JP2009154722A - Power assist device for on-board working - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、船舶に搭載され、操作者の船上の作業を補助する船上作業用パワーアシスト装置に関する。 The present invention relates to an onboard work power assist device that is mounted on a ship and assists an operator's work on board.
船舶は、乗組員や乗客等を目的地に運ぶだけでなく、様々な用途に用いられる。そのため、様々な場面において、乗組員や乗客等が船上にて作業を行うことがある。 Ships are used not only for transporting crew members and passengers to destinations, but also for various purposes. Therefore, in various scenes, crew members, passengers, and the like may perform work on the ship.
下記特許文献1には、船上作業として、海中に漂流する人を救助する海難救助作業が記載されている。特許文献1には、船外に向かって水平に延びるクレーンビームを有するクレーンと、クレーンビームに吊り下げられたロープとを備えた人用船外装置が記載されている。この人用船外装置によれば、ロープにつかまった要救助者をクレーンによって引き寄せ、船上に救出する。 Patent Document 1 below describes a marine rescue operation that rescues a person drifting in the sea as an onboard operation. Patent Document 1 describes a human outboard apparatus including a crane having a crane beam extending horizontally toward the outside of the ship and a rope suspended from the crane beam. According to this outboard device for human beings, a rescuer who is caught on a rope is drawn by a crane and rescued on board.
下記特許文献2には、船上作業として、釣りに関する事項が記載されている。特許文献2には、電動リールの利便性を保ちつつ、魚が掛かったときの手動巻き上げの感覚を味わうことを目的とした魚釣用電動リールが記載されている。この魚釣用電動リールは、釣り糸を巻き上げるときに発生する人力の大きさを検出するための人力検出手段を備え、その検出値に対し、所定の比率でもって補助駆動力を供給するようにモータを回転駆動制御するものである。
ところで、船舶は水面に浮かんでおり、また、海面に浮かぶ船舶は波に揺られる場合も多いので、船上の作業は地上の作業と異なり、常に不安定な状態にさらされる。しかし、上述した船上作業のように、大きな力と作業の正確性との両方が求められる場合がある。 By the way, since the ship floats on the water surface, and the ship floating on the sea surface is often shaken by waves, the work on the ship is always exposed to an unstable state unlike the work on the ground. However, there are cases where both a large force and accuracy of work are required as in the above-described ship work.
上述したように、特許文献1に記載された人用船外装置は、要救助者をクレーンによって機械的に引き寄せるものである。しかし、クレーン等の機械では、人間のような微妙な操作ができず、海中に漂流する人の動きに合わせてロープを微妙に操作することはできない。そのため、作業の正確性の点において、十分に満足できるものとは言い難い。 As described above, the human outboard apparatus described in Patent Document 1 mechanically pulls a rescuer by a crane. However, machines such as cranes cannot be operated delicately like humans, and the rope cannot be operated delicately according to the movement of a person drifting in the sea. For this reason, it is difficult to say that the work accuracy is sufficiently satisfactory.
特許文献2に記載された魚釣用電動リールは、釣り糸を巻き上げるだけであり、釣り竿自体の操作を補助するものではない。そのため、釣り竿の操作(例えば、後述するポンピング操作など)に関して、大きな力を発揮しつつ正確な操作を行うことは困難である。
The electric fishing reel described in
このように、従来は、船外に向かって延びる棒状体(上述の例では、クレーンビームや釣り竿)を用いる船上作業を、作業の正確性を確保しつつ比較的大きな力で補助する装置はなかった。 Thus, conventionally, there is no device that assists onboard work using a rod-like body (in the above example, a crane beam or a fishing rod) that extends toward the outside of the ship with a relatively large force while ensuring the accuracy of the work. It was.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、船外に向かって延びる棒状体を用いる船上作業を、作業の正確性を確保しつつ人力以上の力で補助する船上作業用パワーアシスト装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above points, and the object of the present invention is to assist onboard work using a rod-shaped body extending toward the outside of the ship with a force greater than human power while ensuring the accuracy of the work. An object is to provide a power assist device for onboard work.
本発明に係る船上作業用パワーアシスト装置は、船舶に搭載される船上作業用パワーアシスト装置であって、船外に向かって延びる棒状体を支持する支持部材と、アクチュエータを有し、前記支持部材を水平軸周りに回転させる起伏機構と、操作者から前記支持部材に加えられる水平軸周りの回転力を検出する起伏センサと、前記起伏センサによって検出される回転力を増幅し、増幅後の回転力で前記支持部材が水平軸周りに回転するように前記アクチュエータを制御する制御装置と、を備えたものである。 An onboard work power assist device according to the present invention is an onboard work power assist device mounted on a ship, and includes a support member that supports a rod-like body extending toward the outside of the ship, and an actuator, and the support member A undulation mechanism for rotating the undulation sensor around the horizontal axis, a undulation sensor for detecting a rotative force around the horizontal axis applied by the operator to the support member, and amplifying the rotative force detected by the undulation sensor to rotate after amplification And a control device that controls the actuator so that the support member rotates about a horizontal axis by force.
