JP2003026089A

JP2003026089A - 水底走行装置

Info

Publication number: JP2003026089A
Application number: JP2001217105A
Authority: JP
Inventors: Kitao Yamamoto; 喜多男山本; Yoshikazu Nakabayashi; 良和中林; Takashi Ikemoto; 貴池本
Original assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Current assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Priority date: 2001-07-17
Filing date: 2001-07-17
Publication date: 2003-01-29
Anticipated expiration: 2021-07-17
Also published as: JP4744021B2

Abstract

(57)【要約】【課題】藻場でも藻類の絡みつきを避けながら活動で
きると共に、岩場等の凹凸のある場所でも転倒せずに走
行でき、しかも、移動機構や移動制御が比較的単純で比
較的低コストで製造できる水底走行装置を提供する。【解決手段】水底や海底等の底地に接地して移動する
二輪走行手段等の接地移動手段２１、２２を備えた水底
走行装置１であって、重心位置Ｇよりも高い位置に浮心
位置Ｂを設けて浮力により転倒に対する復元力を発生さ
せて水中における姿勢を維持するように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、湖沼や港湾等の環
境を調査するための観測機器や測定機器を搭載して水底
及び海底等の底地を移動する水底走行装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】湖沼等の環境を調査するための湖沼調査
装置として、図１５や図１６（ａ）に示すような無索式
自律型水中ロボット６Ａがある。この潜水艇タイプの無
索式自律型水中ロボット６Ａは、浮力と重量が略等しい
状態で、本体６１に水平スラスタ６２、横スラスタ６
３、垂直スラスタ６４の３方向の推進装置を備えたり、
スラスタの角度を変更できるようにして、水中を３次元
的に移動できる装置である。

【０００３】そして、ＡＵＶ（Autonomous Underwater
Vehicle)機能を使用して、無索にて予め指定した測線や
湖底面に沿って、浮上状態又は潜航状態で、深浅測量や
水質計測等の環境計測を自動で行うことができ、また、
ＲＯＶ(Remotely Operated Vehicle) 機能を使用して、
有索における遠隔操作により、湖底ダムの堤体・ゲート
等の観察・観測を行うことができる。

【０００４】また、水底や海底における水中作業を行う
装置として、特開平９−２３６６８８号公報や特開平９
−２９６４７７号公報などの水中作業用の装置や、図１
６（ｂ）に示す、潜水浚渫装置等のようなクローラベル
ト７１で水底及び海底を走行するクローラ走行タイプの
水底走行装置７がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１６
（ａ）に示す潜水艇タイプの装置６は、藻場においては
プロペラ６５に藻が絡んで走行が困難となるため、ま
た、ヘドロ場においてはプロペラ６５で起こす水流によ
りヘドロが巻き上げられるため、測定が困難となる場合
が生じるという問題がある。

【０００６】また、潜水艇タイプの装置６の場合には、
浮力と重量とが釣り合った状態で運航するのが好ましい
ため、底地の土や泥のサンプル等を採取するような場合
には、重量が増加してある程度以上重くなると、移動制
御が難しくなるため、多くのサンプルを採取できないと
いう問題や、水流に流され易いため底地に対して静止す
るのが苦手であるという問題がある。

【０００７】その上、３次元的に移動可能であるため、
水深に関係なく水中探査が可能である反面、移動に必要
なセンサ類や移動用推進装置や移動用制御装置が複雑と
なり、高価に成り易いという問題もある。

【０００８】また、図１６（ｂ）に示すクローラ走行タ
イプの水底走行装置７では、クローラベルト７１に藻が
絡み易く、ヘドロ場においてはクローラベルト７１がヘ
ドロを巻き上げるという問題がある。また、岩場等の凹
凸のある場所では、移動時に転倒し易く、一旦転倒する
と自力で元の姿勢に戻るのは殆ど不可能であるという問
題がある。

【０００９】そして、図１６（ｃ）に示す、接地面圧を
小さくできヘロド場でも走行できそうなソリ走行タイプ
の水底走行装置８も考えられる。この水底走行装置８で
は、平板ソリ８１により接地圧力を低下でき埋没を防止
できる。

