased. For example, when the voltage applied to the magnet clutch 6c is 2.5 V and the current is 230 mA, the generated magnetic field is about 500 mT, and the rotational resistance of the stick 4a can be increased, so that the feeling of resistance is increased.

図１１はこのようなサーボ電流とマグネットクラッチへの供給する電流の変化の一例を示すグラフである。図１１（ａ）に示すようにサーボ２５ａの時刻t1での無負荷時の電流をｃ１とし、最大の電流をｃ２とする。スティック４ａの操作によってこの電流は図示のように変化する。ここでは定常値の電流値ｃ１を減じた図１１（ｂ）に示す電流値を送信機１側に帰還する。マグネットクラッチ６ｃに供給する電流は定常値をｃ３とし、これに帰還した電流に相当する変化量を加えたものとし、最大値をｃ４とする。これによってスティック４ａの抵抗値を変化させることができる。尚図１１（ｃ）の定常的な電流ｃ３はスティック４ａをセンターに復帰させるために加えるオフセット電流値である。このようにマグネットクラッチ６ｃの環状コイル５４に通電する電流値を大きくすれば、スティック操作の際の回転抵抗が増加する。従って被操縦体に実際にかかっている負荷をユーザが感知しつつ操作することができる。ある一定角度でスティック４ａを止めてもモータ６ｂは回転しているため、スティック４ａから手を離すとスティック４ａは元の位置に復帰する。従って従来のスティックを元の位置に復帰させるために必須であったばねを完全にフィードバック部６で置き換えることができる。 FIG. 11 is a graph showing an example of such a change in the servo current and the current supplied to the magnet clutch. As shown in FIG. 11A, let c1 be the current when there is no load at time t1 of the servo 25a, and let c2 be the maximum current. By operating the stick 4a, this current changes as shown in the figure. Here, the current value shown in FIG. 11B obtained by subtracting the steady-state current value c1 is returned to the transmitter 1 side. The current supplied to the magnet clutch 6c has a steady value of c3, a change amount corresponding to the returned current is added thereto, and the maximum value is c4. Thereby, the resistance value of the stick 4a can be changed. The steady current c3 in FIG. 11C is an offset current value applied to return the stick 4a to the center. By increasing the current value that energizes the annular coil 54 of the magnet clutch 6c in this way, the rotational resistance during stick operation increases. Therefore, the user can operate while detecting the load actually applied to the operated body. Since the motor 6b is rotating even if the stick 4a is stopped at a certain angle, the stick 4a returns to the original position when the hand is released from the stick 4a. Therefore, the feedback unit 6 can completely replace the spring that was indispensable for returning the conventional stick to the original position.

スティックユニット５のスティック５ａを操作した直後には、被操縦体にかかる負荷が大きくなり、サーボ２５ｂのモータ電流が増加したとする。この電流は電流センサ２７ｂによって検知され、センサアダプタ２８、エンコーダ２９を介してコード化され、送信部２３ｂを介して送信機１にフィードバックされる。そしてスティックユニット５のスティック５ａに連結されているマグネットクラッチ７ｃに通電する電流を上昇させる。従ってスティック５ａの回転抵抗が増加する。そのため被操縦体に実際にかかっている負荷をユーザが感知しつつ操作することができる。 Immediately after operating the stick 5a of the stick unit 5, it is assumed that the load applied to the operated body increases and the motor current of the servo 25b increases. This current is detected by the current sensor 27b, encoded via the sensor adapter 28 and the encoder 29, and fed back to the transmitter 1 via the transmitter 23b. Then, the current energizing the magnet clutch 7c connected to the stick 5a of the stick unit 5 is increased. Therefore, the rotational resistance of the stick 5a increases. Therefore, the user can operate while detecting the load actually applied to the operated body.

尚この実施の形態では、夫々ｘ軸方向とｙ軸方向に回動する２つのスティックユニットを持つ送信機について説明しているが、本発明は夫々ｘ軸方向、ｙ軸方向に回動することができる２つのスティックで４チャンネル分の操作をする送信機についても適用できることはいうまでもない。この場合には４チャンネル分のフィードバック部を搭載すれば足りる。 In this embodiment, a transmitter having two stick units that rotate in the x-axis direction and the y-axis direction, respectively, is described, but the present invention rotates in the x-axis direction and the y-axis direction, respectively. Needless to say, it can also be applied to a transmitter that operates four channels with two sticks that can be used. In this case, it is sufficient to mount a feedback unit for 4 channels.

又この実施の形態では、図１に示すように送信機の左右に一対のスティックで２チャンネル分の操作を行うラジオコントロール用送信機を用いたシステムについて説明しているが、本発明は自動車やボート等を操縦する際に用いられるホイール型ラジオコントロール送信機を用いたラジオコントロールシステムに適用することができる。図１２はこのようなホイール型の操舵部を有する操作ユニットの概略図であり、図５と同一部分は同一符号を付して詳細な説明を省略する。この例ではホイール３８を直接操作できるようにし、スティックを省略したものである。この場合には送信機のラダーの操作を行うホイールにマグネットクラッチを連結しておき、被操縦体のラダーサーボに電流センサを設けておく。そして自動車の操舵輪やボートのラダーにかかる負荷を電流値としてフィードバックし、これに基づいてマグネットクラッチに通電する電流値を制御する。こうすることによって、ラダーに実際にかかっている負荷をユーザが感知しつつ操作することができる。 Further, in this embodiment, as shown in FIG. 1, a system using a radio control transmitter that operates two channels with a pair of sticks on the left and right sides of the transmitter is described. It can be applied to a radio control system using a wheel-type radio control transmitter used when operating a boat or the like. FIG. 12 is a schematic view of an operation unit having such a wheel-type steering portion, and the same parts as those in FIG. 5 are designated by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted. In this example, the wheel 38 is directly operated and the stick is omitted. In this case, a magnet clutch is connected to the wheel that operates the ladder of the transmitter, and a current sensor is provided in the ladder servo of the operated body. Then, the load applied to the steering wheel of the automobile and the rudder of the boat is fed back as a current value, and based on this, the current value for energizing the magnet clutch is controlled. By doing so, the user can operate while detecting the load actually applied to the ladder.

