JP2006044622A - 機器艤装船舶 - Google Patents

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JP2006044622A JP2004251125A JP2004251125A JP2006044622A JP 2006044622 A JP2006044622 A JP 2006044622A JP 2004251125 A JP2004251125 A JP 2004251125A JP 2004251125 A JP2004251125 A JP 2004251125A JP 2006044622 A JP2006044622 A JP 2006044622A
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Hisashi Yanagihara
序 柳原
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Abstract

【課題】コンパクトな構造で、かつROVの昇降が容易である。
【解決手段】推進機を備え、測量や調査等に用いるROVを船体に艤装する機器艤装船舶であり、ROVをセット位置に保持する保持部から水中への昇降を行なう昇降機構と、昇降機構を船体上の収納位置と保持部の前記ROVが水中に位置する昇降位置との間を移動させる移動機構とを有するROV揚降装置を備え、昇降機構を収納位置から昇降位置へ移動し、水中に位置する保持部からROVを昇降する。
【選択図】図15

Description

この発明は、測量や調査等に用いる機器を船体に艤装する機器艤装船舶に関する。
例えば、推進機を備える小型船舶を用いて、港湾施設等の建設の調査、警備、地震対策等で地殻変動の調査、魚礁の地形調査、あるいは学術的に海底の地形の測量や調査等を行なうものがある(例えば、特許文献1)。このような海底の地形の測量や調査等を行なうためにROVを用いるものがあり、このROVにはトランスポンダ、水中移動するための推進機やソナー等が組み付けられる場合がある。
特開平8−278361号公報(第1頁〜第9頁、図1〜図7)
ところで、ROVは昇降装置で船体上から水中に吊り下げて昇降しているが、ROVには種々の機器が組み付けられる場合があり、ROVは比較的重量がある。このため、ROVの昇降を行なうモータ等を小型にすることができなかった。また、ROVを水中に降ろす時に船体が波等で揺れると、ROVが揺れて船体に接触する等の問題がある。
この発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、コンパクトな構造で、かつROVの昇降が容易である機器艤装船舶を提供することを目的としている。
前記課題を解決し、かつ目的を達成するために、この発明は、以下のように構成した。
請求項1に記載の発明は、推進機を備え、測量や調査等に用いるROVを船体に艤装する機器艤装船舶であり、
前記ROVをセット位置に保持する保持部から水中への昇降を行なう昇降機構と、
前記昇降機構を船体上の収納位置と前記保持部の前記ROVが水中に位置する昇降位置との間を移動させる移動機構とを有するROV揚降装置を備え、
前記昇降機構を収納位置から前記昇降位置へ移動し、前記水中に位置する前記保持部から前記ROVを昇降することを特徴とする機器艤装船舶である。
請求項2に記載の発明は、前記船体の後部に平面部を形成し、この平面部にROV揚降装置を設置したことを特徴とする請求項1に記載の機器艤装船舶である。
前記構成により、この発明は、以下のような効果を有する。
請求項1に記載の発明によれば、昇降機構を収納位置から昇降位置へ移動し、水中に位置する保持部からROVを昇降するから、ROVの重量負荷が小さくなり昇降機構のモータ等を小型にすることができる。また、保持部からROVを降ろす時に船体が波等で揺れても、ROVが船体に接触することがなくなる。
請求項2に記載の発明によれば、船体の後部の平面部にROV揚降装置を設置し、このROV揚降装置は水中に位置する保持部からROVを昇降する位置にあり、重心が下がり航走安定性が向上する。