【００１０】しかしながら、移動用の推力発生装置にプ
ロペラ８２やウォータジェット（ジェットポンプ）を使
用すると藻の絡みつきやヘドロの巻き上げの問題を生
じ、また、岩場等の凹凸のある場所では、転倒し易く、
一旦転倒すると自力で元の姿勢に戻るのは殆ど不可能で
あるという問題がある。

【００１１】本発明は上記の問題点を解決するためにな
されたものであって、その目的は、藻場でも藻類の絡み
つきを避けながら活動できると共に、岩場等の凹凸のあ
る場所でも転倒せずに走行でき、しかも、移動機構や移
動制御が比較的単純で比較的低コストで製造できる水底
走行装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】以上のような目的を達成
するための水底走行装置は、次のような特徴を有して構
成される。

【００１３】１）水底や海底等の底地に接地して移動す
る接地移動手段を備えた水底走行装置であって、重心位
置よりも高い位置に浮心位置を設けて浮力により転倒に
対する復元力を発生させて水中における姿勢を維持する
ことを特徴とする。

【００１４】この浮力によって水中姿勢を維持すること
により、水底や海底の凹凸に出会っても転倒することな
く移動できる。

【００１５】また、水底、湖底、海底等の底地に接地し
て移動することにより、サンプルを採取したり物体を回
収して装置重量が増加しても、支障無く移動及びサンプ
ル採取や物体の回収を継続できる。その上、底地に対す
る停止状態を簡単に実現でき、浮力により常に自立状態
を保つことができるので、停止状態であっても、装置の
姿勢を維持できる。

【００１６】その上、接地して移動するため、上下方向
移動手段が不要となり、装置の機構及び移動制御が簡単
になる。そのため、装置が低コストとなる。

【００１７】２）そして、上記の水底走行装置におい
て、前記接地移動手段として、二輪走行手段を備えて構
成する。

【００１８】上記の水底走行装置では、重心位置よりも
高い位置に浮心位置を設けて浮力により水中における姿
勢を維持するので、車輪走行やクローラ走行やソリ走行
等の様々な走行手段を有する水底走行装置に適用可能で
あるが、車輪走行とすることにより、移動にプロペラや
ウォータジェット等の水流作用を利用する必要が無くな
るので、水中を攪乱することが少なくなり、水質測定等
に対する悪影響を少なくできる。

【００１９】また、重量と浮力とを調整することにより
接地荷重を選定して、底地の状態に適した接地荷重で走
行できるので、活動可能な領域が広がる。特に、車輪の
径を大きくして回転速度を小さくすることにより、車輪
に藻類等が絡まることを防止できるので、藻場でも容易
に移動できる。

【００２０】そして、二輪走行とすることにより、狭い
場所における移動が可能となり、底地に接する部分、即
ち、走行跡を少なくできる。しかも、陸上用の自動二輪
車の構造を応用することができ、左右方向への旋回が走
行車輪の操舵によって行えるので、簡単な構造及び制御
となる。

【００２１】３）上記の水底走行装置において、前記浮
力の少なくとも一部を、該走行装置と別体で形成した浮
体を、該走行装置に取り付けることにより得るように構
成する。

【００２２】この水底走行装置において、浮力による復
元力を効果的に確保するためには。重心位置より高い位
置に浮力発生体（浮体）を配置する必要がある。この浮
力発生体は水底走行装置と一体に形成することもできる
が、接地荷重調整のための浮力調整や復元力の調整のた
めの浮心位置の調整を考慮して、別体で形成し、走行装
置に取り付ける構造にすることもできる。

【００２３】４）上記の水底走行装置において、前記浮
力の少なくとも一部を水中に浮遊する浮体を係留するこ
とによって得るように構成する。

【００２４】浮力調整や配置上の問題で大きな浮体を取
り付けることが困難な場合には、浮体をワイヤ等で係留
し、この係留ワイヤに作用する浮力を利用して、水底走
行装置の姿勢を保持する。なお、水中に浮遊する浮体の
場合には水深によらず浮力は一定となる。但し、浮体に
対する水流の影響は受ける。