ここで、「船舶」とは、人や物をのせて水上を渡航するものであり、例えば、ボート、狭義の小型船舶、大型船舶、飛行艇、水上飛行機等が含まれる。「操作者から支持部材に加えられる回転力」とは、操作者から支持部材に直接加えられる回転力であってもよく、支持部材に操作部等が設けられている場合には、この操作部等を介して間接的に加えられる回転力であってもよい。また、操作者が棒状体を握って操作する場合には、操作者から支持部材への回転力は、棒状体を介して間接的に加えられる。 Here, the “ship” refers to a person traveling on the water with a person or an object, and includes, for example, a boat, a small ship in a narrow sense, a large ship, a flying boat, a seaplane, and the like. The “rotational force applied from the operator to the support member” may be a rotational force directly applied from the operator to the support member. When the operation member is provided on the support member, this operation unit It may be a rotational force applied indirectly through the like. In addition, when the operator operates by grasping the rod-shaped body, the rotational force from the operator to the support member is indirectly applied via the rod-shaped body.
一般的に、棒状体を用いる船上作業において最も力が必要となるのは、棒状体を起伏させる動作である。上記船上作業用パワーアシスト装置では、支持部材に支持された棒状体を操作者が起伏させると、起伏に伴う水平軸周りの回転力が起伏センサによって検出される。そして、アクチュエータによってその回転力が増幅され、棒状体は増幅後の回転力で起伏される。このように、操作者による起伏動作がアシストされるので、操作者は大きな力を出すことに一生懸命にならなくて済み、正確に作業を行うことに集中することができる。したがって、比較的大きな力が必要となる作業を正確に行うことができる。 In general, the most necessary force in ship work using a rod-shaped body is an operation of raising and lowering the rod-shaped body. In the above-mentioned power assist device for on-board work, when the operator undulates the rod-like body supported by the support member, the rotational force around the horizontal axis accompanying the undulation is detected by the undulation sensor. Then, the rotational force is amplified by the actuator, and the rod-like body is undulated by the amplified rotational force. In this way, since the undulation operation by the operator is assisted, the operator does not have to work hard to exert a great force, and can concentrate on working accurately. Therefore, an operation requiring a relatively large force can be performed accurately.
上記船上作業用パワーアシスト装置は、アクチュエータを有し、前記支持部材を鉛直軸周りに回転させる旋回機構と、操作者から前記支持部材に加えられる鉛直軸周りの回転力を検出する旋回センサと、をさらに備え、前記制御装置は、前記旋回センサによって検出される回転力を増幅し、増幅後の回転力で前記支持部材が鉛直軸周りに回転するように前記旋回機構のアクチュエータを制御するものであってもよい。 The shipboard power assist device includes an actuator, a turning mechanism for rotating the support member around a vertical axis, a turning sensor for detecting a rotational force around the vertical axis applied to the support member by an operator, The control device amplifies the rotational force detected by the turning sensor, and controls the actuator of the turning mechanism so that the support member rotates about the vertical axis by the amplified rotational force. There may be.
このことにより、棒状体の旋回動作に関しても、比較的大きな力を発揮しつつ作業の正確性を高めることができる。 As a result, the accuracy of the operation can be improved while exerting a relatively large force even with respect to the turning operation of the rod-shaped body.
上記船上作業用パワーアシスト装置は、前記支持部材に設けられ、操作者によって操作される操作部材と、前記棒状体の力覚を前記操作部材に伝える力覚提示手段と、をさらに備えていることが好ましい。 The shipboard power assist device further includes an operation member that is provided on the support member and is operated by an operator, and force sense presentation means that transmits a force sense of the rod-like body to the operation member. Is preferred.
このことにより、操作者は、操作部材を介して棒状体の力覚を感じることができる。そのため、操作者は、棒状体に加わる力に対応した微妙な操作を行いやすくなる。したがって、状況に応じた微妙な操作を容易に行うことができるようになり、作業の正確性をより一層向上させることができる。 Thus, the operator can feel the force sense of the rod-like body through the operation member. Therefore, the operator can easily perform a delicate operation corresponding to the force applied to the rod-shaped body. Therefore, a delicate operation according to the situation can be easily performed, and the accuracy of the work can be further improved.
前記制御装置は、前記棒状体を起伏させる際に、前記支持部材に加えられる水平軸周りの回転力に対し抵抗力を与えるダンパ制御を実行するものであってもよい。 The control device may execute a damper control that applies a resistance force to a rotational force around a horizontal axis applied to the support member when the rod-shaped body is raised and lowered.
このことにより、操作者が急な操作を行った場合に、棒状体がその操作に過敏に反応しないようにすることができる。例えば、棒状体を用いて水難救助を行う場合に、操作者が棒状体を急に引き起こした際に、要救助者が急激に引っ張られて衝撃を受けることを防止することができる。また、例えば、棒状体として釣り竿を用いて魚釣りを行う場合、大型の魚が釣り糸を急に引っ張った際に、操作者に衝撃が加わることを防止することができる。 As a result, when the operator performs an abrupt operation, the rod-shaped body can be prevented from reacting sensitively to the operation. For example, when a rescue operation is performed using a rod-shaped body, when the operator suddenly raises the rod-shaped body, it is possible to prevent the rescuer from being pulled suddenly and receiving an impact. Further, for example, when fishing is performed using a fishing rod as a rod-shaped body, it is possible to prevent an impact from being applied to an operator when a large fish pulls a fishing line suddenly.