以下、この発明の機器艤装船舶の実施の形態について説明する。この発明の実施の形態は、発明の最も好ましい形態を示すものであり、この発明はこれに限定されない。
この発明の機器艤装船舶の実施の形態を図1乃至図14に基づいて説明する。図1は機器艤装船舶を斜め前側から見た斜視図、図2は機器を艤装しない状態の機器艤装船舶の縦断面図、図3は機器を艤装しない状態の機器艤装船舶の横断面図、図4は機器を艤装しない状態の機器艤装船舶の平面図、図5は運転席ハッチの着脱を示す斜視図、図6は運転席ハッチの水密構造を示す斜視図、図7は操縦器の使用状態を示す図、図8は操縦器の収納状態を示す図、図9はGPS受信器の配置を示す図、図10は取付レール、機器取付タワー及びカメラを取り付けた状態を示す斜視図、図11は機器取付フレームの着脱構造を示す図、図12は機器取付フレームの着脱構造を示す図、図13はトランスポンダの原理を示す図である。
この実施の形態の機器艤装船舶1は、海底の地形の測量や調査等に用いられ、船体2は、ハル3とデッキ4から構成されている。ハル3とデッキ4は、強化プラスチックにより形成されている。ハル3には、図2及び図3に示すように、底板20が設けられ、この底板20によって船体2の内部が上室21と下室22に区画される。上室21には、海底の地形の測量や調査等を行なうための図示しない装置や機器が配置される。上室21の内部には、燃料タンク9が配置されている。
船体2の船体後部には、側板23、天板24及び区画壁25によって、ポンプ室5とエンジン室6が形成されている。デッキ4にはエンジン室6に空気を導入する空気導入口97が設けられている。天板24の上部には、背もたれ26aを有するシート26を設け、運転席27となっている。背もたれ26aは、前側に折り畳み可能になっている。ポンプ室5には、推進機としてジェット推進機7が配置されている。エンジン室6には、ジェット推進機7を駆動するエンジン8が配置されている。このエンジン8には、エンジン8の前側に配置された燃料タンク9から燃料が供給される。
ジェット推進機7は、エンジン8の駆動によってインペラ10が回転すると、ウォータダクト11から水を吸い上げて後方へ噴出して航走する。後進する場合は、バケット12を降ろして水を前方へ噴出する。
エンジン8は4サイクルエンジンが用いられている。エンジン8の前側には、排気管13が接続され、この排気管13が上方を通り後方へ延びている。この排気管13の後端はポンプ室5内に延び、この排気管13にマフラ14が接続されている。このマフラ14には、後側排気管15が接続され、この後側排気管15から排気が水中に排出される。
デッキ4には、図2及び図4に示すように、運転席ハッチ30、前側ハッチ31及び後側ハッチ32が着脱可能に配置されている。運転席ハッチ30の前側には、水よけ99が運転席ハッチ30を囲むように設けられている。運転席ハッチ30は、運転席27の上方に配置され、有人運転時に取り外し、無人運転時に装着する。この運転席ハッチ30は、図5及び図6に示すように、水密構造となっている。
即ち、デッキ4の船体開口部4aを、U字状に折り曲げ、折り曲げ先端部4a1は上方を向いている。折り曲げ先端部4a1には、シール33が取り付けられている。運転席ハッチ30の周縁部30aを、下方に向けて折り曲げ、曲げ部30a1が船体開口部4aの溝部4a2に入り込むようになっている。
運転席ハッチ30の周縁部30aには、取付ノブ36が設けられている。取付ノブ36は、軸部36a、レバー部36b及び係止部36cからなり、軸部36aが周縁部30aに貫通して回動可能になっている。デッキ4の船体開口部4aに運転席ハッチ30を載せた状態で、取付ノブ36を矢印aの方向へ回転すると、軸部36aの係止部36cが船体開口部4aの下部に固定された楔部4a3に係合して固定される。このように、運転席ハッチ30とデッキ4の船体開口部4aとの間は、シール33によって水密構造になっている。
運転席ハッチ30を船体開口部4aから取り外すには、取付ノブ36を矢印bの方向へ回転すると、軸部36aの係止部36cが船体開口部4aの楔部4a3から外れる。水密構造の運転席ハッチ30を取り外せば、操縦者用の運転席27が現れるように配置した構造であり、この実施の形態の機器艤装船舶1は、有人無人運転のいずれでも使用することができる。