【００２５】この水中に浮遊する浮体を使用する場合に
は、この浮体や浮体を係留するワイヤの途中等にも計測
装置を配置して、水深方向の計測もできるようにするこ
とができる。

【００２６】５）上記の水底走行装置において、前記浮
力の少なくとも一部を浮上した浮体を張力調整装置を介
して所定の範囲内の引張力で係留することによって得る
ように構成する。

【００２７】また、水中に浮遊する浮体の代りに、水面
や海面に浮上した浮体を利用することもできる。この場
合には水深によって、浮体と水底走行装置との距離が変
化するので、係留力が変化するので、張力調整装置を使
用して係留ワイヤの引張力が所定の範囲内になるように
係留ワイヤを延ばしたり縮めたりすることにより、略一
定の係留力を得て水底走行装置の姿勢を保持する。

【００２８】この場合には、浮上した浮体にアンテナを
設けることにより、ＤＧＰＳ（Differential Global Po
sitioning System）やＳＳ（Spread Spectrum ：スペク
トラム拡散）無線等を利用することができる。

【００２９】６）上記の水底走行装置で、前記二輪走行
手段において、前記二つの走行車輪の少なくとも一方を
着底時衝撃吸収ダンパーを介して装置の本体に接続する
ように構成する。

【００３０】この着底時衝撃吸収ダンパーを備えること
により、水底走行装置が水中又は海中に投入されて水底
又は海底等の底地に着底した時の衝撃や、水底又は海底
の凹凸の場所を移動する時に発生する衝撃を緩和でき、
本体及び本体に搭載した機器類を衝撃から保護すること
ができる。

【００３１】７）上記の水底走行装置において、水中投
下から着底までの水中降下における沈降速度を制御する
沈降速度調整手段を設けて構成する。

【００３２】フィンや小パラシュート等の抵抗体で形成
される沈降速度調整手段を設けることにより、着底時の
衝撃を更に緩和できる。

【００３３】８）上記の水底走行装置において、前記浮
心位置を走行方向に移動可能にする浮心位置移動手段を
備えて構成する。

【００３４】浮心位置が固定されている場合には、水底
や海底等の底地に比較的大きな傾斜面があると、前後の
走行車輪の接地荷重が異なってしまい、効率のよい走行
ができなくなるおそれが生じる。そのため、浮心位置を
前後方向に移動することにより、前後の走行車輪におけ
る接地荷重のバランスを調整する。

【００３５】この浮心位置の前後方向の位置調整は、一
部の浮力発生体をステップモータとネジ棒等を使用して
前後方向のガイドに沿って移動させたり、また、浮体を
係留する場合には、係留点を前後方向に移動して行うこ
とができる。

【００３６】なお、この浮心位置の位置調整は、予め設
定しておいて自動で行ってもよく、遠隔指令で観測機器
を見ながら操縦者が手動で行ってもよく、傾斜計などで
水底走行装置の前後方向の傾斜を測定し、この傾斜計の
測定値に従って自動的に対応してもよい。

【００３７】また、サンプリング等の都合により水底走
行装置の姿勢を故意に傾斜させることが好ましい場合に
は、浮心位置を前後方向以外の左右方向（走行方法と垂
直な方向）等に移動する浮心位置移動手段を備えること
もできる。

【００３８】９）上記の水底走行装置において、前記浮
力を変更する浮力調整手段を備えて構成する。

【００３９】走行中に底地の状態が変化する場合がある
ので、この底地の状態に合わせて接地荷重を調整するた
めに、浮力を変更する。

【００４０】１０）上記の水底走行装置において、前記
走行車輪の前後または側方の少なくとも一部にソリを備
えて構成する。

【００４１】このソリを備えることにより、ヘドロが溜
まっているような底地でも走行車輪が泥の中に埋没する
のを防止でき、また、巻き上げるヘドロの量を少なくす
ることができる。従って、このソリを備えることによ
り、ヘドロの量が少なく、ヘドロ部分が比較的浅い場所
を走行できるようになる。