前記制御装置は、少なくとも前記起伏機構のアクチュエータによるアシスト力および前記ダンパ制御における抵抗力を調整可能なアシスト調整部を備えていることが好ましい。 It is preferable that the control device includes an assist adjustment unit that can adjust at least an assist force by an actuator of the hoisting mechanism and a resistance force in the damper control.
このことにより、少なくとも前記起伏機構のアクチュエータによるアシスト力と、前記ダンパ制御における抵抗力とを任意に調整することができる。したがって、船上作業用パワーアシスト装置の利便性を向上させることができる。なお、前記制御装置は、旋回機構のアクチュエータによるアシスト力を調整可能に構成されていてもよい。 Thereby, at least the assist force by the actuator of the hoisting mechanism and the resistance force in the damper control can be arbitrarily adjusted. Therefore, the convenience of the onboard work power assist device can be improved. In addition, the said control apparatus may be comprised so that adjustment of the assist force by the actuator of a turning mechanism is possible.
前記棒状体は、水難救助用の救助用具の一部または全部であってもよい。 The rod-shaped body may be a part or all of a rescue tool for water rescue.
水上に浮かぶ要救助者を船上に引き上げる等の水難救助の作業には、大きな力が必要である。その一方、水難救助においては、要救助者の様子に応じて、救助用具を微妙に操作する必要がある。要救助者の状況に反した大雑把な操作や急な操作は、要救助者に衝撃を与え、好ましくないからである。また、要救助者が意図しないタイミングで救助用具を引っ張ったりする場合があり、慎重な操作が必要となる。そのため、上記船上作業用パワーアシスト装置によれば、前述の効果が顕著に発揮されることとなる。上記船上作業用パワーアシスト装置によれば、大きな力と作業の正確性とが要求される水難救助を、好適にアシストすることができる。 A large amount of power is required for rescue work such as lifting a rescuer floating on the water to the ship. On the other hand, in the rescue of water, it is necessary to delicately operate the rescue equipment according to the state of the rescuer. This is because a rough operation or a sudden operation contrary to the situation of the rescuer is unfavorable because it gives a shock to the rescuer. In addition, a rescue tool may be pulled at a timing unintended by the rescuer, which requires careful operation. Therefore, according to the above-mentioned power assist device for on-board work, the above-described effects are remarkably exhibited. According to the above-mentioned power assist device for on-board work, it is possible to favorably assist a water rescue that requires a large force and accuracy of work.
前記棒状体は釣り竿であってもよい。 The rod-shaped body may be a fishing rod.
釣りにおいては、釣り糸の巻き上げだけでなく、釣り竿の操作が重要である。比較的大型の魚を釣り上げる際には、釣り竿の引き起こしと引き下ろしとを繰り返すいわゆるポンピング動作が必要となる。上記船上作業用パワーアシスト装置によれば、比較的大型の魚が掛かった場合であってポンピング動作が容易となり、大きな力で釣り竿を正確に操作することができる。したがって、船上における魚釣りに不慣れな人や、力の劣る人であっても、船上における魚釣りを十分に満喫できるようになる。 In fishing, not only the winding of the fishing line but also the operation of the fishing rod is important. When fishing a relatively large fish, a so-called pumping operation is required in which the fishing rod is repeatedly raised and pulled down. According to the above-mentioned power assist device for on-board work, the pumping operation is facilitated when a relatively large fish is caught, and the fishing rod can be accurately operated with a large force. Therefore, even a person who is unfamiliar with fishing on board or a person with poor power can fully enjoy fishing on board.
以上のように、本発明によれば、船外に向かって延びる棒状体を用いる船上作業を、作業の正確性を確保しつつ人力以上の力で補助する船上作業用パワーアシスト装置を実現することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to realize an onboard work power assist device that assists onboard work using a rod-like body extending toward the outside of the ship with a force greater than human power while ensuring the accuracy of the work. Can do.
以下の説明では、始めに、本実施形態に係る船上作業用パワーアシスト装置の構成を説明し、その後に、船上作業用パワーアシスト装置の利用形態について説明する。 In the following description, first, the configuration of the onboard work power assist device according to the present embodiment will be described, and then the use form of the onboard work power assist device will be described.