操縦器40は、図7及び図8に示すように、操縦ボックス40aと、一対のU状に屈曲した取付レバー40bを有する。操縦ボックス40aには、スタートボタン40a1と、停止ボタン40a2、操縦ハンドル40a3と、スロットルレバー40a4、さらにコントロール表示部40a5が設けられている。
操縦器40を使用する時には、操縦ボックス40aを船体開口部4aの表側に載置し、取付レバー40bを船体開口部4aの裏側に設けられた支持具40cに挿通し、操縦器40が動かないようにして使用する。操縦器40を収納する時には、操縦ボックス40aを船体開口部4aの裏側にし、操縦器40が船体開口部4aの表側に出ないようにして収納し、運転席ハッチ30を船体開口部4aに装着する。
前側ハッチ31は、上室21の上方に配置され、上室21に装置や機器をセットしたり、点検する時等に開放される。前側ハッチ31とデッキ4の船体開口部4bとの間は、シール34によって運転席ハッチ30と同様な水密構造になっている。また、後側ハッチ32は、ポンプ室11の上方に配置され、ジェット推進機7の保守、点検する時に開放される。この後側ハッチ32とデッキ4の船体開口部4cとの間は、シール35によって運転席ハッチ30と同様な水密構造になっている。
この実施の形態の機器艤装船舶1には、図3及び図9に示すように、測位システムAが設けられている。この測位システムAは、GPS受信機42と、磁気方位センサ43とを有する。GPS受信機42により機器艤装船舶1の位置情報を得る。磁気方位センサ43により機器艤装船舶1の方位情報を得る。この測位システムAから得られる情報に基づき無人運転が行なわれる。
このGPS受信機42は、船体2のローリング中心に配置され、変位の少ない位置に配置されている。船体2のローリングにより横方向の速度がGPS受信機42の受信データに影響するが、ローリング中心にGPS受信機42を配置することで、ローリングの影響がない構造になっている。
この実施の形態の機器艤装船舶1には、図10に示すように、船体2に機器を艤装するための取付レール50a,50b,50c,50d,50eが取り付けられている。艤装するための機器は、測量や調査等に用いる機器であれば特に限定されない。また、取付レール50a,50b,50c,50d,50eの断面形状は、断面円形、断面角形でもよく、特に限定されない。
取付レール50a,50bは船体2の後部の左右に配置され、取付レール50c,50dは船体2の中央部の左右に配置され、取付レール50eは船体2の前側の中央に配置されている。このように取付レール50a,50b,50c,50eは、船体2の左右両側と前側に配置され、船体2を広範囲に利用し、かつ左右にバランス良く機器を艤装することができ、航走安定性が向上する。
また、取付レール50a,50cは船体2の航走方向を前側として右側に位置し、取付レール50b,50dは左側に位置し、船体2の航走方向中心線に対して左右対称位置に配置され、左右にバランス良く機器を艤装することができ、航走安定性が向上する。
この取付レール50c,50dには、図1に示すように、機器取付フレーム60が装着され、この機器取付フレーム60にソナー61が艤装される。ソナー61により水の透明度が悪い場合でも目標物を探知することができる。
機器取付フレーム60は、複数のフレーム60aを組み付けて構成され、複数の脚部60bを有する。この脚部60bには、図12に示すように、一対の係止アーム60cが取付ボルト60dとナット60eによって取り付けられている。一対の係止アーム60cは、取付レール50c,50dを挟むように組み付け、一対の係止アーム60cの基部は締付ボルト60fによって締付固定される。
機器取付フレーム60には、ソナー昇降装置62が組み付けられている。このソナー昇降装置62は、昇降ガイド62a、保持具62b、吊り装置62cを有する。昇降ガイド62aの上部62a1が機器取付フレーム60に取り付けられ、下部62a2を船体2の側部に当てがい確実に支持されている。この昇降ガイド62aによって案内されてソナー61が昇降する。保持具62bは、昇降ガイド62aに設けられている。保持具62bがソナー61を保持し、保持を解除することで、ソナー61が下降する。吊り装置62cの吊りロープ62c1がガイドリール62c2を介してソナー61に連結され、ソナー61の保持を解除すると、ソナー61が自重で水中に入り所定位置まで下降する。ソナー61を水中から上げるには、吊り装置62cの駆動モータ62c3を駆動し、吊りロープ62c1を巻き上げてソナー61を保持具62bの位置にすると、保持具62bによって保持される。