又この実施の形態では、ポテンショメータを用いてスティックやホイールのポジションを検出するようにしているが、ポテンショメータに限らずスティックの位置を検出できるポジションセンサであれば足りる。この他、この実施の形態では磁気粘性流体を内蔵したマグネットクラッチを用いてスティックの回転抵抗を変化させているが、磁気粘性流体の有無に関わらず回転抵抗を変化させることができるマグネットクラッチであれば足りる。 Further, in this embodiment, the position of the stick or the wheel is detected by using a potentiometer, but a position sensor capable of detecting the position of the stick is sufficient, not limited to the potentiometer. In addition, in this embodiment, the rotation resistance of the stick is changed by using a magnet clutch having a built-in ferrofluid, but any magnet clutch capable of changing the rotation resistance regardless of the presence or absence of the ferrofluid. It's enough.

本発明はラジオコントロール用システムについて、被操縦体からのフィードバックによってスティック操作の抵抗感を変化させることができ、これらの用途に好適に用いることができる。 The present invention can change the resistance of stick operation by feedback from the controlled body in a radio control system, and can be suitably used for these applications.

１ラジオコントロール用送信機
２受信機
３アンテナ
４，５スティックユニット
４ａ，５ａスティック
６，７フィードバック部
６ａ，７ａコンパレータ
６ｂ，７ｂモータ
６ｃ，７ｃマグネットクラッチ
６ｄ，７ｄ電流コントローラ
１１エンコーダ部
１２，２３ＲＦ部
１３，２２切換部
１４データデコーダ
１５表示部
１６ビープ発生器
２１アンテナ
２４デコーダ
２５ａ〜２５ｎサーボ
２６スピードコントローラ
２７ａ，２７ｂ電流センサ
２８センサアダプタ
２９エンコーダ
５１上部ケース
５２下部ケース
５３円板
５４コイル
５５，５７回転軸
５６磁気粘性流体 1 Radio control transmitter 2 Receiver 3 Antenna 4, 5 Stick unit 4a, 5a Stick 6, 7 Feedback section 6a, 7a Comparer 6b, 7b Motor 6c, 7c Magnet clutch 6d, 7d Current controller 11 Encoder section 12, 23 RF Part 13, 22 Switching part 14 Data decoder 15 Display part 16 Beep generator 21 Antenna 24 Decoder 25a to 25n Servo 26 Speed controller 27a, 27b Current sensor 28 Sensor adapter 29 Encoder 51 Upper case 52 Lower case 53 Disc 54 Coil 55, 57 Rotating shaft 56 Magnetic viscous fluid

Claims

A transmitter that transmits operation signal data and
A receiver mounted on the vehicle to be operated and receiving a signal from the transmitter,
In a radio control system which is mounted on a controlled body and has at least one servo for operating an operation unit of the controlled body.
The receiver
A current sensor that detects the drive current of the servo and
An encoder that encodes the signal from the current sensor and
It has a transmitter that periodically transmits a signal from the encoder.
The transmitter
Steering part and
A position sensor that is connected to the steering unit and outputs a reference position signal and a position signal that changes depending on the operation of the steering unit.
An encoder that encodes the position signal from the position sensor and
A transmitter that transmits the output from the encoder via the transmitter, and a transmitter.
A receiver that receives the signal obtained from the receiver, and
A data decoder that decodes the signal received by the receiving unit into the signal of each channel, and
A magnet clutch that is connected to the rotating shaft of the steering unit and changes the rotational resistance according to the energizing current to the coil, a motor that rotates the magnet clutch, and a reference position signal of the position sensor and a position signal corresponding to the steering unit. A radio control system having a comparator that controls the rotation direction of the motor by comparing the differences between the two, and a feedback unit that feeds back a signal corresponding to the current of the servo to the magnet clutch as a current value.

The radio control system according to claim 1, wherein the position sensor is a potentiometer.

The steering unit of the transmitter
A pair of left and right sticks
The current sensor of the receiver detects the current of the servo corresponding to the channel to which the magnet clutch of the transmitter is attached.
The radio control system according to claim 1, wherein the data decoder of the transmitter returns a signal corresponding to the current of the servo to the magnet clutch of the corresponding channel.

The steering unit of the transmitter
It is a wheel type steering unit and
The current sensor of the receiver detects the current of the servo corresponding to the channel to which the magnet clutch of the transmitter is attached.
The radio control system according to claim 1, wherein the data decoder of the transmitter returns a signal corresponding to the current of the servo to the magnet clutch of the corresponding channel.

The magnet clutch
With the case
A disk (53) deployed in the case and connected to the gearbox (32) by a rotating shaft (55),
The coil housed in the case and
Radio control system of any of claims 1-4 and a magnetic viscous fluid sealed around, and has a said disc within said casing (53).