《船上作業用パワーアシスト装置の構成》
図1に示すように、船上作業用パワーアシスト装置(以下、単にパワーアシスト装置という)1は、棒状体(図1では図示せず。後述する図5の棒70、図8の釣り竿81を参照。)を支持する支持部材2を備えている。支持部材2は、棒状体を支持するものであれば足り、その形状は特に限定されない。本実施形態では、支持部材2は、前方斜め上向きに延びる細長いブロック体によって形成されている。支持部材2の側部には、操作部としてのグリップ3が設けられている。なお、本実施形態に係るパワーアシスト装置1では、グリップ3は支持部材2の右側に設けられているが、グリップ3は支持部材2の左側に設けられていてもよく、左右両側に設けられていてもよい。グリップ3を支持部材2の他の部分に設けることも可能である。グリップ3の根元側には、グリップ3に加えられる操作力を検出する力センサ31が設けられている。
《Configuration of power assist device for onboard work》
As shown in FIG. 1, a power assist device for on-board work (hereinafter simply referred to as a power assist device) 1 is a rod-like body (not shown in FIG. 1, see
支持部材2の下側には、支持部材2を水平軸(図1の仮想水平軸Y参照)周りに回転させる起伏機構10が配置されている。起伏機構10は、支持部材2の下側に形成された水平に延びる回転軸11と、回転軸11の両端を回転自在に支持するブラケット12とを備えている。右側のブラケット12には、支持部材2の水平軸周りの回転力を検出する起伏センサ32が取り付けられている。回転軸11の左端には、回転軸11を回転させるアクチュエータ41が取り付けられている。
A
起伏機構10の下側には、起伏機構10を介して支持部材2を鉛直軸(図1の仮想鉛直軸Z参照)周りに回転させる旋回機構15が配置されている。旋回機構15は、鉛直軸周りに回転可能な回転台16によって構成されている。回転台16の下側には、起伏機構10に加えられる回転力を検出する旋回センサ33が取り付けられている。したがって、旋回センサ33は、起伏機構10を介して、支持部材2に加えられる鉛直軸周りの回転力を検出することができる。回転台16の下方には、回転台16を回転させるアクチュエータ42が設けられている。なお、アクチュエータ41,42の種類は特に限定されず、例えば、電動モータ、油圧モータ等を好適に用いることができる。
Below the
図2は、パワーアシスト装置の制御装置50を表すブロック図である。制御装置50は、アシスト力を調整するアシスト調整部53と、支持部材2の起伏動作および旋回動作における力の増幅率(すなわち、パワーアシストゲイン)を設定する第1アシスト制御則部51と、支持部材2の起伏動作および旋回動作における抵抗力の比率を設定する第2アシスト制御則部52とを備えている。なお、D1,D2は、それぞれアクチュエータ41,42を駆動するドライバである。
FIG. 2 is a block diagram showing the
上述のように、第1アシスト制御則部51は、支持部材2の起伏動作および旋回動作における力の増幅率(つまり、パワーアシストゲイン)を設定する部分である。すなわち、第1アシスト制御則部51において、支持部材2の起伏動作および旋回動作の力の増幅率が設定される。支持部材2の起伏動作および旋回動作の力の増幅率は、それぞれ独立に設定してもよく、互いに関連づけて設定してもよい。起伏動作の力の増幅率と旋回動作の力の増幅率とは、同じであってもよく、異なっていてもよい。
As described above, the first assist
本実施形態では、支持部材2に急激な力が加えられると、支持部材2の急な動きを抑制するように、支持部材2に抵抗力が付与される。第2アシスト制御則部52は、支持部材2の起伏動作および旋回動作における抵抗力を設定する部分である。本実施形態では、第2アシスト制御則部52は、操作者の操作力にマイナスのゲイン(−KV)を用いた−KV・yの負の出力フィードバックを与えることにより、操作力に応じた抵抗力を与える。本実施形態では、第2アシスト制御則部52は、支持部材2の水平軸周りの角速度および鉛直軸周りの角速度に基づいて、抵抗力のゲインを設定する。第2アシスト制御則部52は、支持部材2の起伏動作において起こす方向に角速度が検出される場合(例えば、プラス方向とする)は抵抗力のゲインを零とし、伏せる方向に角速度が検出される場合(例えば、マイナス方向)は抵抗力のゲインを−KVとする。これにより、支持部材2を起こす際には抵抗を感じることなく、支持部材2が伏せる(引かれる)際には抵抗力を付与することができる。
In the present embodiment, when a sudden force is applied to the
パワーアシスト装置1の操作部5は、操作者によって操作される部分である。操作部5には、前述のグリップ3と、アシスト力および抵抗力の調整の際に操作される入力装置4とが含まれる。操作者は、入力装置4に所望の増幅率を入力することにより、アシスト力を自由に設定することができる。例えば、入力装置4に増幅率として、数字の「2」を入力すると、入力装置4からアシスト調整部53に対して調整指令が送信され、アシスト調整部53はパワーアシストゲインを「2」に調整する。また、入力装置4に所望の抵抗率を入力することにより、抵抗力や抵抗力を発生させる条件等を自由に設定することができる。
The
本実施形態に係るパワーアシスト装置1では、支持部材2は、外部から力が加えられると、その力の大きさに応じて起伏および旋回する。すなわち、本パワーアシスト装置1では、支持部材2に支持される棒状体(図1および図2では図示せず)に外部から力が加えられると、棒状体が移動することによって支持部材2も移動する。そのため、支持部材2に取り付けられたグリップ3も、棒状体に追従して移動することになる。その結果、棒状体の力覚は、支持部材2を介してグリップ3に伝わり、ひいては操作者に伝達されることになる。このように、本実施形態に係るパワーアシスト装置1には、棒状体の力覚を操作部5のグリップ3に伝える力覚提示手段が内在している。図2における入力Xは、グリップ3に伝えられる力覚を示している。
In the power assist device 1 according to the present embodiment, when a force is applied from the outside, the
なお、図2において、uはシステムの入力を表し、u=uh+Kusr・uh+uVである。ここで、uhは操作者の操作力を表し、Kusrはパワーアシストゲインを表し、uVは制御対象に対する負の出力フィードバックである。抵抗力のゲイン(負の出力フィードバックゲイン)をKV、システムの出力をyとすると、uV=−KV・yである。 In FIG. 2, u represents the input of the system, and u = u h + K usr · u h + u V. Here, u h represents the operating force of the operator, K usr represents the power assist gain, and u V represents a negative output feedback for the controlled object. If the resistance gain (negative output feedback gain) is K V and the system output is y, then u V = −K V · y.