【００４２】１１）上記の水底走行装置において、前記
水底走行装置に人が便乗して共に移動できるように便乗
手段を備えて構成する。

【００４３】この便乗手段は、陸上の二輪車のように、
跨がるような座席であってもよいが、この水底走行装置
の移動を利用して、装置と共に人員が移動できれば良
く、人員が掴めるハンドルや手すり等の手段であっても
よい。この便乗手段により、観測者を同行させることが
でき、また、水中レジャー用にも使用できるようにな
る。

【００４４】この人員を搭載した時には、人員による操
作で走行してもよく、遠隔操作（ＲＯＶ）あるいは予め
決められたシーケンス操作やあるいは自律型ロボットと
同じ自動操作（ＡＵＶ）で走行してもよい。

【００４５】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明に係る
水底走行装置の実施の形態について説明する。

【００４６】図１〜図４に示すように、この水底走行装
置１は、本体１０と二輪走行用の走行車輪２１，２２と
からなる。この走行車輪２１，２２は少なくとも一方
（通常は後側）をモータ等の走行機構によって回転駆動
するように構成する。また、前側の走行車輪２１にはス
テアリング機構（操舵機構）２３を設け、走行方向を変
更制御できるように構成する。

【００４７】そして、本体１０には、電子機器容器３
０，電池容器４１，沈降用バラスト４２，観測機器４
３、測定機器等が搭載され、これらをフレーム１１で連
結し、周囲をフェアリングカバー１２で包んで水中にお
ける流れを整えるように構成する。また、水中投入や陸
揚げに使用するためのワイヤを掛ける吊り金具１３を備
えて構成上げ用また、観測用やレジャー用で水中呼吸装
置を装着した人員を搭載する場合には、人員搭載手段と
して、陸上の二輪車のように跨がるような座席や水中ス
クータのように寝そべる座席を設けたり、あるいは、人
員が掴めるハンドルや手すり等を設ける。

【００４８】この走行車輪２１，２２は、藻類が絡まな
いようにスポーク無しのディスクホイールタイプで形成
され、周囲にマウンテンバイクのようにタイヤ２１ａ，
２２ａを装着し、車軸部分に設けたモータ２１ｂ，２２
ｂで回転駆動する。

【００４９】また、走行車輪２１，２２にタイヤ２１
ａ，２２ａを嵌めて弾力性を確保して着底時の衝撃吸収
を行うが、更に、走行車輪２１，２２の車軸及びモータ
２１ｂ，２２ｂをそれぞれ着底時衝撃吸収ダンパー２
４，２５を介して本体１０に接続する。

【００５０】この着底時衝撃吸収ダンパー２４，２５に
は、陸上のオートバイ等で使用されているプランジャ
型、テレスコーピック型、ボトムリンク型、スイングア
ーム型等の緩衝装置を応用して構成することができ、水
底走行装置１０が水中又は海中に投入されて水底又は海
底等の底地に着底する時の衝撃を緩和し、本体１０及び
本体１０に搭載した機器類を衝撃から保護する。なお、
この構成により、水底又は海底の凹凸の場所を移動する
時に発生する衝撃も緩和し、走行を容易にする効果も得
られる。

【００５１】ステアリング機構となる舵取り装置２３
は、前側の走行車輪２１の向きを変更させるための機構
であり、ステップモータや油圧モータにより、走行車輪
２１の着底時衝撃吸収ダンパー２４を支持するフレーム
を回転するように構成される。なお、ダイバー等の人を
この水底走行装置１と共に移動させるための便乗手段を
設ける場合には、ハンドル（図示しない）を設け、この
ハンドルで人員が水中で手動操作できるように構成す
る。

【００５２】なお、操縦性能を向上させるためには、前
後の両方の走行車輪２１，２２を駆動可能にすると共
に、両方にステアリング機構（操舵機構）を設けてもよ
い。

【００５３】電子機器容器３０，３０は、通信装置、走
行制御装置、観測機器及び測定機器の制御装置、データ
処理装置等の各機器を収容する容器であり、浮力の中心
をなす部材であり、本体１０の上部中央に対称に配置さ
れる。