このように、取付レール50c,50dに機器取付フレーム60を装着することで、機器取付フレームを60利用して機器であるソナー61の水中へ降ろしたり、上げたりするソナー昇降装置62を容易に設けることができる。
この実施の形態の機器艤装船舶1には、図13に示すように、ROV70にトランスポンダ71が備えられ、ROV70の位置を検知するようになっている。このトランスポンダ71は、前側の1箇所と、後側の左右2箇所の既知の位置に設置したトランスデューサ(超音波発信機)72,73,74の信号から距離を知る三角測量の原理を用いており、トランスデューサ72,73,74は離れた位置に配置される。
トランスデューサ72は、図1及び図2に示すように、トランスデューサ昇降装置75により船体2の内部から水中へ移動される。トランスデューサ昇降装置75は、船体2の前側の内部に配置されている。
トランスデューサ73,74は、図1に示すように、トランスデューサ昇降装置76,77により船体2の上方位置から水中へ移動される。トランスデューサ昇降装置76,77は、船体2の後側の左右上部に配置されている。
ROV70は、図1に示すように、ROV揚降装置78により船体2の上方位置から水中へ移動される。ROV揚降装置78は船体2の後側中央部に配置されている。
次に、トランスポンダ71の動作について説明する。まず、トランスデューサ72,73,74のうち1つのトランスデューサから超音波を発信する。ROV70に取り付けられたトランスポンダ71の超音波送受信機71aが受信し、直ぐに応答の超音波を発信する。ROV70からの応答パルスを、3つのトランスデューサ72,73,74が受信する。
このトランスデューサ72,73,74のうち1つのトランスデューサから超音波を発信する動作から、それぞれのトランスデューサ72,73,74がROV70からの超音波を受信するまでの時間を計測する。それぞれの計測した時間から、ROV70から各トランスデューサ72,73,74の距離を計算する。この計算方法は、最初に送信したトランスデューサが、ROV70からの超音波を受信するまでの時間が、超音波の往復時間とROVの超音波応答時間を加えた時間になり、ROV応答時間はROV70で固定されているから、最初に送信したトランスデューサからROV70までの距離と、ROV70が応答超音波を発信したタイミングがわかる。他の2つのトランスデューサは、このタイミングから差分時間を計算すれば、それぞれのトランスデューサからの距離が決定できる。3箇所からの距離が決まり、なおかつ水面下であるので、船体2からのROV70の相対位置が決定できる。また、機器艤装船舶1はGPS受信機42と磁気方位センサ43により、位置と向きがわかっているので、機器艤装船舶1のデータをもとに、ROV70の絶対位置も算出が可能である。
この実施の形態の機器艤装船舶1には、図10及び図11に示すように、左右の取付レール50a,50bの間の船体位置を利用して運転席ハッチ30を着脱可能に備えており、この運転席ハッチ30を外すことで運転席27に座って操船することができる。この左右の取付レール50a,50bに機器を搭載する機器取付タワー80が着脱可能に取り付けられている。機器取付タワー80は、複数のフレーム80aを組み付けて構成される。支柱となるフレーム80aの下部80a1には、図11に示すように、一対の係止アーム80cが取付ボルト80dとナット80eによって取り付けられている。一対の係止アーム80cは、取付レール50a,50bを挟むように組み付け、一対の係止アー厶80cの基部は締付ボルト80fによって締付固定される。
機器取付タワー80の上部上側には、レーダ98が取り付けられている。また、機器取付タワー80の上部下側には、船体方向を撮像するモニタカメラ85が取り付けられている。このモニタカメラ85は、例えばビデオカメラを用いることができる。モニタカメラ85は、船全部を見渡せる位置にあり、360度旋回−90°の俯角を設けた構造である。このモニタカメラ85により船体方向を撮像し、1台のモニタカメラ85により船体2の周囲を監視したり、艤装した機器の作動や状態等を監視することができる。