以上が、制御装置50の構成である。なお、制御の状態によっては、操作者の操作力の方向と、アクチュエータ41,42によって駆動される支持部材2の動作の方向とが、逆の方向になるおそれがある。そこで、それらの方向が逆になると、システムが不安定な状態であるとして、システムが安定化するまで支持部材2の動作を規制する安定化制御を行うようにしてもよい。
The above is the configuration of the
例えば、図3に示すような制御システム(特許第3809614号公報参照)を応用し、当該制御システム中の「可変重みWusr」または「可変重みWV」に基づいてパワーアシスト状態の安定性を判断するようにしてもよい。 For example, by applying a control system as shown in FIG. 3 (see Japanese Patent No. 3809614), the stability of the power assist state is improved based on “variable weight W usr ” or “variable weight W V ” in the control system. You may make it judge.
この制御システムでは、システムの入出力(なお、ここでは入力を操作者の操作力uh、出力を角速度yとしている)を仮想パワーモニタ55で観測し、観測結果Pvからシステムの安定性を評価する。安定性の評価は、観測結果Pvから計算される仮想エネルギによって行い、この仮想エネルギに基づいて、下記式(1)における可変重みWusr、または可変重みWV、あるいはその両方を仮想パワーリミッタ56にて調整することで、システムが安定となるようにする。
In this control system, the input / output of the system (in this case, the input is the operation force u h of the operator and the output is the angular velocity y) is observed by the virtual power monitor 55, and the stability of the system is evaluated from the observation result Pv. To do. The stability is evaluated by virtual energy calculated from the observation result Pv. Based on the virtual energy, the variable weight W usr and / or the variable weight W V in the following formula (1) is used as the
+ udis + Wvuv
uh:人間の操作力
udis:外乱などの未知の入力
uv:制御対象に接続される負の出力フィードバック uv = −Kvy
y:システムの出力
Kusr:パワーアシストゲインを表わす正の対角行列
Kv:負の出力フィードバックゲインを表わす正の対角行列
Wusr:仮想パワーリミッタを構成する可変重みを表わす正の対角行列
Wv:仮想パワーリミッタを構成する可変重みを表わす正の対角行列
Ev0:設計者が定める任意の定数
Pv:仮想パワーモニタにおける観測量 Pv = yT×uh
+ u dis + W v u v
u h : Human operating power
u dis : Unknown input such as disturbance
u v : Negative output feedback connected to the controlled object u v = −K v y
y: System output
K usr : Positive diagonal matrix representing power assist gain
K v : positive diagonal matrix representing negative output feedback gain
W usr : a positive diagonal matrix representing the variable weights that make up the virtual power limiter
W v: positive diagonal matrix representing the variable weight constituting the virtual power limiter
E v0 : Arbitrary constant determined by the designer
P v : Observed quantity in virtual power monitor P v = y T × u h
つまり、この制御システムでは、システムの安定性を仮想エネルギによって判断していることから、この仮想エネルギをパワーアシスト状態の安定性を判断しているパラメータとみなしてよい。 That is, in this control system, since the stability of the system is determined by virtual energy, this virtual energy may be regarded as a parameter for determining the stability of the power assist state.
また、不安定な仮想エネルギが示された場合、式(1)を満たすよう、可変重みWusrを減少、あるいは可変重みWvを増加させてシステムを安定化させるため、可変重みWusr、あるいは可変重みWv、あるいはその両方を、パワーアシスト状態を判断するパラメータとみなすこともできる。 When unstable virtual energy is indicated, the variable weight Wusr or the variable weight Wv is used to stabilize the system by decreasing the variable weight Wusr or increasing the variable weight Wv so as to satisfy the expression (1). Or both of them can be regarded as parameters for determining the power assist state.