【００５４】電池容器４１，４１は、走行駆動や各機器
の動力源となるリチウム二次電池等の電池を収容する容
器であり、一般に重く重心位置に大きな影響を与えるの
で、本体１０の下部に中央に対称に配置する。なお、電
池駆動ではなく、有線（有索）から電力を供給し、ま
た、制御する場合には、この電池容器は不要とされる
か、又は非常用電源として小型化される。

【００５５】また、沈降用バラスト４２は、接地荷重を
調整するための重りであり、浮上時に切り離すことによ
り、走行装置１０の水中重量を負にして浮上できるよう
にするものである。この沈降用バラスト４２は環境に影
響を与えない、測定場所に近い所で採取された石等が選
定される。また、この水底走行装置１は水深の浅い所で
使用される場合が多いので、引き揚げ用の索で本体１０
と連結しておき、水底走行装置１の回収時に回収できる
ようにすることもできる。

【００５６】観測機器としては、アクリルドーム４３に
収容されたＴＶカメラ４３ａや水中照明灯４３ｂ、ソナ
ー、ドップラーソーナー等があり、これらから得られる
画像等のデータに基づいて遠隔操縦により制御したり、
録画して走行装置の回収後に画像分析したりする。

【００５７】また、測定機器としては、水温、塩分濃
度、電気伝導度、ｐＨ、クロロフィル、ＤＯ、濁度等を
測定する水質計測関連機器や水中顕微鏡、採水装置、採
泥装置、深度計測等がある。

【００５８】また、制御方式としては、予め設定したプ
ログラムによる自律型制御（ＡＵＶ）や有線や無線（電
波や超音波水中通信）による遠隔制御（ＲＯＶ）等を使
用できる。また、便乗手段を備えた場合には、人員によ
る手動にても制御可能に構成する。

【００５９】次に、この水底走行装置１における姿勢の
保持について、図５を参照しながら説明する。

【００６０】この水底走行装置１を自立状態、即ち、走
行状態及び停止状態の水中において傾斜した時に元の姿
勢に戻るようにするために、浮心位置Ｂを重心位置Ｇよ
り上に配置し、浮力Ｆｆにより水底走行装置１の姿勢を
維持する。即ち、走行車輪２１，２２の接地点Ｐを支点
にして角度α傾斜した時に、浮心Ｂに作用する浮力Ｆｆ
による復元モーメントＭｆが、重心Ｇに作用する重力Ｆ
ｇによる転倒モーメントＭｇより大きくなる様に、浮心
位置Ｂ、浮力Ｆｆ、重心位置Ｇ，重力（空中重量）Ｆｇ
を調整して構成し、転倒モーメントＭｇを上回る復元モ
ーメントＭｆにより水底走行装置１の姿勢を基に戻す。

【００６１】つまり、それぞれのモーメントレバーは、
接地点Ｐと浮心Ｂの距離Ｌｆと，接地点Ｐと重心Ｇの距
離Ｌｇとなるので、Ｍｆ−Ｍｇ＝Ｆｆ＊Ｌｆ−Ｆｇ＊Ｌ
ｇ＞０の関係があれば、元の姿勢に戻る。

【００６２】従って、接地荷重Ｆｇ−Ｆｆを底地走行に
適した値に設定した後、この復元モーメントＭｆを大き
くするためには、浮心位置Ｂを高く、重心位置Ｇを低く
すれば良いことになる。

【００６３】次にその他の実施の形態について説明す
る。

【００６４】第１の実施の形態においては、電子機器容
器３０により浮力の多くの部分を得ていたが、図６に示
す第２に実施の形態のように、本体とは別体で設けた浮
体３１を本体１０Ａに取り付けてもよい。この構造によ
れば、接地荷重調整のための浮力調整や復元力の調整の
ための浮心位置の調整を考慮して、重心位置より高い位
置に浮力発生体（浮体）３１を配置でき、浮力による復
元力を効果的に確保することが容易となる。