このように、取付レール50a,50bを設けることで、取付レール50a,50bに機器取付タワー80を装着し、この機器取付タワー80を利用して機器を構成するモニタカメラ85を船全部を見渡せる位置に艤装することができる。 この実施の形態では、船体2に取付レール50a,50b,50c,50d,50eを設け、この取付レール50a,50b,50c,50d,50eを利用して機器取付フレーム60や機器取付タワー80を取り付けるための専用の取付構造が不要になる。さらに、機器取付フレーム60や機器取付タワー80を利用して、ソナー61やモニタカメラ85等、種々の測量や調査等に用いる機器を艤装することができ、船体2に簡単な構造で、容易に多種類の機器を搭載することが可能、かつ低コストで汎用性がある。
次に、この実施の形態の機器艤装船舶1に備えられるROV揚降装置78の構成を、図14乃至図18に基づいて詳細に説明する。図14はROV揚降装置を収納状態にした機器艤装船舶の側面図、図15はROV揚降装置を昇降状態にした機器艤装船舶の側面図、図16はROV揚降装置の側面図、図17はROV揚降装置の正面図、図18はROVの斜視図である。
この実施の形態のROV揚降装置78により昇降されるROV70は、図18に示すように、本体70aと、浮力体70cとを有する。本体70aには、電気線70d及び吊り上げワイヤ70eが接続されている。本体70aには、重り70a1があって、水中800では常に直立している。また、本体70aには、テレビカメラ70a2が組み込まれており、下方向をテレビカメラ70a2で見たいときは、テレビカメラ70a2だけ下に向ける。
浮力体70cには、図18(a)に示すように、トランスポンダ71が組み付けられる。また、浮力体70cには、図18(b)に示すように、トランスポンダ71とソナー70fを組み付けるようにしてもよい。
浮力体70cは、発砲プラスチック等で成形され、プロペラ70c1が仕組まれていて、プロペラ70c1の回転方向を制御して噴出口70c2から上方向へ水流を噴流すれば潜水、下方向へ噴流すれば上昇する。なお、ROV70には、トランスポンダ71やソナー70fを組み付けないものであってもよい。
ROV揚降装置78は、図15乃至図18に示すように、昇降機構78aと、移動機構78bとを有する。昇降機構78aは機構本体78a1を有し、この機構本体78a1の上部には、回転ドラム78a2が回転可能に設けられ、この回転ドラム78a2は昇降モータ78a3によって回転される。機構本体78a1の下部には、保持部78a4が設けられ、この保持部78a4にROV70がセットされる。
移動機構78bは、機構本体78b1を有し、この機構本体78b1に平行な前側リンク78b2と後側リンク78b3が配置されている。前側リンク78b2の下部は、連結ピン78c1により機構本体78b1に回動可能に支持され、前側リンク78b2の上部は、連結ピン78c2により機構本体78a1に回動可能に連結されている。後側リンク78b3の中途部は、連結ピン78d1によりブラケット78b4に回動可能に支持され、このブラケット78b4は機構本体78b1に固定されている。また、後側リンク78b3の下部は、連結ピン78d2によりロッド78b5に回動可能に連結されている。
ロッド78b5はシリンダ78b6によって移動し、シリンダ78b6は支持ピン78dによって機構本体78b1に支持されている。後側リンク78b3の上部は、連結ピン78d4により機構本体78a1に回動可能に連結されている。後側リンク78b3は、ロック機構78eによって機構本体78b1に固定され、昇降機構78aを船体2上の収納位置に保持する。
移動機構78bの両側には、制御装置78fが配置され、この制御装置78fによってシリンダ78b6、昇降モータ78a3及びロック機構78eを制御する。
次に、ROV揚降装置78の作動について説明する。ROV揚降装置78は、図15に示すように、昇降機構78aを船体2上の収納位置している。この位置では、後側リンク78b3がロック機構78eによって機構本体78b1に固定され、昇降機構78aを船体2上の収納位置に保持している。