《利用例1:海難救助》
次に、図4〜図7を参照しながら、本実施形態に係るパワーアシスト装置1を海難救助に利用した例について説明する。なお、以下に説明するパワーアシスト装置1は、前述のパワーアシスト装置1と構成が若干相違するが、基本構成は同様である。そこで、前述のパワーアシスト装置1と同様の部分には同様の符号を付し、それらの詳細な説明は省略する。
《Example of use 1: Marine rescue》
Next, an example in which the power assist device 1 according to the present embodiment is used for marine rescue will be described with reference to FIGS. The power assist device 1 described below is slightly different in configuration from the power assist device 1 described above, but the basic configuration is the same. Therefore, the same parts as those of the power assist device 1 described above are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
図4および図5に示すように、パワーアシスト装置1は、船舶100に設置されている。パワーアシスト装置1の支持部材2には、救助用具72の棒70が支持されている。救助用具72は、棒70の先端側に網71が取り付けられたものである。救助者75は、海中に漂流する要救助者76を網71ですくい上げ、船上に救出する。
As shown in FIGS. 4 and 5, the power assist device 1 is installed in a
図6に示すように、支持部材2には、救助用具72の棒70を固定する固定具2aが設けられている。そして、棒70は、支持部材2の間に挿入された状態で固定具2aによって固定されている。これにより、棒70は、支持部材2と一体となって移動する。
As shown in FIG. 6, the
救助作業の際には、船上の救助者75は、グリップ3を握り、グリップ3を引き上げまたは押し下げることによって支持部材2を起伏させ、グリップ3を前方に押し出しまたは後方に引っ張ることによって支持部材2を旋回させる。このとき、救助者75からグリップ3に加えられた力は、制御装置50(図2参照)およびアクチュエータ41,42によって増幅される。そして、支持部材2に固定された救助用具72は、増幅された力で起伏および旋回される。
In the rescue operation, the
したがって、パワーアシスト装置1を用いることにより、救助者75は、大きな力を出さなくても、救助用具72を用いて要救助者76を船上に救出することが可能となる。船舶100は海面に浮かんでおり、船上の作業は不安定な状態で行われるものであるが、本パワーアシスト装置1を利用することによって、救助作業を正確に行うことができる。すなわち、救助者75は、大きな力を発揮することに煩わされず、作業を正確に行うことに集中することができるので、救助作業をより正確に行うことが可能となる。また、救助者75は、自分の持っている力以上の力で要救助者76を救出することが可能となり、救助者75にかかる負担も軽減できる。
Therefore, by using the power assist device 1, the
また、パワーアシスト装置1には、棒状体(上記利用例1においては、救助用具72の棒70)の力覚を操作部5のグリップ3に伝える力覚提示手段が内在している。そのため救助者75は、グリップ3を介して救助用具72の力覚を感じることができる。これにより、救助者75は、救助用具72に加わる力に対応した微妙な操作を行いやすくなり、要救助者76の状況に対応した微妙な操作を行うことが容易となる。例えば、要救助者76が救助用具72を無理に引っ張ったりした場合に、その動きに対抗するような操作を行うことが抑制され、要救助者76に衝撃を与えてしまうことを防止しやすくなる。したがって、状況に応じた適切な操作がし易くなり、作業の正確性をより一層向上させることができる。
Further, the power assist device 1 includes force sense presenting means for transmitting the force sense of the rod-shaped body (the
また、パワーアシスト装置1は、救助者75が支持部材2を用いて救助用具72の棒70を引き上げる際または引き下げる際に、少なくとも支持部材2に加えられる水平軸周りの回転力に対し抵抗力を与えるダンパ制御を実行する。これにより、操作者が急な操作を行った場合に、救助用具72がその操作に過敏に反応しないようにすることができる。そのため、要救助者76が救助用具72をつかんでいるときに、操作者が救助用具72の棒70を急に引き起こした場合に、要救助者76が急激に引っ張られて衝撃を受けることを防止することができる。
The power assist device 1 also provides resistance to at least the rotational force around the horizontal axis applied to the
パワーアシスト装置1の制御装置50は、起伏機構10のアクチュエータ41のアシスト力と、旋回機構15のアクチュエータ42のアシスト力と、ダンパ制御における抵抗力とを任意に調整可能なアシスト調整部53を備えている。そのため、操作者は、上記アシスト力および抵抗力を任意に調整することができる。したがって、パワーアシスト装置1の利便性を向上させることができる。
The
《利用例2:釣り》
次に、図8〜図10を参照しながら、パワーアシスト装置1を釣りに利用した例について説明する。なお、以下に説明するパワーアシスト装置1も、前述のパワーアシスト装置1と構成が若干相違するが、基本構成は同様である。そこで、前述のパワーアシスト装置1と同様の部分には同様の符号を付し、それらの詳細な説明は省略する。
<< Example 2: Fishing >>
Next, an example in which the power assist device 1 is used for fishing will be described with reference to FIGS. The power assist device 1 described below is slightly different from the power assist device 1 described above, but the basic configuration is the same. Therefore, the same parts as those of the power assist device 1 described above are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
図8に示すように、パワーアシスト装置1は、船舶100に設置されている。パワーアシスト装置1の支持部材2には、棒状体として釣り竿81が支持されている。図示は省略するが、釣り竿81には釣り糸が取り付けられている。
As shown in FIG. 8, the power assist device 1 is installed in a
図9および図10に示すように、支持部材2には、釣り竿81を固定する固定具2aが設けられている。そして、釣り竿81は、支持部材2の間に挿入された状態で固定具2aによって固定されている。これにより、釣り竿81は支持部材2と一体となって移動する。
As shown in FIGS. 9 and 10, the
釣り人(すなわち操作者)は、グリップ3を握り、グリップ3を引き上げまたは押し下げることによって支持部材2を起伏させ、グリップ3を前方に押し出しまたは後方に引っ張ることによって支持部材2を旋回させる。このとき、釣り人からグリップ3に加えられる力は、制御装置50(図2参照)およびアクチュエータ41,42によって増幅される。そして、支持部材2に固定された釣り竿81は、増幅後の力で起伏および旋回される。