【００６５】また、図７に示す第３の実施の形態のよう
に、水中又は海中に没水する浮体３２を本体１０Ｂに係
留してもよい。この構造によれば、浮力調整や配置上の
問題で大きな浮体を取り付けることが困難な場合でも、
水深によらず浮力は一定となる水中に浮遊する浮体３２
を係留し、この係留ワイヤ３２ｗに作用する浮力を利用
して、水底走行装置１Ｂの姿勢を保持することができ
る。この場合には、この浮体３２や浮体３２を係留する
ワイヤ３２ｗの途中等にも計測装置を配置して、水深方
向の計測もできるようにすることができる。

【００６６】更には、図８に示す第４の実施の形態のよ
うに、水面又は海面に浮上した浮体３３を所定の範囲内
の引張力で引張るようにして本体１０Ｃに係留するよう
に構成してもよい。

【００６７】この構成では、水深によって、浮体３３と
水底走行装置１Ｃとの距離が変化して係留力が変化する
ので、係留ワイヤ３３ｗの引張力が所定の範囲内になる
ように係留ワイヤ３３ｗを延ばしたり縮めたりする張力
調整装置（図示しない）により、略一定の係留力を得て
水底走行装置１Ｃの姿勢を保持する。

【００６８】この場合には、浮上した浮体３３にアンテ
ナ３３ａを設けることにより、ＤＧＰＳ（Differential
Global Positioning System）やＳＳ（Spread Spectru
m ：スペクトラム拡張）無線等を利用することができ
る。

【００６９】また、図９に示すように、ヘドロ場も走行
できるように、水底走行装置１Ｄの走行車輪２１，２２
の前後または側方にソリ１４を備えてもよい。この構成
により、ヘドロが局所的に溜まっているような底地でも
走行車輪２１，２２がヘドロの中に埋没するのを防止で
き、また、巻き上げるヘドロの量を少なくすることがで
きる。従って、このソリ１４を備えることにより、ヘド
ロの量が少なく、ヘドロ部分が散在するような場所も走
行できるようになる。

【００７０】更には、図１０に示すように、水中投下か
ら着底までの水中降下中における水底走行装置１Ｅの沈
降速度Ｖを低減するために、フィン等の抵抗体で形成さ
れる沈降速度調整手段１５を設けて、着底時の衝撃を緩
和してもよい。

【００７１】また、図１１に示すように、このフィンの
角度を変更できるようにして、埋泥防止用のソリとして
も使用できるようにしてもよい。つまり、この沈降速度
調整手段としてのフィンと埋泥防止用のソリとを兼用と
した板１６を備え、図１１（ａ）に示すように、水中沈
降時は水平に対して傾斜した状態に維持して沈降速度調
整フィンとして使用し、図１１（ｂ）に示すように、着
底後は水平状態に維持してソリとして使用する。

【００７２】また、図１２は、浮心位置Ｇを走行方向Ｘ
−Ｘに移動可能にする浮心位置移動手段を備えた実施の
形態の例であり、図１２（ａ）では、一部の浮体３１Ｇ
を図示しないステップモータとネジ棒等を使用して前後
方向のガイドに沿って移動させることにより、また、図
１２（ｂ）では、浮体３２Ｈや浮上物体３３Ｈを係留す
る係留点Ｗを前後方向に移動することにより、浮心位置
の前後方向の位置調整を行う。

【００７３】この構成により、水底や海底等の底地に比
較的大きな傾斜面がある場合であっても、図１２（ｃ）
の状態から図１２（ｄ）の状態に、浮心位置Ｂを前後方
向Ｘ−Ｘに移動して、前後の走行車輪２１，２２への接
地荷重Ｆｇａ，Ｆｇｂのバランスを最適に調整すること
ができ、効率のよい走行ができる。

【００７４】なお、この浮心位置の位置調整は、予め設
定しておいて自動で行ってもよく、遠隔指令で観測機器
を見ながら操縦者が手動で行ってもよく、傾斜計などで
水底走行装置の前後方向の傾斜を測定し、この傾斜量に
対応して行ってもよい。