ROV70を水中800に入れる時には、ロック機構78eを解除し、シリンダ78b6を作動してロッド78b5が延びて後側リンク78b3の下部を押す。これにより後側リンク78b3は、連結ピン78d1を支点にして矢印xの方向に回転し、平行な前側リンク78b2が連動して回転し、図16に示す状態になり、保持部78a4にセットされたROV70が水中800に入る。
このようにして、昇降機構78aを収納位置から昇降位置へ移動し、水中800に位置する保持部78a4からROV70を降ろす。水中800に位置する保持部78a4からROV70を昇降するから、ROV70の重量負荷が小さくなり昇降機構78aのモータ等を小型にすることができる。また、保持部78a4からROV70を降ろす時に船体が波等で揺れても、ROV70が船体2に接触することがなくなる。
ROV70を収納する場合には、昇降モータ78a3の駆動によって回転ドラム78a2を回転し、吊り上げワイヤ70eを介してROV70を水中800に位置する保持部78a4に収納する。そして、シリンダ78b6を作動してロッド78b5が引き後側リンク78b3が連結ピン78d1を支点にして矢印xと反対方向に回転する。これにより、平行な前側リンク78b2が連動して回転し、図15に示す状態になる。
このROV揚降装置78は、船体2の後部に形成された平面部600に設置されており、しかもROV揚降装置78は水中800に位置する保持部78a4からROV70を昇降する位置にあり、重心が下がり航走安定性が向上する。
機器艤装船舶に備えるROV揚降装置は、昇降機構を収納位置から昇降位置へ移動し、水中に位置する保持部からROVを昇降するから、ROVの重量負荷が小さくなり昇降機構のモータ等を小型にすることができる。また、保持部からROVを降ろす時に船体が波等で揺れても、ROVが船体に接触することがなくなる。
機器艤装船舶を斜め前側から見た斜視図である。 機器を艤装しない状態の機器艤装船舶の縦断面図である。 機器を艤装しない状態の機器艤装船舶の横断面図である。 機器を艤装しない状態の機器艤装船舶の平面図である。 運転席ハッチの着脱を示す斜視図である。 運転席ハッチの水密構造を示す斜視図である。 操縦器の使用状態を示す図である。 操縦器の収納状態を示す図である。 GPS受信器の配置を示す図である。 取付レール、機器取付タワー及びカメラを取り付けた状態を示す斜視図である。 機器取付フレームの着脱構造を示す図である。 機器取付フレームの着脱構造を示す図である。 トランスポンダの原理を示す図である。 ROV揚降装置を収納状態にした機器艤装船舶の側面図である。 ROV揚降装置を昇降状態にした機器艤装船舶の側面図である。 ROV揚降装置の側面図である。 ROV揚降装置の正面図である。 ROVの斜視図である。
符号の説明
1 機器艤装船舶
2 船体
3 ハル
4 デッキ
20 底板
21 上室
22 下室
5 ポンプ室
6 エンジン室
7 ジェット推進機
8 エンジン
27 運転席
30 運転席ハッチ
40 操縦器
42 GPS受信機
43 磁気方位センサ
50a,50b,50c,50d,50e 取付レール
60 機器取付フレーム
61 ソナー
62 ソナー昇降装置
70 ROV
71 トランスポンダ
72,73,74 トランスデューサ
75,76,77 トランスデューサ揚降装置
78 ROV揚降装置
78a 昇降機構
78b 移動機構
79 ロック機構

Claims (2)

  1. 推進機を備え、測量や調査等に用いるROVを船体に艤装する機器艤装船舶であり、
    前記ROVをセット位置に保持する保持部から水中への昇降を行なう昇降機構と、
    前記昇降機構を船体上の収納位置と前記保持部の前記ROVが水中に位置する昇降位置との間を移動させる移動機構とを有するROV揚降装置を備え、
    前記昇降機構を収納位置から前記昇降位置へ移動し、前記水中に位置する前記保持部から前記ROVを昇降することを特徴とする機器艤装船舶。
  2. 前記船体の後部に平面部を形成し、この平面部にROV揚降装置を設置したことを特徴とする請求項1に記載の機器艤装船舶。
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