The angler (that is, the operator) grasps the
なお、釣り竿81には、釣り糸を巻き上げるためのリールが設けられていなくてもよいが、手動式または電動式のリールが設けられていてもよい。
Note that the
以上のように、パワーアシスト装置1を用いることにより、釣り人は、比較的小さな力で魚を釣り上げることができる。そのため、例えば船舶100が波に揺れている場合であっても、釣り人は、不安定な状態のもとで大きな力を出すことに一生懸命にならなくても済み、釣り竿81を思い通りに操作することが可能となる。したがって、釣り竿81の操作に専念することができ、釣りの楽しさを満喫することができる。本パワーアシスト装置1を用いることによって、船上における魚釣りに不慣れな人(いわゆる初心者等)や力の劣る人(例えば、子供や高齢者等)であっても、船上における魚釣りを十分に満喫することができるようになる。
As described above, by using the power assist device 1, the angler can catch a fish with a relatively small force. Therefore, for example, even when the
ところで、比較的大きな魚を釣り上げる際には、釣り竿81の引き起こしと引き下ろしとを繰り返すいわゆるポンピング動作が必要となる。ところが、ポンピング動作には、大きな力が必要となる。しかし、本パワーアシスト装置1によれば、上述のように大きな力が不要となるので、特に、ポンピング動作が容易となる。したがって、本パワーアシスト装置1を用いることにより、力の劣る人であっても、カジキ、マグロ、カツオ等の大型の魚を容易に釣り上げることが可能となる。
By the way, when fishing a relatively large fish, a so-called pumping operation that repeats the raising and lowering of the
また、パワーアシスト装置1には、力覚提示手段が内在している。そのため、釣り人は、グリップ3を介して釣り竿81(ひいては、釣り竿81に取り付けられた釣り糸)の力覚を感じることができる。これにより、釣り人は、釣り糸に掛かった魚の動きに対応した微妙な操作を行いやすくなり、また、いわゆるアタリの感覚を十分に楽しむことができ、魚釣りの醍醐味を味わうことができる。
The power assist device 1 includes force sense presenting means. Therefore, the angler can feel the sense of force of the fishing rod 81 (and eventually the fishing line attached to the fishing rod 81) via the
また、パワーアシスト装置1は、釣り人が支持部材2を用いて釣り竿81を引き上げる際または引き下げる際に、少なくとも支持部材2に加えられる水平軸周りの回転力に対し抵抗力を与えるダンパ制御を実行する。したがって、釣り糸に魚が引っ掛かった後、魚が釣り糸を大きな力で急激に引っ張った場合であっても、釣り人に大きな衝撃が加わることを防止することができる。
Further, the power assist device 1 executes a damper control that gives resistance to at least the rotational force about the horizontal axis applied to the
《変形例1》
前記実施形態では、操作部5のグリップ3が支持部材2に設けられ、支持部材2とグリップ3とは一体となって移動するように構成されている。そして、棒状体に外部からの力が加わると、棒状体が移動することによって支持部材2も移動し、結果的に、グリップ3も棒状体に追従して移動する。そのため、棒状体の力覚は、支持部材2およびグリップ3を介して操作者に伝達される。これにより、パワーアシスト装置1に力覚提示手段が内在することとなった。しかし、操作部5と支持部材2とが分離され、それらの間に、油圧回路等の液圧回路を備えた力覚提示機構を設けることも可能である。
<< Modification 1 >>
In the said embodiment, the
例えば、図11に示すように、パワーアシスト装置1をマスタ・スレーブ方式のパワーアシスト装置としてもよい。この変形例では、パワーアシスト装置1は、マスタ部65Bとスレーブ部65Aとを備えている。
For example, as shown in FIG. 11, the power assist device 1 may be a master / slave power assist device. In this modification, the power assist device 1 includes a
スレーブ部65Aは、前記実施形態のパワーアシスト装置1において、グリップ3の代わりに、支持部材2の起伏および旋回用のロータリアクチュエータ61を設けたものである。一方、マスタ部65Bは、前記実施形態の支持部材2とほぼ同様の構成を有する操作部材2Bと、操作部材2Bを水平軸周りに回転自在に支持する回転軸11Bと、操作部材2Bを鉛直軸周りに回転自在に支持する回転台16Bと、操作部材2Bの起伏および旋回用のロータリアクチュエータ62とを備えている。操作部材2Bには、グリップ3が設けられている。なお、ロータリアクチュエータ61,62としては、起伏用および旋回用のものが各々1組ずつ設けられている。ただし、図11では、ロータリアクチュエータ61,62は、それぞれ1つずつしか図示していない。
The
スレーブ部65Aのロータリアクチュエータ61とマスタ部65Bのロータリアクチュエータ62とは、油圧配管63を介して接続されている。これにより、油圧式の力覚提示機構65が構成されている。本変形例によれば、スレーブ部65Aの支持部材2の起伏動作および旋回動作は、油圧を介して、マスタ部65Bの操作部材2Bの起伏動作および旋回動作となって伝達される。
The
このように、本変形例によれば、操作部分(すなわちマスタ部65B)と駆動部分(すなわちスレーブ部65A)とを分離させることができる。したがって、パワーアシスト装置1の応用範囲が広がり、パワーアシスト装置1の利便性を向上させることができる。
Thus, according to this modification, the operation part (that is,
《変形例2》
前記利用例1に係るパワーアシスト装置1と利用例2に係るパワーアシスト装置1とは、別物であってもよいが、同一であってもよい。例えば、支持部材2の固定具2aに汎用性を持たせることによって、複数種類の棒状体を同一のパワーアシスト装置1に選択的に装着することが可能となる。このように、パワーアシスト装置1は、支持部材2に取り付けられる棒状体が交換可能に構成されていてもよい。このことにより、パワーアシスト装置1の利便性をさらに向上させることができる。
<<
The power assist device 1 according to the usage example 1 and the power assist device 1 according to the usage example 2 may be different or the same. For example, by providing versatility to the
本発明によれば、操作者の船上の作業を補助する船上作業用パワーアシスト装置について有用である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, it is useful for an onboard work power assist device that assists an operator's work on board.