【００７５】また、サンプリング等の都合により水底走
行装置の姿勢を傾斜させることが好ましい場合には、浮
心位置を左右方向（走行方法と垂直な方向）に移動する
浮心位置移動手段を備えることもできる。

【００７６】そして、図１３は、浮力を変更する浮力調
整手段を備えた例を示す。図１３（ａ）は、圧縮空気等
を利用してタンク内の水を注排水する浮力発生体３４Ａ
の例を示し、図１３（ｂ）は、風船を膨らますように圧
縮空気等を利用して浮力を発生する浮力発生体３４Ｂの
例を示し、図１３（ｃ）は、水密室３４ａの上蓋３４ｂ
を上下動（Ｚ−Ｚ）して機械的に容積を拡張する浮力発
生体３４Ｃの例を示す。

【００７７】この構成により、走行中に底地の状態が変
化しても、浮力を変更することにより、この底地の状態
に好適な接地荷重を調整して走行できる。また、この浮
力調整によって前後方向の浮心位置の調整を行ってもよ
い。

【００７８】図１４は二輪走行手段以外の装置の例であ
り、図１４（ａ）は三輪走行の例を、図１４（ｂ）は、
単一のクローラによる走行の例を示す。

【００７９】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に係る水底走行装置によれば、次のような効果を奏する
ことができる。

【００８０】水底又は海底等の底地に接地して移動する
接地移動手段を備えた水底走行装置としており、底地に
接地して移動するため、上下方向移動手段が不要とな
り、装置の機構及び移動制御が簡単になる。そのため、
装置が低コストとなる。

【００８１】また、底地に接地して移動することによ
り、サンプルを採取して装置重量が増加しても、支障無
く移動及びサンプル採取を継続できる。

【００８２】そして、重心位置よりも高い位置に浮心位
置を設けて浮力により転倒に対する復元力を発生させて
水中における姿勢を維持するので、水底や海底の凹凸に
出会っても転倒することなく移動できる。また、底地に
対する停止状態を簡単に実現でき、浮力により常に自立
状態を保つことができるので、停止状態であっても、装
置の姿勢を維持できる。

【００８３】更に、接地移動手段として二輪走行手段を
備えて構成することにより、移動にプロペラやウォータ
ジェット等の水流作用を利用する必要が無くなるので、
水中を攪乱することが少なくなり、水質測定等に対する
悪影響を少なくできる。

【００８４】また、二輪走行であるので、狭い場所にお
ける移動が可能となり、底地に接する部分、即ち、走行
跡を少なくでき、環境への影響を少なくできる。しか
も、陸上用の自動二輪車の構造を応用することができ、
左右方向への旋回が走行車輪の操舵によって行えるの
で、簡単な構造及び制御となる。

【００８５】また、重量と浮力とを調整することにより
接地荷重を選定して、底地の状態に適した接地荷重で走
行できるので、活動可能な領域を広げることができる。
特に、車輪の径を大きくして回転速度を小さくすること
により、車輪に藻類等が絡まることを防止できるので、
藻場でも容易に移動できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１の実施の形態の水底走行装置
の斜視図である。

【図２】図１の水底走行装置の側断面図である。

【図３】図１の水底走行装置の正面図である。

【図４】図１の水底走行装置のＡ−Ａ断面図である。

【図５】水底走行装置の姿勢復元を説明するための図で
あり、（ａ）は接地荷重を示し、（ｂ）は復元モーメン
トを示す。

【図６】本体とは別体で設けた浮体を備えた第２の実施
の形態の水底走行装置を示す図である。

【図７】没水する浮体を係留する第３の実施の形態の水
底走行装置を示す図である。

【図８】浮上した浮体を係留する第４の実施の形態の水
底走行装置を示す図である。

【図９】走行車輪の前後または側方にソリを備えた実施
の形態の水底走行装置を示す図である。

【図１０】沈降速度調整手段であるフィンを備えた実施
の形態の水底走行装置を示す図である。

【図１１】沈降速度調整手段としてのフィンと埋泥防止
用のソリとを兼用とした実施の形態の水底走行装置を示
す図であり、（ａ）は水中沈降時を示し、（ｂ）は着底
後を示す。

【図１２】浮心位置移動手段を備えた実施の形態の例で
あり、（ａ）は、浮体を前後方向のガイドに沿って移動
する例であり、（ｂ）は、浮体や浮上物体の係留点を前
後方向に移動する例である。また、（ｃ）は浮心位置移
動の無い状態の接地荷重を示す図で、（ｄ）は浮心位置
移動をした状態の接地荷重を示す図である。

【図１３】浮力調整手段を備えた実施の形態の例であ
り、（ａ）は注排水方式の例を示し、（ｂ）は風船方式
の例を示し、（ｃ）は機械的容積拡張方式の例を示す。

【図１４】二輪走行手段以外の実施の形態の例であり、
（ａ）は三輪走行の例を、（ｂ）は、単一のクローラに
よる走行の例を示す。

【図１５】従来技術の潜水艇タイプの装置を示す図で、
（ａ）は平面図で、（ｂ）は側面図で、（ｃ）は正面図
である。

【図１６】水中作業用装置の例を示す図で、（ａ）は潜
水艇タイプの装置の図で、（ｂ）はクローラ走行タイプ
の装置の図で、（ｃ）はソリ走行タイプの装置の図であ
る。

【符号の説明】

１水底走行装置１０本体１４ソリ１５フィン（沈降速度調整手段）２１，２２走行車輪２４，２５着底時衝撃吸収ダンパー２３ステアリング機構（操舵機構）３０電子機器容器（浮力発生体）３２浮体３３浮上した浮体４１電池容器４２沈降用バラスト４３アクリルドーム（観測機器）４３ａＴＶカメラ４３ｂ水中照明Ｐ接地点Ｂ浮心位置Ｇ重心位置Ｆｆ浮力Ｆｇ重力によるＭｆ復元モーメントＭｇ転倒モーメント

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者池本貴東京都中央区築地５丁目６番４号三井造船株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】水底や海底等の底地に接地して移動する
接地移動手段を備えた水底走行装置であって、重心位置
よりも高い位置に浮心位置を設けて浮力により転倒に対
する復元力を発生させて水中における姿勢を維持するこ
とを特徴とする水底走行装置。
【請求項２】前記接地移動手段として、二輪走行手段
を備えることを特徴とする請求項１記載の水底走行装
置。
【請求項３】前記浮力の少なくとも一部を、該走行装
置と別体で形成した浮体を、該走行装置に取り付けるこ
とにより得ることを特徴とする請求項１又は２に記載の
水底走行装置。
【請求項４】前記浮力の少なくとも一部を水中に浮遊
する浮体を係留することによって得ることを特徴とする
請求項１〜３のいずれか１項に記載の水底走行装置。
【請求項５】前記浮力の少なくとも一部を浮上した浮
体を張力調整装置を介して所定の範囲内の引張力で係留
することによって得ることを特徴とする請求項１〜４の
いずれか１項に記載の水底走行装置。
【請求項６】前記二輪走行手段において、前記二つの
走行車輪の少なくとも一方を着底時衝撃吸収ダンパーを
介して装置の本体に接続することを特徴とする請求項１
〜５のいずれか１項に記載の水底走行装置。
【請求項７】水中投下から着底までの水中降下におけ
る沈降速度を制御する沈降速度調整手段を設けることを
特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の水底走
行装置。
【請求項８】前記浮心位置を走行方向に移動可能にす
る浮心位置移動手段を備えることを特徴とする請求項１
〜７のいずれか１項に記載の水底走行装置。
【請求項９】前記浮力を変更する浮力調整手段を備え
ることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載
の水底走行装置。
【請求項１０】前記走行車輪の前後または側方の少な
くとも一部にソリを備えることを特徴とする請求項１〜
９のいずれか１項に記載の水底走行装置。
【請求項１１】前記水底走行装置に人が便乗して共に
移動できるように便乗手段を備えることを特徴とする請
求項１〜１０のいずれか１項に記載の水底走行装置。