1 船上作業用パワーアシスト装置
2 支持部材
3 グリップ(操作部材)
10 起伏機構
15 旋回機構
32 起伏センサ
33 旋回センサ
41 アクチュエータ
42 アクチュエータ
50 制御装置
53 アシスト調整部
70 救助用具の棒(棒状体)
81 釣り竿(棒状体)
1 Onboard
DESCRIPTION OF
81 Fishing rod (bar)
Claims (7)
船外に向かって延びる棒状体を支持する支持部材と、
アクチュエータを有し、前記支持部材を水平軸周りに回転させる起伏機構と、
操作者から前記支持部材に加えられる水平軸周りの回転力を検出する起伏センサと、
前記起伏センサによって検出される回転力を増幅し、増幅後の回転力で前記支持部材が水平軸周りに回転するように前記アクチュエータを制御する制御装置と、
を備えた船上作業用パワーアシスト装置。 A power assist device for onboard work mounted on a ship,
A support member for supporting a rod-shaped body extending toward the outside of the ship;
An undulation mechanism having an actuator and rotating the support member around a horizontal axis;
An undulation sensor for detecting a rotational force around a horizontal axis applied to the support member by an operator;
A control device that amplifies the rotational force detected by the undulation sensor and controls the actuator so that the support member rotates about a horizontal axis with the amplified rotational force;
Power assist device for onboard work with
アクチュエータを有し、前記支持部材を鉛直軸周りに回転させる旋回機構と、
操作者から前記支持部材に加えられる鉛直軸周りの回転力を検出する旋回センサと、をさらに備え、
前記制御装置は、前記旋回センサによって検出される回転力を増幅し、増幅後の回転力で前記支持部材が鉛直軸周りに回転するように前記旋回機構のアクチュエータを制御する、船上作業用パワーアシスト装置。 The power assist device for onboard work according to claim 1,
A turning mechanism having an actuator and rotating the support member around a vertical axis;
A rotation sensor for detecting a rotational force around a vertical axis applied from the operator to the support member, and
The control device amplifies the rotational force detected by the turning sensor, and controls the actuator of the turning mechanism so that the support member rotates about the vertical axis with the amplified rotational force. apparatus.
前記支持部材に設けられ、操作者によって操作される操作部材と、
前記棒状体の力覚を前記操作部材に伝える力覚提示手段と、
をさらに備えた船上作業用パワーアシスト装置。 The power assist device for on-board work according to claim 1 or 2,
An operation member provided on the support member and operated by an operator;
Force sense presenting means for transmitting the force sense of the rod-shaped body to the operation member;
A power assist device for onboard work, further comprising:
前記制御装置は、前記棒状体を起伏させる際に、前記支持部材に加えられる水平軸周りの回転力に対し抵抗力を与えるダンパ制御を実行する、船上作業用パワーアシスト装置。 In the shipboard power assist device according to any one of claims 1 to 3,
The said control apparatus is a power assist apparatus for ship work which performs damper control which gives resistance with respect to the rotational force around the horizontal axis applied to the said supporting member, when raising and lowering the said rod-shaped body.
前記制御装置は、少なくとも前記起伏機構のアクチュエータによるアシスト力および前記ダンパ制御における抵抗力を調整可能なアシスト調整部を備えている、船上作業用パワーアシスト装置。 The power assist device for onboard work according to claim 4,
The said control apparatus is a power assist apparatus for ship work provided with the assist adjustment part which can adjust at least the assist force by the actuator of the said hoisting mechanism, and the resistance force in the said damper control.
前記棒状体は、水難救助用の救助用具の一部または全部である、船上作業用パワーアシスト装置。 In the shipboard power assist device according to any one of claims 1 to 5,
The rod-shaped body is a power assist device for on-board work, which is a part or all of a rescue tool for rescue of water.
前記棒状体は釣り竿である、船上作業用パワーアシスト装置。
In the shipboard power assist device according to any one of claims 1 to 5,
The power assist device for on-board work, wherein the rod-shaped body is a fishing rod.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007335335A JP2009154722A (en) | 2007-12-26 | 2007-12-26 | Power assist device for on-board working |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (1)
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ID=40959200
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2022037041A1 (en) * | 2020-08-21 | 2022-02-24 | 南京灵雀智能制造有限公司 | Aquatic rescue robot and operation method thereof |
-
2007
- 2007-12-26 JP JP2007335335A patent/JP2009154722A/en active Pending
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